專利名稱：光組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光組件。
背景技術(shù)：
光網(wǎng)絡(luò)由于具有傳輸距離長、速率大、帶寬高、能耗低、光纖價(jià)格低、保密性好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為長途骨干網(wǎng)傳輸及接入網(wǎng)傳輸?shù)闹饕夹g(shù)。光網(wǎng)絡(luò)主要由局端光收發(fā)器、無源光網(wǎng)絡(luò)、終端光收發(fā)器組成，其中光收發(fā)組件(即光組件)是光網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵器件，用來發(fā)送和接收光信號。目前商用化的光組件主要為空間光學(xué)型，即在一個(gè)管殼內(nèi)將激光器、探測器、WDM-filter (Wavelength-division multiplexing-filter,波分復(fù)用濾波片)、光纖組合起來，激光在不受限制的空間中傳播，通過WDM-f ilter和透鏡來改變光路，這種方式由于需要先將LD (Laser diode,激光二極管)和F1D (Photo diode,光電二極管)封裝成管殼形式，需要進(jìn)行多步有源耦合，封裝成本高、效率低，光收發(fā)組件的尺寸也無法做小，另外由于空間對光路的限制作用小，LD發(fā)出的光對其他部件的串?dāng)_大。和傳統(tǒng)的空間光學(xué)型光收發(fā)組件相比，PLC (Planar Lightwave Circuit,平面光波導(dǎo))型光收發(fā)組件是利用平面光波導(dǎo)限制光的傳輸方向，對光路的限制好，串?dāng)_小，它可以將LD、PD、WDM-f ilter和光纖直接與PLC波導(dǎo)集成在一起，無需先將LD、H)封裝好，由于PLC波導(dǎo)平臺可以使用半導(dǎo)體工藝大批量制作，PLC波導(dǎo)采用高折射率差的結(jié)構(gòu)也可以做得很小，因此具有性能好、成本低、尺寸小等優(yōu)勢，正受到人們越來越多的關(guān)注?，F(xiàn)有技術(shù)中，PLC (Planar Lightwave Circuit,平面光波導(dǎo))型光收發(fā)組件,最主要的問題便是LD與WG的耦合，對于LD與WG的耦合問題，由于普通商用LD的光場直徑比WG的光場直徑小很多，LD與W G直接耦合的模場失配損耗非常高，大概在6、dB左右，即意味著LD的光只有百分之十幾到百分之二十幾能耦合進(jìn)波導(dǎo)中去，造成了極大的浪費(fèi)；另外LD與WG耦合時(shí)候的tolerance (容忍度)也非常嚴(yán)格，一般3dB損耗水平位移tolerance要求< lum，即當(dāng)普通商用LD與WG的中心對得最準(zhǔn)的時(shí)候如果有百分之二十的光輸入波導(dǎo)的話，當(dāng)水平位置偏移Ium時(shí)，輸入的光又降低一半即只有百分之十的光進(jìn)入波導(dǎo)，這就造成LD與WG高效的耦合非常困難。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的PLC (Planar Lightwave Circuit,平面光波導(dǎo))型光收發(fā)組件，其LD與WG的耦合效率低，產(chǎn)品組裝過程復(fù)雜、產(chǎn)品成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種光組件，解決了現(xiàn)有技術(shù)中耦合效率低，產(chǎn)品組裝過程復(fù)雜、產(chǎn)品成本高的問題，其耦合效率高，產(chǎn)品組裝過程簡單、產(chǎn)品成本低。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種光組件，包括激光器組件和光波導(dǎo)組件，還包括透鏡光纖組件，所述激光器組件和所述光波導(dǎo)組件之間通過所述透鏡光纖組件耦合；所述透鏡光纖組件包括透鏡光纖，所述透鏡光纖的一端對準(zhǔn)所述激光器組件，所述透鏡光纖的另一端與所述光波導(dǎo)組件相接。在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述透鏡光纖組件還包括毛細(xì)管，所述透鏡光纖插設(shè)于所述毛細(xì)管內(nèi)，所述毛細(xì)管的兩端分別固定連接于所述激光器組件和光波導(dǎo)組件。結(jié)合第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述透鏡光纖組件靠近于所述激光器組件的一端，所述透鏡光纖凸出于所述毛細(xì)管的端面并對準(zhǔn)于所述激光器組件的側(cè)面；所述透鏡光纖組件靠近于所述光波導(dǎo)組件的一端，所述透鏡光纖組件的端面傾斜設(shè)置。在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述激光器組件包括激光二極管承載平臺和激光二極管；所述激光二極管固定連接于所述激光二極管承載平臺上，所述透鏡光纖的端部與所述激光二極管的側(cè)面相接。結(jié)合第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述激光二極管承載平臺與所述透鏡光纖組件相向的一面上設(shè)置有導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽靠近于所述激光二極管。結(jié)合第二至四種中任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光波導(dǎo)組件包括平面光波導(dǎo)芯片，所述光波導(dǎo)芯片包括包層和芯層，所述包層包覆于所述芯層夕卜，所述透鏡光纖的與所述光波導(dǎo)組件中的芯層相接，所述光波導(dǎo)組件靠近于所述透鏡光纖組件的一端設(shè)置有與所述透鏡光纖組件的端面相匹配的傾斜面。結(jié)合第一至四種中任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光波導(dǎo)組件包括基體和平面光波導(dǎo)芯片，所述平面光波導(dǎo)芯片固定連接于所述基體上；所述基體上設(shè)置有用于安放所述透鏡光纖組件的定位槽，所述透鏡光纖固定于所述定位槽內(nèi)。結(jié)合第 六種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述基體上開設(shè)有容膠槽，所述定位槽與所述平面光波導(dǎo)芯片由所述容膠槽隔開。結(jié)合第一至四種中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光波導(dǎo)組件的一側(cè)固定連接有光電組件，所述光電組件包括光電二極管和光電承載平臺，所述光電二極管固定于所述光電承載平臺上。結(jié)合第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光電承載平臺上設(shè)置有第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極均跨設(shè)于所述光電承載平臺與所述光波導(dǎo)組件相向的側(cè)面及與該側(cè)面相鄰的另一面，所述光電二極管具有正極和負(fù)極，所述光電二極管的正極直接固定連接于所述第一電極位于所述光電承載平臺側(cè)面的部分，所述光電二極管的負(fù)極通過引線電連接于所述第一電極位于所述光電承載平臺側(cè)面的部分上。結(jié)合第一至四種中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第十種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光波導(dǎo)組件的一端設(shè)置有用于連接光纖的接頭，所述光波導(dǎo)組件的一側(cè)固定設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)光時(shí)域反射功能的二極管，所述光波導(dǎo)組件上還固定設(shè)置有用于將光纖反射回來的光導(dǎo)向至所述光時(shí)域反射儀的分路器。結(jié)合第十種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第i^一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述接頭與所述透鏡光纖組件設(shè)置于所述光波導(dǎo)組件的同一端，所述光波導(dǎo)組件的另一端設(shè)置有雪崩光電二極管，所述光波導(dǎo)組件包括平面光波導(dǎo)芯片，所述平面光波導(dǎo)芯片具有帶分支節(jié)點(diǎn)的Y分支波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述平面光波導(dǎo)芯片上分支節(jié)點(diǎn)處固定設(shè)置有用于將透鏡光纖組件射入的光反射至所述光纖且可將透鏡光纖組件射入的光折射至所述雪崩光電二極管的薄膜濾波片。本實(shí)用新型提供的光組件，其激光器組件和光波導(dǎo)組件之間通過透鏡光纖組件耦合，提高了耦合效率，降低了模場失配損耗，產(chǎn)品組裝過程簡單、產(chǎn)品成本低。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的光組件的剖面示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的光組件中激光二極管承載平臺的立體示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的光組件的立體示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的光組件中激光二極管承載平臺的立體示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的光組件中光波導(dǎo)組件和光電二極管組件的立體示意圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的光組件的俯視圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的光組件的俯視圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。實(shí)施例一:如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光組件，包括激光器組件la、光波導(dǎo)組件2a (Wave Guide,簡稱WD)和透鏡光纖組件3a。激光器組件Ia可用于產(chǎn)生光,光波導(dǎo)組件2a可形成光的傳輸通道。透鏡光纖組件3a可用于將激光器組件la、光波導(dǎo)組件2a耦合成一個(gè)整體部件，激光器組件la、光波導(dǎo)組件2a和透鏡光纖組件3a三個(gè)部分可分別單獨(dú)加工，再進(jìn)行耦合。如圖1所示，激光器組件Ia和光波導(dǎo)組件2a之間通過透鏡光纖組件3a耦合；具體地，透鏡光纖組件3a包括透鏡光纖31a,透鏡光纖31a可為普通的光纖。透鏡光纖31a的一端與激光器組件Ia對準(zhǔn)并相接，透鏡光纖31a的另一端與光波導(dǎo)組件2a對準(zhǔn)并相接。激光器組件Ia發(fā)出的光是發(fā)散的高斯光束，普通透鏡的焦距約為廣2_ (毫米)，透鏡光纖31a的焦距約為0.01mm，普通透鏡的焦距比透鏡光纖31a的焦距大很多，普通透鏡離光源比較遠(yuǎn)，高斯光束到達(dá)透鏡面上時(shí)光斑很大，再經(jīng)透鏡匯聚后變形較大，與光波導(dǎo)組件2a的耦合效率就上不去，而由于透鏡光纖31a距離光源比較近，光到達(dá)透鏡光纖31a端面時(shí)光斑還很小，形變也小，因此可以大大提高耦合效率，大大降低了模場失配損耗，而且光程短，無反射損耗，產(chǎn)品組裝過程簡單、產(chǎn)品成本低。解決了 LD與WG的耦合效率低、光損耗高的問題。可選地，如圖1所示，透鏡光纖組件3a還包括毛細(xì)管32a，毛細(xì)管32a上設(shè)置有用于供透鏡光纖31a穿過的貫孔；裝配時(shí)，可在貫孔的端部處涂設(shè)適量的膠水，由于貫孔處可產(chǎn)生毛細(xì)作用，膠水可流入至貫孔內(nèi)，從而可使透鏡光纖31a可以可靠地固定連接于毛細(xì)管32a。需要說明的是，毛細(xì)管32a的外形不一定呈管狀，其也可以呈塊狀等合適形狀。透鏡光纖31a固定插設(shè)于毛細(xì)管32a內(nèi)，毛細(xì)管32a的兩端分別固定連接于激光器組件Ia和光波導(dǎo)組件2a。毛細(xì)管32a的體積較大，其與激光器組件Ia和光波導(dǎo)組件2a之間的粘合面積也較大，連接結(jié)構(gòu)可靠性高。具體應(yīng)用中，可采用精密固定膠41a將激光器組件Ia與毛細(xì)管32a的一端固定粘接，使透鏡光纖31a的一端可以可靠地與激光器組件Ia對準(zhǔn)，兩者相距約為0.0lmm ;并可采用光路膠42a將光波導(dǎo)組件2a與毛細(xì)管32a的另一端固定粘接，使透鏡光纖31a的另一端可以可靠地與光波導(dǎo)組件2a對準(zhǔn)并相接觸。當(dāng)然，可以理解地，也可以采用其它合適的膠水、焊料、鎖緊結(jié)構(gòu)或壓緊結(jié)構(gòu)將激光器組件Ia和光波導(dǎo)組件2a固定于透鏡光纖組件3a的兩端。可選地，如圖1所示，激光器組件Ia包括激光二極管I la (Laser diode，簡稱LD，即激光二極管Ila)和激光二極管承載平臺12a (LD carrier,即LD承載平臺)；激光二極管Ila固定連接于激光二極管承載平臺12a上，透鏡光纖31a的端部與激光二極管Ila的側(cè)面對準(zhǔn)相接，其可靠性高。透鏡光纖31a與激光器組件Ia相接的一端，可磨成錐面或曲面狀。當(dāng)然，激光器組件Ia 也可米用 VCSEL (Vertical Cavity Surface EmittingLaser，垂直腔面發(fā)射激光器)等。VCSEL以砷化鎵半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)研制，有別于LED (發(fā)光二極管)和LD等其他光源。VCSEL具有體積小、有圓形輸出光斑、單縱模輸出、閾值電流小、價(jià)格低廉、易集成為大面積陣列等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用與光通信，光互連，光存儲等領(lǐng)域。若采用VCSEL，VCSEL的底面可固定于承載平臺的側(cè)面，透鏡光纖31a可與VCSEL的頂面對準(zhǔn)并相接?？蛇x地，如圖1和圖2所示，激光二極管Ila通過焊料固定于激光二極管承載平臺12a上；激光二極管承載平臺12a上設(shè)置有電極121a和焊料122a，激光二極管Ila通過焊料122a固定連接于激光二極管承載平臺12a的上端且電連接于電極121a，連接方式簡單可靠，利于提高生產(chǎn)效率。電極121a可為金電極，焊料122a可為金錫焊料?？蛇x地，如圖1和圖2所示，激光二極管承載平臺12a可以采用導(dǎo)熱性好的陶瓷或硅等材料制成。激光二極管承載平臺12a與透鏡光纖組件3a相向的一面上設(shè)置有導(dǎo)流槽123a，導(dǎo)流槽123a靠近于激光二極管11a，以防止膠水流到激光二極管Ila與透鏡光纖31a之間，從而可避免膠水阻擋光路所導(dǎo)致耦合效率低的問題，有效地提高了耦合的效率。而且，避免膠水充滿整個(gè)耦合面，產(chǎn)品出光功率不會受到影響。本實(shí)施例中，導(dǎo)流槽123a開設(shè)于激光二極管Ila承載側(cè)端的上部。具體應(yīng)用中，導(dǎo)流槽123a開設(shè)的位置、數(shù)量及截面形狀均可根據(jù)實(shí)際情況而定?？蛇x地，如圖1和圖2所示，透鏡光纖組件3a靠近于激光器組件Ia的一端，透鏡光纖31a凸出于毛細(xì)管32a的端面并對準(zhǔn)于激光器組件Ia的側(cè)面；透鏡光纖31a凸出毛細(xì)管32a的端面的長度可根據(jù)透鏡光纖31a的焦距、導(dǎo)流槽123a的寬度等情況而定。本實(shí)施例中，透鏡光纖31a凸出毛細(xì)管32a的端面的長度為50 μ m(微米)。透鏡光纖組件3a靠近于光波導(dǎo)組件2a的一端，透鏡光纖組件3a的端面傾斜設(shè)置且與光波導(dǎo)組件2a的端面相匹配，以降低反射光?？蛇x地，如圖1和圖2所示，透鏡光纖組件3a的端面相對透鏡光纖31a軸線的傾斜的角度為6至10度。本實(shí)施例中，透鏡光纖組件3a的端面相對透鏡光纖31a軸線的傾斜的角度為8度，相應(yīng)地，與透鏡光纖組件3a的該端面相接的光波導(dǎo)組件2a的端面的傾斜角度設(shè)置為負(fù)8度，使透鏡光纖組件3a與光波導(dǎo)組件2a匹配，降低反射光的效果好。[0040]可選地，如圖1所示，光波導(dǎo)組件2a包括平面光波導(dǎo)芯片21a (Planar Lightwave Circuit，平面光波導(dǎo)芯片，簡稱PLC芯片)，平面光波導(dǎo)芯片21a可采用半導(dǎo)體工藝大批量制造，通過采用高折射率差的結(jié)構(gòu)可將尺寸控制為較小。平面光波導(dǎo)芯片21a包括包層211a(Cladding layer)和芯層212a (Core layer,也稱導(dǎo)光層),芯層212a為高折射率區(qū)，包層211a為低折射率區(qū)。包層211a包復(fù)于心層212a外，包層211a可分為上包層和下包層，以固定芯層212a。包層211a與芯層212a的折射率不同，光可沿芯層212a進(jìn)行內(nèi)全反射。透鏡光纖31a與光波導(dǎo)組件2a中的芯層212a對準(zhǔn)并相接。激光器組件Ia產(chǎn)生的光射入透鏡光纖31a的一端并沿透鏡光纖31a進(jìn)行內(nèi)全反射，并從透鏡光纖31a的另一端射入光波導(dǎo)組件2a中的芯層212a，再沿芯層212a的路徑進(jìn)行內(nèi)全反射以傳導(dǎo)至光網(wǎng)絡(luò)中等處。 可選地，如圖1所示，光波導(dǎo)組件2a靠近于透鏡光纖組件3a的一端設(shè)置有與透鏡光纖組件3a的端面相匹配的傾斜面。具體應(yīng)用中，可采用拋光或研磨等方式加工形成傾斜面?？蛇x地，如圖1所示，平面光波導(dǎo)芯片21a的上、下兩側(cè)分別固定連接有上蓋板22a和下蓋板23a，上蓋板22a和下蓋板23a可采用絕緣的石英等材料制成并通過粘接等方式分別固定連接于平面光波導(dǎo)芯片21a的上、下側(cè)。上蓋板22a和下蓋板23a的側(cè)端面還可以與透鏡光纖組件3a中的毛細(xì)管32a粘接固定。通過設(shè)置上蓋板22a和下蓋板23a，其一方面可保護(hù)平面光波導(dǎo)芯片21a，另一方面可以增加光波導(dǎo)組件2a與透鏡光纖組件3a的粘接面積，使粘接更牢靠。當(dāng)然，也可不設(shè)置上蓋板22a和下蓋板23a ;或者只設(shè)置上蓋板22a或只設(shè)置下蓋板23a。具體制造時(shí)，如圖1和圖2所示，將激光器組件la、光波導(dǎo)組件2a和透鏡光纖組件3a三個(gè)組件制作完成后，可通過微調(diào)架調(diào)節(jié)激光器組件Ia與光波導(dǎo)組件2a相對透鏡光纖31a的位置，當(dāng)光波導(dǎo)組件2a出光最大時(shí)，可采用UV膠等將激光器組件la、透鏡光纖組件3a及光波導(dǎo)組件2a固定住。UV膠又稱無影膠、光敏膠、紫外光固化膠，是指必須通過紫外線光照射才能固化的一類膠粘劑。采用透鏡光纖31a連接激光器組件Ia和光波導(dǎo)組件2a，可以使激光器組件Ia和光波導(dǎo)組件2a的耦合效率提高到90%以上，且利于降低成本。通過這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在制備光組件時(shí)，調(diào)節(jié)維度少，調(diào)節(jié)更簡單、容易，無需設(shè)置共用的母板。毛細(xì)管32a的一端面與激光二極管承載平臺12a固定粘接，另一端面與平面光波導(dǎo)芯片21a、上蓋板22a和下蓋板23a固定粘接，其粘接面積大，粘接牢靠，產(chǎn)品可靠性高。實(shí)施例二:如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光組件，包括激光器組件lb、光波導(dǎo)組件2b和透鏡光纖組件3b。激光器組件Ib可用于產(chǎn)生光，光波導(dǎo)組件2b可形成光的傳輸通道。透鏡光纖組件3b可用于將激光器組件lb、光波導(dǎo)組件2b耦合成一個(gè)整體部件。如圖3所示，激光器組件Ib和光波導(dǎo)組件2b之間通過透鏡光纖組件3b耦合；具體地，透鏡光纖組件3b包括透鏡光纖31b，透鏡光纖31b可為普通的光纖。透鏡光纖31b的一端對準(zhǔn)于激光器組件lb，透鏡光纖31b的另一端與光波導(dǎo)組件2b相接。激光器組件Ib和光波導(dǎo)組件2b之間通過透鏡光纖組件3b耦合；具體地，透鏡光纖組件3b包括透鏡光纖31b,透鏡光纖31b可為普通的光纖。透鏡光纖31b的一端與激光器組件Ib對準(zhǔn),透鏡光纖31b的另一端與光波導(dǎo)組件2b對準(zhǔn)。激光器組件Ib發(fā)出的光是發(fā)散的高斯光束，普通透鏡的焦距約為l 2mm (毫米)，透鏡光纖31b的焦距約為0.01mm，普通透鏡的焦距比透鏡光纖31b的焦距大很多，普通透鏡離光源比較遠(yuǎn)，高斯光束到達(dá)透鏡面上時(shí)光斑很大，再經(jīng)透鏡匯聚后變形較大，與波導(dǎo)的耦合效率就上不去，而由于透鏡光纖31b距離光源比較近，光到達(dá)透鏡光纖31b端面時(shí)光斑還很小，形變也小，因此可以大大提高耦合效率，大大降低了模場失配損耗，產(chǎn)品組裝過程簡單、產(chǎn)品成本低。可選地,如圖3所不,光波導(dǎo)組件2b包括基體24b和平面光波導(dǎo)芯片21b,平面光波導(dǎo)芯片21b固定連接于基體24b上；光波導(dǎo)芯片包括包層211b和芯層212b，包層211b包覆于芯層212b外，基體24b上設(shè)置有用于安放透鏡光纖組件3b的定位槽241b，透鏡光纖31b固定于定位槽241b內(nèi)且與芯層212b相接。具體應(yīng)用中，如圖3所示，可采用精密固定膠將激光器組件Ib與基體24b的一端固定粘接，使透鏡光纖31b的一端可以可靠地與激光器組件Ib相接；透鏡光纖31b的另一端與光波導(dǎo)組件2b中芯層212b相接。當(dāng)然，可以理解地，也可以采用其它合適的膠水、焊料、鎖緊結(jié)構(gòu)或壓緊結(jié)構(gòu)將激光器組件Ib固定于基體24b的端面?？蛇x地，如圖3和圖4所示，激光器組件Ib包括激光二極管承載平臺12b和激光二極管lib (Laser Diode, LD,即激光二極管Ilb);激光二極管Ilb固定連接于激光二極管承載平臺12b上，透鏡光纖31b的端部與激光二極管Ilb的側(cè)面相接，其可靠性高。當(dāng)然，激光器組件 Ib 也可米用 VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直腔面發(fā)射激光器)等。VCSEL以砷化鎵半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)研制，有別于LED (發(fā)光二極管)和LD等其他光源。VCSEL具有體積小、圓形輸出光斑、單縱模輸出、閾值電流小、價(jià)格低廉、易集成為大面積陣列等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用與光通信，光互連，光存儲等領(lǐng)域。若采用VCSEL，VCSEL的底面可固定于承載平臺的側(cè)面，透鏡光纖31b可與VCSEL的頂面相接?？蛇x地，如圖3和圖4所示，激光二極管Ilb通過焊料固定于激光二極管承載平臺12b上；激光二極管承載平臺12b上設(shè)置有電極121b和焊料122b，激光二極管Ilb通過焊料固定連接于激光二極管承載平臺12b的上端且電連接于電極121b，連接方式簡單可靠，利于提高生產(chǎn)效率。焊料122b可為金錫(AuSn)焊料，用于將激光二極管Ilb精密固定于激光二極管承載平臺12b上?？蛇x地，如圖3和圖4所示，激光二極管承載平臺12b與透鏡光纖組件3b相向的一面上設(shè)置有導(dǎo)流槽123b，導(dǎo)流槽123b靠近于激光二極管11b，以防止膠水流到激光二極管Ilb與透鏡光纖31b之間，避免膠水阻擋光路所導(dǎo)致的耦合效率低，有效地提高了耦合的效率。本實(shí)施例中，導(dǎo)流槽123b開設(shè)于激光二極管Ilb承載側(cè)端的上部。具體應(yīng)用中，導(dǎo)流槽123b開設(shè)的位置、數(shù)量及截面形狀可根據(jù)實(shí)際情況而定?？蛇x地，如圖3所示，透鏡光纖組件3b的端面相對透鏡光纖31b軸線的傾斜的角度為6至10度。本實(shí)施例中，透鏡光纖組件3b的端面相對透鏡光纖31b軸線的傾斜的角度為8度，相應(yīng)地，與透鏡光纖組件3b的該端面相接的光波導(dǎo)組件2b的端面的傾斜角度設(shè)置為負(fù)8度，使透鏡光纖組件3b與光波導(dǎo)組件2b匹配，降低反射光的效果好。可選地，如圖3所示，定位槽241b的橫斷面呈“V”字形或倒置的等腰梯形狀。具體應(yīng)用中，可采用濕法刻蝕等方式在基體24b上制作呈“V”字形的定位槽241b，濕法刻蝕的加工精度高，透鏡光纖31b制作為一小段并放入定位槽241b后，透鏡光纖31b可正好與芯層212b對準(zhǔn)。可采用金錫焊或膠水粘接等方式將透鏡光纖31b固定于定位槽241b。然后將激光二極管Ilb粘在激光二極管承載平臺12b上，通過有源耦合的方式與光波導(dǎo)組件2b進(jìn)行耦合，當(dāng)WG出光功率最大時(shí)將激光二極管承載平臺12b與光波導(dǎo)組件2b固定住，該實(shí)施例與實(shí)施例一相比，省去了透鏡光纖31b與WG的有源耦合，透鏡光纖31b和WG之間通過定位槽241b無源f禹合,可以進(jìn)一步提聞生廣效率?？蛇x地，如圖3所示，包層211b固定于基體24b上且位于定位槽241b的一端，透鏡光纖31b的一端與激光器組件Ib相接,另一端與芯層212b相接?？蛇x地，如圖3所示，基體24b上開設(shè)有容膠槽242b，定位槽241b與平面光波導(dǎo)芯片21b由容膠槽242b隔開。以防止膠水或焊料流到芯層212b與透鏡光纖31b之間，避免膠水或焊料等阻擋光路所導(dǎo)致的耦合效率低，有效地提高了耦合的效率。采用透鏡光纖31b連接激光器組件Ib和光波導(dǎo)組件2b，可以使激光器組件Ib和光波導(dǎo)組件2b的耦合效率提高到90%以上。通過這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在制備光組件時(shí)，調(diào)節(jié)維度少，調(diào)節(jié)更容易?？梢岳斫獾兀哥R光纖組件3b還可以包括毛細(xì)管(圖中未示出)，毛細(xì)管上設(shè)置有用于供透鏡光纖31b穿過的貫孔；裝配時(shí)，可在貫孔的端部處涂設(shè)適量的膠水，由于貫孔處可產(chǎn)生毛細(xì)作用，膠水可流入至貫孔內(nèi)，從而可使透鏡光纖31b可以可靠地固定連接于毛細(xì)管。裝配時(shí)可將毛細(xì)管固定于定位槽241b處?？蛇x地，透鏡光纖組件3b靠近于激光器組件Ib的一端，透鏡光纖31b凸出于毛細(xì)管的端面并對準(zhǔn)于激光器組件Ib的側(cè)面；透鏡光纖31b凸出毛細(xì)管的端面的長度可根據(jù)透鏡光纖31b的焦距、導(dǎo)流槽123b的寬度等情況而定。本實(shí)施例中，透鏡光纖31b凸出毛細(xì)管的端面的長度為50 μ m(微米)。透鏡光纖組件3b靠近于光波導(dǎo)組件2b的一端，透鏡光纖組件3b的端面可傾斜設(shè)置且與光波導(dǎo)組件2b的端面相匹配，以降低反射光。可選地，透鏡光纖組件3b的端面相對透鏡光纖31b軸線的傾斜的角度為6至10度?？蛇x地，透鏡光纖組件3b靠近于激光器組件Ib的一端，透鏡光纖31b凸出于毛細(xì)管的端面并對準(zhǔn)于激光器組件Ib的側(cè)面；透鏡光纖31b凸出毛細(xì)管的端面的長度可根據(jù)透鏡光纖31b的焦距、導(dǎo)流槽123b的寬度等情況而定，本實(shí)施例中，透鏡光纖31b凸出毛細(xì)管的端面的長度為50 μ m(微米)。透鏡光纖組件3b靠近于光波導(dǎo)組件2b的一端，透鏡光纖組件3b的端面傾斜設(shè)置，以降低反射光。具體應(yīng)用中，也可以取消毛細(xì)管，直接將透鏡光纖31b固定于定位槽241b上。實(shí)施例三:如圖5所示，結(jié)合實(shí)施一和實(shí)施例二，在實(shí)施一、實(shí)施例二中的光組件的基礎(chǔ)上，光組件中的光波導(dǎo)組件2c的一側(cè)固定連接有光電組件6c，以進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。光電組件6c包括光電二極管61c(Photo diode,簡稱F1D,即光電二極管)和光電承載平臺62ο(Η) carrier,簡稱F1D平臺),光電二極管61c固定于光電承載平臺62c上。光電承載平臺62c可固定粘接于實(shí)施一中的光波導(dǎo)組件2c或?qū)嵤├械墓獠▽?dǎo)組件2c上，且光電二級管對準(zhǔn)于上述光波導(dǎo)組件2c的芯層。可選地,如圖5所不,光電承載平臺62c上設(shè)置有第一電極621c和第二電極622c,第一電極621c和第二電極622c均跨設(shè)于光電承載平臺62c與光波導(dǎo)組件2c相向的側(cè)面及與該側(cè)面相鄰的另一面。本實(shí)施例中，第一電極621c和第二電極622c均跨設(shè)于光電承載平臺62c與光波導(dǎo)組件2c相向的側(cè)面及光電承載平臺62c的上端面，光電二極管61c具有正極和負(fù)極，光電二極管61c的負(fù)極直接固定連接于第一電極621c位于光電承載平臺62c側(cè)面的部分，光電二極管61c的正極通過引線611c電連接于第二電極622c位于光電承載平臺62c側(cè)面的部分上。這樣，可將光電二極管61c的正負(fù)極引至光電承載平臺62c的上端，便于通過打金線(wire bonding)的方式將正負(fù)電極引出，產(chǎn)品的裝配更簡單易行。具體應(yīng)用中，光波導(dǎo)組件2c的端面進(jìn)行拋光后與光電二極管61c進(jìn)行有源耦合，將光電二極管61c加上反偏電壓，光波導(dǎo)組件2c輸入端通光，調(diào)節(jié)光電承載平臺62c的位置探測光波導(dǎo)組件2c輸出的光，當(dāng)光電二極管61c感應(yīng)電流最大時(shí)表不探測到的光最大,此時(shí)將光電承載平臺62c和光波導(dǎo)組件2c用UV膠水曝光后固定住。實(shí)施例四:如圖6所示，結(jié)合實(shí)施例一、實(shí)施例二和實(shí)施例三，在實(shí)施例一、實(shí)施例二、實(shí)施例三中的光組件的基礎(chǔ)上，光組件中光波導(dǎo)組件2d的一側(cè)固定設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)光時(shí)域反射功能的二極管7d，該二極管7d可為光電二極管。該二極管7d和激光二極管組成構(gòu)成光時(shí)域反射儀，光時(shí)域反射儀可固定于光波導(dǎo)組件2d的前側(cè)或后側(cè)，光組件中光波導(dǎo)組件2d上還固定設(shè)置有用于將光纖反射回來的光導(dǎo)向至光時(shí)域反射儀的分路器8d (splitter)。本實(shí)施例中，分路器8d為不等分分路器，其分光比可為90:10或其它合適比值。讓從光網(wǎng)絡(luò)中反射回來的光可以通過不等分分路器進(jìn)入到光時(shí)域反射儀中，用該光時(shí)域反射儀來監(jiān)控診斷光網(wǎng)絡(luò)的問題?？蛇x地，如圖6所示，光波導(dǎo)組件2d的一端設(shè)置有用于連接光纖81d的接頭82d，接頭82d處的光纖81d可接入光網(wǎng)絡(luò)。接頭82d與透鏡光纖組件3d設(shè)置于光波導(dǎo)組件2d的同一端，光波導(dǎo)組件2d的另一端設(shè)置有雪崩光電二極管9d (Avalanche photodiode,簡稱APD，即雪崩光電二極管)和雪崩光電二極管承載平臺91d，雪崩光電二極管9d固定于雪崩光電二極管承載平臺91d上。AH)是激光通信中使用的光敏元件，在以硅或鍺為材料制成的光電二極管的P-N結(jié)上加上反向偏壓后，射入的光被P-N結(jié)吸收后會形成光電流，加大反向偏壓會產(chǎn)生“雪崩”(即光電流成倍地激增)的現(xiàn)象，利于檢測。光波導(dǎo)組件2d包括平面光波導(dǎo)芯片21d，平面光波導(dǎo)芯片21d具有帶分支節(jié)點(diǎn)的Y分支波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，平面光波導(dǎo)芯片21d上分支節(jié)點(diǎn)處固定設(shè)置有用于將透鏡光纖組件3d射入的光反射至光纖且可將透鏡光纖組件3d射入的光折射至雪崩光電二極管9d的薄膜濾波片25d (Thin film filter,簡稱TFF，即薄膜濾波片)，薄膜濾波片25d可為波分復(fù)用薄膜濾波片(TFF-WDM，Thin filmfliter-ffavelength-division multiplexing),光組件可為基于 PLC 的三向光組件。具體應(yīng)用中，如圖6所示，在Y分支節(jié)點(diǎn)處劃槽放置TFF薄膜濾波片25d，可以實(shí)現(xiàn)分波和合波的作用，激光器組件Id通過上述實(shí)施例一或二的結(jié)構(gòu)與光波導(dǎo)組件2d耦合，進(jìn)入透鏡光纖組件3d的光被TFF-WDM反射后進(jìn)入到光纖中，以進(jìn)入到光網(wǎng)絡(luò)中。由于光纖中存在瑞利反射和菲涅爾反射，如果碰到光纖斷裂或彎曲等異常情況，瑞利反射光的強(qiáng)度會發(fā)生改變，依據(jù)此原理可以對光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控和診斷，此即OTDR (Optical Time DomainReflectometer,光時(shí)域反射計(jì))原理。光纖材料的加熱過程中，由于材料的分子結(jié)構(gòu)受到熱擾動，造成材料密度起伏，進(jìn)而造成折射率不均勻。光在不均勻的介質(zhì)中傳播將被散射，極少部分散射光逆著光波穿射路徑反射回來，這就形成了光纖的瑞利反射。光在光纖中傳輸時(shí)，從一種折射率介質(zhì)進(jìn)入另一種折射率介質(zhì)的過程中，會發(fā)生菲涅爾反射。菲涅爾反射的大小依賴于邊界表面的平整程度以及折射率差。通過在LD到TFF-WDM這一段波導(dǎo)上設(shè)計(jì)了一個(gè)不等分分路器(優(yōu)選90:10的分光比)，讓從光網(wǎng)絡(luò)中反射回來的光可以通過分路器進(jìn)入到ro或二極管7d中，以監(jiān)控診斷光網(wǎng)絡(luò)的問題。光波導(dǎo)組件2d三端進(jìn)行拋光，與光纖和透鏡光纖組件3d或激光器組件Id耦合的一端拋光至上、下平面呈斜8。的角度，以降低反射，其它兩個(gè)端面拋光至與上、下平面垂直(即拋光至O。)，使光電承載平臺62d和光波導(dǎo)組件2d端面能平齊的粘接，MPD、APD和OTDR PD可采用實(shí)施例三的方法與波導(dǎo)進(jìn)行有源耦合，OTDR PD除了可放置在光波導(dǎo)組件2d的一側(cè)(如圖6所示)，可放置在光波導(dǎo)組件2d的另一側(cè)(如圖7所示)。以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光組件，包括激光器組件和光波導(dǎo)組件，其特征在于，還包括透鏡光纖組件，所述激光器組件和所述光波導(dǎo)組件之間通過所述透鏡光纖組件耦合；所述透鏡光纖組件包括透鏡光纖，所述透鏡光纖的一端對準(zhǔn)所述激光器組件，所述透鏡光纖的另一端與所述光波導(dǎo)組件相接。
2.如權(quán)利要求1所述的光組件，其特征在于，所述透鏡光纖組件還包括毛細(xì)管，所述透鏡光纖插設(shè)于所述毛細(xì)管內(nèi)，所述毛細(xì)管的兩端分別固定連接于所述激光器組件和光波導(dǎo)組件。
3.如權(quán)利要求2所述的光組件，其特征在于，所述透鏡光纖組件靠近于所述激光器組件的一端，所述透鏡光纖凸出于所述毛細(xì)管的端面并對準(zhǔn)于所述激光器組件的側(cè)面；所述透鏡光纖組件靠近于所述光波導(dǎo)組件的一端，所述透鏡光纖組件的端面傾斜設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的光組件，其特征在于，所述激光器組件包括激光二極管承載平臺和激光二極管；所述激光二極管固定連接于所述激光二極管承載平臺上，所述透鏡光纖的端部與所述激光二極管的側(cè)面相接。
5.如權(quán)利要求4所述的光組件，其特征在于，所述激光二極管承載平臺與所述透鏡光纖組件相向的一面上設(shè)置有導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽靠近于所述激光二極管。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的光組件，其特征在于，所述光波導(dǎo)組件包括平面光波導(dǎo)芯片，所述光波導(dǎo)芯片包括包層和芯層，所述包層包覆于所述芯層外，所述透鏡光纖的與所述光波導(dǎo)組件中的芯層相接，所述光波導(dǎo)組件靠近于所述透鏡光纖組件的一端設(shè)置有與所述透鏡光纖組件的端面相匹配的傾斜面。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光組件，其特征在于，所述光波導(dǎo)組件包括基體和平面光波導(dǎo)芯片，所述平面光波導(dǎo)芯片固定連接于所述基體上；所述基體上設(shè)置有用于安放所述透鏡光纖組件的定位槽，所述透鏡光纖固定于所述定位槽內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的光組件，其特征在于，所述基體上開設(shè)有容膠槽，所述定位槽與所述平面光波導(dǎo)芯片由所述容膠槽隔開。
9.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光組件，其特征在于，所述光波導(dǎo)組件的一側(cè)固定連接有光電組件，所述光電組件包括光電二極管和光電承載平臺，所述光電二極管固定于所述光電承載平臺上。
10.如權(quán)利要求9所述的光組件，其特征在于，所述光電承載平臺上設(shè)置有第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極均跨設(shè)于所述光電承載平臺與所述光波導(dǎo)組件相向的側(cè)面及與該側(cè)面相鄰的另一面，所述光電二極管具有正極和負(fù)極，所述光電二極管的正極直接固定連接于所述第一電極位于所述光電承載平臺側(cè)面的部分，所述光電二極管的負(fù)極通過引線電連接于所述第一電極位于所述光電承載平臺側(cè)面的部分上。
11.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光組件，其特征在于，所述光波導(dǎo)組件的一端設(shè)置有用于連接光纖的接頭，所述光波導(dǎo)組件的一側(cè)固定設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)光時(shí)域反射功能的二極管，所述光波導(dǎo)組件上還固定設(shè)置有用于將光纖反射回來的光導(dǎo)向至所述光時(shí)域反射儀的分路器。
12.如權(quán)利要求11所述的光組件，其特征在于，所述接頭與所述透鏡光纖組件設(shè)置于所述光波導(dǎo)組件的同一端，所述光波導(dǎo)組件的另一端設(shè)置有雪崩光電二極管，所述光波導(dǎo)組件包括平面光波導(dǎo)芯片，所述平面光波導(dǎo)芯片具有帶分支節(jié)點(diǎn)的Y分支波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述平面光波導(dǎo)芯片上分支節(jié)點(diǎn)處固定設(shè)置有用于將透鏡光纖組件射入的光反射至所述光纖且可將透鏡光纖組件射入的 光折射至所述雪崩光電二極管的薄膜濾波片。
專利摘要本實(shí)用新型適用于光纖設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種光組件，包括激光器組件和光波導(dǎo)組件，還包括透鏡光纖組件，所述激光器組件和所述光波導(dǎo)組件之間通過所述透鏡光纖組件耦合；所述透鏡光纖組件包括透鏡光纖，所述透鏡光纖的一端與所述激光器組件相接，所述透鏡光纖的另一端與所述光波導(dǎo)組件相接。本實(shí)用新型提供的光組件，其激光器組件和光波導(dǎo)組件之間通過透鏡光纖組件耦合，提高了耦合效率，降低了模場失配損耗，產(chǎn)品組裝過程簡單、產(chǎn)品成本低。
文檔編號G02B6/42GK202975403SQ201220577389
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者陳聰 申請人:華為技術(shù)有限公司