CN108267816B - 光学组件、其制作方法及光模块 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种光学组件、其制作方法及光模块，光学组件包括基座及光纤阵列，基座具有第一配合部；光纤阵列包括盖板、光纤及底板，底板具有第二配合部；第一配合部及第二配合部的其中之一为凹槽，其中另一为凸块，光纤阵列相对基座多次插拔组装到位后，凹槽与凸块匹配以使得基座与光纤阵列之间的相对位置关系始终保持不变。本申请通过凹槽与凸块匹配使得基座与光纤阵列间的相对位置关系始终保持不变，实现精准对位，当光纤阵列需要多次插拔，或是需要更换为同型号的其他光纤阵列时，光纤阵列始终可以与基座精准对位，特别是当基座、光纤阵列与其他光学器件之间形成一光路时，仅需固定基座及光学器件，光纤阵列的插拔过程不会使光路产生位移。

Description

光学组件、其制作方法及光模块

技术领域

本申请涉及光通信元件制造技术领域，尤其涉及一种光学组件、其制作方法及光模块。

背景技术

目前，可以在插拔过程中仍然保证相对位置精度的仅有MT接头、高精度陶瓷插芯这两种结构，但这两种结构费用均较高，且结构复杂。在光模块中，由于对光路精度要求较高，大部分光学器件都需要相互固定以克服高低温膨胀、震动等因素引起的光路位移。

而光模块中可插拔的光学器件会极大的方便制作过程，但可插拔的光学器件会带来光学器件之间相对位置精度不高的问题。

发明内容

本申请一实施例提供一种光学组件，其可以实现光纤阵列在插拔过程中仍然可以与基座精准对位，且结构简单，成本低，光学组件用于配合至光模块的底座上，所述光学组件包括：

基座，其具有第一配合部，所述基座用于与所述底座相互配合；

光纤阵列，其包括盖板、光纤及底板，所述光纤限位于所述盖板及所述底板之间，所述底板具有第二配合部；

其中，所述第一配合部及所述第二配合部的其中之一为凹槽，其中另一为凸块，所述光纤阵列相对所述基座多次插拔组装到位后，所述凹槽与所述凸块相互匹配以使得所述基座与所述光纤阵列之间的相对位置关系始终保持不变，当所述光纤阵列置入所述基座时，所述第一配合部与所述第二配合部相互干涉以限制所述光纤阵列相对所述基座沿第一方向运动，所述第一方向垂直于所述光纤阵列与所述基座的叠加方向，所述凸块的外轮廓与所述凹槽的内轮廓相互匹配。

一实施例中，所述第一配合部为凹槽，所述第二配合部为凸块。

一实施例中，所述凸块为四棱锥台、三棱锥台、圆台、圆锥的其中之一。

一实施例中，所述基座与所述光纤阵列之间通过粘胶或者外部压紧的方式限制其叠加方向的运动。

一实施例中，所述光纤阵列的底板和所述基座由硅材料制成。

一实施例中，所述光纤阵列的底板和所述基座由MEMS技术制作形成。

本申请一实施例提供一种光模块，包括如上任意一项技术方案所述的光学组件及光学器件，所述光学组件与所述光学器件相互耦合。

本申请一实施例提供一种光学组件的制作方法，所述光学组件用于配合至光模块的底座上，包括步骤：

提供一基座；

于所述基座上形成一第一配合部；

提供一光纤阵列，其包括盖板、光纤及底板，所述光纤限位于所述盖板及所述底板之间；

于所述底板上形成一第二配合部，所述第一配合部及所述第二配合部的其中之一为凹槽，其中另一为凸块；

将所述光纤阵列相对所述基座插拔，多次插拔组装到位后，所述凹槽与所述凸块相互匹配以使得所述基座与所述光纤阵列之间的相对位置关系始终保持不变，其中，当所述光纤阵列置入所述基座时，所述第一配合部与所述第二配合部相互干涉以限制所述光纤阵列相对所述基座沿第一方向运动，所述第一方向垂直于所述光纤阵列与所述基座的叠加方向，所述凸块的外轮廓与所述凹槽的内轮廓相互匹配。

一实施例中，步骤“将所述光纤阵列相对所述基座插拔，所述凹槽与所述凸块相互匹配以使得所述基座与所述光纤阵列之间的相对位置关系始终保持不变”具体包括：

提供一光学器件；

组装并压紧所述基座及所述光纤阵列；

调整所述基座及所述光纤阵列的位置以使得所述光纤阵列与光学器件对准；

固定所述基座及所述光学器件；

拔除所述光纤阵列；

再多次组装并压紧所述光纤阵列及所述基座，所述光纤阵列与所述光学器件始终为对准状态。

与现有技术相比，本申请的技术方案通过凹槽与凸块相互匹配以使得基座与光纤阵列之间的相对位置关系始终保持不变，实现精准对位，结构简单，成本低，当光纤阵列需要多次插拔，或是光纤阵列需要更换为同型号的其他光纤阵列时，光纤阵列始终可以与基座精准对位，特别是当基座、光纤阵列与其他光学器件之间形成一光路时，仅需固定基座及光学器件，光纤阵列的插拔过程不会使光路产生位移。

附图说明

图1是本申请一实施方式的光学组件整体图；

图2是本申请一实施方式的光线阵列及基座分开的示意图；

图3是本申请一实施方式的光模块组装的示意图；

图4是本申请一实施方式的光学组件爆炸图；

图5是本申请一实施方式的底板第一角度示意图；

图6是本申请一实施方式的底板第二角度示意图；

图7是本申请一实施方式的光学组件的制作方法步骤图。

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1和图2，介绍本申请光学组件100的一具体实施方式。

在本实施方式中，所述光学组件100包括壳体、光收发接口、设置于壳体内的光学组件、基座10及光纤阵列20等。

基座10具有第一配合部101。

光纤阵列20具有第二配合部201。

光纤阵列20包括盖板23、光纤22及底板21，所述光纤22限位于所述盖板23及所述底板21之间，第二配合部201位于底板21处。

其中，所述第一配合部101及所述第二配合部201的其中之一为凹槽，其中另一为凸块，所述光纤阵列20相对所述基座10多次插拔组装到位后，所述凹槽与所述凸块之间相互匹配以使得所述基座10与所述光纤阵列20之间的相对位置关系始终保持不变。

这里，所述基座10与所述光纤阵列20通过凹槽及凸块实现两者相对位置关系始终保持不变，从而实现精准对位。

也就是说，当光纤阵列20需要多次插拔，或是光纤阵列20需要更换为同型号的其他光纤阵列时，光纤阵列20始终可以与基座10精准对位。

需要说明的是，当第一配合部101及第二配合部201的生产工艺精度达标时，便可实现第一配合部101及第二配合部201精准对位，第一配合部101及第二配合部201结构简单，对位过程便捷，成本低。

这里，第一配合部101及第二配合部201的生产工艺误差可以控制在±0.5um，第一配合部101及第二配合部201可以实现高精度对位。

结合图3，在申请一本实施方式还提供一种光模块300，光模块300包括上述光学组件100及光学器件200，所述光学组件100与所述光学器件200相互耦合。

光学组件100可与光学器件200相互配合以形成一完整的光路。

光学器件200包括光发射器件200a、耦合透镜200b、棱镜200c、隔离器200d、透镜200e及底座200f。

底座200f用于承载隔离器200d、透镜200e、基座10及光纤阵列20。

光发射器件200a发出的光线依次经过耦合透镜200b、棱镜200c、隔离器200d、透镜200e而进入光纤阵列20的光纤22中。

当然，光发射器件200a也可为光接收器件。

这里，可以预先将基座10、光纤阵列20及光学器件200相互组装对位，此时，基座10与光纤阵列20之间形成一相对位置关系，光纤阵列20仍然可以相对基座10实现插拔。

而后将基座10固定于底座206上，并固定光学器件200的其他部件，此时，将光纤阵列20拔出再插入，或是将光纤阵列20更换为同型号的其他光纤阵列，并将插拔或更换后的光纤阵列20再次置入基座10时，光纤阵列20仍然可以与基座10保持为原来的相对位置关系，即基座10、光纤阵列20及光学器件200之间的光路并不会发生位移。这样，光纤阵列20就实现了可插拔连接。

需要说明的是，上述同型号的其他光纤阵列是指与原先的光纤阵列20外形完全相同的光纤阵列，或是指置入基座10后光纤阵列的光路与原先的光纤阵列20的光路一致的光纤阵列。

在本实施方式中，当所述光纤阵列20置入所述基座10时，所述第一配合部101与所述第二配合部201相互干涉以限制所述光纤阵列20相对所述基座10沿第一方向运动，所述第一方向垂直于所述光纤阵列20及与所述基座10的叠加方向Y，这里，第一方向定义为方向X或方向Z或方向X和方向Z所在的平面。

这里，当光纤阵列20相对于基座10安装到位后，基座10及光纤阵列20之间可以通过粘胶或者外部压紧(例如用弹性件压紧盖板23而将整个光纤阵列20压紧在基座10上)的方式限制其叠加方向Y的运动，但不以此为限。

如此，当所述光纤阵列20置入所述基座10时，光纤阵列20与基座10之间的相对位置关系是完全固定的，当插拔或更换后的光纤阵列20再次置入基座10时，可通过第一方向及叠加方向Y的限位实现光纤阵列20与基座10之间的相对位置关系始终保持不变。

需要说明的是，当光纤阵列20已经完成插拔或更换操作后，可以通过胶水将光纤阵列20及基座10固定。

在本实施方式中，结合图4，在一具体示例中，所述第一配合部101为凹槽101，所述第二配合部201为凸块201，当所述光纤阵列20置入所述基座10时，所述凸块201的外轮廓与所述凹槽101的内轮廓相互匹配。

所述凸块201可为四棱锥台、三棱锥台、圆台、圆锥的其中之一，但不以此为限。

所述凹槽101包括底面1011及围绕所述底面1011的若干侧面1012，所述若干侧面1012的至少其中之一与所述底面1011的夹角为钝角。

这里，以凸块201为四棱锥台为例。

相应的，凹槽101包括四个侧面1012，四个侧面1012与底面1011之间的夹角α均为钝角，且四个夹角α的大小相等，但不以此为限。

夹角α的范围可为125.26°±0.5°，但不以此为限。

基座10及光线阵列20的底板21由硅材料制成，光线阵列20及基座10由MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)工艺制作形成。采用MEMS工艺可以保证基座10和光纤阵列20都有很高的制造精度，从而保证光纤阵列20与基座10的可插拔连接，即光纤阵列20的安装精度很高，便于进行光线的耦合。

凸块201与凹槽101相互匹配，其中，凹槽101可以通过KOH湿法腐蚀工艺制作形成。

本示例的凹槽101、凸块201的成型难度较低，同时，凹槽101、凸块201的成型精度较高，凹槽101的误差可以控制在±0.5um，凸块201的误差可以控制在±0.5um。

在本实施方式中，结合图5及图6，第二配合部201可与底板21一体成型，但不以此为限。

所述底板21靠近所述盖板23的一侧形成有容纳所述光纤22的若干槽体211，当所述盖板23覆盖于所述若干槽体211处时，所述盖板23限制所述光纤22沿所述光纤阵列20及所述基座10的叠加方向Y运动。

槽体211可为V型槽，当盖板23与底板21相互结合时，盖板23的下端面正好邻接槽体211中光纤22的上端面，如此，避免光纤22在槽体211中运动。

盖板23及底板21可以通过胶体结合。

底板21上还形成有台阶部212。

光纤22包括除去涂覆层的第一部分221(包括纤芯及包层)及未除去涂覆层的第二部分222(包括纤芯、包层及涂覆层)，第二部分222的外径大于第一部分221的外径。

第一部分221恰好限位于槽体211中，第二部分222位于槽体211外部，而第一部分221及第二部分222的交界处恰好对准台阶部212，如此，台阶部212可抵消第一部分221及第二部分222的外径差异，避免光纤22于底板21上方产生弯折。

这里，光纤22可为单根或多跟光纤，光纤22靠近光学器件200的耦合面可由激光切割处理而使得耦合面平整。

本申请还提供一种光学组件的制作方法，结合上述光模块300的结构，并结合图7，所述方法包括步骤：

提供一基座10；

于所述基座10上形成一第一配合部101；

提供一光纤阵列20，其包括盖板23、光纤22及底板21，所述光纤22限位于所述盖板23及所述底板21之间；

于所述底板21上形成一第二配合部201，所述第一配合部101及所述第二配合部201的其中之一为凹槽，其中另一为凸块；

将所述光纤阵列20相对所述基座10插拔，多次插拔组装到位后，所述凹槽与所述凸块之间相互匹配以使得所述基座10与所述光纤阵列20之间的相对位置关系始终保持不变。

这里，所述基座10与所述光纤阵列20通过凹槽及凸块实现两者相对位置关系始终保持不变，从而实现精准对位。

也就是说，当光纤阵列20需要多次插拔，或是光纤阵列20需要更换为同型号的其他光纤阵列时，光纤阵列20始终可以与基座10精准对位。

需要说明的是，当第一配合部101及第二配合部201的生产工艺精度达标时，便可实现第一配合部101及第二配合部201精准对位，第一配合部101及第二配合部201结构简单，对位过程便捷，成本低。

这里，第一配合部101及第二配合部201的生产工艺误差可以控制在±0.5um，第一配合部101及第二配合部201可以实现高精度对位。

在本实施方式中，步骤“将所述光纤阵列20相对所述基座10插拔，所述凹槽与所述凸块相互匹配以使得所述基座10与所述光纤阵列20之间的相对位置关系始终保持不变”具体包括：

提供一光学器件200；

组装并压紧所述基座10及所述光纤阵列20；

调整所述基座10及所述光纤阵列20的位置以使得所述光纤阵列20与光学器件200对准；

固定所述基座10及所述光学器件200；

拔除所述光纤阵列20；

再多次组装并压紧所述光纤阵列20及所述基座10，所述光纤阵列20与所述光学器件200始终为对准状态。

这里，基座10及光纤阵列20可与其他光学器件200相互配合以形成一完整的光路，光学器件200可为透镜、波分复用器等等。

可以预先将基座10、光纤阵列20及光学器件200相互组装对位，此时，基座10与光纤阵列20之间形成一相对位置关系，光纤阵列20仍然可以相对基座10实现插拔。

而后将基座10、光学器件200固定，此时，将光纤阵列20拔出再插入，或是将光纤阵列20更换为同型号的其他光纤阵列，并将插拔或更换后的光纤阵列20再次置入基座10时，光纤阵列20仍然可以与基座10保持为原来的相对位置关系，即基座10、光纤阵列20及光学器件200之间的光路并不会发生位移。

需要说明的是，上述同型号的其他光纤阵列是指与原先的光纤阵列20外形完全相同的光纤阵列，或是指置入基座10时光纤阵列的光路与原先的光纤阵列20的光路一致的光纤阵列。

这里，可以通过粘胶或外部压紧的方式实现光纤阵列20及基座10的压紧操作，即限制光纤阵列20相对基座10沿叠加方向Y运动，但不以此为限。

如此，通过第一配合部101、第二配合部201限制光纤阵列20相对基座10沿第一方向运动，再通过粘胶或外部压紧的方式限制光纤阵列20相对基座10沿叠加方向Y运动，便可实现光纤阵列20与基座10之间的相对位置关系始终保持不变。

光学组件100的制作方法的其他说明可以参考上述光模块300的结构的描述，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 (9)

1.一种光学组件，用于配合至光模块的底座上，其特征在于包括：

基座，其具有第一配合部，所述基座用于与所述底座相互配合；

光纤阵列，其包括盖板、光纤及底板，所述光纤限位于所述盖板及所述底板之间，所述底板具有第二配合部；

其中，所述第一配合部及所述第二配合部的其中之一为凹槽，其中另一为凸块，所述光纤阵列相对所述基座多次插拔组装到位后，所述凹槽与所述凸块相互匹配以使得所述基座与所述光纤阵列之间的相对位置关系始终保持不变，当所述光纤阵列置入所述基座时，所述第一配合部与所述第二配合部相互干涉以限制所述光纤阵列相对所述基座沿第一方向运动，所述第一方向垂直于所述光纤阵列与所述基座的叠加方向，所述凸块的外轮廓与所述凹槽的内轮廓相互匹配。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一配合部为凹槽，所述第二配合部为凸块。

3.根据权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述凸块为四棱锥台、三棱锥台、圆台、圆锥的其中之一。

4.根据权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述基座与所述光纤阵列之间通过粘胶或者外部压紧的方式限制其叠加方向的运动。

5.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光纤阵列的底板和所述基座由硅材料制成。

6.根据权利要求5所述的光学组件，其特征在于，所述光纤阵列的底板和所述基座由MEMS技术制作形成。

7.一种光模块，其特征在于包括如权利要求1-6中任意一项所述的光学组件及光学器件，所述光学组件与所述光学器件相互耦合。

8.一种光学组件的制作方法，所述光学组件用于配合至光模块的底座上，其特征在于包括步骤：

提供一基座；

于所述基座上形成一第一配合部；

提供一光纤阵列，其包括盖板、光纤及底板，所述光纤限位于所述盖板及所述底板之间；

于所述底板上形成一第二配合部，所述第一配合部及所述第二配合部的其中之一为凹槽，其中另一为凸块；

将所述光纤阵列相对所述基座插拔，多次插拔组装到位后，所述凹槽与所述凸块相互匹配以使得所述基座与所述光纤阵列之间的相对位置关系始终保持不变，其中，当所述光纤阵列置入所述基座时，所述第一配合部与所述第二配合部相互干涉以限制所述光纤阵列相对所述基座沿第一方向运动，所述第一方向垂直于所述光纤阵列与所述基座的叠加方向，所述凸块的外轮廓与所述凹槽的内轮廓相互匹配。

9.根据权利要求8所述的光学组件的制作方法，其特征在于步骤“将所述光纤阵列相对所述基座插拔，所述凹槽与所述凸块相互匹配以使得所述基座与所述光纤阵列之间的相对位置关系始终保持不变”具体包括：

提供一光学器件；

组装并压紧所述基座及所述光纤阵列；

调整所述基座及所述光纤阵列的位置以使得所述光纤阵列与光学器件对准；

固定所述基座及所述光学器件；

拔除所述光纤阵列；

再多次组装并压紧所述光纤阵列及所述基座，所述光纤阵列与所述光学器件始终为对准状态。

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