CN107505680B - 一种光发射器和光模块 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种光发射器和光模块，涉及光发射器技术领域，用于简化光发射器的聚焦透镜的安装。该光发射器包括：外壳、聚焦透镜、设置于外壳内的激光器、设置于外壳侧壁上的第一孔和第三孔以及位于第一孔和第三孔之间的第二孔；第一孔的孔径大于聚焦透镜的直径，第三孔的孔径小于聚焦透镜的直径；聚焦透镜设置于第二孔和第三孔之间的台阶上，且第二孔的孔壁与聚焦透镜的侧壁卡接；激光器发出的光通过第一孔、第二孔、第三孔以及聚焦透镜射出外壳；第二孔的深度小于聚焦透镜的侧壁的高度，聚焦透镜的侧壁、第一孔的孔底以及第一孔的孔壁形成的凹槽内填充有固定材料。本发明实施例用于光发射器的制造。

Description

一种光发射器和光模块

技术领域

本发明涉及光发射器技术领域，尤其涉及一种光发射器和光模块。

背景技术

随着科技日新月异，处理器的处理速度及处理容量不断增加，以往利用传统电缆线的缆线传输方式受限于频宽以及传输速度，已然无法负荷现代生活中所需的庞大容量资信传输，因此传统的电缆传输系统正在逐渐被光纤传输系统所取代。光纤传输系统以光波作为信号载体，通过光纤在通信节点之间进行传输，发送端将需要传输的电信号通过光发射器转换成光信号并通过光纤传输至接收端，接收端将接收到的光信号后转换为可供晶片处理的电信号，从而达到通信的目的。

一般光发射器主要包括：光源、准直透镜、光复用组件、移位棱镜、聚焦透镜、光隔离器以及适配器等元器件，这些元器件用胶水或者焊接的方式固定在光发射器外壳上，并采用平行焊接的方式对光发射器外壳密封。其中，聚焦透镜的作用为将移位棱镜传输的光线聚焦在合适的位置上。现有技术中聚焦透镜安装方式为有源安装方式，即通过调节聚焦透镜的位置并观察聚焦透镜在各个位置时输出的激光的功率，当光线的功率满足要求时，将聚焦透镜通过注胶的方式固定在光发射器的外壳上，并且这种聚焦透镜需要有专用的耦合台，因此采用有源耦合的安装方式安装聚焦透镜费时费力，安装效率低，安装成本高。参照图1所示，为了解决有源耦合的安装方式的效率低、成本高的问题，现有技术中设置了一个与聚焦透镜11的形状和大小性适应的凹槽12，从而实现聚焦透镜的无源安装，但这种聚焦透镜安装结构注胶难度很大，胶很容易遮挡光路，因此对注胶工艺要求极高，非常容易出现残次品。综上，现有技术中光发射器的聚焦透镜的安装十分困难，因此如何简化光发射器的聚焦透镜的安装是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种可以简化光发射器的聚焦透镜的安装的光发射器和光模块。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种光发射器，包括：外壳、聚焦透镜、设置于所述外壳内的激光器、设置于所述外壳侧壁上的第一孔和第三孔以及位于所述第一孔和所述第三孔之间的第二孔；

所述第一孔的孔径大于所述聚焦透镜的直径，所述第三孔的孔径小于所述聚焦透镜的直径；所述聚焦透镜设置于所述第二孔和所述第三孔之间的台阶上，且所述第二孔的孔壁与所述聚焦透镜的侧壁卡接；所述激光器发出的光通过所述第一孔、所述第二孔、所述第三孔以及所述聚焦透镜射出所述外壳；所述第二孔的深度小于所述聚焦透镜的侧壁的高度，所述聚焦透镜的侧壁、所述第一孔的孔底以及所述第一孔的孔壁形成的凹槽内填充有固定材料。

第二方面，提供一种光模块，包括第一方面所述的光发射器。

本发明实施例提供的光发射器，包括：外壳、聚焦透镜、设置于外壳内的激光器和聚焦透镜、设置于外壳侧壁上的第一孔、第三孔以及位于第一孔和第三孔之间的第二孔；其中，激光器发出的光通过第一孔、第二孔、第三孔以及聚焦透镜射出外壳；由于第一孔的孔径大于聚焦透镜的直径，第三孔的孔径小于聚焦透镜的直径，聚焦透镜设置于第一孔和第二孔之间的台阶上，所以在安装聚焦透镜时可以通过第二孔和第三孔之间的台阶对聚焦透镜的轴向位置进行定位；又因为第二孔的孔壁与聚焦透镜的侧壁卡接，所以在安装聚焦透镜时可以通过第二孔对聚焦透镜的径向位置进行定位；由于可以从轴向和径向两个位置对聚焦透镜的位置进行定位，所以首先本发明实施例可以简化聚焦透镜的定位；又因为第二孔的深度小于聚焦透镜的侧壁的高度，且固定材料填充在聚焦透镜的侧壁、第一孔的孔底以及第一孔的孔壁形成的凹槽内，所以在通过固化材料对聚焦透镜进行固定时，固化材料不会从聚焦透镜的侧壁、第一孔的孔底以及第一孔的孔壁形成的凹槽内流出遮挡光路，因此可以降低对注胶工艺要求，降低聚焦透镜的固定难度。综上，本发明实施例提供的光发射器不但可以简化聚焦透镜的定位，而且可以降低固定聚焦透镜时的注胶工艺要求，因此本发明实施例提供的光发射器可以简化光发射器的聚焦透镜的安装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的聚焦透镜安装结构的示意图；

图2为本发明实施例提供的光发射器的示意性结构图之一；

图3为本发明实施例提供的光发射器的主视图；

图4为本发明实施例提供的光发射器的剖视图；

图5为本发明实施例提供的光发射器的示意性结构图之二；

图6为本发明实施例提供的光发射器的光路图；

图7为本发明实施例提供的光发射器的聚焦透镜的安装方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中的“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

需要说明的是，为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

基于上述内容，本发明的实施例提供一种光发射器，具体的，参照图2、3所示，本发明实施例提供的光发射器包括：

外壳21、聚焦透镜22、设置于外壳21内的激光器23、设置于外壳21侧壁上的第一孔31和第三孔33以及位于第一孔31和第三孔33之间的第二孔32。激光器23发出的光通过第一孔31、第二孔32、第三孔33以及聚焦透镜22射出外壳21。

示例性的，如图3所示，第一孔31、第二孔32以及第三孔33的轴线L可以位于同一条直线上，即第一孔31、第二孔32以及第三孔形成孔径依次减小的阶梯孔，且第一孔31、第二孔32以及第三孔形成的阶梯孔为通孔。当然，在一些实施例中第一孔31、第二孔32以及第三孔33的轴线也可以不位于同一条直线上，本发明实施例对此不作限定，以第一孔31、第二孔32以及第三孔33可以形成将光线射出外壳的光通道为准。

参照图3、4所示，第一孔31的孔径a大于聚焦透镜22的直径d，第三孔33的孔径c小于聚焦透镜22的直径d；聚焦透镜22设置于第二孔32和第三孔33之间的台阶上，且第二孔33的孔壁与聚焦透镜22的侧壁卡接。

参照图4所示，第二孔32的深度e小于聚焦透镜22的侧壁的高度f，聚焦透镜22的侧壁、第一孔31的孔底以及第一孔31的孔壁形成的凹槽内填充有固定材料40。

需要说明的是，第二孔32的孔壁与聚焦透镜22的侧壁卡接具体可以为,第二孔32的孔径b略大于聚焦透镜22直径d，也可以为第二孔32的孔径b等于聚焦透镜22直径d。具体的，当第二孔32的孔径b略大于聚焦透镜22的直径d时，可以根据制孔工艺的加工误差以及制作聚焦透镜的工艺的加工误差来设置第二孔32的孔径b与聚焦透镜22的直径d的差值，本发明实施例对第二孔32的孔径b与聚焦透镜22的直径d的差值不做限定。当第二孔32的孔径b等于聚焦透镜22直径d时，在安装聚焦透镜22时，可以通过压力使聚焦透镜22的侧壁和/或第二孔32的孔壁发生轻微形变，从而实现将聚焦透镜22卡接在第二孔32的孔壁内。

可选的，上述实施例中的固定材料40具体可以为紫外光固化胶。

需要说明的是，在上述实施例的基础上，本领域技术人员还可以想到通过其他材料来实现上述实施例中的固定材料40，但这都是本发明实施例的合理变通方案，因此均应属于本发明实施例的保护范围之内。

在上述实施例中，固定材料40在技术方案中的作用包括两个方面，一方面，虽然图上述实施例中的聚焦透镜在安装时侧壁会卡接在第二孔32的孔壁内，对聚焦透镜22有一定的固定作用，但若不进一步对聚焦透镜22进行固定，则在使用过程中装聚焦透镜22可能会发生偏移，进而影响输出的光的位置和功率，导致光发射器无法正常使用；另一方面光发射器件对灰尘颗粒的敏感度非常高，若灰尘颗粒通过聚焦透镜22的侧壁与第二孔32的孔壁之间的缝隙进入光发射器的外壳21内，则会影响光发射器的使用寿命。本发明实施例通过在聚焦透镜22的侧壁、第一孔31的孔底以及第一孔31的孔壁形成的凹槽内填充固定材料40，因此首先可以通过固定材料40对聚焦透镜22进行固定，防止聚焦透镜22发生偏移，且固定材料40还可以对聚焦透镜22侧壁与第二孔32的孔壁之间的缝隙进行密封，使空气中的灰尘颗粒无法进入外壳21内部，进而可以避免影响光发射器的使用寿命。

此外，还需要说明的是，为了更清楚地示出本发明实施例提供的光发射器，在图3、4中对光发射器的各部件的尺寸比例做了调整，但图3、4所示各结构部件的尺寸比例并不能作为本发明的限制，本发明实施例提供的光发射器的各个部件的尺寸间的大小、比例关系以说明书描述为准。

本发明实施例提供的光发射器，包括：外壳、聚焦透镜、设置于外壳内的激光器和聚焦透镜、设置于外壳侧壁上的第一孔、第三孔以及位于第一孔和第三孔之间的第二孔；其中，激光器发出的光通过第一孔、第二孔、第三孔以及聚焦透镜射出外壳；由于第一孔的孔径大于聚焦透镜的直径，第三孔的孔径小于聚焦透镜的直径，聚焦透镜设置于第一孔和第二孔之间的台阶上，所以在安装聚焦透镜时可以通过第二孔和第三孔之间的台阶对聚焦透镜的轴向位置进行定位；又因为第二孔的孔壁与聚焦透镜的侧壁卡接，所以在安装聚焦透镜时可以通过第二孔对聚焦透镜的径向位置进行定位；由于可以从轴向和径向两个位置对聚焦透镜的位置进行定位，所以首先本发明实施例可以简化聚焦透镜的定位；又因为第二孔的深度小于聚焦透镜的侧壁的高度，且固定材料填充在聚焦透镜的侧壁、第一孔的孔底以及第一孔的孔壁形成的凹槽内，所以在通过固化材料对聚焦透镜进行固定时，固化材料不会从聚焦透镜的侧壁、第一孔的孔底以及第一孔的孔壁形成的凹槽内流出遮挡光路，因此可以降低对注胶工艺要求，降低聚焦透镜的固定难度。综上，本发明实施例提供的光发射器不但可以简化聚焦透镜的定位，而且可以降低固定聚焦透镜时的注胶工艺要求，因此本发明实施例提供的光发射器可以简化光发射器的聚焦透镜的安装。

可选的，参照图3或4所示，聚焦透镜22的边缘的厚度f为第二孔32的深度e的两倍。

即，在制作上述光发射器时可以根据聚焦透镜22的边缘的厚度f来设计第二孔32的深度e。

例如：聚焦透镜22的边缘的厚度f＝10mm，则可以将第二孔32的深度e设计为5mm。再例如：聚焦透镜22的边缘的厚度f＝15mm，则可以将第二孔32的深度e设计为7.5mm。

进一步的，在聚焦透镜安装后，为了避免灰尘对聚焦透镜的影响，还需要外壳配合其他器件形成密封腔对聚焦透镜进行密封，而若聚焦透镜的最大厚度大于第一孔的深度与第二孔的深度之和，则可能会因为聚焦透镜22凸出部分导外壳无法与其他器件配合形成密封腔，进而导致无法对聚焦透镜进行密封。因此，参照图3或4所示，聚焦透镜22的最大厚度h小于第一孔31的深度g与第二孔32的深度e之和。

具体的，聚焦透镜22一般为凸透镜，因此不同位置处聚焦透镜的厚度不同，在本发明实施例中聚焦透镜22的最大厚度具体是指，轴向方向上聚焦透镜的最大厚度。

进一步的，参照图5所示，上述实施例提供的光发射器还包括：设置外壳内的准直透镜24、光复用组件25、移位棱镜26以及位于外壳外的光纤适配器27；

准直透镜24用于分别对一个激光器21产生的激光进行准直；光复用组件25用于对准直透镜24输出的至少一路激光进行合光；移位棱镜26用于将光复用组件输出的激光投射至聚焦透镜22；光纤适配器27用于将射出外壳21的激光输入光纤。

可选的，如图5所示，光发射器可以包括四个激光器以及四个准直透镜，且四个激光器分别产生不同波长的激光。

可选的，上述实施例提供的光发射器还包括：光隔离器；

光隔离器位于聚焦透镜与光线适配器之间的光路上，用于透射由聚焦透镜向光纤适配器传播的光，遮挡由光纤适配器向聚焦透镜传播的光。

以下结合图6所示光路图对上述实施例提供的光发射器向光线输入激光的过程进行说明。

首先，激光器231、激光器232、激光器233以及激光器234分别输出一路不同波长的激光，准直透镜241、准直透镜242、准直透镜243以及准直透镜244分别接收激光器231、激光器232、激光器233以及激光器234，并对激光器231、激光器232、激光器233以及激光器234输出的激光进行准直；在准直透镜(241、242、243、244)对激光进行准直后光复用组件25接收准直透镜241、准直透镜242、准直透镜243以及准直透镜244准直后的四路激光，并将四路激光进行合光处理合为一路激光；再后移位棱镜26对光复用组件25输出的激光进行偏转，从而调节激光输出方向，将激光输出至聚焦透镜22，最后聚焦透镜将移位棱镜26偏转的激光输出至适配器27，实现对光纤输出光信号。

进一步的，以下对上述实施例提的光发射器的聚焦透镜的安装方法进行说明。具体的，参照图7所示，该方法包括：

S71、将聚焦透镜卡接于第二孔的孔壁内，且使聚焦透镜底部与第二孔和第三孔形成的台阶相接触。

S72、向聚焦透镜的侧壁、第一孔的孔底以及第一孔的孔壁形成的凹槽内填充紫外光固化胶。

S73、通过紫外光照射紫外光固化胶对紫外光固化胶进行固化。

S74、加热紫外光固化胶对紫外光固化胶进行固化。

上述实施例提供的光发射器的聚焦透镜的安装方法可以通过将聚焦透镜卡接于第二孔的孔壁内且使聚焦透镜底部与第二孔和第三孔形成的台阶相接触，实现从轴向和径向两个方向对聚焦透镜进行定位，且可以防止对聚焦透镜固化过程中聚焦透镜发生移位；又因为第二孔的深度小于聚焦透镜的侧壁的高度，且固定材料填充在聚焦透镜的侧壁、第一孔的孔底以及第一孔的孔壁形成的凹槽内，所以在通过固化材料对聚焦透镜进行固定时，固化材料不会从聚焦透镜的侧壁、第一孔的孔底以及第一孔的孔壁形成的凹槽内流出遮挡光路，因此可以降低对注胶工艺要求，降低聚焦透镜的固定难度。因此本发明实施例可以简化光发射器的安装工艺，提高光发射器的装配速度。

此外，由于紫外光固化胶填充在第一孔的孔壁与聚焦透镜之间，所在对紫外光固化胶固化后便于观察注固化厚的紫外光固化胶的均匀性和有无气泡，因此上述实施例可以还可以保证光发射器的密封效果。

可选的，上述方法还包括：在向第一孔的孔壁与聚焦透镜之间填充紫外光固化胶之后、对紫外光固化胶进行固化之前，使聚焦透镜的轴向与地面垂直。

即，在填充的紫外光固化胶固化之前使聚焦透镜的轴向与地面垂直。

通过在填充的紫外光固化胶固化之前使聚焦透镜的轴向与地面垂直，可以使紫外光固化胶在重力的作用下静止在第一孔的孔壁与聚焦透镜之间，从而防止紫外光固化胶流出遮挡光路。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光发射器，其特征在于，包括：外壳、聚焦透镜、设置于所述外壳内的激光器、设置于所述外壳侧壁上的第一孔和第三孔以及位于所述第一孔和所述第三孔之间的第二孔；

所述第一孔的孔径大于所述聚焦透镜的直径，所述第三孔的孔径小于所述聚焦透镜的直径；所述聚焦透镜设置于所述第二孔和所述第三孔之间的台阶上，且所述第二孔的孔壁与所述聚焦透镜的侧壁卡接；所述激光器发出的光通过所述第一孔、所述第二孔、所述第三孔以及所述聚焦透镜射出所述外壳；所述第二孔的深度小于所述聚焦透镜的侧壁的高度，由所述聚焦透镜的侧壁、所述第一孔的孔底以及所述第一孔的孔壁三者共同形成一凹槽结构，形成的凹槽内填充有固定材料。

2.根据权利要求1所述的光发射器，其特征在于，所述聚焦透镜的侧壁的高度为所述第二孔的深度的两倍。

3.根据权利要求1所述的光发射器，其特征在于，所述固定材料为紫外光固化胶。

4.根据权利要求1所述的光发射器，其特征在于，所述聚焦透镜的最大厚度小于所述第一孔的深度与所述第二孔的深度之和。

5.根据权利要求1所述的光发射器，其特征在于，所述光发射器还包括：设置所述外壳内的准直透镜、光复用组件、移位棱镜以及位于所述外壳外的光纤适配器；

所述准直透镜用于分别对一个所述激光器产生的激光进行准直；所述光复用组件用于对所述准直透镜输出的至少一路激光进行合光；所述移位棱镜用于将所述光复用组件输出的激光投射至所述聚焦透镜；所述光纤适配器用于将射出所述外壳的激光输入光纤。

6.根据权利要求5所述的光发射器，其特征在于，所述光发射器还包括：光隔离器；

所述光隔离器位于所述聚焦透镜与所述光纤适配器之间的光路上，用于透射由所述聚焦透镜向所述光纤适配器传播的光并遮挡由所述光纤适配器向所述聚焦透镜传播的光。

7.根据权利要求1所述的光发射器，其特征在于，所述光发射器包括四个分别产生不同波长的激光的激光器。

8.一种光模块，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的光发射器。