CN107167881A - 光学连接模块 - Google Patents

Abstract

一种光学连接模块，包含底座、光源、光侦测器、至少一第一光通道、至少一第二光通道、斜面与导光元件。光源是设置于底座，用以发射第一光束，第一光通道是用以传递第一光束，且导光元件是用以将来自光源的第一光束以光穿透的形式导引至第一光通道。光侦测器是设置于底座，用以接收第二光束，第二光通道是用以传递第二光束，且斜面是用以将来自第二光通道的第二光束以光反射的形式导引至光侦测器。如此一来，通过导光元件与斜面可分别增加光学连接模块的光学耦合效率。

Description

光学连接模块

技术领域

本揭露是关于一种光学连接模块。

背景技术

近年来，随着光通讯领域蓬勃发展，光学连接模块也日益受到重视。一般而言，光学连接模块可设置于电子装置中且可包含发送端与接收端。发送端的光源可发射光束且传递光信号予其他装置，且接收端的光侦测器可接收来自其他装置的光束而侦测光信号，故通过光学连接模块可作为连结电子装置与其他装置的桥梁。然而，随着科技的进步，电子装置也日益多样化，连带地，光学连接模块也逐渐朝向多样化的趋势发展。因此，如何增加光学连接模块的元件选用的多样化，且维持光学连接模块的光学耦合效率便成为一个重大课题。

一般而言，边射型激光(Edge-emitting laser；EEL)具有高输出功率，适合应用于长途通讯之中。然而，边射行激光的发光发散角度大，容易降低光学耦合效率。

发明内容

本揭露提供一种光学连接模块，其可增加光学连接模块的元件选用的多样性且增加光学连接模块的光学耦合效率。

依据本揭露的部分实施方式，一种光学连接模块包含一底座、一光源、一光侦测器、至少一第一光通道、至少一第二光通道、一斜面与一导光元件。光源是设置于底座，用以发射第一光束，第一光通道是用以传递第一光束，且导光元件是用以将来自光源的第一光束以光穿透的形式导引至第一光通道。光侦测器是设置于底座，用以接收第二光束，第二光通道是用以传递第二光束，且斜面是用以将来自第二光通道的第二光束以光反射的形式导引至光侦测器。

依据本揭露的部分实施方式，光学连接模块还包含一盖体。斜面是设置于盖体，且第二光通道是固定于盖体与底座之间。

依据本揭露的部分实施方式，底座具有凹部，光侦测器是置于凹部中。

依据本揭露的部分实施方式，底座具有一突起部以及一基底部，突起部是突起于基底部，且斜面是连接突起部与基底部，光侦测器是设置于突起部上，且第二光通道是设置于基底部上。

依据本揭露的部分实施方式，底座与盖体分别具有一凹件或凸件，形成一卡合结构，用以固定第一光通道或第二光通道。

依据本揭露的部分实施方式，底座或盖体具有多个凹槽，用以容置第一光通道或第二光通道。依据本揭露的部分实施方式，底座具有一凹槽结构，导光元件是容纳于凹槽结构。

依据本揭露的部分实施方式，导光元件为一透镜，用以将来自光源的第一光束聚集至第一光通道中。

依据本揭露的部分实施方式，光源与光侦测器是位于底座的同一边缘处。

依据本揭露的部分实施方式，一种光学连接模块包含一底座、一光源、一光侦测器、至少一第一光通道、至少一第二光通道与一斜面。光源是设置于底座，用以发射第一光束，第一光通道是用以传递第一光束。光侦测器是设置于底座，用以接收第二光束，第二光通道是用以传递第二光束，且第二光通道具有一入光部以及一出光部，入光部与出光部是沿着第一排列方向排列的，且斜面是用以将来自第二光通道的第二光束导引至光侦测器，其中斜面与光侦测器是沿着一第二排列方向排列的，且第一排列方向与该第二排列方向相交。

依据本揭露的部分实施方式，光学连接模块还包含一导光元件，用以将来自光源的第一光束导引至第一光通道，其中导光元件在底座的表面上的投影是位于光源在表面上的投影与第一光通道在表面上的投影之间。

于上述实施方式中，光学连接模块是利用导光元件，使得来自底座上的光源的第一光束被引导至第一光通道，且利用一斜面，使得来自第二光通道的第二光束被转向至底座上的光侦测器。也就是说，光学连接模块是通过导光元件与斜面分别增加光学连接模块的光学耦合效率。就发送端而言，导光元件可聚集来自光源的第一光束，使得光源所发射的第一光束的发散角度、强度与光源的发射面可较不受限制，以利于增加发送端的光源选用的多样性。就接收端而言，斜面可调整第二光束的前进方向，故光侦测器的接收面无须垂直于第二光通道的出光路径，使得光侦测器上的电路无须刻意地设计成从接收面转折至光侦测器的侧面，以防止电路的非共平面转折，而助于高频信号的传输。

以上所述仅是用以阐述本揭露所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本揭露的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

阅读以下详细叙述并搭配对应的附图，可了解本揭露的多个样态。需留意的是，附图中的多个特征并未依照该业界领域的标准作法绘制实际比例。事实上，所述的特征的尺寸可以任意的增加或减少以利于讨论的清晰性。

图1为依据本揭露的部分实施方式的光学连接模块的分解图；

图2为依据图1的部分实施方式的光学连接模块组装后沿线段2-2的剖面图；

图3为依据图1的部分一实施方式的光学连接模块组装后沿线段2-2的剖面图；

图4为依据本揭露的部分实施方式的光学连接模块的另一发送端的剖面示意图；

图5为依据本揭露的部分实施方式的光学连接模块的另一发送端的剖面示意图；

图6为依据本揭露的部分实施方式的光学连接模块的另一接收端的剖面示意图。

具体实施方式

以下将以附图及详细说明清楚说明本揭露的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本揭露的实施例后，当可由本揭露所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本揭露的精神与范围。

另外，空间相对用语，如“下”、“下方”、“低”、“上”、“上方”等，是用以方便描述一元件或特征与其他元件或特征在附图中的相对关系。除了附图中所示的方位以外，这些空间相对用语亦可用来帮助理解元件在使用或操作时的不同方位。当元件被转向其他方位(例如旋转90度或其他方位)时，本文所使用的空间相对叙述亦可帮助理解。

参照图1，图1为依据本揭露的部分实施方式的光学连接模块的分解图。光学连接模块10可包含光源110、第一光通道120、光侦测器210、第二光通道220、底座300与盖体400。光源110与光侦测器210是设置于底座300，进一步来说，光源110与光侦测器210是设置于同一底座300上。第一光通道120与第二光通道220是固定于底座300与盖体400之间。于部分实施方式中，底座300具有一卡合结构，其可为凹部结构亦可为凸部结构，而盖体400亦有一卡合结构，其位置相对于底座300的卡合结构且构造为一相对的凸部或凹部结构。举例来说，底座300的卡合结构是一凹件，盖体300的卡合结构是一凸件，盖体400的凸件可与底座300的凹件相卡合。如此一来，可通过底座300的凹件与盖体400的凸件帮助底座300上的光源110对准第一光通道120，且帮助底座300上的光侦测器210对准第二光通道220，因此可提升光学连接模块10的对位的精准度，以利于提升光学连接模块10的光学耦合效率。举例而言，于部分实施方式中，盖体400与底座300的卡合结构是通过光微影制程或蚀刻制程等半导体制程技术而形成，但本揭露不以此为限。值得注意的是，由于半导体制程技术的元件尺寸与精度可较传统射出、压模等技术精确，故可帮助增加盖体400底座300的卡合结构的精度，从而利于缩小光学连接模块10的尺寸。此外，利用结合底座300与盖体400的方式固定第一光通道120与第二光通道220，能降低组装光学连接模块10的时间，提升加工的精度，有利于生产。光通道120或220可以为光纤、波导管等任何可以导光的元件，其可以透过半导体制程形成于底座300或盖体400上，亦可为一分离式元件组装于底座300或盖体400之间。在一实施方式中，底座300或盖体400上还形成有多个凹槽(图中未显示)，用以容置和固定光通道120或220。

于部分实施方式中，底座300的周边具有相对的第一边缘处310与第二边缘处320。光源110与光侦测器210皆是设置于底座300的同一边缘处。举例而言，光源110与光侦测器210皆是设置于底座300的第一边缘处310，从而利于光学连接模块10连结两个装置，亦即光学连接模块10所连接的装置(未绘示于图中)可邻设于第一边缘处310，从而便于直接连接光源110与光侦测器210。第一光通道120与第二光通道220可跨越第二边缘处320。于部分实施方式中，至少部分的第一光通道120与至少部分的第二光通道220可从第一边缘处310延伸至第二边缘处320。第一光通道120是设置于光源110的照射范围内，且第二光通道220是设置于光侦测器210的侦测范围内。第一光通道120是用以传递第一边缘处310上的光源110所发出的第一光束，第二光通道220是用以将第二光束传递至第一边缘处310上的光侦测器210，且第一光通道120的长度方向与第二光通道220的长度方向是不相交的，亦即第一光通道120所传递的第一光束与第二光通道220所传递的第二光束是不相交的。如此一来，可防止第一光束与第二光束免于互相干扰或干涉，帮助光学连接模块10较精确地传递信号。

同时参照图2及图3，图2为依据图1的光学连接模块10组装后沿线段2-2的剖面图。图3为依据图1的光学连接模块10组装后沿线段3-3的剖面图。如图2及图3所示，光学连接模块10包含发送端100与接收端200。发送端100具有光源110、第一光通道120、导光元件130，且接收端200具有光侦测器210、第二光通道220与斜面230。如图2所示，光源110是用以发射第一光束，第一光通道120是用以传递第一光束，且导光元件130是用以将来自光源110的第一光束以光穿透的形式导引至第一光通道120。如图3所示，光侦测器210是用以接收第二光束，第二光通道220是用以传递第二光束，且斜面230是用以将来自第二光通道220的第二光束以光反射的形式导引至光侦测器210。也就是说，光学连接模块10的发送端100是透过导光元件130将第一光束导引至第一光通道120，且光学连接模块10的接收端200是透过斜面230将第二光束导引至第二光通道220。如此一来，导光元件130与斜面230可分别增加光学连接模块10的发送端100与接收端200的光学耦合效率。

就发送端100而言，如图2所示，由于导光元件130可有效地将第一光束导引至第一光通道120，因此光源110的选用可更为多样化。举例而言，于部分实施方式中，导光元件130可收敛来自光源110的第一光束，因此光源110的发光角度、强度与光源110的发光面可较不受限，从而增加光源110的选择性，例如光源110可为边射型激光(Edge-emitting laser；EEL)，以利于光学连接模块10的光信号的长途传送，但本揭露不以此为限制。于部分实施方式中，光源110可为一种将电转光的元件，亦可为将光转为光的元件，但本揭露不以此为限制。

于部分实施方式中，底座300包含相对的表面306与背面308，表面306是比背面308更靠近导光元件130。导光元件130是用以将来自光源110的第一光束导引至第一光通道120，且导光元件130在底座300的表面306上的投影是位于光源110在表面306上的投影与第一光通道120在表面306上的投影之间。亦即光源110、导光元件130与第一光通道120是沿着第一方向D1依序排列于底座300。如此一来，来自光源110的第一光束可大致上沿着第一方向D1通过导光元件130而前进至第一光通道120，而不会被偏折成沿着与第一方向D1垂直甚至相反的方向前进。

于部分实施方式中，第一光通道120包含相对的入光部122与出光部124，入光部122比出光部124更接近光源110。入光部122是用以接收来自导光元件130的第一光束，且第一光束是经由出光部124而离开第一光通道120。底座300具有卡合结构330，在一实施方式中，卡合结构330是为一凸件，其可与盖板上的另一卡合结构互相卡合以固定第一光通道120，因卡合结构330可利用半导体制程形成于底座300上，故可精准地控制相对位置，能够精确控制第一光通道120的入光部122与出光部124的连线L1与导光元件130的光轴A同轴，从而进一步地提高来自导光元件130的第一光束导引至第一光通道120的效率。在一实施方式中，底座300上形成有多个凹槽(图中未显示)，用以容置和固定第一光通道120，其亦可提升第一光通道位置的精准度。

于部分实施方式中，导光元件130可为一透镜，用以将来自光源110的第一光束聚集至第一光通道120中，在一实施方式中，导光元件130可为一分离式元件，亦可透过半导体制程形成于底座300上。举例而言，导光元件130可为一具有正屈光能力(refractivepower)的透镜，例如：双凸透镜、平凸透镜或凹凸透镜，以更有效地聚集第一光束至第一光通道120，但本揭露不以此为限。于部分实施方式中，当光源110发射的第一光束的发散角度较大时，透镜可有效地收敛第一光束，亦即调整第一光束的行径光路，使得第一光束可较精确地导引至第一光通道120的入光部122，以利于增加光学连接模块10的光学耦合效率，且增加光源110的选用的多样性。

于部分实施方式中，发送端100具有一光源载台112，光源载台112是设置于光源110与底座300之间，用以调整光源110的水平高度，从而帮助光源110与导光元件130的对位，因此可增加光源110的选用的多样性。举例而言，于部分实施方式中，由于光源载台112的厚度是可被调整，而对应地改变设置于光源载台112的上的光源110的水平高度，使得光源110可经由光源载台112而对准导光元件130，故可以利于选用各种不同尺寸的光源110。通过光源载台112，可使光源110的出光边缘114位于导光元件130的光轴A上，从而进一步地提高来自光源110的第一光束导引至导光元件130的效率。

就接收端200而言，如图3所示，光侦测器210具有相对的接收面212与背面214。背面214是接合于底座300，在本实施方式中，底座300具有一凹部，而光侦测器210即置于此凹部中。接收面212是比背面214更远离底座300。至少部分的接收面212是位于斜面230正下方，如此可利于斜面230将第二光束利用反射的方式转向至光侦测器210的接收面212。值得注意的是，由于斜面230可有效地将第二光束转向至光侦测器210，因此光侦测器210的接收面212无须垂直于第二光通道220的出光路径，使得光侦测器210上的电路无须刻意地设计成从接收面212转折至光侦测器210的侧面，以防止电路的非共平面转折，而助于高频信号的传输。也就是说，光学连接模块10的接收端200可利用斜面230使得来自第二光通道220的第二光束转向至光侦测器210，故可防止光侦测器210上的电路产生非共平面的转折，而助于高频信号的传输。

于部分实施方式中，第二光通道220包含相对的入光部222以及出光部224，且入光部222与出光部224是沿着第一排列方向P1排列的。入光部222是用以接收来自其他装置(未绘示于图中)的第二光束，且第二光束是经由出光部224而离开第二光通道220。斜面230是相对出光部224远离入光部222，且斜面230与光侦测器210是沿着第二排列方向P2排列的，其中第一排列方向P1与第二排列方向P2相交。如此一来，当第二光束离开第二光通道220的出光部224而抵达斜面230时，第二光束可通过斜面230反射至斜面230下方的光侦测器210。第一排列方向P1与第二排列方向P2垂直，使得第二光束在斜面230可发生约90度的转折，借此达成第二光束的非共平面转折，使得光侦测器210上的电路无须刻意地设计成从接收面212转折至光侦测器210的侧面，从而避免光侦测器210的电路的非共平面转折。

于部分实施方式中，底座300包含表面306与背面308，表面306比背面308更靠近盖体400。斜面230的至少一部分与光侦测器210于底座300的表面306的投影是重叠的，斜面230是设置于盖体400，且第二光通道220是固定于盖体400与底座300之间。类似于图2所示，图3中，底座300与盖体400同样都具有一卡合结构(图中未显示)，举例来说，底座300的卡合结构为一凸件，盖体400的为一相对的凹件，卡合结构可精准地固定第二光通道220、斜面230、光侦测器210的相对位置。于部分实施方式中，盖体400可为硅、半导体、或陶瓷，且可盖体400可通过光微影技术或蚀刻等半导体制程技术而产生斜面230，但本揭露不以此为限。值得注意的是，由于半导体制程技术的元件尺寸与精度可较传统射出、压模等技术良善，因此可缩短第二光通道220的第二光束传递至斜面230的距离，借此减少光能的损失。在一实施方式中，底座300或盖体400上还形成有多个凹槽(图中未显示)，用以容置和固定第二光通道220，其亦可提升第二光通道位置的精准度。

此外，于部分实施方式中，如图1至图3所示，光学连接模块10还包含电路板500与驱动元件600，底座300是设置于电路板500的上。驱动元件600是设置于电路板500，且驱动元件600是用以驱动光源110与光侦测器210，或提供电信号予光源110与光侦测器210。驱动元件600与光侦测器210是经由导线M电性连接，且驱动元件600与光源110是经由导线M电性连接。于部分实施方式中，光源110与光侦测器210可具有相同的驱动元件600。于部分实施方式中，光源110与光侦测器210可分别具有不同的驱动元件600。举例而言，于部分实施方式中，驱动元件600可为驱动电路芯片、控制芯片或转阻放大器(Trans-impedanceAmplifier：TIA)芯片…等，但本揭露不以此为限。

图4为依据本揭露的部分实施方式的光学连接模块10的另一发送端100a的剖面示意图。如图4所示，本实施方式与前述实施方式的主要差异在于：底座300a具有一凹槽结构350，且导光元件130是容纳于凹槽结构350。具体而言，如图4所示，导光元件130具有基底部132，基底部132是位于底座300的凹槽结构350。由于凹槽结构350可调整导光元件130的基底部132的水平高度，而对应地调整导光元件130的水平高度以对准光源110与第一光通道120，故可利于选用各种不同尺寸的导光元件130，从而增加导光元件130的选用的多样性。

图5为依据本揭露的部分实施方式的光学连接模块10的另一发送端100b的剖面示意图。如图5所示，本实施方式与前述实施方式的主要差异在于：光学连接模块10的发送端100b具有一载板700，而承载第二光通道120与光源110的底座300可分离式地分别置于载板700上。此外，载板700可为一具有散热材料的结构，以增加载板700所接触的电路板500的散热程度。

图6为依据本揭露的部分实施方式的光学连接模块10的另一接收端200a的剖面示意图。如图6所示，本实施方式与图3实施方式的主要差异在于：底座300a具有突起部302与基底部304，突起部302是突起于基底部304，且斜面230a是位于底座300a上并连接突起部302与基底部304，光侦测器210a是设置于突起部302上，且第二光通道220是设置于基底部304上。也就是说，光侦测器210a的接收面212a是比背面214a更接近底座300a，且接收面212a是用以侦测被斜面230a所反射的来自第二光通道220的第二光束。

综上所述，本揭露的光学连接模块是分别通过导光元件与斜面，使得第一光束以光穿透的形式精确地传递至第一光通道，且使得第二光束以光反射的形式精确地转向至光侦测器，从而增加光学连接模块的发送端与接收端的光学耦合效率。就发送端而言，导光元件可聚集来自光源的第一光束，使得光源所发射的第一光束的发散角度、强度与光源的发射面可较不受限制，以利于增加发送端的光源选用的多样性。就接收端而言，斜面可调整第二光束的前进方向，故光侦测器的接收面无须垂直于第二光通道的出光路径，使得光侦测器上的电路无须刻意地设计成从接收面转折至光侦测器的侧面，以防止电路的非共平面转折，而助于高频信号的传输。虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (11)

1.一种光学连接模块，其特征在于，包含：

一底座；

一光源，设置于该底座，用以发射一第一光束；

一光侦测器，设置于该底座，用以接收一第二光束；

至少一第一光通道，用以传递该第一光束；

至少一第二光通道，用以传递该第二光束；

一导光元件，用以将来自该光源的该第一光束以光穿透的形式导引至该第一光通道；以及

一斜面，用以将来自该第二光通道的该第二光束以光反射的形式导引至该光侦测器。

2.根据权利要求1所述的光学连接模块，其特征在于，还包含：

一盖体，该斜面是设置于该盖体，且该第二光通道是固定于该盖体与该底座之间。

3.根据权利要求2所述的光学连接模块，其特征在于，该底座具有一凹部，该光侦测器是置于该凹部中。

4.根据权利要求2所述的光学连接模块，其特征在于，该底座具有一突起部以及一基底部，该突起部是突起于该基底部，且该斜面是连接该突起部与该基底部，该光侦测器是设置于该突起部上，且该第二光通道是设置于该基底部上。

5.根据权利要求2所述的光学连接模块，其特征在于，该底座与该盖体分别具有一凹件或凸件，形成一卡合结构，用以固定该第一光通道或该第二光通道。

6.根据权利要求2所述的光学连接模块，其特征在于，该底座或该盖体具有多个凹槽，用以容置该第一光通道或该第二光通道。

7.根据权利要求1所述的光学连接模块，其特征在于，该底座具有一凹槽结构，该导光元件是容纳于该凹槽结构。

8.根据权利要求1所述的光学连接模块，其特征在于，该导光元件为一透镜，用以将来自该光源的该第一光束聚集至该第一光通道中。

9.根据权利要求1所述的光学连接模块，其特征在于，该光源与该光侦测器是位于该底座的同一边缘处。

10.一种光学连接模块，其特征在于，包含：

一底座；

一光源，设置于该底座，用以发射一第一光束；

一光侦测器，设置于该底座，用以接收一第二光束；

至少一第一光通道，用以传递该第一光束；

至少一第二光通道，用以传递该第二光束，该第二光通道具有一入光部以及一出光部，该入光部与该出光部是沿着一第一排列方向排列的；以及

一斜面，用以将来自该第二光通道的该第二光束导引至该光侦测器，该斜面与该光侦测器是沿着一第二排列方向排列的，该第一排列方向与该第二排列方向相交。

11.根据权利要求10所述的光学连接模块，其特征在于，还包含：

一导光元件，用以将来自该光源的该第一光束导引至该第一光通道，其中该导光元件在该底座的该表面上的投影是位于该光源在该表面上的投影与该第一光通道在该表面上的投影之间。