CN101206286A

CN101206286A - 光纤通信光收发器光学组件

Info

Publication number: CN101206286A
Application number: CNA2007101708328A
Authority: CN
Inventors: 方向荣
Original assignee: SHANGHAI XIETUO INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI XIETUO INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2007-11-23
Filing date: 2007-11-23
Publication date: 2008-06-25

Abstract

一种用于光纤通信系统的光纤通信光收发器光学组件，包括具有通光孔的金属基座、光学器件、会聚透镜和光纤接插件，其特点是所述的光学器件是仅由TO管座封装的光学器件，所述的会聚透镜安装在所述的金属基座的通光孔内的一端，该端金属基座再连接所述的仅由TO管座封装的光学器件，在所述的金属基座的通光孔的另一端接设所述的光纤接插件。本发明光收发器光学组件具有零部件数量少、结构简单和封装工艺简化的特点。

Description

光纤通信光收发器光学组件

技术领域

本发明涉及光纤通信，特别是一种用于光纤通信系统的光纤通信光收发器光学组件，是光纤通信系统光收发器(Tranceiver)中的关键部件。

背景技术

高速、大容量光纤传输网络已经在全球范围内得到充分的发展。但是，要利用这一巨大的带宽资源，必须解决接入网的技术。光纤到用户，包括光纤到家(FTTH)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到房屋(FTTP)、光纤到路边(FTTC)等，正受到世界各国的广泛重视。在这一系统中，用户端需要安装光收发器(Tranceiver)。多种光收发器已经开发出来，并且已经投放市场。但是，为了更大规模地推广光纤到用户的系统，必须大大降低有关的光器件的价格。这也是产业获取更大市场份额的重要保证。因此，国际上许多厂商一直在为降低光收发器件模块的成本而孜孜不倦地努力。

光收发器的关键部件是光接收器和光发射器的光学组件。目前广泛采用的常规光学组件的结构如图1所示。它的基本构成包括三个部件：

一是用金属制作的金属基座1；

二是TO封装结构(Transistor Outline，通用的系列化晶体管型的封装结构，由TO管座和TO管帽组成)封装的光学器件2，包括激光器或者光探测器。该器件的TO管帽201上安装了一个会聚透镜4；

三是光纤插拔头3，或者直接采用光纤尾纤。光学器件2和光纤插拔头3用激光焊接方法或者用环氧树脂胶合方法固定在所述的金属基座1上。根据用户对器件性能的要求，在光纤插拔头3中还可安装光纤插芯31，以提高光纤耦合的稳定性。根据用户需求和工艺条件，光纤插拔头3和金属基座1可以结合在一起，以简化工艺和降低成本。

在上述结构中，TO管帽201给激光器或探测器提供了气密性的封装。但是，从经济效益核算来考量，与接入网广泛普及要求的预测相比，这一封装方式的器件成本，大约偏高了至少20％到30％。此外，由于带透镜的TO管帽生产的复杂性和高难度，目前全世界只有少数几个生产厂家掌握了这一技术，而且可供选择的透镜种类极其有限。光学组件供应商受制于这一限制而不能自由地选择最佳性能价格比的透镜以满足不同客户的需求。因此，有必要进一步简化器件的结构和封装工艺，以达到降低成本、并给予光学组件供应商更大的自由度去选择最佳的透镜的目的。

发明内容

本发明的目的是为了进一步降低器件的成本，尽可能减少器件的零部件数量，简化封装工艺步骤，降低生产成本，提供一种用于光纤通信系统的光纤通信光收发器光学组件，该光收发器光学组件具有零部件数量少，结构简单，封装工艺步骤简化的特点。

本发明的技术解决方案如下：

本发明所述的光收发器光学组件包括光发射组件、光接收组件、具有光纤尾纤的光发射组件、具有光纤尾纤的光接收组件、光发射和光接收一体化的光学组件和具有光纤尾纤的光发射和光接收一体化的光学组件。

一种用于光纤通信系统的光纤通信光收发器光学组件，包括金属基座、光学器件、会聚透镜和光纤接插件，其特点是所述的光学器件是仅由TO管座封装的光学器件，所述的会聚透镜安装在所述的金属基座的通光孔内的一端，该会聚透镜外的金属基座再连接所述的仅由TO管座封装的光学器件，在所述的金属基座内通光孔的另一端接设所述的光纤接插件。

在所述的光纤接插件内有光纤插芯。

所述的仅由TO管座封装的光学器件是光发射器件。

所述的光纤接插件连接有光纤尾纤。

所述的仅由TO管座封装的光学器件是光接收器件。

在所述的金属基座内还有与所述的通光孔相垂直的第二通光孔，在所述的第二通光孔内的一端安装第二会聚透镜，在该第二会聚透镜外的金属基座再连接所述的仅由TO管座封装的光接收器件，在该第二通光孔的另一端用盖片将该第二通光孔封盖，在该两个通光孔的交叉位置与所述的通光孔的轴线以一定的角度安装了一个透射反射片，或者一个双色滤光片。

所述的透射反射片或双色滤光片与所述的通光孔轴线成45°。

本发明光收发器光学组件的主要优点是：

(1)发射和接收透镜安装在金属基座上，省去了在先技术中分别安装在光发射器件和光接收器件上的TO管帽；因此同时省去了安装该TO管帽时的调整封装工艺程序，节省了生产时间。

(2)将透镜置于金属基座上，增加了透镜选择的自由度。光收发器光学组件光模块生厂商将可根据不同产品的需要自由地选择最佳的透镜而不受制于TO管帽生厂商。

(3)不同于带会聚透镜的TO管帽与管座上的光发射器的连接和固定，在把安装在TO管座上的光发射和接收器连接、固定到基座上去的工艺中，可以直接在光纤插拔头上监测输出功率，或输入功率，并具有比较大的调整自由度，由此可以简化封装工艺，节省生产时间。

(4)由于省去了TO管帽，与在先技术相比，本发明光学组件的体积将进一步缩小。

附图说明

图1为在先技术的光发射组件的结构示意图

图2为本发明实施例1光发射组件结构示意图

图3为本发明实施例2光接收组件结构示意图

图4为本发明实施例3具有光纤尾纤输出的光发射组件结构示意图

图5为本发明实施例4具有光纤尾纤输入的光接收组件结构示意图

图6为本发明实施例5光发射和光接收一体化光学组件结构示意图

图7为本发明实施例6带光纤尾纤的光发射和光接收一体化光学组件结构示意图

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

先请参阅图2，图2为本发明实施例1光发射组件结构示意图，由图可见，本发明光纤通信光收发器光学组件，即本实施例中的光发射组件，包括具有通光孔111的金属基座11、仅由TO管座封装的光发射器件21、会聚透镜4和光纤接插件3，所述的会聚透镜4安装在所述的金属基座11的通光孔111内的一端，该端的金属基座再连接所述的仅由TO管座封装的光发射器件21，在所述的金属基座11内通光孔111的另一端接设所述的光纤接插件3，在该光纤接插件3内有光纤插芯31。本实施例结构中，金属基座11不仅作为连接和固定光发射器件21和光纤接插件3的基座，同时作为固定会聚光束的会聚透镜4的基座，并起到密封光学件的管帽的作用。在这一结构中，金属基座11不同于在先技术的基座1。金属基座11是一个将会聚透镜4固定在通光孔111中的基座。光发射器件21也不同于在先技术的光发射器件2。光发射器件21是一个不带TO管帽的激光器。这样，本发明的结构与在先技术的结构相比，省下了TO管帽，简化了与此有关的工艺程序，节省了生产时间。本实施例在光纤插拔头3中安装了光纤插芯31，以提高光纤耦合效率和稳定性。

图3为本发明实施例2光接收组件结构示意图，本实施例与实施例1不同，所述的光学器件是一个不带管帽的光接收器件22。

图4为本发明实施例3具有光纤尾纤输出的光发射组件结构示意图，实施例3和实施例1不同在于所述的光纤接插件3连接有光纤尾纤32。

图5为本发明实施例4具有光纤尾纤输入的光接收组件结构示意图，这一结构中的22是一个不带管帽的光接收器件。所述的光纤接插件3连接有光纤尾纤32。

图6为本发明实施例5光发射和光接收一体化光学组件结构示意图，是一种用于单纤双向传输的光网络系统中的光发射和接收一体化的光学组件。在这一结构中，包含有光发射器件21和光接收器件22。在金属基座12内有互相垂直的通光孔121和第二通光孔122，在通光孔121内的一端安装会聚透镜41，该端的金属基座再连接所述的仅由TO管座封装的光发射器件21，在所述的金属基座12内通光孔121的另一端接设所述的光纤接插件3，在第二通光孔122内的一端安装第二会聚透镜42，其外再连接仅由TO管座封装的光接收器件22，在该第二通光孔122内的另一端用盖片51将该第二通光孔封盖，在该两个通光孔的交叉位置与所述的通光孔的轴线以一定的角度(在大多数情况下此角度在45°左右)安装了一个透射反射片5，该透射反射片5的功能是让光发射器件21发出的光束低损耗地透过，耦合到光纤中去；同时，又可以将从同一光纤反方向传输的输入光束反射到光接收器件22上。根据用户使用的要求，发射和接收光可以为分离一定波长间隔的光波。此时，透射反射片5为一个双色滤光片。

图7为本发明实施例6带光纤尾纤的光发射和光接收一体化光学组件结构示意图，实施例6和实施例5的区别在于所述的光纤接插件3连接有光纤尾纤32。

本发明的光学组件的封装工艺程序如下：

(1)将激光器管芯键合到TO管座上；视不同产品的要求，用于监测的PIN探测器可同时组装到TO管座上；对键合好的器件做老化和测量。

(2)将探测器和预放大器键合到TO管座上。对键合好的器件做老化和测量。

(3)加工检验金属基座11和金属基座12；加工和检验会聚透镜41和第二会聚透镜42。将会聚透镜安装、固定到金属基座上。安装工艺可采用玻璃金属封接工艺，或采用环氧树脂胶合工艺，

(4)对用于单光纤双向系统的组件，加工检验透射反射片或双色滤光片5，在基座的预定位置上，采用环氧树脂胶合工艺安装透射反射片，或双色滤光片5。

(5)将已经键合到TO管座上的光发射器21封装到金属基座11或金属基座12上。封装时，要调整光发射器的位置，以获得最大的输出功率。为此，可在基座上临时安装一个光纤插拔头3，作为光输出功率检测的接口。TO管座21与金属基座11之间的封装工艺，可根据用户需求和生产设备条件，采用环氧树脂胶合、脉冲电流碰焊、激光焊接等工艺方法。

(6)根据用户需求，在光纤插拔头3中安装、或不安装光纤插芯31。调整光纤插拔头3和(或)光纤尾纤32；在输出功率最大的情况下将其封装、固定在金属基座11或金属基座12上。

(7)将已经键合到TO管座上的光接收器22封装到金属基座11或金属基座12上。封装时，从光纤插拔头安装一根光纤，或在光纤尾纤上输入光信号，调整光接收器的位置，在获得最大光信号的情况下固定光接收器。由于光接收器一般有大约100微米直径的接收面积，因此调整的余地比较大。TO管座与金属基座之间的封装工艺，可根据用户需求和生产设备条件，采用环氧树脂胶合、脉冲电流碰焊、激光焊接等工艺方法。

综上所述，本发明光收发器光学组件具有零部件数量少、结构简单和封装工艺简化的特点。

Claims

1.一种用于光纤通信系统的光纤通信光收发器光学组件，包括具有通光孔的金属基座、光学器件、会聚透镜和光纤接插件，其特征在于所述的光学器件是仅由TO管座封装的光学器件，所述的会聚透镜安装在所述的金属基座的通光孔内的一端，该端金属基座再连接所述的仅由TO管座封装的光学器件，在所述的金属基座的通光孔的另一端接设所述的光纤接插件。

2.根据权利要求1所述的光收发器光学组件，其特征是在所述的光纤接插件内有光纤插芯。

3.根据权利要求1或2所述的光收发器光学组件，其特征在于所述的仅由TO管封装的光学器件是光发射器件。

4.根据权利要求3所述的光收发器光学组件，其特征在于所述的光纤接插件连接有光纤尾纤。

5.根据权利要求1或2所述的光收发器光学组件，其特征在于所述的仅由TO管封装的光学器件是光接收器件。

6.根据权利要求5所述的光收发器光学组件，其特征在于所述的光纤接插件连接有光纤尾纤。

7.根据权利要求3所述的光收发器光学组件，其特征在于在所述的金属基座内还有与所述的通光孔相垂直的第二通光孔，在所述的第二通光孔内的一端安装第二会聚透镜，在该第二会聚透镜外金属基座再连接所述的仅由TO管封装的光接收器件，在该第二通光孔的另一端用盖片将该第二通光孔封住，在该两个通光孔的交叉位置与所述的通光孔的轴线以一定的角度安装了一个一个透射反射片或双色滤光片。

8.根据权利要求7所述的光收发器光学组件，其特征在于在所述的光纤接插件连接有光纤尾纤。

9.根据权利要求7所述的光收发器光学组件，其特征在于在所述的透射反射片和双色滤光片与所述的通光孔轴线成45°。