CN102508343B - 单纤双向组件及其封装方法 - Google Patents

Abstract

一种单纤双向组件，包括基座、管芯套、接收器、适配器、与管芯套连接的激光器及设置于基座内部的滤光片。基座上开设有共轴的第一连接孔和第二连接孔，管芯套插入第一连接孔中，第一连接孔的内径大于管芯套的外径，适配器插入所述第二连接孔中。激光器发出的光透过滤光片耦合进入适配器中，从适配器进入的光再经过滤光片的反射进入接收器中。在上述单纤双向组件的封装过程中，先进行耦合调整得到合适光功率后再进行封装。在耦合调整时，因第一连接孔的内径大于管芯套的外径，可以同时纵向调整激光器和横向调整适配器，适配器在纵向上没有调整，不会影响接收端的耦合，接收耦合较为容易，封装良率较高。

Description

单纤双向组件及其封装方法

【技术领域】

本发明涉及光纤通信领域，特别是涉及一种单纤双向组件及其封装方法。

【背景技术】

单纤双向组件(BOSA)是现代光通信的核心器件，它是集发射、接收一体的光电转换器件。单纤双向组件的传输速率从155M/s到10G/s，传输距离从10公里到100公里以上，所用波长从1260nm到1620nm，已得到广泛应用。但传统BOSA的在封装时，多采用纵向调整适配器来进行发射耦合，导致在进行接收耦合时，往往良率不高。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种封装良率较高的单纤双向组件及其封装方法。

一种单纤双向组件，包括基座、管芯套、接收器、适配器、与所述管芯套连接的激光器及设置于所述基座内部的滤光片，所述基座上开设有共轴的第一连接孔和第二连接孔，所述管芯套插入所述第一连接孔中，且所述第一连接孔的内径大于所述管芯套的外径，所述适配器插入所述第二连接孔中；所述激光器发出的光透过所述滤光片耦合进入所述适配器中，从所述适配器进入的光再经过所述滤光片的反射进入所述接收器中。

优选的，所述滤光片相对于所述激光器的光轴方向倾斜45度放置，所述接收器与所述激光器的光轴垂直设置。

优选的，所述基座靠近所述管芯套的一侧设置有隔离器。

优选的，所述接收器为PIN光电二级管或雪崩光电第二级管。

优选的，所述适配器为LC适配器或SC适配器。

一种单纤双向组件的封装方法，包括以下步骤：

将激光器管固定在管芯套上；

将基座、适配器、接收器及所述激光器和管芯套放置于三维耦合夹具中，纵向调整所述激光器，同时横向调整所述适配器进行耦合调整；

耦合得到所需的光功率后将所述管芯套和适配器分别固定在所述基座上，再将接收器固定在所述基座上，得到所述单纤双向组件。

优选的，所述管芯套和适配器通过平焊的方式固定在所述基座上。

优选的，所述激光器通过电阻焊的方式固定在所述管芯套上。

优选的，所述接收器通过粘胶固定在所述基座上。

优选的，在将所述基座放入耦合夹具之前，还包括在所述基座上靠近所述管芯套的一侧设置隔离器及在所述基座内部设置滤光片的步骤。

上述单纤双向组件的封装方法，先进行耦合调整得到合适光功率后再进行封装。在耦合调整时，因第一连接孔的内径大于管芯套的外径，可以同时纵向调整激光器和横向调整适配器，适配器在纵向上没有调整，不会影响接收端的耦合，接收耦合较为溶剂，封装良率较高。

【附图说明】

图1为一实施方式的单纤双向组件的立体图；

图2为图1所示的单纤双向组件的结构示意图；

图3为一实施方式的单纤双向组件的封装方法流程图。

【具体实施方式】

为了解决现有的单纤双向组件封装方法存在的良率低的问题，提出了一种封装良率较高的单纤双向组件及其封装方法。以下通过具体实施方式对上述单纤双向组件及其封装方法进一步阐述。

请参阅图1和图2，一实施方式的单纤双向组件100，包括基座110、管芯套120、激光器130、适配器140、接收器150、隔离器160和滤光片170。

管芯套120固定在基座110上。激光器130的一端插入管芯套120中。适配器140和接收器150和分别设置于基座110上，且接收器150与激光器130的光轴垂直设置，适配器140的设置于基座110上与激光器130相对的一侧。滤光片170设置于基座110内部。

可以理解，在其他实施方式中，接收器150的位置可以不与激光器130的位置相垂直也可以实现光的接收，但垂直设置可以提高光接收率。

基座110为四方金属基座。本实施方式，基座110采用不锈钢制成，焊接性能好。基座110开设有第一连接孔(图未示)、第二连接孔(图未示)和第三连接孔(图未示)。第一连接孔和第二连接孔共轴，第三连接孔的轴线与第一连接孔的轴线垂直。

管芯套120的一端插入第一连接孔中，并通过焊接的方式固定于基座110上。因为基座110为金属体，激光器130需要与基座110保持绝缘。管芯套120用于实现激光器130与基座110之间的绝缘。可以理解，管芯套120采用绝缘材料制成。激光器130通过电阻焊的方式固定于管芯套120内部。第一连接孔的内径大于管芯套120的外径，使得在进行耦合调整时，管芯套120可在第一连接孔中纵向移动，从而可对激光器130进行纵向调整。

激光器130是将电信号转换为光信号的半导体激光器。本实施方式中，激光二级管130是异质结半导体激光器。异质结半导体激光器可以有效降低激光器的阈值电流，提高效率。

适配器140插入第二连接孔中，进一步通过焊接的方式固定于基座110上。在焊接之前，适配器140可在横向上沿第二连接孔移动，使得在进行耦合调整时，可对适配器140进行横向调整。

本实施方式中，适配器140为LC(Lucent connector)适配器，包括压块141、前盖142、开口套筒143和陶瓷插芯144。前盖142插入压块141中，开口套筒143固定于前盖142上，陶瓷插芯144插入开口套筒143中。

适配器140是光纤活动连接器对中连接部件，光纤之间是由适配器140通过其内部的开口套筒143连接起来的，以保证光纤跳线之间的最高连接性能，使激光器130发射出的光能量能最大限度地耦合进陶瓷插芯144中，最后反射到接收器150中去。因此，适配器140的调整对接收耦合起着重要作用，适配器140用于保证激光器130和接收器150相对接的两根光纤纤芯接触时成一直线。因此，在耦合时，纵向调整适配器140会对接收耦合产生一定的影响。

可以理解，在其他实施方式中，适配器140也可以为SC(Standard Connector)适配器。SC适配器适用于长焦激光器。

传统的单纤双向组件需要针对不同焦距的激光器采用不同的结构设计，成本较高。而单纤双向组件100在耦合调整时，可同时对激光器130进行纵向调整和对适配器140进行横向调整，当激光器130的焦距范围变化较大时，只需要改变管芯套120的长度即可，无需更换其他组件，简单方便，且成本低。

接收器150是把光信号转变为电信号的半导体器件。接收器150可以为PIN光电二极管或雪崩光电二极管。PIN光电二级管的偏压电路简单，价格较低，但灵敏度也较低。雪崩光电二级管具有载流子倍增效应，偏压电路复杂，灵敏度较高，主要用于高速、长距离系统。可以根据实际需要选择PIN光电二级管或雪崩光电二级管。

隔离器160设置于基座110内部靠近管芯套120的一侧。从激光器130向光纤传输的激光，总会有部分被反射，如果反射光进入激光器130，将会使激光器管130输出功率发生波动，噪声增加。隔离器160的作用就是为了避免从光纤反射的光再返回激光器130。

在本实施方式中，隔离器160通过353ND胶粘接在基座110内。可以理解，也可以采用其他光纤领域常用的粘胶进行固定隔离器160。隔离器160不直接设置于激光器130上，而是远离激光器130设置于基座110内部，增大了与激光器130的距离，从而可以使用通光孔径较小的隔离器，降低了单纤双向组件100的成本。

滤光片170用于把出射光和入射光分开，以避免发射和接收的光信号相互干扰，特别是发射光对接收器150的干扰。滤光片170设置于基座110内部，且相对于激光器130的光轴方向倾斜45度放置，有利于光的全反射。

激光器130发出的光，经过隔离器160，然后经滤光片170的透射，进入陶瓷插芯144中，最后经滤光片170的反射到接收器150中。

上述单纤双向组件100，在基座110上开设有第一连接孔和第二连接孔，第一连接孔和第二连接孔共轴，管芯套120插入第一连接孔中，第一连接孔的内径大于管芯套120的外径，适配器140插入第二连接孔中，使得在封装过程中进行耦合调整时，可以同时在纵向上调整激光器130，在横向上调整适配器140。在进行发射耦合时，激光器130发出的光经过隔离器160，透过光滤光片170，被耦合进适配器140中。在进行接收耦合时，从适配器140进入的光，经过滤光片170反射到接收器150上。

因无需对适配器140进行纵向调整，不影响接收端的耦合，接收耦合较为容易，从而可以提高封装良率。

请参阅图3，一种单纤双向组件的封装方法，包括如下步骤：

步骤S110：将激光器固定在管芯套上。

本实施方式中，激光器通过电阻焊接的方式固定在管芯套上。电阻焊具有生产效率高、焊接变形小、劳动条件好、不需另加焊接材料和操作简便的优点。在其他实施方式中，也可采用其他焊接的方式固定，如激光焊等。可以理解，亦可通过胶粘工艺连接激光器和管芯套。

步骤S120：将基座、适配器、接收器、激光器和管芯套放置于三维耦合夹具中，纵向调整激光器，同时横向调整适配器以进行耦合调整。

步骤S120还包括前处理步骤，将隔离器设置于基座上靠近管芯套的一侧，将滤光片设置于基座的内部。在本实施方式中，隔离器通过353ND胶固定在基座上。

根据实际需要选择合适的适配器，如LC适配器或SC适配器。同时选择合适的接收器，如PIN光电二极管或雪崩光电二极管。

在三维耦合夹具中可以同时进行纵向及横向调整。在进行发射耦合时，由于基座中的连接孔内径大于管芯套的外径，使得管芯套可在连接孔内上下移动。适配器可以相对基座左右移动。因此，可以同时在纵向调整激光器，横向调整适配器，以耦合得到合适的光功率。在纵向上没有调整适配器，因而不会影响接收端的耦合，接收耦合比较容易，易于耦合得到合适的光功率，从而提高了封装良率。

步骤S130：耦合得到所需的光功率后将管芯套和适配器固定在基座上，最后将接收器固定在基座上，得到单纤双向组件。

在耦合过程中同时采用光功率计测定光功率。耦合得到合适的光功率后再将管芯套和适配器分别固定在基座上，最后将接收器固定在基座上，得到单纤双向组件。

本实施方式中，管芯套和适配器通过平焊的方式固定在基座上，避免了常规斜焊后位移过大的问题，进一步保证了产品的良率和稳定性。接收器通过BF-4胶连接在基座上。胶粘工艺较为简单，可以理解，接收器亦可通过焊接的方式固定于基座上。

上述单纤双向组件的封装方法，先进行耦合调整得到合适光功率后再进行封装。在耦合调整过程中，同时纵向调整激光器，横向调整适配器，在耦合到合适的光功率后，再将激光器和适配器固定至基座上，最后将接收器固定至基座上。耦合过程中，无需纵向调整适配器，不影响接收端的耦合，封装良率高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种单纤双向组件，包括基座、管芯套、接收器、适配器、与所述管芯套连接的激光器及设置于所述基座内部的滤光片，其特征在于，所述基座上开设有共轴的第一连接孔和第二连接孔，所述管芯套插入所述第一连接孔中，且所述第一连接孔的内径大于所述管芯套的外径，所述适配器插入所述第二连接孔中；所述激光器发出的光透过所述滤光片耦合进入所述适配器中，从所述适配器进入的光再经过所述滤光片的反射进入所述接收器中； 

所述滤光片相对于所述激光器的光轴方向倾斜45度放置，所述接收器与所述激光器的光轴垂直设置； 

所述基座靠近所述管芯套的一侧设置有隔离器；所述隔离器不直接设置于激光器上，而是远离激光器设置于基座内部； 

所述适配器通过焊接的方式固定于基座上，在焊接之前，适配器可在横向上沿第二连接孔移动； 

所述接收器为PIN光电二级管或雪崩光电第二级管； 

所述适配器为LC适配器，包括压块、前盖、开口套筒和陶瓷插芯，前盖插入压块中，开口套筒固定于前盖上，陶瓷插芯插入开口套筒中，光纤之间是由适配器通过其内部的开口套筒连接起来的。 

2.一种单纤双向组件的封装方法，其特征在于，包括以下步骤： 

将激光器管固定在管芯套上； 

将基座、适配器、接收器及所述激光器和管芯套放置于三维耦合夹具中，纵向调整所述激光器，同时横向调整所述适配器进行耦合调整； 

耦合得到所需的光功率后将所述管芯套和适配器分别固定在所述基座上，再将接收器固定在所述基座上，得到所述单纤双向组件； 

所述管芯套和适配器通过平焊的方式固定在所述基座上； 

所述激光器通过电阻焊的方式固定在所述管芯套上； 

所述接收器通过粘胶固定在所述基座上； 

在将所述基座放入耦合夹具之前，还包括在所述基座上靠近所述管芯套的一侧设置隔离器及在所述基座内部设置滤光片的步骤。 

Images