CN101419315B - 光学半导体组件的光学次组件及其组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学次组件及其组装方法。所述光学次组件包含一基底、一光纤组件、一第一光学半导体组件以及一第二光学半导体组件。所述光纤组件包含一光纤。所述第一光学半导体组件包含至少一第一光学半导体组件。所述第二光学半导体组件包含一第二基底与至少一第二光学半导体组件。本发明的组装方法是将所述光纤组件固定至所述第一基底上，将所述至少一第一光学半导体组件固定至所述第一基底上，将所述至少一第二光学半导体组件固定至所述第二基底上，将所述第二光学半导体组件大体上对所述光纤校准，并且将所述第二基底粘合至所述第一基底。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学半导体组件的光学次组件(optical subassembly)及其组装方法，特别涉及一种具有分离式基底的光学半导体组件结构及其组装方法。
背景技术
在光通信系统中的光学次组件(optical subassembly，OSA)，随个功能组件的不同而可分为发射器光学次组件(transmitter optical subassembly，TOSA)以及接收器光学次组件(receiver optical subassembly,ROSA)。其中，TOSA可提供如雷射二极管(laser diode，LD)或发光二极管(light emitting diode，LED)光耦合至光纤，使电信号得以转换成光信号，并且通过透镜聚焦而在光纤内传输。
在现有技术中，光学次组件的组装方式是将光学组件依序在一个基底上进行校准对位后加以固定。而组装过程中以及组装完成后的调校检测方式则是通过光纤耦合效率来调整光学组件的位置。亦即，当光学组件组装完成的后，光纤端的检测仪器通过光纤耦合效率来调校光学组件的位置以进行校准对位的调校作业，进而完成一合乎规格的成品(请参考国际电信协会TIA/EIA-455-203有关Launched power distribution measurement procedure forgraded-index multi-mode fiber transmitters的规格说明)。亦即，借助此检测或组装方式完成的光学次组件，必须在所有光学组件都在一个基底上组装完成后才能进行检测以判断光通路是否畅通。
然而，在实际应用中，由于光学组件的尺寸甚小，预先校准位置后将光学组件进行组装或粘结时，可能又会产生误差。再者，光学耦合的精度要求较高，若在组装后进行检测发现光通路并不畅通时，将难以得知是哪一个光学组件所造成的问题。甚至可能多个光学组件均有误差，进而交互作用造成此结果。若要找出有问题的光学组件并将之一一调整，势必又会提高制造工时及成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学半导体组件的光学次组件及其组装方法，通过其具有分离式基底的结构与组装方法可以简单地组装光学次组件、减少调校光路所需时间，进而避免组装错误、增加组装效率。
本发明的一较佳实施例的光学次组件，其包含一第一基底；一光纤组件，所述光纤组件固定在所述基底上，所述光纤组件包含一光纤，所述光纤具有一第一光轴；至少一第一光学半导体组件，所述至少一第一光学半导体组件固定至所述第一基底上，且皆具有一对应的第一光路径，致使所述至少一第一光路径光学耦合至所述第一光轴；一第二基底；至少一第二光学半导体组件，所述至少一第二光学半导体组件固定在所述第二基底上，且皆具有一对应的第二光路径，一第二光轴基于所述第二基底而定义，致使所述至少一第二光路径光学耦合至所述第二光轴，所述第二光轴光学更耦合至所述第一光轴，且所述第二基底粘合至所述第一基底；以及至少一导磁组件，所述至少一导磁组件固定至所述第一基底上，所述至少一导磁组件在所述至少一第二光学半导体组件对所述光纤校准期间，能被一辅助校准机器的至少一电磁组件吸引。
另外，本发明的一较佳实施例的光学次组件的组装方法，所述光学次组件包含一第一基底，一包含一光纤的光纤组件，至少一第一光学半导体组件以及一第二基底、至少一第二光学半导体组件，所述光纤具有一第一光轴，每一第一光学半导体组件皆具有一对应的第一光路径，每一第二光学半导体组件皆具有一对应的第二光路径，一第二光轴基于所述第二基底而定义，所述方法包含下列步骤：(a)将所述光纤组件固定至所述第一基底上；(b)将所述至少一第一光学半导体组件固定至所述第一基底上，致使所述至少一第一光路径光学耦合至所述第一光轴；(c)将所述至少一第二光学半导体组件固定至所述第二基底上，致使所述至少一第二光路径光学耦合至所述第二光轴；(d)经由一辅助校准机器执行，将所述至少一第二光学半导体组件大体上对所述光纤校准，致使所述第二光轴光学耦合至所述第一光轴，其中，所述光学次组件进一步包含至少一导磁组件，所述至少一导磁组件固定至所述第一基底上，所述至少一导磁组件在所述至少一第二光学半导体组件对所述光纤校准期间能被所述辅助校准机器的至少一电磁组件吸引；以及(e)在所述第二光轴光学耦合至所述第一光轴之后，将所述第二基底粘合至所述第一基底。
因此，本发明的光学半导体组件的光学次组件及其组装方法，通过其具有分离式基底的结构与组装方法可以简单地组装光学次组件、减少调校光路所需时间，进而避免组装错误、增加组装效率。
附图说明
为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下面将结合附图对本发明的较佳实施例详细说明：
图1A是本发明的一较佳实施例的光学次组件的示意图。
图1B是图1A中的光学次组件的俯视图。
图1C是图1A中的光学次组件的组装完成图。
图2是本发明的另一较佳实施例的第一光学半导体组件的俯视图。
图3是本发明的一较佳实施例的组装光学次组件的流程图。
具体实施方式
请参阅图1A与图1B。图1A是本发明的一较佳实施例的光学次组件1的示意图。图1B是图1A中的光学次组件1的俯视图。如图1A与图1B所示，所述光学次组件1包含一第一基底10、一光纤组件12、至少一第一光学半导体组件14、一第二基底160以及至少一第二光学半导体组件16。
如图1A与图1B所示，所述光纤组件12固定在所述基底上。所述光纤组件12包含一光纤120，并且所述光纤120具有一第一光轴1200。每一第一光学半导体组件14皆具有一对应的第一光路径140。所述至少一第一光学半导体组件14固定至所述第一基底10上，致使所述至少一第一光路径140光学耦合至所述第一光轴1200。
如图1A与图1B所示每一第二光学半导体组件16皆具有一对应的第二光路径162。一第二光轴1600基于所述第二基底160而定义。所述至少一第二光学半导体组件16固定至所述第二基底160上，致使所述至少一第二光路径162光学耦合至所述第二光轴1600。
请参阅图1C，图1C是图1A中的光学次组件1的组装完成图。如图1C所示，所述至少一第二光学半导体组件16大体上对所述光纤120校准，致使所述第二光轴1600光学耦合至所述第一光轴1200之后，再将所述第二基底160与所述第一基底10黏合。
如图1A与图1B所示，在一较佳实施例中，所述光学次组件1进一步包含至少一导磁组件18。所述至少一导磁组件18固定至所述第一基底10上。所述至少一导磁组件18在所述至少一第二光学半导体组件16对所述光纤120校准期间，能被一辅助校准机器的至少一电磁组件吸引(未图示)。
在此要特别说明的是，所述至少一电磁组件是通过通电后产生磁力以吸附所述至少一导磁组件18。相反地，断电后，所述至少一导磁组件18即可放下所述至少一电磁组件。借此，辅助校准机器即可进行校准工作。因此，用来校准的导磁组件不能用永久磁铁取代，否则将无法进行吸附与放下的动作。而在实际应用中，所述辅助校准机器的操控精度大致上介于40nm至60nm之间。
如图1A与图1B所示，在一较佳实施例中，所述至少一第二光学半导体组件16包含至少一光发射器164，所述至少一光发射器164用以被驱动产生至少一顺向光信号。而在实际应用中，为了要增加传输的数据量，光通信系统中的TOSA可以将两个、三个或四个以上光发射器运用于双向对称或是双向非对称的传输方式。
同样示于图1A与图1B，在此较佳实施例中，所述光学次组件1进一步包含一第一镜头组件20。所述第一镜头组件20固定至所述第一基底10上并且位于所述第一光轴1200上。所述第一镜头组件20用以聚焦所述至少一顺向光信号进入所述光纤120的一端面。
同样示于图1A与图1B，在此较佳实施例中，所述光学次组件1进一步包含至少一第二镜头组件22。每一第二镜头组件22皆对应至所述至少一第一光路径140中的一第一光路径140。每一第二镜头组件22皆固定至所述第一基底10上并且位于所述对应的第一光路径140上，并且每一第二镜头组件22皆用以聚焦所述至少一反向光信号中的一反向光信号至所述对应的光检测器142。
在此要特别说明的是，所述至少一第一光学半导体组件14以及所述至少一第二光学半导体组件16各自达到高精准度的组装规格是可以实现的。因此在进行光路校准之前，可以事先各自独立组装所述至少一第一光学半导体组件14以及所述至少一第二光学半导体组件16。之后，只要在光路校准期间侦测光信号可以通过光纤120，即代表光学次组件已组装成功。
请参阅图2，图2是本发明的另一较佳实施例的至少一第一光学半导体组件34的俯视图。为了要个别接收多个光发射器所传输的大量数据，光通信系统中的ROSA可以包含多个光检测器以及波长选择型滤波器，因其取决于光发射器的数量。
因此，如图2所示，在一较佳实施例中，所述至少一第一光学半导体组件34包含至少一光检测器342以及至少一波长选择型滤波器344。每一光检测器342皆对应至所述至少一第一光路径340中的一第一光路径340，并且固定至所述第一基底30上并且位于所述对应的第一光路径340上。每一波长选择型滤波器344皆对应至所述至少一光检测器342中的一光检测器342。每一波长选择型滤波器344皆固定至所述第一基底30上并且位于所述第一光轴3200上。每一波长选择型滤波器344皆光学耦合至所述光纤320以及所述对应的光检测器342，并且每一波长选择型滤波器344皆用以反射通过所述光纤320传送的至少一反向光信号中的一反向光信号至所述对应的光检测器342。
请参阅图3，图3是本发明的一较佳实施例的组装光学次组件的流程图。其应用于如图1A与图1B所示的光学次组件1，其包含下列步骤。
首先，所述组装方法执行步骤S10，将所述光纤组件12固定至所述第一基底12上。
接着，所述组装方法执行步骤S12，将所述至少一第一光学半导体组件14固定至所述第一基底10上，致使所述至少一第一光路径140光学耦合至所述第一光轴1200。
随后，所述组装方法执行步骤S14，将所述至少一第二光学半导体组件16固定至所述第二基底160上，致使所述至少一第二光路径162光学耦合至所述第二光轴1600。
之后，所述组装方法执行步骤S16，将所述至少一第二光学半导体组件16大体上对所述光纤120校准，致使所述第二光轴1600光学耦合至所述第一光轴1200。
最后，所述组装方法执行步骤S18，在所述第二光轴1600光学耦合至所述第一光轴1200之后，将所述第二基底160粘合至所述第一基底10。
在一较佳实施例中，步骤S16通过一辅助校准机器执行。所述光学次组件1进一步包含至少一导磁组件18。所述至少一导磁组件18固定至所述第一基底12上，并且所述至少一导磁组件18在所述至少一第二光学半导体组件16对所述光纤120校准期间能被一辅助校准机器的至少一电磁组件吸引。
相较于现有技术，本发明的光学半导体组件的光学次组件及其组装方法，通过其具有分离式基底的结构与组装方法可以简单地组装光学次组件，减少调校光路所需时间，进而避免组装错误、增加组装效率。并且，本发明的光学次组件及其组装方法更可同时运用在光通信系统中的TOSA与ROSA。
以上已对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (12)
1.一种光学次组件，其特征在于，包含：
一第一基底；
一光纤组件，所述光纤组件固定在所述基底上，所述光纤组件包含一光纤，所述光纤具有一第一光轴；
至少一第一光学半导体组件，所述至少一第一光学半导体组件固定至所述第一基底上，且皆具有一对应的第一光路径，致使所述至少一第一光路径光学耦合至所述第一光轴；
一第二基底；
至少一第二光学半导体组件，所述至少一第二光学半导体组件固定在所述第二基底上，且皆具有一对应的第二光路径，一第二光轴基于所述第二基底而定义，致使所述至少一第二光路径光学耦合至所述第二光轴，所述第二光轴光学更耦合至所述第一光轴，且所述第二基底粘合至所述第一基底；以及
至少一导磁组件，所述至少一导磁组件固定至所述第一基底上，所述至少一导磁组件在所述至少一第二光学半导体组件对所述光纤校准期间，能被一辅助校准机器的至少一电磁组件吸引。
2.如权利要求1所述的光学次组件，其特征在于：所述至少一电磁组件通电后产生磁力以吸附所述至少一导磁组件，所述辅助校准机器的操作精度介于40nm至60nm之间。
3.如权利要求1所述的光学次组件，其特征在于：所述至少一第二光学半导体组件包含至少一光发射器，所述至少一光发射器用以被驱动产生至少一顺向光信号。
4.如权利要求3所述的光学次组件，其特征在于：进一步包含一第一镜头组件，所述第一镜头组件固定至所述第一基底上并且位于所述第一光轴上，所述第一镜头组件用以聚焦所述至少一顺向光信号进入所述光纤的一端面。
5.如权利要求4所述的光学次组件，其特征在于：所述至少一第一光学半导体组件包含：
至少一光检测器，所述至少一光检测器皆对应至所述至少一第一光路径中的一第一光路径，并且固定至所述第一基底上并且位于所述对应的第一光路径上；以及
至少一波长选择型滤波器，所述至少一波长选择型滤波器皆对应至所述至少一光检测器中的一光检测器，所述至少一波长选择型滤波器皆固定至所述第一基底上并且位于所述第一光轴上，所述至少一波长选择型滤波器皆光学耦合至所述光纤以及对应的所述至少一光检测器，并且所述至少一波长选择型滤波器皆用以反射通过所述光纤传送的至少一反向光信号中的一反向光信号至对应的所述至少一光检测器。
6.如权利要求5所述的光学次组件，其特征在于：进一步包含至少一第二镜头组件，所述至少一第二镜头组件皆对应至所述至少一第一光路径中的一第一光路径，所述至少一第二镜头组件皆固定至所述第一基底上并且位于所述对应的第一光路径上，并且所述至少一第二镜头组件皆用以聚焦所述至少一反向光信号中的一反向光信号至对应的所述至少一光检测器。
7.一种组装一光学次组件的方法，其特征在于：所述光学次组件包含一第一基底，一包含一光纤的光纤组件，至少一第一光学半导体组件以及一第二基底、至少一第二光学半导体组件，所述光纤具有一第一光轴，每一第一光学半导体组件皆具有一对应的第一光路径，每一第二光学半导体组件皆具有一对应的第二光路径，一第二光轴基于所述第二基底而定义，所述方法包含下列步骤：
(a)将所述光纤组件固定至所述第一基底上；
(b)将所述至少一第一光学半导体组件固定至所述第一基底上，致使所述至少一第一光路径光学耦合至所述第一光轴；
(c)将所述至少一第二光学半导体组件固定至所述第二基底上，致使所述至少一第二光路径光学耦合至所述第二光轴；
(d)经由一辅助校准机器执行，将所述至少一第二光学半导体组件大体上对所述光纤校准，致使所述第二光轴光学耦合至所述第一光轴，其中，所述光学次组件进一步包含至少一导磁组件，所述至少一导磁组件固定至所述第一基底上，所述至少一导磁组件在所述至少一第二光学半导体组件对所述光纤校准期间能被所述辅助校准机器的至少一电磁组件吸引；以及
(e)在所述第二光轴光学耦合至所述第一光轴之后，将所述第二基底粘合至所述第一基底。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述至少一电磁组件通电后产生磁力以吸附所述至少一导磁组件，所述辅助校准机器的操作精度介于40nm至60nm之间。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述至少一第二光学半导体组件包含至少一光发射器，所述至少一光发射器用以被驱动产生至少一顺向光信号。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述光学次组件进一步包含一第一镜头组件，所述第一镜头组件固定至所述第一基底上并且位于所述第一光轴上，所述第一镜头组件用以聚焦所述至少一顺向光信号进入所述光纤的一端面。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述至少一第一光学半导体组件包含：
至少一光检测器，所述至少一光检测器皆对应至所述至少一第一光路径中的一第一光路径，并且固定至所述第一基底上并且位于所述对应的第一光路径上；以及
至少一波长选择型滤波器，所述至少一波长选择型滤波器皆对应至所述至少一光检测器中的一光检测器，所述至少一波长选择型滤波器皆固定至所述第一基底上并且位于所述第一光轴上，所述至少一波长选择型滤波器皆光学耦合至所述光纤以及对应的所述至少一光检测器，并且所述至少一波长选择型滤波器皆用以反射通过所述光纤传送的至少一反向光信号中的一反向光信号至对应的所述至少一光检测器。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述光学次组件进一步包含至少一第二镜头组件，所述至少一第二镜头组件皆对应至所述至少一第一光路径中的一第一光路径，所述至少一第二镜头组件皆固定至所述第一基底上并且位于所述对应的第一光路径上，并且所述至少一第二镜头组件皆用以聚焦所述至少一反向光信号中的一反向光信号至对应的所述至少一光检测器。
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