CN103885140B - 芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件，包括光纤阵列组件、耦合对准定位块、透镜阵列、芯片载体和光电芯片阵列；光纤阵列组件包括固定座和多路并行光纤；透镜阵列包括透镜本体、第二透镜阵列面、第一透镜阵列面和反射面；光电芯片阵列贴装于芯片载体上，耦合对准定位块定位于芯片载体上，透镜阵列定位于光纤阵列组件的一侧，透镜阵列和光纤阵列组件共同定位于耦合对准定位块上，且透镜阵列与耦合对准定位块之间，透镜阵列与固定座之间通过导引柱与导引孔插置固定的方式进行定位。本发明光组件结构简单，制作成本低，通过该光组件能够实现高精度高质量的快速耦合，适用于各种采用并行光纤技术的产品。

Description

芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件及其组装方法

技术领域

本发明涉及有源光缆技术领域，具体是涉及一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件及其组装方法。

背景技术

为了适应人们对通信带宽需求的日益增加，增加传输容量及减小功耗是光纤通信领域的重中之重，并行光纤技术由此日益发展。目前利用并行光纤技术主要产品有QSFP光模块，雷电（Thunderbolt）线缆，光有源HDMI线缆等。并行光学技术的主要特征是在一个单独器件或模块中有多路激光二极管或光电二极管对准多路光纤。因此，如何将多路光纤与多路激光二极管或光电二极管同时对准，这就涉及到耦合对准方法。

如图8揭示了一种芯片阵列与并行光纤耦合对准的传统方法：多路光纤利用V型糟或MPO/MT插芯加工成光纤阵列组件1，先将光纤阵列耦合对准透镜阵列3固定，透镜阵列由两组透镜及一个45度反射镜组成。芯片阵列5固定到芯片载体上，在发射端，VCSEL芯片阵列发出的光信号经过透镜阵列耦合到多路并行光纤中实现电光转换；在接收端面，多路并行光纤的光信号经过透镜阵列耦合到PD芯片阵列中，实现光电转换。

上述技术方案中，由于不能高精度的定位光纤阵列、芯片阵列与透镜阵列，所以光纤阵列、芯片阵列与透镜阵列之间的耦合对准基本都采用主动耦合方法(Activealignment)来实现，在发射端面通过对VCSEL芯片阵列进行通电，使其工作发出光信号，通过连接到多路并行光纤的光探测仪如光功率计来实时检测接收到的光强度，通过多维调整平台夹具反复调整VCSEL芯片阵列与透镜阵列之间的相对位置，使接收到的光信号强度达到最大，然后用UV胶或激光焊接等方法固定透镜阵列和光纤阵列，实现多路并行光纤与VCSEL芯片阵列的精确耦合对准。同理，在接收端面通过实时探测PD芯片阵列光流强度来耦合对准。这种方法虽然能达到光电芯片阵列与多路并行光纤的高精度耦合对准，但缺点也显而易见：工艺复杂，作业工时长，可靠性差等。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件及其组装方法，该光组件结构简单，制作成本低，通过该光组件能够实现高精度高质量的快速耦合，解决现有的并行光纤主动耦合对准方法存在的工艺复杂，耗时长的问题，且对准精度高，耦合效率高，易于实现，适用于各种采用并行光纤技术的产品。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件，包括一光纤阵列组件、一耦合对准定位块、一透镜阵列、一芯片载体和至少一具有多个光电转换区的光电芯片阵列；所述光纤阵列组件包括一固定座和间隔定位穿设于所述固定座内的多路并行光纤；所述透镜阵列包括一透镜本体、垂直方向内嵌在所述透镜本体内的与多个光电转换区对应的第二透镜阵列面、水平方向内嵌在所述透镜本体内的与多路并行光纤对应的第一透镜阵列面和内嵌在所述透镜本体内的使光路在所述第二透镜阵列面与所述第一透镜阵列面之间折转90度的反射面；所述光电芯片阵列的多个光电转换区朝上贴装于所述芯片载体上，所述光电芯片阵列与所述芯片载体上所需连接的驱动电路芯片电连接；所述耦合对准定位块定位于所述芯片载体上，所述透镜阵列定位于所述光纤阵列组件的一侧，所述透镜阵列和所述光纤阵列组件共同定位于所述耦合对准定位块上，且所述透镜阵列与所述耦合对准定位块之间，所述透镜阵列与所述固定座之间通过导引柱与导引孔插置固定的方式进行定位，使多个光电转换区与其对应的第二透镜阵列面耦合对准，多路并行光纤与其对应的第一透镜阵列面耦合对准。

作为本发明的进一步改进，所述透镜阵列朝向所述固定座的一侧设有两个第一导引柱，对应每个第一导引柱，所述固定座朝向所述透镜阵列的一侧设有一与所述第一导引柱相匹配的第一导引孔，两个所述第一导引孔位于多路并行光纤的两侧，两个所述第一导引柱位于所述第一透镜阵列面的两侧，且多路并行光纤相距两个第一导引孔的距离与第一透镜阵列面相距两个第一导引柱的距离相匹配，所述第一导引柱插置于所述第一导引孔内，并通过胶粘合固定。

作为本发明的进一步改进，所述透镜阵列朝向所述耦合对准定位块的一侧设有两个第二导引柱，对应每个第二导引柱，所述耦合对准定位块朝向所述透镜阵列的一侧设有一与所述第二导引柱相匹配的第二导引孔，两个所述第二导引柱位于所述第二透镜阵列面的两侧，两个所述第二导引孔位于光电芯片阵列的两侧，光电芯片阵列的多个光电转换区相距两个第二导引孔的距离与对应的第二透镜阵列面相距两个第二导引柱的距离相匹配，所述第二导引柱插置于所述第二导引孔内，并通过胶粘合固定。

作为本发明的进一步改进，所述耦合对准定位块朝向所述芯片载体的一侧的四角设有四个第三导引柱，对应每个第三导引柱，所述芯片载体上设有一与所述第三导引柱相匹配的第三导引孔，所述第三导引柱插置于所述第三导引孔内，并通过胶粘合固定。

作为本发明的进一步改进，所述耦合对准定位块包括间隔设置的两止挡块、连接于两个所述止挡块之间的间隔设置的两支撑块和两个固定块，两个所述固定块固接于其中一支撑块与两个所述止挡块的相交处，且两个所述固定块位于背向另一支撑块的一侧，每个固定块上设有一个所述第二导引孔；所述透镜阵列和所述光纤阵列组件设于两个所述支撑块上，且所述透镜阵列和所述光纤阵列组件的两侧止挡于两个所述止挡块之间；每个所述止档块的底部间隔设有两个所述第三导引柱。

作为本发明的进一步改进，所述第一导引孔的径向尺寸比所述第一导引柱的径向尺寸大2微米到9微米，所述第二导引孔的径向尺寸比所述第二导引柱的径向尺寸大2微米到9微米。

一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件的组装方法，包括如下步骤：

a）制作所述的光纤阵列组件、耦合对准定位块、透镜阵列、芯片载体和光电芯片阵列；

b）将耦合对准定位块的四个第三导引柱插入芯片载体上对应的四个第三导引孔中，并用胶粘合固定；

c）以耦合对准固定块的两个第二导引孔为基准，采用高精度芯片焊接机将光电芯片阵列和驱动电路芯片固定到芯片载体的设定位置上；并通过金线键合的方式使光电芯片阵列与驱动电路芯片电连接；

d）将透镜阵列的两个第一导引柱插入固定座上对应的两个第一导引孔中，并用胶粘合固定；

e）将透镜阵列的第二导引柱插入到耦合对准定位块上对应的第二导引孔中，并用胶粘合固定。

作为本发明的进一步改进，所述耦合对准定位块和所述透镜阵列通过高精度模具注塑加工而成，材料为工程塑料。

作为本发明的进一步改进，所述固定座为MPO光纤连接器，通过高精度模具注塑加工而成，材质为工程塑料。

本发明的有益效果是：本发明提供一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件，透镜阵列与耦合对准定位块之间，透镜阵列与固定座之间通过导引柱与导引孔插置固定的方式进行定位，能够使多个光电转换区与其对应第二透镜阵列面耦合对准，多路并行光纤与其对应的第一透镜阵列面耦合对准；且通过对导引柱插入导引孔内的深度的选择，能够实现光电芯片阵列与透镜阵列之间距离的调整和优化，以达到最佳耦合效率。比如能够实现VCSEL芯片阵列的发光区或PD芯片阵列感应区与第一透镜阵列面之间距离的调整和优化。因此，本发明能够简单易行的实现光电芯片阵列与多路并行光纤的耦合对准，且对准精度高，耦合效率高，易于实现，适用于各种采用并行光纤技术的产品。相比现有的并行光纤耦合对准方法，本发明光电芯片阵列与多路并行光纤采用被动耦合的方法，具有生产工艺简单，无需额外的仪器设备，制作成本低，可靠性高，耦合对准耗时短等多重优点。较佳的，透镜阵列朝向固定座的一侧设有两个第一导引柱，固定座朝向所述透镜阵列的一侧设有一与第一导引柱相匹配的第一导引孔，由于第一导引柱与第一导引孔的配合具有导向和定位作用，组装透镜阵列与固定座时，只需将两个第一导引柱插置于对应的两个第一导引孔内即可实现多路并行光纤与第一透镜阵列面的耦合对准，因此，能够降低多路并行光纤与透镜阵列的耦合对准时间。较佳的，透镜阵列朝向耦合对准定位块的一侧设有两个第二导引柱，耦合对准定位块朝向透镜阵列的一侧设有一与第二导引柱相匹配的第二导引孔，由于第二导引柱与第二导引孔的配合具有导向和定位作用，组装透镜阵列与耦合对准定位块时，只需将两个第二导引柱插置于对应的两个第二导引孔内即可实现光电芯片阵列的多个光电转换区与第一透镜阵列面的耦合对准，因此，能够降低透镜阵列与光电芯片阵列的耦合对准时间。较佳的，耦合对准定位块朝向芯片载体的一侧的四角设有四个第三导引柱，芯片载体上设有与第三导引柱相匹配的四个第三导引孔，通过四个第三导引柱与对应的第三导引孔的配合，并通过胶粘合固定可实现将耦合对准定位块定位于芯片载体上。具体实施时将耦合对准定位块的四个第三导引柱对准插置于芯片载体的四个第三导引孔中，然后用环氧胶固定即可。较佳的，通过两个止挡块与两个支撑块可实现定位透镜阵列和光纤阵列组件的功能。这样，组装透镜阵列与耦合对准定位块时，只需将透镜阵列的第二导引柱插入耦合对准定位块上的第二导引孔中，然后用胶固定，即可完成光电芯片阵列与透镜阵列之间的高精度耦合对准，通过调整第二导引柱插入第二导引孔内的深度，可实现光电芯片阵列的发光区/感光面与透镜阵列的第二透镜阵列面之间距离的调整和优化，从而得到最优耦合效率。较佳的，第一导引孔的径向尺寸比第一导引柱的径向尺寸大2微米到9微米，第二导引孔的径向尺寸比第二导引柱的径向尺寸大2微米到9微米。这样，可使第一导引柱与第一导引孔，第二导引柱与第二导引孔之间的配合精度达到微米极，以便于使第一导引柱顺利穿入第一导引孔以及第二导引柱顺利穿入第二导引孔。

本发明还提供了一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件的组装方法，通过高精度芯片焊接机控制光电芯片阵列与耦合对准定位块的相对位置，然后通过耦合对准定位块、透镜阵列、光纤阵列组件上的导引柱与导引孔两两之间的高精度配合（达到微米极），达到光电芯片阵列与多路并行光纤之间的耦合对准。整个过程生产工艺简单，一致性好，可靠性高，无需额外的仪器设备，大大的降低了耦合对准时间。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明分解结构示意图；

图3为本发明中芯片载体与耦合对准定位块装配示意图；

图4为本发明中光电芯片阵列及驱动电路芯片装配示意图；

图5为本发明中光纤阵列组件与透镜阵列装配示意图；

图6为本发明中透镜阵列与耦合对准定位块装配示意图；

图7为本发明芯片阵列与多路并行光纤耦合的光路图；

图8为现有技术芯片阵列与并行光纤耦合对准的示意图。

结合附图，作以下说明：

1——光纤阵列组件11——固定座

111——第一导引孔12——多路并行光纤

2——耦合对准定位块21——第二导引孔

22——第三导引柱23——止挡块

24——支撑块25——固定块

3——透镜阵列31——透镜本体

32——第二透镜阵列面33——第一透镜阵列面

34——反射面35——第一导引柱

36——第二导引柱4——芯片载体

41——驱动电路芯片42——第三导引孔

5——光电芯片阵列51——光电转换区

具体实施方式

如图1和图2所示，一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件，包括一光纤阵列组件1、一耦合对准定位块2、一透镜阵列3、一芯片载体4和至少一具有多个光电转换区51（如VCSEL芯片阵列的发光区或/和PD芯片阵列的感光区）的光电芯片阵列5（如VCSEL芯片阵列或/和PD芯片阵列）；所述光纤阵列组件包括一固定座11和间隔定位穿设于所述固定座内的多路并行光纤12；所述透镜阵列包括一透镜本体31、垂直方向内嵌在所述透镜本体内的与多个光电转换区对应的第二透镜阵列面32、水平方向内嵌在所述透镜本体内的与多路并行光纤对应的第一透镜阵列面33和内嵌在所述透镜本体内的使光路在所述第二透镜阵列面与所述第一透镜阵列面之间折转90度的反射面34；所述光电芯片阵列的多个光电转换区朝上贴装于所述芯片载体上，所述光电芯片阵列与所述芯片载体上所需连接的驱动电路芯片41电连接；所述耦合对准定位块定位于所述芯片载体上，所述透镜阵列定位于所述光纤阵列组件的一侧，所述透镜阵列和所述光纤阵列组件共同定位于所述耦合对准定位块上，且所述透镜阵列与所述耦合对准定位块之间，所述透镜阵列与所述固定座之间通过导引柱与导引孔插置固定的方式进行定位，使多个光电转换区与其对应的第二透镜阵列面耦合对准，多路并行光纤与其对应的第一透镜阵列面耦合对准。上述结构中，透镜阵列与耦合对准定位块之间，透镜阵列与固定座之间通过导引柱与导引孔插置固定的方式进行定位，能够使多个光电转换区与其对应第二透镜阵列面耦合对准，多路并行光纤与其对应的第一透镜阵列面耦合对准；且通过对导引柱插入导引孔内的深度的选择，能够实现光电芯片阵列与透镜阵列之间距离的调整和优化，以达到最佳耦合效率。比如能够实现VCSEL芯片阵列的发光区或PD芯片阵列感应区与第一透镜阵列面之间距离的调整和优化。具体实施时可通过高精度芯片焊接机控制光电芯片阵列与耦合对准定位块的相对位置，然后通过耦合对准定位块、透镜阵列、光纤阵列组件上的导引柱与导引孔两两之间的高精度配合（达到微米极），达到光电芯片阵列与多路并行光纤之间的耦合对准。因此，本发明能够简单易行的实现光电芯片阵列与多路并行光纤的耦合对准，且对准精度高，耦合效率高，易于实现，适用于各种采用并行光纤技术的产品。相比现有的并行光纤耦合对准方法，本发明光电芯片阵列与多路并行光纤采用被动耦合的方法，具有生产工艺简单，无需额外的仪器设备，制作成本低，可靠性高，耦合对准耗时短等多重优点。

优选的，所述透镜阵列朝向所述固定座的一侧设有两个第一导引柱35，对应每个第一导引柱，所述固定座朝向所述透镜阵列的一侧设有一与所述第一导引柱相匹配的第一导引孔111，两个所述第一导引孔位于多路并行光纤的两侧，两个所述第一导引柱位于所述第一透镜阵列面的两侧，且多路并行光纤相距两个第一导引孔的距离与第一透镜阵列面相距两个第一导引柱的距离相匹配，所述第一导引柱插置于所述第一导引孔内，并通过胶粘合固定。这样，由于第一导引柱与第一导引孔的配合具有导向和定位作用，组装透镜阵列与固定座时，只需将两个第一导引柱插置于对应的两个第一导引孔内即可实现多路并行光纤与第一透镜阵列面的耦合对准，因此，能够降低多路并行光纤与透镜阵列的耦合对准时间。

优选的，所述透镜阵列朝向所述耦合对准定位块的一侧设有两个第二导引柱36，对应每个第二导引柱，所述耦合对准定位块朝向所述透镜阵列的一侧设有一与所述第二导引柱相匹配的第二导引孔21，两个所述第二导引柱位于所述第二透镜阵列面的两侧，两个所述第二导引孔位于光电芯片阵列的两侧，光电芯片阵列的多个光电转换区相距两个第二导引孔的距离与对应的第二透镜阵列面相距两个第二导引柱的距离相匹配，所述第二导引柱插置于所述第二导引孔内，并通过胶粘合固定。这样，由于第二导引柱与第二导引孔的配合具有导向和定位作用，组装透镜阵列与耦合对准定位块时，只需将两个第二导引柱插置于对应的两个第二导引孔内即可实现光电芯片阵列的多个光电转换区与第一透镜阵列面的耦合对准，因此，能够降低透镜阵列与光电芯片阵列的耦合对准时间。

优选的，所述耦合对准定位块朝向所述芯片载体的一侧的四角设有四个第三导引柱22，对应每个第三导引柱，所述芯片载体上设有一与所述第三导引柱相匹配的第三导引孔42，所述第三导引柱插置于所述第三导引孔内，并通过胶粘合固定。这样，通过四个第三导引柱与对应的第三导引孔的配合，并通过胶粘合固定可实现将耦合对准定位块定位于芯片载体上。具体实施时将耦合对准定位块的四个第三导引柱对准插置于芯片载体的四个第三导引孔中，然后用环氧胶固定即可。为了控制成本，这四个第三导引柱与四个第三导引孔的尺寸精度不需要太高，控制在±0.1mm之内为宜。

优选的，所述耦合对准定位块包括间隔设置的两止挡块23、连接于两个所述止挡块之间的间隔设置的两支撑块24和两个固定块25，两个所述固定块固接于其中一支撑块与两个所述止挡块的相交处，且两个所述固定块位于背向另一支撑块的一侧，每个固定块上设有一个所述第二导引孔；所述透镜阵列和所述光纤阵列组件设于两个所述支撑块上，且所述透镜阵列和所述光纤阵列组件的两侧止挡于两个所述止挡块之间；每个所述止档块的底部间隔设有两个所述第三导引柱。通过两个止挡块与两个支撑块可实现定位透镜阵列和光纤阵列组件的功能。这样，组装透镜阵列与耦合对准定位块时，只需将透镜阵列的第二导引柱插入耦合对准定位块上的第二导引孔中，然后用胶固定，即可完成光电芯片阵列与透镜阵列之间的高精度耦合对准，通过调整第二导引柱插入第二导引孔内的深度，可实现光电芯片阵列的发光区/感光面与透镜阵列的第二透镜阵列面之间距离的调整和优化，从而得到最优耦合效率。

优选的，所述第一导引孔的径向尺寸比所述第一导引柱的径向尺寸大2微米到9微米，所述第二导引孔的径向尺寸比所述第二导引柱的径向尺寸大2微米到9微米。这样，可使第一导引柱与第一导引孔，第二导引柱与第二导引孔之间的配合精度达到微米极，以便于使第一导引柱顺利穿入第一导引孔以及第二导引柱顺利穿入第二导引孔，导引孔过小导引柱无法插入，过大的话导引柱与导引孔无法精确定位，导致耦合效率差或不一致，一般本行业有经验的工程师会根据需要耦合的多模光纤的纤芯直径及VCSEL发光区直径及角度还有PD感光面的直径来具体确定圆孔的直径及公差。

一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件的组装方法，包括如下步骤：

a）制作所述的光纤阵列组件、耦合对准定位块、透镜阵列、芯片载体和光电芯片阵列；

b）将耦合对准定位块的四个第三导引柱插入芯片载体上对应的四个第三导引孔中，并用胶粘合固定；

c）以耦合对准固定块的两个第二导引孔为基准，采用高精度芯片焊接机将光电芯片阵列和驱动电路芯片固定到芯片载体的设定位置上；并通过金线键合的方式使光电芯片阵列与驱动电路芯片电连接；

d）将透镜阵列的两个第一导引柱插入固定座上对应的两个第一导引孔中，并用胶粘合固定；

e）将透镜阵列的第二导引柱插入到耦合对准定位块上对应的第二导引孔中，并用胶粘合固定。

通过如上步骤，即可实现光组件的被动耦合对准，与传统光组件主动耦合对准相比，主要优点有：通过高精度芯片焊接机控制光电芯片阵列与耦合对准定位块的相对位置，然后通过耦合对准定位块、透镜阵列、光纤阵列组件上的导引柱与导引孔两两之间的高精度配合（达到微米极），达到光电芯片阵列与多路并行光纤之间的耦合对准。整个过程生产工艺简单，一致性好，可靠性高，无需额外的仪器设备，大大的降低了耦合对准时间。

优选的，所述耦合对准定位块和所述透镜阵列通过高精度模具注塑加工而成，材料为工程塑料。

优选的，所述固定座为MPO光纤连接器，通过高精度模具注塑加工而成，材质为工程塑料。

下面以VCSEL芯片阵列与多路并行光纤耦合为例，结合附图来进一步说明本发明芯片阵列与并行光纤被动耦合光组件的制作过程：

第一步，参见图4，将耦合对准定位块2的四个第三导引柱22对准插入芯片载体4的四个第三导引柱42中，并用环氧胶固定。

第二步，参见图5，以耦合对准定位块2的两个第二导引孔21为基准，使用高精度芯片焊接机将驱动电路芯片41与VCSEL芯片阵列5贴装到芯片载体4的设定位置，即VCSEL芯片阵列5位于耦合对准定位块2的两个固定块25之间，贴装时使VCSEL芯片阵列5的发光区朝上，并通过金线键合的方式使VCSEL芯片阵列5芯片与驱动电路芯片41进行电气相连。

第三步，参见图6，光纤阵列组件1的固定座11是利用高精度模具注塑加工而成，材质为工程塑料，上面设置有固定多路并行光纤用的圆孔，圆孔的直径为配合裸光纤直径设计，如一般裸光纤直径为0.125mm，则圆孔直径一般以0.126-0.127mm为宜，并且圆孔之间的间距与VCSEL芯片阵列5通道间距保持一致。将多路并行光纤12与固定座11组装时，先将多路并行光纤12剥外皮，切割，然后将已剥皮的裸光纤穿入固定座11上的圆孔内，并用环氧胶固定，为了提高光路耦合效率，减小反射，进一步的可以对光纤端面进行研磨，甚至镀上增透膜。

在透镜阵列3外形模块设计时，根据光学耦合效率模拟结果调整第一透镜阵列面33与透镜本体31外表面之间的距离（即控制第一透镜阵列面33与多路并行光纤12端面之间的距离）以达到最佳耦合效率。组装透镜阵列3与光纤阵列组件1时，将透镜阵列3一侧的第一导引柱35插入光纤阵列组件1的固定座11上对应的第一导引孔111中，并用胶水固定，使多路并行光纤12与透镜阵列3各通道之间一一对应耦合对准，达到最佳耦合效率。

第四步，参见图7，将透镜阵列3另一侧的第二导引柱36插入耦合对准定位块2的上对应的第二导引孔21中，并用胶固定，即可完成光电芯片阵列5与多路并行光纤12之间的高精度耦合对准，通过调整耦合对准定位块2上的第二导引孔21的孔深（即第二导引孔21的底平面与芯片载体4上表面之间的距离）可实现调整VCSEL芯片阵列5的发光区与透镜阵列3的第二透镜阵列面32之间的距离，从而得到最优耦合效率。

参见图3，为VCSEL芯片阵列5与多路并行光纤12被动耦合的光路图，VCSEL芯片阵列5发出的光经过透镜阵列的第二透镜阵列面32后准直，经过透镜阵列3的反射面34后光路折转90度，然后通过第一透镜阵列面33后聚焦到多路并行光纤12的端面上，从而达到VCSEL芯片阵列5与多路并行光纤12的耦合对准。

以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件，其特征在于：包括一光纤阵列组件（1）、一耦合对准定位块（2）、一透镜阵列（3）、一芯片载体（4）和至少一具有多个光电转换区（51）的光电芯片阵列（5）；所述光纤阵列组件包括一固定座（11）和间隔定位穿设于所述固定座内的多路并行光纤（12）；所述透镜阵列包括一透镜本体（31）、垂直方向内嵌在所述透镜本体内的与多个光电转换区对应的第二透镜阵列面（32）、水平方向内嵌在所述透镜本体内的与多路并行光纤对应的第一透镜阵列面（33）和内嵌在所述透镜本体内的使光路在所述第二透镜阵列面与所述第一透镜阵列面之间折转90度的反射面（34）；所述光电芯片阵列的多个光电转换区朝上贴装于所述芯片载体上，所述光电芯片阵列与所述芯片载体上所需连接的驱动电路芯片（41）电连接；所述耦合对准定位块定位于所述芯片载体上，所述透镜阵列定位于所述光纤阵列组件的一侧，所述透镜阵列和所述光纤阵列组件共同定位于所述耦合对准定位块上，且所述透镜阵列与所述耦合对准定位块之间，所述透镜阵列与所述固定座之间通过导引柱与导引孔插置固定的方式进行定位，使多个光电转换区与其对应的第二透镜阵列面耦合对准，多路并行光纤与其对应的第一透镜阵列面耦合对准；所述透镜阵列朝向所述耦合对准定位块的一侧设有两个第二导引柱（36），对应每个第二导引柱，所述耦合对准定位块朝向所述透镜阵列的一侧设有一与所述第二导引柱相匹配的第二导引孔（21），两个所述第二导引柱位于所述第二透镜阵列面的两侧，两个所述第二导引孔位于光电芯片阵列的两侧，光电芯片阵列的多个光电转换区相距两个第二导引孔的距离与对应的第二透镜阵列面相距两个第二导引柱的距离相匹配，所述第二导引柱插置于所述第二导引孔内，并通过胶粘合固定。

2.根据权利要求1所述的芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件，其特征在于：所述透镜阵列朝向所述固定座的一侧设有两个第一导引柱（35），对应每个第一导引柱，所述固定座朝向所述透镜阵列的一侧设有一与所述第一导引柱相匹配的第一导引孔（111），两个所述第一导引孔位于多路并行光纤的两侧，两个所述第一导引柱位于所述第一透镜阵列面的两侧，且多路并行光纤相距两个第一导引孔的距离与第一透镜阵列面相距两个第一导引柱的距离相匹配，所述第一导引柱插置于所述第一导引孔内，并通过胶粘合固定。

3.根据权利要求2所述的芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件，其特征在于：所述耦合对准定位块朝向所述芯片载体的一侧的四角设有四个第三导引柱（22），对应每个第三导引柱，所述芯片载体上设有一与所述第三导引柱相匹配的第三导引孔（42），所述第三导引柱插置于所述第三导引孔内，并通过胶粘合固定。

4.根据权利要求3所述的芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件，其特征在于：所述耦合对准定位块包括间隔设置的两止挡块（23）、连接于两个所述止挡块之间的间隔设置的两支撑块（24）和两个固定块（25），两个所述固定块固接于其中一支撑块与两个所述止挡块的相交处，且两个所述固定块位于背向另一支撑块的一侧，每个固定块上设有一个所述第二导引孔；所述透镜阵列和所述光纤阵列组件设于两个所述支撑块上，且所述透镜阵列和所述光纤阵列组件的两侧止挡于两个所述止挡块之间；每个所述止档块的底部间隔设有两个所述第三导引柱。

5.根据权利要求4所述的芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件，其特征在于：所述第一导引孔的径向尺寸比所述第一导引柱的径向尺寸大2微米到9微米，所述第二导引孔的径向尺寸比所述第二导引柱的径向尺寸大2微米到9微米。

6.一种芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件的组装方法，其特征在于：包括如下步骤：

a）制作权利要求5所述的光纤阵列组件、耦合对准定位块、透镜阵列、芯片载体和光电芯片阵列；

b）将耦合对准定位块的四个第三导引柱插入芯片载体上对应的四个第三导引孔中，并用胶粘合固定；

c）以耦合对准固定块的两个第二导引孔为基准，采用高精度芯片焊接机将光电芯片阵列和驱动电路芯片固定到芯片载体的设定位置上；并通过金线键合的方式使光电芯片阵列与驱动电路芯片电连接；

d）将透镜阵列的两个第一导引柱插入固定座上对应的两个第一导引孔中，并用胶粘合固定；

e）将透镜阵列的第二导引柱插入到耦合对准定位块上对应的第二导引孔中，并用胶粘合固定。

7.根据权利要求6所述的芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件的组装方法，其特征在于：所述耦合对准定位块和所述透镜阵列通过高精度模具注塑加工而成，材料为工程塑料。

8.根据权利要求7所述的芯片阵列与并行光纤被动耦合的光组件的组装方法，其特征在于：所述固定座为MPO光纤连接器，通过高精度模具注塑加工而成，材质为工程塑料。