CN102118194A - 一种单纤双向光组件及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种单纤双向光组件及其封装方法，该单纤双向光组件包括：一管座，所述管座上固定有一个基座，所述基座上固定过滤器和激光器，所述基座下方的正对过滤器的位置设置有固定在管座上的光电转换器件，在过滤器与光电转换器件之间的基座上设有透光孔，所述激光器发射的光线与光电转换器件接收的光线在过滤器上的入射点重合。本发明提供的单纤双向光组件及其封装方法的封装效率高，有助于大批量生产。

Description

一种单纤双向光组件及其封装方法

技术领域

本发明涉及光网络器件领域，更具体地说，涉及一种单纤双向光组件及其封装方法。

背景技术

随着光进铜退的网络演进，FTTX(Fiber To The X)已经成为接入网络的主流技术。而目前FTTX的主要方式为PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)，PON接入设备的关键光电模块为ONU(Optical Network Unit，光网络单元)和OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)，其中ONU是直接放在用户侧的模块，对成本极其敏感，在ONU和OLT中，占总成本70％左右的是BOSA(BI-Direction Optical Sub-Assembly，单纤双向光组件)光器件。

传统的BOSA的结构以及封装工艺决定了该BOSA的制造成本较高，具体地，图1示出了一种传统结构的BOSA，在对该结构的BOSA进行封装时，先将LD(Laser Diode，激光二极管)14或PD(Photo Diode，光电二极管)12贴在管座11上，然后调整过滤器16的位置，使得LD 14和PD 12的光路重合，再固定过滤器16，而LD 14相对于过滤器16的位置也是可以变动的。上述BOSA的封装方法决定了其无法利用自动贴片设备进行贴片，这是因为目前的自动贴片设备首先要识别物料贴放的目标位置，然后识别物料的对准位置，并用机械手将物料的对准位置移动到目标位置处。在上述传统结构的BOSA器件中，目标位置为PD 12的接收区中心，是可以被识别的；而过滤器16的对准位置无法识别，因为过滤器16的对准位置除了和过滤器16自身有关，还可LD 14有关，因此采用自动提片设备的自动对准方法无法对LD 14和PD 12的光路进行对准，只能依靠人眼通过CCD成像判定对准位置，这样生产效率很低，成本较高，从而无法大批量生产。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种单纤双向光组件及其封装方法，能够提高单纤双向光组件的封装效率，有助于实现大批量生产。

为实现上述目的，本发明提供一种单纤双向光组件，包括一管座，所述管座上固定有一个基座，所述基座上固定过滤器和激光器，所述基座下方的正对过滤器的位置设置有固定在管座上的光电转换器件，在过滤器与光电转换器件之间的基座上设有透光孔，所述激光器发射的光线与光电转换器件接收的光线在过滤器上的入射点重合。

另一方面，本发明实施例还提供一种单纤双向光组件的封装方法，包括：

将激光器和滤波器固定在同一个基座上，所述基座的固定滤波器的下方设有透光孔；

将光电转换器件固定在管座上；

通过视频辅助定位，调整固定激光器和滤波器的基座的位置，使得所述光电转换器件位于基座的下方，并且所述激光器发射的光线与光电转换器件接收的光线在滤波器上的入射点重合，而后固定基座的位置。

在本发明实施例提供的单纤双向光组件及其封装方法中，将滤波器和激光器都固定在同一基座上，而光电转换器件固定在管座上，这样只需要视频辅助定位就可以调整基座的位置，使得激光器发射的光线和光电转换器件接收的光线在滤波器上的入射点重合，从而实现单纤双向光组件的自动化封装，提高封装效率，有助于大批量生产并降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的一种单纤双向光组件的结构示意图；

图2是本发明提供的一种单纤双向光组件的轴向剖视图；

图3是本发明实施例一中的单纤双向光组件的轴向剖视图；

图4是图3中除去光纤及其固定部件之外的其他结构的轴向剖视图；

图5是本发明实施例二中的单纤双向光组件的轴向剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2示出了本发明提供的一种单纤双向光组件的轴向剖视图，该单纤双向光组件包括一个管座21，该管座提供物理支撑以及电I/O接口。在管座21上固定有一个基座22，在基座22上固定有过滤器24和激光器23。过滤器24是实现波分复用的重要部件。激光器23作为该单纤双向光组件发射光路的光源，从激光器23输出的光经过过滤器24的反射后入射进传输介质中，例如光纤。激光器23与基座22之间、以及过滤器24与基座22之间的固定方式可以采用胶粘接、共晶焊接及激光钎接。

在基座22下方、正对过滤器24的位置设置有固定在管座21上的光电转换器件25。在过滤器24和光电转换器件25之间的基座22中设置有透光孔221，单纤双向光组件接收的光线经过过滤器24，从透光孔221中入射到光电转换器件25中。激光器23发射的光线与光电转换器件25接收的光线在过滤器24上的入射点重合。

基座22的底部与固定过滤器的位置相对的位置处形成有一个容置槽222，光电转换器件25位于该容置槽222中。

另外，如图1所示，管座21的外周还罩有一镜头盖(Lens Cap)26，在镜头盖26与过滤器24的正对的位置处具有一豁口，上述镜头盖26的豁口处嵌有一透镜27。

由于本发明提供的单纤双向光组件中将滤波器24和激光器23都固定在同一个基座22上，而光电转换器件25固定在管座21上，这样只需要视频辅助定位就可以调整基座22的位置，使得激光器23发射的光线和光电转换器件25接收的光线在滤波器24上的入射点重合，因此可以实现单纤双向光组件的自动化封装，提高封装效率，有助于大批量生产，降低其生产成本。

本发明还相应提供一种单纤双向光组件的封装方法，该方法包括如下步骤：

步骤A1：将激光器和滤波器固定在同一个基座上，该基座的固定滤波器的下方设有通光孔。

步骤A2：将光电转换器件固定在管座上。

步骤A3：通过视频辅助定位，调整固定激光器和滤波器的基座的位置，使得光电转换器件位于基座的下方，并且激光器发射的光线与光电转换器件接收的光线在滤波器上的入射点重合，而后固定基座的位置。

本发明实施例提供的单纤双向光组件的封装方法首先将滤波器和激光器都固定在同一个基座上，并将光电转换器件固定在管座上，这样只需要利用视频辅助定位就可以调整基座的位置，使得激光器发射的光线与光电转换器件接收的光线在滤波器上的入射点重合，因此可以实现单纤双向光组件的自动化封装，降低生产成本。

根据外部光纤与单纤双向光组件的耦合方式不同，本发明中的单纤双向光组件的具体结构也不同，以下详细说明。

实施例一

图3是本发明提供的单纤双向光组件的一个实施例的轴向剖视图，图4是图3中除去光纤及其固定部件之外的其他结构的轴向剖视图。本实施例中的单纤双向光组件属于尾纤型的单纤双向光组件，对位光接口为光纤。

如图3和图4所示，本实施例中的单纤双向光组件包括一管座31，在管座31上固定有一个基座32，在基座32上固定有过滤器34和激光器33。在本实施例中，激光器33可以为激光二极管(LD)。从激光器33输出的光经过过滤器34的反射后入射进尾纤42中。激光器33和基座32之间的固定方式可以采用胶粘接、共晶焊接或激光钎接，过滤器34和基座32之间的固定方式可以采用胶粘接、共晶粘接或激光钎接。基座32与管座31之间的固定方式包括但不限于胶粘接、共晶粘接、激光钎接或激光熔接。在本实施例中，基座32直接与管座31接触，散热路径短，有助于器件散热。

在基座32下方、正对过滤器34的位置设置有固定在管座31上的光电转换器件35。在本实施例中，光电转换器件35可以为光电二极管。在过滤器34和光电转换器件35之间的基座32中设置有透光孔321。单纤双向光组件接收的光线经过过滤器34、从透光孔321中入射到光电转换器件35中。激光器33发射的光线与光电转换器件35接收的光线在过滤器34上的入射点重合。基座32的底部与固定过滤器的位置相对的位置处形成有一个容置槽322，光电转换器件35位于该容置槽322中。

在本实施例中，在基座32上，位于激光器33的后方还设置一个光电转换器件监测器38，这里激光器33的后方是指激光器的主要输出激光一侧的反方向。光电转换器监测器38的光接收端接收激光器33的后向光(Back facet light)，并将其转换成相应的电信号输出，光电转换器检测器38的电信号输出端与自动功率控制器(图中未示)相连，自动功率控制器用于根据从光电转换器件监测器38接收的信号，对激光器33进行自动功率控制，以维持激光器33的输出稳定。在实际中，上述光电转换器监测器38可以利用光电二极管实现，因此光电转换器38也可以被称为MPD(Monitor Photo Diode)。

在管座31的外周还罩有一镜头盖36，在镜头盖36与过滤器34的正对的位置处具有一豁口，该豁口处嵌有一透镜37。镜头盖36的豁口的中心与激光器33输出光线在透镜37的入射点重合，因此，透镜37的中心与激光器33发射的光线在滤波器34上的入射点相对，也就是说，透镜37的中心也与光电转换器件35接收的光线在滤波器34上的入射点相对。镜头盖36可以通过电阻焊的方法固定在管座31上。

参见图3，在镜头盖36上方还固定有一个中心具有通孔的Z向颈部部件(Z-Collar)41，光纤42的端部固定在该Z向颈部部件41的通孔中，并且光纤42的端部朝向透镜37。将光纤42固定到Z向颈部部件可以采用激光焊接的方法。另外，Z向颈部部件41与镜头盖36之间可以采用激光焊接方法进行固定。

另外，在光电转换器件35与管座31之间还设有电容39，该电容39起到滤波的作用，将不在信号范围内的频率分量滤除。

管座31上还固定一个TIA(Transimpedance Amplifier，跨阻放大器)器件，该TIA的作用在于：把光电转换器输出的电信号作限幅放大处理。

本实施例还相应地提供上述单纤双向光组件的封装方法，该方法包括如下步骤：

步骤B1：将激光器33和滤波器34固定在同一个基座32上，基座的固定滤波器的下方设有透光孔，固定方式包括但不限于胶粘接、共晶焊接或激光钎接。

步骤B2：将光电转换器件35固定在管座31上，固定方式包括但不限于胶粘接、共晶焊接或激光钎接。

步骤B3：通过视频辅助定位，调整固定激光器33和滤波器34的基座32的位置，使得光电转换器件35位于基座32的下方，并且激光器33发射的光线与光电转换器件35接收的光线在滤波器34上的入射点重合，而后固定基座32的位置，使其固定在管座31上，这里的固定方式包括但不限于：胶粘接、共晶焊接、激光钎接或激光焊接。

步骤B4：将在管座外周罩有一个中心带有豁口的镜头盖36，该中心豁口嵌有一透镜37；通过视频辅助定位，调整镜头盖36的位置，使得该镜头盖36的豁口的中心与激光器33输出的光线在透镜37的入射点重合，而后将固定镜头盖36固定在管座31上，这里的固定方式包括但不限于：电阻焊。

步骤B5：在镜头盖36的上方固定一中心具有通孔的Z向颈部部件41，将光纤42的端部固定在该Z向颈部部件31的通孔中，并且光纤42的端部朝向透镜37。在本实施例中，可以通过X、Y、Z三轴调整的方式调整光纤42的位置，达到激光器33输出的光线能够耦合进光纤32中。光纤32与Z向颈部部件41之间的固定方式可以采用激光焊接。

实施例二

图5是本发明提供的单纤双向光组件的另一个实施例的轴向剖视图，如图5所示，本实施例中的单纤双向光组件属于可插拔型的单纤双向光组件。

本实施例中的单纤双向光组件包括一管座51，在管座51上固定一基座52，在基座52上固定有过滤器54和激光器53。激光器53可以采用激光二极管。从激光器53输出的光经过过滤器54的反射后入射进尾纤52中。激光器53和基座52之间的固定方式可以采用胶粘接、共晶焊接或激光钎接。基座52和管座51之间的固定方式包括但不限于胶粘接、共晶粘接、激光钎接或激光熔接。在基座52的下方、正对过滤器54的位置设置有固定在管座51上的光电转换器件55。在本实施例中，光电转换器件55可以为光电二极管。在过滤器54和光电转换器件55之间的基座52中设置有透光孔521。单纤双向光组件接收的光线经过过滤器54、从透光孔521中入射到光电转换器件55中。激光器53发射的光线与光电转换器件55接收的光线在过滤器54上的入射点重合。

在基座52上，位于激光器53的后方还设置一个光电转换器件58，光电转换器监测器58的光接收端接收激光器53的后向光，并将其转换成相应的电信号输出，光电转换器检测器58的电信号输出端与自动功率控制器(图中未示)相连，自动功率控制器用于根据从光电转换器件监测器58接收的信号，对激光器53进行自动功率控制，以维持激光器53的输出稳定。

在管座51的外周还罩有一镜头盖56，在镜头盖56与过滤器54正对的位置处具有一豁口，该豁口处嵌有一透镜57。透镜57的中心与激光器53发射的光线在滤波器54上的入射点相对，也就是说，透镜57的中心也与光电转换器件55接收的光线在滤波器54上的入射点相对。

另外，在光电转换器件55与管座51之间优选还设有电容59，该电容59起到滤波的作用，将不在信号范围内的频率分量滤除。

管座51上还固定一个TIA(Transimpedance Amplifier，跨阻放大器)器件，该TIA的作用在于：把光电转换器输出的电信号作限幅放大处理。

在镜头盖56上方还固定有一个光纤插座61，光纤插座61的中心用于可拆卸地插入光纤端部。

本实施例还相应地提供一种上述单纤双向光组件的封装方法，该方法包括如下步骤：

步骤C1：将激光器53和滤波器54固定在同一个基座52上，基座52的固定滤波器54的下发设有透光孔521，固定方式包括但不限于：胶粘接、共晶焊接或激光钎接。

步骤C2：将光电转换器55固定在管座51上，固定方式包括但不限于：胶粘接、共晶焊接或激光钎接。

步骤C3：通过视频辅助定位，调整固定激光器53和滤波器54的基座52的位置，使得光电转换器件55位于基座52的下方，并且激光器53发射的光线与光电转换器件55接收的光线在滤波器54上的入射点重合，而后固定基座52的位置，使其固定在管座51上，这里的固定方式包括但不限于：胶粘接、共晶焊接、激光钎接或激光焊接。

步骤C4：将在管座外周罩有一个中心带有豁口的镜头盖56，该中心豁口嵌有一透镜57；通过视频辅助定位，调整镜头盖56的位置，使得该镜头盖56的豁口的中心与激光器53输出的光线在透镜57的入射点重合，而后将固定镜头盖56固定在管座51上，这里的固定方式包括但不限于：电阻焊。

步骤C5：在镜头盖56的上方固定一光纤插座61。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种单纤双向光组件，其特征在于，包括一管座，所述管座上固定有一个基座，所述基座上固定过滤器和激光器，所述基座下方的正对过滤器的位置设置有固定在管座上的光电转换器件，在过滤器与光电转换器件之间的基座上设有透光孔，所述激光器发射的光线与光电转换器件接收的光线在过滤器上的入射点重合。

2.根据权利要求1所述的单纤双向光组件，其特征在于，所述基座的底部与固定过滤器的位置相对的位置处形成一容置槽，所述光电转换器件位于该容置槽中。

3.根据权利要求1或2所述的单纤双向光组件，其特征在于，所述管座的外周罩有一镜头盖，所述镜头盖与过滤器正对的位置处具有一豁口，所述镜头盖的豁口处嵌有透镜。

4.根据权利要求1或2所述的单纤双向光组件，其特征在于，在所述基座上位于激光器的后方还设置一光电转换器件监测器，该光电转换器件监测器的光接收端接收所述激光器的后向光，并将其转换成相应的电信号输出，所述光电转换器件监测器的信号输出端与自动功率控制器相连，所述自动功率控制器用于根据从光电转换器件监测器接收到的信号，对激光器进行自动功率控制，以维持激光器的输出稳定。

5.根据权利要求3所述的单纤双向光组件，其特征在于，所述镜头盖的上方固定一中心具有通孔的Z向颈部部件，光纤的端部固定在该Z向颈部部件的通孔中，并且所述光纤的端部朝向所述透镜。

6.根据权利要求3所述的单纤双向光组件，其特征在于，所述镜头盖的上方固定一光纤插座，所述光纤插座中心用于可拆卸地插入光纤端部。

7.一种单纤双向光组件的封装方法，其特征在于，包括：

将激光器和滤波器固定在同一个基座上，所述基座的固定滤波器的下方设有透光孔；

将光电转换器件固定在管座上；

通过视频辅助定位，调整固定激光器和滤波器的基座的位置，使得所述光电转换器件位于基座的下方，并且所述激光器发射的光线与光电转换器件接收的光线在滤波器上的入射点重合，而后固定基座的位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在管座外周罩有一个带有中心豁口的镜头盖，该中心豁口嵌有透镜；

通过视频辅助定位，调整所述镜头盖的位置，使得该镜头盖的豁口的中心与激光器输出光在透镜的入射点重合，而后固定该镜头盖。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：在所述镜头盖的上方固定一中心具有通孔的Z向颈部部件，将光纤的端部固定在该Z向颈部部件的通孔中，并且是光纤的端部朝向镜头盖中心的透镜。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：在所述镜头盖上方固定一光纤插座，所述光纤插座用于可拆卸地插入光纤端部。

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