CN107329214B - 光模块及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种光模块及其制作方法，光模块包括壳体、光器件及至少一弹性件，壳体围设成一容置空间；光器件位于容置空间内，光器件具有相对设置的背面及出光面；弹性件与壳体相连，弹性件与光器件的背面接触；其中，当光模块与外接的光纤连接器连接时，光纤连接器施加于出光面一挤压力，同时弹性件施加于背面一推力，挤压力及推力方向相反。本申请利用弹性件对光器件施加一推力，推力用于抵消外接的光纤连接器的挤压力，可以避免光器件产生位移，另外，由于弹性件与光器件之间为弹性接触，而非硬性接触，故无需太高的装配精度即可满足要求，也不会因存在加工角度问题而使光器件产生角度位移，大大降低了制造难度，提高了装配可靠性及生产效率。

Description

光模块及其制作方法

技术领域

本申请涉及光通信元件制造技术领域，尤其涉及一种光模块及其制作方法。

背景技术

当光模块进行测试或者应用时，连接光缆是必然的，光缆的端部有光纤连接器，与模块上相应适配器相配合，光纤连接器较为常见的有LC、SC、FC、MPO等类型。

如图1及图2所示，当将光纤连接器1插入光模块与之对应的光纤适配器2中时，往往会产生一个插入力，这个插入力通常为10N～20N。在这种情况下，光模块内部的光器件3将会受到挤压力，从而相对于光纤适配器2上的光参考面6发生移位，导致光功率降低，如图2所示。

如图3及图4所示，为了使光器件3不偏离光参考面6，现在普遍的做法是在外壳4内部加一凸台5，使之吸收由光纤连接器1施加给光器件3的力。采用凸台5吸收插入力的方式实际上存在两个缺陷：其一，由于凸台5与光器件3的面是硬性接触，故要使插入光纤连接器1时光器件3不发生位移，凸台5的位置相对于光器件3的距离就必须做得非常精确，但是在零件加工时本身就会存在一些误差，装配时误差更严重，所以最终装配的误差很难控制在要求的公差范围内；其二，在零件加工时，凸台5的平面不可能完全做得垂直于外壳4，加上装配时也会产生角度误差，一旦凸台5与光器件3的接触面存在角度，就会导致光器件3发生角度位移，进而导致光路跑偏，光功率降低。图3中，光器件3发生上下倾斜，图4中，光器件3发生左右倾斜。

发明内容

本申请一实施例提供一光模块，其可以避免光器件发生位移而产生跑光，且可降低加工难度及装配难度，所述光模块包括壳体、光器件及至少一弹性件，所述壳体围设成一容置空间，所述壳体包括朝向所述容置空间凸伸的凸台；光器件位于所述容置空间内，所述光器件具有相对设置的背面及出光面；弹性件与所述壳体相连，所述弹性件与所述光器件的所述背面接触，且所述弹性件设置于所述凸台上，所述弹性件夹设于所述凸台及所述光器件之间；其中，所述凸台包括凹陷部及接触部，所述接触部与所述凹陷部相连且所述接触部相较于所述凹陷部靠近所述光器件，所述光模块包括若干弹性件，至少两个相邻弹性件之间形成有固定部，所述弹性件及所述固定部分别与所述接触部及所述凹陷部相对应，当所述光模块与外接的光纤连接器连接时，所述光纤连接器施加于所述出光面一挤压力，同时所述弹性件施加于所述背面一推力，所述挤压力及所述推力方向相反。

一实施例中，所述弹性件对称分布于所述光器件的所述背面。

一实施例中，所述弹性件与所述固定部一体成型。

一实施例中，所述弹性件包括本体及弹性支撑部，所述弹性支撑部的第一端与所述本体连接，所述弹性支撑部的第二端接触所述光器件的所述背面且可相对所述本体活动。

一实施例中，所述接触部具有凹口，当所述弹性支撑部的所述第二端相对所述本体活动时，所述第二端于所述凹口内活动。

一实施例中，所述凸台包括至少一凹陷部，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的第一端部限位于所述凹陷部内，所述弹簧的第二端部接触所述光器件的所述背面。

本申请一实施例提供一种光模块制作方法，包括步骤：

提供带有凸台的上壳体，所述凸台包括相连的凹陷部及接触部；

提供下壳体；

将光器件置于所述下壳体中；

将弹性件设于所述凸台上，并将所述弹性件、所述凸台及所述上壳体形成的整体与所述下壳体结合，且使得弹性件接触所述光器件的背面，其中，所述接触部相较于所述凹陷部靠近所述光器件，至少两个相邻弹性件之间形成有固定部，所述弹性件及所述固定部分别与所述接触部及所述凹陷部相对应。

一实施例中，所述弹性件对称分布于所述光器件的所述背面。

与现有技术相比，本申请的技术方案利用弹性件对光器件施加一推力，所述推力用于抵消外接的光纤连接器的挤压力，可以避免光器件产生位移，另外，由于弹性件与光器件之间为弹性接触，而非硬性接触，故无需太高的装配精度即可满足要求，也不会因存在加工角度问题而使光器件产生角度位移，大大降低了制造难度，提高了装配可靠性及生产效率。

附图说明

图1是现有技术光模块与光纤连接器未组装时的剖视图；

图2是现有技术光模块与光纤连接器组装时的剖视图；

图3是现有技术光器件上下倾斜状态侧视剖视图；

图4是现有技术光器件左右倾斜状态俯视剖视图；

图5是本发明第一实施方式的光模块、光纤连接器爆炸图；

图6是本发明第一实施方式的光模块与光纤连接器组装时的剖视图；

图7是本发明第一实施方式的弹性件及固定部结构示意图；

图8是本发明第二实施方式的光模块与光纤连接器组装时的剖视图；

图9是本发明光模块制作方法步骤图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

参图5和图6，介绍本申请光模块100的一具体实施方式。在本实施方式中，该光模块100包括壳体10、光器件20及电路板30，所述壳体10围设成一容置空间，光器件20及电路板30位于所述容置空间内。

光器件20封装在壳体10内。这里，需要说明的是，本申请中所提到的光模块100可以例如是：发射机OSA(TOSA)，此时，所述的光器件20一般包括半导体激光二极管(LD)和相应的棱镜等光路导向元件；接收机OSA(ROSA)，此时，所述的光器件20一般包括光电探测器(PD)和相应的棱镜等光路导向元件；又或者是同时具有发送和接收功能，此时，所述的光学组件一般同时包括半导体激光二极管、光电探测器和相应的棱镜等光路导向元件。可选地或附加地，光模块100能够适合于以各种不同的每秒数据速率进行光信号的发送的接收，所述每秒数据速率包括但不限于：1千兆每秒(Gbit)、2Gbit、4Gbit、8Gbit、10Gbit、20Gbit、100Gbit或其它带宽的光纤链路。此外，其它类型和配置的光模块或具有在一些方面与在此示出和描述不同的元件的光模块，也可受益于在此所揭示的原理。

在操作期间，光模块100可以从主机装置接收携带数据的电信号，用于以携带数据的光信号的形式传输到光纤(图中未示)上，所述主机装置可以是能够与光模块100通信的任何计算机系统。当光模块100进行测试或者应用时，一般需要连接光缆，光缆的端部一般为光纤连接器200，当光纤连接器200与光模块100相连时，光纤连接器200容易使光模块100中的光器件20产生位移，使得光器件20的出光面偏离最佳耦合位置，光器件20发出的光无法很好地耦合进光纤，导致测试应用效果不佳。需要说明的是，根据光路可逆原理，也可以是光纤连接器200出射的光耦合进光器件20中。

光器件20的出光面侧还可设置有至少一导向柱23，对应的，光纤连接器200的端面上具有至少一导向孔(未标示)，当所述光模块100与所述光纤连接器200连接时，所述导向柱23插入所述导向孔中，以实现光模块100与光纤连接器200的稳定配合。这里，当光器件20上形成有导向柱23时，光器件20的位移主要在导向孔、导向柱23相互对位过程中产生。

在本实施方式中，光模块100还包括至少一弹性件40，光器件20具有相对设置的背面21及出光面22，弹性件40与所述壳体10相连，且所述弹性件40与所述光器件20的所述背面21接触；其中，当所述光模块100与外接的光纤连接器200连接时，所述光纤连接器200施加于所述出光面22一挤压力F1，同时所述弹性件40施加于所述背面21一推力F2，所述挤压力F1及所述推力F2方向相反。

在本实施方式中，利用弹性件40对光器件20施加一推力F2，所述推力F2用于抵消外接的光纤连接器200的挤压力F1，可以避免光器件20产生位移。另外，由于弹性件40与光器件20之间为弹性接触，而非硬性接触，故无需太高的装配精度即可满足要求，也不会因存在加工角度问题而使光器件产生角度位移，大大降低了制造难度，提高了装配可靠性及生产效率。

在本实施方式中，当光器件20产生位移时，位于光器件20的背面21处的弹性件40受到挤压而产生弹性形变，而后弹性件40在复位过程中对光器件20产生一朝向出光面22的推力F2，使得弹性件40可以顺利恢复到初始位置，从而带动光器件20恢复到初始位置。

在本实施方式中，所述弹性件40对称分布于所述背面21，使得背面21受力均匀，从而提高光器件20的复位效果，这里，对称分布是指弹性件40的对称轴与背面21的中心轴一致，当仅有一个弹性件40时，对称分布是指弹性件40位于背面21的中心位置。另外，所述弹性件40与所述背面21之间为点接触及/或线接触，弹性件40对光器件20产生的推力F2仅朝向一个方向(即朝向出光面22方向)，而没有其他方向的分力，如此，可以保证光器件20沿着推力F2方向复位，避免光器件20在复位过程中朝向其他方向偏移。

在本实施方式中，所述壳体10包括朝向所述容置空间凸伸的凸台11，所述弹性件40设置于所述凸台11上，这里，光器件20与弹性件40之间形成弹性接触，相较于光器件20直接与凸台11之间形成硬性接触，一方面，由于光器件20不与凸台11直接接触，凸台11与壳体10之间的垂直要求相对较低，从而可降低零件加工难度；另一方面，装配时只要使得光器件20与弹性件40接触即可，光器件20无需去适应凸台11，大大降低了装配难度。

另外，本实施方式的壳体10包括上壳体12及下壳体13，凸台11设置于上壳体12上，凸台11可与上壳体12一体成型，当然，凸台11也可与上壳体12为分离结构，或是凸台11设置于下壳体13上。当需要装配光模块100时，先将弹性件40设置于上壳体12的凸台11上，将光器件20置于下壳体13中，而后将上壳体12及下壳体13组装，如此，可进一步降低装配难度，同时提高装配精度。这里，下壳体13的延伸段处还形成有收发端口300，下壳体13可与收发端口300一体成型，收发端口300与光纤连接器200的外形相互匹配。如图5及图6所示，下壳体13为周长方向半封闭中空结构，收发端口300为周长方向全封闭中空结构。如此，提高了收发端口300的稳定性，还提高了光纤连接器200与光模块100配合时的稳定性及精确性。

结合图7，在本申请第一实施方式中，光模块100包括两个弹性件40a，所述凸台11包括至少一凹陷部111，两个弹性件40a之间形成有固定部41a，固定部41a限位于所述凹陷部111内，所述弹性件40a与所述凸台11相互固定。

具体的，所述凸台11包括凹陷部111及与所述凹陷部111相连的接触部112，这里以一个凹陷部111及位于凹陷部111两侧的两个接触部112为例，所述凹陷部111朝远离所述光器件20的方向凹陷，所述接触部112相较于所述凹陷部111靠近所述光器件20。此时，所述凸台11呈“凹”型。所述弹性件40a及固定部41a连接形成拱桥状，这里，弹性件40a可与固定部41a一体成型。当所述弹性件40a设置于所述凸台11上时，所述弹性件40a及所述固定部41a分别与所述接触部112及所述凹陷部111相对应，所述弹性件40a与所述光器件20的所述背面21接触，弹性件40a于背面21处对称分布。需要说明的是，弹性件40a及固定部41a组合形成的形状与凸台11相适应且弹性件40a、固定部41a贴紧凸台11设置，提高紧凑度，凸台11可以包含多个凹陷部111，可根据实际情况而定。

固定部41a上形成有固定孔411a，在凸台11凹陷部111对应位置处设置有螺纹孔，螺丝可由固定孔411a处穿过以固定所述固定部41a及所述凸台11。这里，凹陷部111的设置可以为螺丝提供一避让空间，进一步提高紧凑度。当然，在其他实施方式中，固定部41a及凸台11可由其他方式固定，例如卡合、粘结等。

弹性件40a包括本体401a及弹性支撑部402a，所述弹性支撑部402a的第一端4021a与所述本体401a连接，所述弹性支撑部402a的第二端4022a接触所述光器件20的所述背面21且可相对所述本体401a活动。这里，以每一弹性支撑部402a上具有一个可活动的第二端4022a为例，当然，在其他实施方式中，为了提高光器件20运动的稳定性，可以设置多个第二端4022a。

所述第二端4022a为活动端，当所述弹性件40a处于初始状态时，第二端4022a相较于第一端4021a靠近所述光器件20，整个弹性支撑部402a可通过切割并弯折所述本体401a形成。所述第二端4022a为凸状结构，第二端4022a与光器件20的背面21之间大致为线接触，且接触位置较佳位于背面21的中部区域，如此，当弹性支撑部402a挤压变形时，利用第二端4022a与光器件20的背面21之间的线接触给予光器件20一朝向出光面22的推力F2，推力F2不存在其他方向的分力。

凸台11接触部112上具有凹口1121，当所述弹性支撑部402a的所述第二端4022a被挤压而相对所述本体401a活动时，所述第二端4022a于所述凹口1121内活动，如此，可进一步提高紧凑度。

在本实施方式中，弹性件40a、固定部41a可以与凸台11预先固定，再将弹性件40a、固定部41a、凸台11、上壳体12组成的整体组装到下壳体13上，弹性件40a位置容易固定，且弹性件40a厚度小，凸台11及光器件20之间仅需预留较小的间隙即可，大大缩小了整个光模块100的体积。

如图8所示，为本申请第二实施方式的光模块结构示意图，第二实施方式中与第一实施方式相同的部件采用相同的标号，在第二实施方式中，所述弹性件为弹簧40b，所述凸台11包括至少一凹陷部111，至少部分所述弹簧40b限位于所述凹陷部111内。具体的，所述弹簧40b的第一端部41b限位于所述凹陷部111内，所述弹簧40b的第二端部42b接触所述光器件20的所述背面21，第二端部42b与光器件20背面21之间大致为点接触，且接触位置较佳位于背面21的中部区域，如此，当弹簧40b挤压变形时，利用第二端部42b与光器件20的背面21之间的点接触给予光器件20一朝向出光面22的推力F2，推力F2不存在其他方向的分力。这里，以只有一根弹簧40b为例，但不以此为限，在其他实施方式中，光模块100可包含多根弹簧40b，且多根弹簧40b可根据实际情况分布。

本申请还提供一种光模块100制作方法，结合上述光模块100的说明，如图9所示，包括步骤：

提供带有凸台11的上壳体12；

提供下壳体13；

将光器件20置于所述下壳体13中；

将弹性件40设于所述凸台11上，并将所述弹性件40、所述凸台11及所述上壳体12形成的整体与所述下壳体13结合，且使得弹性件40接触所述光器件20的背面21。

在本实施方式中，利用弹性件40对光器件20施加一推力F2，所述推力F2用于抵消外接的光纤连接器200的挤压力F1，可以避免光器件20产生位移，另外，由于弹性件40与光器件20之间为弹性接触，而非硬性接触，故无需太高的装配精度即可满足要求，也不会因存在加工角度问题而使光器件产生角度位移，大大降低了制造难度，提高了装配可靠性及生产效率。另外，当需要装配光模块100时，先将弹性件40设置于上壳体12上，将光器件20置于下壳体13中，而后将上壳体12及下壳体13组装，如此，可进一步降低装配难度，同时提高装配精度。

本申请的光模块100制作方法的其他说明可参考上述光模块100结构的说明，在此不再赘述。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光模块，其特征在于包括：

壳体，所述壳体围设成一容置空间，所述壳体包括朝向所述容置空间凸伸的凸台；

光器件，位于所述容置空间内，所述光器件具有相对设置的背面及出光面；

至少一弹性件，与所述壳体相连，所述弹性件与所述光器件的所述背面接触，且所述弹性件设置于所述凸台上，所述弹性件夹设于所述凸台及所述光器件之间；

其中，所述凸台包括凹陷部及接触部，所述接触部与所述凹陷部相连且所述接触部相较于所述凹陷部靠近所述光器件，所述光模块包括若干弹性件，至少两个相邻弹性件之间形成有固定部，所述弹性件及所述固定部分别与所述接触部及所述凹陷部相对应，当所述光模块与外接的光纤连接器连接时，所述光纤连接器施加于所述出光面一挤压力，同时所述弹性件施加于所述背面一推力，所述挤压力及所述推力方向相反。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述弹性件对称分布于所述光器件的所述背面。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述弹性件与所述固定部一体成型。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述弹性件包括本体及弹性支撑部，所述弹性支撑部的第一端与所述本体连接，所述弹性支撑部的第二端接触所述光器件的所述背面且可相对所述本体活动。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述接触部具有凹口，当所述弹性支撑部的所述第二端相对所述本体活动时，所述第二端于所述凹口内活动。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述凸台包括至少一凹陷部，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的第一端部限位于所述凹陷部内，所述弹簧的第二端部接触所述光器件的所述背面。

7.一种光模块制作方法，其特征在于包括步骤：

提供带有凸台的上壳体，所述凸台包括相连的凹陷部及接触部；

提供下壳体；

将光器件置于所述下壳体中；

将弹性件设于所述凸台上，并将所述弹性件、所述凸台及所述上壳体形成的整体与所述下壳体结合，且使得弹性件接触所述光器件的背面，其中，所述接触部相较于所述凹陷部靠近所述光器件，至少两个相邻弹性件之间形成有固定部，所述弹性件及所述固定部分别与所述接触部及所述凹陷部相对应。

8.根据权利要求7所述的光模块制作方法，其特征在于，所述弹性件对称分布于所述光器件的所述背面。