一种带有双透镜结构的高耦合度光组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带有双透镜结构的高耦合度光组件，其包括用于收/发光线的有源元件和用于为有源元件传导收/发光线的光纤，有源元件和光纤之间依次设置有元件端透镜和光纤端透镜；元件端透镜和光纤端透镜为球透镜、非球透镜或平凸透镜；有源元件为发光元件或光敏元件；在元件端透镜和光纤端透镜之间加入一组或多组滤光片。本实用新型专利技术的耦合效率显著提升，提升了产品性能，降低了对原材料的要求，达到某一个特定功率需要的电流相应减小，从而降低了能耗；由于使用对称结构，对位置的变动没有以前的产品那么敏感，提升了可靠性；出现可探测光功率的面积扩大多倍，利于找到耦合初始点，从而提高生产效率，不需要花费很多时间找到耦合初始点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种带有双透镜结构的高耦合度光组件。
技术介绍
根据目前公知的组件构造可知，一般的光组件是将芯片与光学元件进行同轴封装，即T0封装(Transistor-Outline)，TO封装与光纤进行耦合，利用金属部件，通过激光焊接或胶粘，将T0封装与光纤固定在一起，做成光组件。在这种组件中存在以下缺点:(1)对于直径1.5毫米的BK7玻璃球透镜的T0封装，激光器芯片发射的光线耦合到光纤中，即发射耦合，耦合效率低，一般效率低于15% ;(2)可以使用非球透镜来提高发射耦合效率，但非球透镜价格昂贵，导致产品的成本显者提尚;(3)光纤传输过来的光线，聚焦到探测器芯片的光敏面，即接收耦合，最小光斑直径达到50微米，非常不利于耦合；(4) T0封装结构复杂，成本高，自动化生产的难度大、投资成本也很高；(5)芯片与光学元件之间的位置由T0管座、T0管帽及衬底的尺寸决定，实时调节难度大，导致耦合效率的进一步降低、耦合工艺难度增加。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供了一种性能可靠、耦合效率高且成本低、便于生产的带有双透镜结构的高耦合度光组件。本技术所采用的技术方案如下:一种带有双透镜结构的高耦合度光组件，其包括用于收/发光线的有源元件和用于为有源元件传导收/发光线的光纤，其特征在于:所述有源元件和光纤之间依次设置有元件端透镜和光纤端透镜。进一步的，所述元件端透镜和光纤端透镜为球透镜、非球透镜或平凸透镜。进一步的，所述有源元件为发光元件或光敏元件。进一步的，在元件端透镜和光纤端透镜之间加入一组或多组滤光片，所述滤光片包括用于对一定波长的光线进行折射或反射的第一滤光片和/或用于对特定波长以外的光线进行拦截的第二滤光片。进一步的，本技术还包括用于卡接光纤的光接口，所述光接口包括尾纤式光接口或插拔式光接口，所述光纤通过光接口与其前端的光纤端透镜同轴或偏轴设置。进一步的，本技术还包括元件端透镜座-和光纤端透镜座-;所述元件端透镜和光纤端透镜分别设置在元件端透镜座-和光纤端透镜座-中，所述元件端透镜座-和光纤端透镜座-内均设有容置槽，所述容置槽适于容置元件端透镜和光纤端透镜。进一步的，本技术还包括用于放置有源元件的基座，所述基座与元件端透镜座-构成密闭空间，所述有源元件位于所述密闭空间中。进一步的，所述基座与元件端透镜座-之间通过填料连接固定。进一步的，所述填料为胶、焊料或焊膏。进一步的，所述尾纤式光接口包括尾胶套、包裹在尾胶套内的尾纤插芯筒、包裹在尾纤插芯筒里的跳线插芯和包裹在跳线插芯中的光纤；所述尾纤插芯筒为一面设有纵向开口的竖直圆筒。本技术的有益效果如下:(1)当本技术中的有源元件为发光元件时，发光元件、元件端透镜、光纤端透镜和光纤组成发射光组件，其耦合效率由原来单个透镜时的15%提高到了双透镜时的35%，耦合效率显著提升，提升了产品性能，降低了对原材料的要求，由于耦合效率的提高，达到某一个特定功率需要的电流相应减小，从而降低了能耗；从光学仿真的结果来看，由于使用对称结构，对位置的变动没有以前的产品那么敏感，提升了可靠性；在耦合工艺中，耦合效率的增大，出现可探测光功率的面积扩大多倍，利于找到耦合初始点，从而提高生产效率，在以前的产品中，需要花费相当时间找到耦合初始点。当本技术中的有源元件为光敏元件时，光敏元件、元件端透镜、光纤端透镜和光纤组成接收光组件，汇聚到光敏元件的光敏面上的光斑直径由50微米左右减小到10微米左右，有利于光敏面的接收，且对光敏面的对准位置要求大大降低，从而使得生产制造光组件的难度大大降低，大大提升了可靠性，提升生产效率。(2)对位置偏差的冗余增加，不仅提升了可靠性，而且对原材料的加工公差放宽，从而加工费显著降低，由于金属件类原材料的主要成本在加工费上，因而大大降低了原材料成本。(3)本技术通过为元件端透镜和光纤端透镜对应设置元件端透镜座和光纤端透镜座，使得元件端透镜和光纤端透镜的固定更加稳固；本技术中的光纤通过不同种类的光接口与光纤端透镜对准，既可以增强其安装的灵活多变性，又可以固定确保光纤与光纤端透镜同轴对准；本技术中有源元件放置在基座上，通过基座与元件端透镜组合成密闭空间，节省了材料，缩小了体积，且通过填料这种开始为粘稠状风干后黏结固定的材料对基座和元件端透镜进行粘合，使得有源元件到元件端透镜距离、光线位置可调，给以后校准和使用带来极大便利。【附图说明】附图1为本技术在单纤时的光传输原理示意图。附图2为本技术在多纤时的光传输原理示意图。附图3为本技术实施例1的结构示意图。附图4为本技术实施例2的结构示意图。附图5为本技术实施例3的结构示意图。附图6为本技术实施例4的结构示意图。其中，1元件端透镜、2光纤端透镜、3有源元件、4尾纤光接口、5-1元件端透镜座、5-2光纤端透镜座、6基座、7管脚、8尾胶套、9尾纤插芯筒、10纵向开口、11跳线插芯、12光纤、13插拔式光接口、14填料、15第一滤光片、16第二滤光片、17分光筒座、18传输的光线。【具体实施方式】下面结合附图1~6对本技术作进一步说明。参照图3，实施例1包括用于收/发光线的有源元件3和用于为有源元件3传导收/发光线的光纤12，所述有源元件3和光纤12之间依次设置有元件端透镜1和光纤端透镜2，所述元件端透镜1和光纤端透镜2的光轴重合。所述元件端透镜1和光纤端透镜2为球透镜、非球透镜或平凸透镜。所述有源元件为发光元件或光敏元件。本实施例1还包括用于卡接光纤12的尾纤式光接口 4，所述光纤12通过尾纤式光接口 4与其前端的光纤端透镜2同轴或偏轴设置。本实施例1还包括元件端透镜座5-1和光纤端透镜座5-2 ;所述元件端透镜1和光纤端透镜2分别设置在元件端透镜座5-1和光纤端透镜座5-2中，所述元件端透镜座5-1和光纤端透镜座5-2内均设有容置槽，所述容置槽适于容置元件端透镜1和光纤端透镜2。本实施例1还包括用于放置有源元件3的基座6，所述基座6与元件端透镜座5-1构成密闭空间，所述有源元件3位于所述密闭空间中，所述有源元件3通过管脚7接出基座6ο所述基座6与元件端透镜座5-1之间通过填料14连接固定。所述填料14为胶、焊料或焊膏。所述尾纤式光接口 4包括尾胶套8、包裹在尾胶套8内的尾纤插芯筒9、包裹在尾纤插芯筒9里的跳线插芯11和包裹在跳线插芯11中的光纤12 ;所述尾纤插芯筒9为一面设有纵向开口 10的竖直圆筒。参照图4，实施例2包括用于收/发光线的有源元件3和用于为有源元件3传导收/发光线的光纤12，所述有源元件3和光纤12之间依次设置有元件端透镜1和光纤端透镜2 ;所述元件端透镜1和光纤端透镜2的光轴重合。所述元件端透镜1和光纤端透镜2为球透镜、非球透镜或平凸透镜。所述有源元件为发光元件或光敏元件。本实施例2还包括用于卡接光纤12的插拔式光接口 13，所述光纤12通过插拔式光接口 13与其前端的光纤端透镜2同轴或偏轴设置。本实施例2还包括元件端透镜座5-1和光纤端透镜座5-2 ;所述元件端透镜1和光纤端透镜2分别设置在元件端透镜座5-1和光纤端透镜座5-2中，所述元件端透镜座5-1和光纤端透镜座5-2内均设有容置槽，所述容置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有双透镜结构的高耦合度光组件，其包括用于收/发光线的有源元件（3）和用于为有源元件（3）传导收/发光线的光纤（12），其特征在于：所述有源元件（3）和光纤（12）之间依次设置有元件端透镜（1）和光纤端透镜（2）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，谭睿佳，
申请(专利权)人：陈敏，
类型：新型
国别省市：河北;13