CN103076660A - 光学模块及其光学子模块 - Google Patents

Abstract

光学模块包括光学子模块、光纤阵列连接模块、二组装槽及二定位凸块。组装槽形成于光学子模块与光纤阵列连接模块的一者上，各组装槽沿光轴方向延伸。定位凸块形成于光学子模块与光纤阵列连接模块的另一者上，各定位凸块抵靠于对应的组装槽的端部，藉此使光学子模块与该光纤阵列连接模块定位于一光耦合位置。

Description

光学模块及其光学子模块

技术领域

本发明是有关于一种光学模块及其光学子模块，且特别是有关于一种凹凸定位的光学模块及其光学子模块。

背景技术

传统光纤阵列连接模块(fiber array connector)为了定位于光学子模块上，光纤阵列连接模块及光学子模块各设计有一V形沟槽，当光纤阵列连接模块定位于光学子模块，光纤阵列连接模块的V形沟槽与光学子模块的V形沟槽相对，且光纤穿过二V形沟槽之间配置。

然而，光纤的外径相当细，要将如此细的光纤组装进二V形沟槽之间相当困难。此外，为了固定光纤，光纤与V形沟槽之间需涂布紫外光胶，如此，光纤的定位位置反而因为涂胶而失准。

发明内容

本发明有关于一种光学模块及其光学子模块，可改善光纤定位不易的问题。

根据本发明的一实施例，提出一种光学模块。光学模块包括一光学子模块、一光纤阵列连接模块、二组装槽及二定位凸块。组装槽形成于光学子模块与光纤阵列连接模块的一者上，各组装槽沿一光轴方向延伸。定位凸块形成于光学子模块与光纤阵列连接模块的另一者上，各定位凸块抵靠于对应的组装槽的端部，藉此使该光学子模块与该光纤阵列连接模块定位于一光耦合位置。

根据本发明的另一实施例，提出一种光学子模块。光学子模块包括一基板、一光学元件及二组装槽。光学元件设于该基板上。二组装槽形成于基板上，各组装槽沿该光学元件发射或接收的光线的一光轴方向延伸。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1A绘示依照本发明一实施例的光学模块的分解图。

图1B绘示图1A的光纤阵列连接模块与光学子模块的组装图。

图1C绘示图1B中沿方向1C-1C’的剖视图。

图1D绘示图1B的光学模块的俯视局部图。

图2绘示依照本发明另一实施例的光学模块的俯视局部图。

图3绘示依照本发明另一实施例的光学模块的俯视局部图。

图4绘示依照本发明另一实施例的光学模块的俯视局部图。

图5绘示依照本发明另一实施例的光学模块的俯视局部图。

主要元件符号说明：

100、200：光学模块

110、210：光学子模块

110u：上表面

111、211：基板

112：光学元件

113：壳体

111r、211r：组装槽

111r1、211r1：进入槽

111r2：定位槽

211r2：限位槽

111s1、211s1、211s3：第一侧壁

111s2、211s2、211s4：第二侧壁

120：光纤阵列连接模块

121：光纤

122：光纤保持盖

122b：底面

123：定位凸块

123′：细虚线

211s：端壁

A1：夹角

D1：内径

D2：外径

H1：间距

T1：厚度

T2：槽高

X：光轴方向

Y、Z：轴向

具体实施方式

请参照图1A，其绘示依照本发明一实施例的光学模块的分解图。光学模块100包括光学子模块110及光纤阵列连接模块120。

光学子模块110可包括基板111、光学元件112及壳体113。光学元件112设于基板111的表面上。壳体113包覆光学元件112于基板111上。壳体113至少有部分可供光学元件112发射或接收的光线通过。可以理解的是，光学子模块110可另包含被动元件及/或主动元件设于基板111上。

基板111的材质可为无机或有机材质，例如硅间隔板(Si interposer)、陶瓷基板(ceramic substrate)、玻璃基板(glass substrate)或环氧玻璃丝基板。基板111具有二组装槽111r，二组装槽111r沿光轴方向X延伸。

光纤阵列连接模块120包括光纤阵列121、光纤保持盖122及二定位凸块123，其中定位凸块123形成于光纤保持盖122的底面122b。各定位凸块123抵靠于对应的组装槽111r的端部，使光学子模块110与光纤阵列连接模块120定位于一光耦合位置。

请参照图1B，其绘示图1A的光纤阵列连接模块与光学子模块的组装图。当光纤阵列连接模块120与光学子模块110定位于光耦合位置，光线可有效率地聚焦在光纤阵列121的个别光纤(例如，光线的焦点刚好落于光纤入光处)，可确保或提升光耦合效率。

光学元件112例如选自一光发射元件或一光接收元件，其中光发射元件可以是一镭射发光二极管(laser diode)元件，例如一垂直腔面发射激光器(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser，VCSEL)或红外线(IR)发光二极管，而光接收元件例如光学二极管芯片(photodiode(PD)chip)。

壳体113的材质可为塑胶、玻璃或金属材质，壳体113可以是中空的矩形、方形、圆形或其他几何形状的。当壳体113的材质为塑胶或玻璃时，壳体113可涂有电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)屏蔽层。

请参照图1C，其绘示图1B中沿方向1C-1C’的剖视图。定位凸块123的厚度T1小于组装槽111r的槽高T2，使光学子模块110定位于光纤阵列连接模块120上后，定位凸块123不会与组装槽111r的槽底部干涉而阻碍到定位凸块123的移动。

此外，经由设计光纤保持盖122的底面122b的平面度及光学子模块110的上表面110u的平面度，可控制光纤阵列连接模块120相对于光学子模块110沿Z轴向的位置。一例中，光纤保持盖122的底面122b的平面度(flatness)小于或等于0.2微米之间，而光学子模块110的上表面110u的平面度小于或等于0.2微米之间，使光纤阵列连接模块120与光学子模块110沿Z轴向精确地定位于光耦合位置。

请参照图1D，其绘示图1B的光学模块的俯视局部图。定位凸块123例如是圆柱或其它合适几何轮廓的凸块。组装槽111r包括相连通的进入槽111r1与定位槽111r2，进入槽111r1的内径D1大于定位凸块123的外径D2，使光纤阵列连接模块120往Z轴向定位于光学子模块110的过程中，定位凸块123容易进入进入槽111r1内，如图1D中细虚线123’所示。

本例中，进入槽111r1的内径D1往定位槽111r2的方向渐缩，直到进入槽111r1连接到定位槽111r2的相对的第一侧壁111s1与第二侧壁111s2。

在光纤阵列连接模块120沿光轴方向X定位于光学子模块110的过程中，位于进入槽111r1的定位凸块123往定位槽111r2的方向前进，直到抵靠于定位槽111r2的第一侧壁111s1与第二侧壁111s2，此时，光纤阵列连接模块120与光学子模块110定位于光耦合位置。

第一侧壁111s1与第二侧壁111s2的间距H1沿光轴方向X渐缩，而形成一夹角A1。一例中，夹角A1相异于180度，也就是说，第一侧壁111s1与第二侧壁111s2之间具有转折。透过设计夹角A1的值可决定光耦合位置沿光轴方向X的坐标。

在光学子模块110与光纤阵列连接模块120定位于光耦合位置后，可固定光纤阵列连接模块120与光学子模块110的相对位置。例如，在光纤阵列连接模块120与光学子模块110定位后，可将一胶材涂布于光纤保持盖122与基板111间至少一部分的接缝，并固化所述胶材；或者，在光纤阵列连接模块120与光学子模块110定位前，涂布胶材于光纤保持盖122底部，或涂布胶材于组装槽111r1或定位凸块123，并在光纤阵列连接模块120与光学子模块110定位后固化所述胶材。

请参照图2，其绘示依照本发明另一实施例的光学模块的俯视局部图。光学模块200包括光学子模块110(未绘示)及光纤阵列连接模块120。与图1B的光学模块100不同的是，本例的二组装槽111r可对应光学子模块110的一对角配置。

上述实施例组装槽111r的数量二个，如此可拘束光纤阵列连接模块120与光学子模块110沿光轴方向X位移及、沿Y轴向位移、绕光轴方向X转动及绕Y轴向转动的自由度；然而，在适当设计下，组装槽111r的数量可超过二个，如下举例说明。

请参照图3，其绘示依照本发明另一实施例的光学模块的俯视局部图。光学模块300包括光学子模块110及光纤阵列连接模块120。与图1D的光学模块100不同的是，本例的组装槽111r的数量三个，其可对应三角形(未绘示)的顶点配置，此三角型可以是正三角形、等腰三角形或其它几何型态的三角形。

请参照图4，其绘示依照本发明另一实施例的光学模块的俯视局部图。光学模块400包括光学子模块210及光纤阵列连接模块120。光学子模块210包括基板211、光学元件112(未绘示)及壳体113(未绘示)。

基板211具有二组装槽211r，各组装槽211r包括进入槽211r1及限位槽(confining groove)211r2。进入槽211r1的内径D1大于对应的定位凸块123的外径D2，使在光纤阵列连接模块120往Z轴向定位于光学子模块210的过程中，定位凸块123容易进入进入槽211r1内。进入槽211r1的第一侧壁211s1与第二侧壁211s2往限位槽211r2的方向渐缩，直到连接于限位槽211r2。

在光纤阵列连接模块120沿光轴方向X定位于光学子模块210的过程中，位于进入槽211r1的定位凸块123往限位槽211r2的方向前进，直到光纤阵列连接模块120与光学子模块110定位于光耦合位置。本例中，端壁211s一平面壁，其实质上垂直于限位槽211r2的相对的第一侧壁211s3与第二侧壁211s4。

本例中，限位槽211r2为一等宽长条形限位槽，也就是说，限位槽211r2的相对的第一侧壁211s3与第二侧壁211s4的间距H1实质上等宽。此外，间距H1实质上等于或略小于定位凸块123的外径D2。经由设计间距H1与定位凸块123的外径D2之间的余隙，可控制(限制)该定位凸块的侧向(亦即Y轴向)移动，但允许定位凸块123沿Z轴向(亦即该光轴方向)的移动。一例中，间距H1与定位凸块123的外径D2之间的余隙介于约2与3微米之间。

由于定位凸块123于限位槽211r2内可滑动，故可视实际组装状况调整光纤阵列连接模块120相对光学子模块210的位置，使光学子模块210与光纤阵列连接模块120定位于光耦合位置。

在光学子模块210与光纤阵列连接模块120定位于光耦合位置后，可固定光纤阵列连接模块120与光学子模块210的相对位置，其固定方式相似于上述光纤阵列连接模块120与光学子模块110的固定方式，容此不再赘述。

此外，上述光学子模块110与光纤阵列连接模块120分别经由凹结构(如组装槽111r)及凸结构(如定位凸块123)定位，以下以光学子模块110具有凸结构，而光纤阵列连接模块120具有凹结构为例说明。

请参照图5，其绘示依照本发明另一实施例的光学模块的俯视局部图。光学模块500包括光学子模块110及光纤阵列连接模块120。光学子模块110包括基板111、光学元件112及壳体113。基板111包括二定位凸块123，其形成于光学子模块110的上表面110u，而光纤阵列连接模块120具有二组装槽111r，组装槽111r形成于光纤保持盖122的底面122b且沿光轴方向X延伸。

另一例中，图4的光学子模块210的组装槽211r亦可用定位凸块123取代，而光纤阵列连接模块120的定位凸块123亦可用组装槽211r取代。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种光学模块，其特征在于，包括：

一光学子模块；以及

一光纤阵列连接模块；

二组装槽，形成于该光学子模块与该光纤阵列连接模块的一者上，各该组装槽沿一光轴方向延伸；以及

二定位凸块，形成于该光学子模块与该光纤阵列连接模块的另一者上，

其中各该定位凸块分别抵靠于对应的该组装槽，藉此使该光学子模块与该光纤阵列连接模块定位于一光耦合位置。

2.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，各该组装槽包括：

一进入槽，该进入槽的内径大于对应的该定位凸块的外径；以及

一定位槽，连通该进入槽；

其中，设于该定位槽内的该定位凸块同时抵靠于该定位槽的一第一侧壁与一第二侧壁。

3.如权利要求2所述的光学模块，其特征在于，该进入槽的内径往该限位槽的方向渐缩。

4.如权利要求2所述的光学模块，其特征在于，该第一侧壁与该第二侧壁的间距沿光轴方向渐缩。

5.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，各该组装槽包括：

一进入槽，该进入槽的内径大于对应的该定位凸块的外径；以及

一限位槽，用以限制设于该限位槽内的该定位凸块的侧向移动，但允许该定位凸块沿该光轴方向移动。

6.如权利要求5所述的光学模块，其特征在于，该进入槽的相对的一第一侧壁与一第二侧壁往该限位槽的方向渐缩。

7.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，包括：

三该组装槽，对应一三角形的顶点配置。

8.一种光学子模块，其特征在于，包括：

一基板；

一光学元件，设于该基板上；以及

二组装槽，形成于该基板上，各该组装槽沿该光学元件发射或接收的光线的一光轴方向延伸。

9.如权利要求8所述的光学子模块，其特征在于，各该组装槽包括：

一进入槽，该进入槽的内径大于对应的该定位凸块的外径；以及

一定位槽，连通该进入槽；

其中，设于该定位槽内的该定位凸块同时抵靠于该定位槽的一第一侧壁与一第二侧壁。

10.如权利要求8所述的光学子模块，其特征在于，各该组装槽包括：

一进入槽，该进入槽的内径大于对应的该定位凸块的外径；以及

一限位槽，用以限制设于该限位槽内的该定位凸块的侧向移动，但允许该定位凸块沿该光轴方向移动。

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