CN110895362B - 光纤模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的光纤模块，本体一面有至少一凹槽组与一容置槽。本体，于凹槽组的一面形成有一反射面槽；异于反射面槽的一面有透镜凹槽；于透镜凹槽的一面有透镜组；于靠近容置槽的侧设有第三透镜。光传导组设于本体的容置槽内，光传导组有基材及至少一光传导件，基材靠近第三透镜一面有一穿透面，且穿透面对应本体的第三透镜，光传导件用于让特定波长光源穿透并反射剩余光源，光传导件形成于基材的两面。本发明的优点在于：光传导件之间的间距以空气当介质，供不同波长的光源穿透同时反射其他波长的光源。让光路来回反射进行合光，不同波长的光路汇聚后耦合至光纤导位柱内的光纤輸出，以显著增加资讯的传输量，具有波分复用的效果。

Description

光纤模块
技术领域
本发明涉及光传递技术领域，尤其涉及一种具有适用于面射型雷射的波分复用的光纤模块。
背景技术
如美国专利US20150110493A1所示，所述光纤模组虽适用于波分复用光路，但是所述光纤模组内的光学元件(准直镜，滤波片，反射面)均为共平面光路，至使模组高度增加，无法将光纤模组小型化。
发明内容
本发明鉴于前述光纤模组于实际使用上，于多通道多波长中，均为共平面光路难以达成波分复用将光纤模组高度降低，使其达小型化的技术课题，进而开发出本发明以加以解决 。
本发明的主要目的为提供一种具波分复用功能及光纤模组小型化的光纤模块。
为了可达到前述的发明目的，本发明所运用的技术手段在于提供一种光纤模块，其包含一本体及一光传导组。
本体一面设有一第一凹槽组与一容置槽，第一凹槽组设有一第一反射槽与一第一透镜槽，本体于第一反射槽的一面形成有一第一反射面，本体异于第一反射槽的一面形成有一第一透镜槽，本体于第一透镜槽靠近第一反射槽一面形成有一第一透镜组，第一透镜组与第一反射面实质上相互对准，本体于邻近容置槽的一侧设有一第三透镜。
光传导组装 设于本体的容置槽内，光传导组包含有一基材及至少一个光传导件，基材的一面形成有一光反射面与一光穿透面，基材于光反射面的一面设有一反射层用以反射光源，且光穿透面实质对应于本体的第三透镜，光传导件设于基材异于光反射面的一面，光传导件具有波长选择性分别形成有至少一膜层，膜层可供不同波长的光源穿透同时反射其他波长的光源。
作为上述方案的优选，本体朝第三透镜的一侧突设有一中空的光纤导位柱，且第三透镜对应于光纤导位柱。
作为上述方案的优选，本体为一体射出成型。
作为上述方案的优选，第一反射槽与容置槽于水平方向具有一第一夹角θ。
作为上述方案的优选，第一透镜组具有复数个第一透镜，以供复数个第一透镜能经本体的第一反射面，分别对应于光传导件。
作为上述方案的优选，对于透镜会因光路方向不同而定义为汇聚或是准直透镜，其中，当为正向光路时 第一透镜与第二透镜为准直透镜。
作为上述方案的优选，对于透镜会因光路方向不同而定义为汇聚或是准直透镜，其中，当为正向光路时第三透镜为汇聚透镜。
作为上述方案的优选，光传导件为滤波片。
为了可达到前述的发明目的，本发明所运用的技术手段在于提供一种光纤模块，其包含一本体及一光传导组。
本体一面设有一第一凹槽、一第二凹槽组与一容置槽，第一凹槽组设有一第一反射槽与一第一透镜槽，本体于第一反射槽的一面形成有一第一反射面，本体异于第一反射槽的一面形成有一第一透镜槽，本体于第一透镜槽靠近第一反射槽一面形成有一第一透镜组，第一透镜组与第一反射面实质上相互对准；第二凹槽组设有一第二反射槽与一第二透镜槽，本体于第二反射槽的一面形成有一第二反射面，本体异于第二反射槽的一面形成有一第二透镜槽，本体于第二透镜槽靠近第二反射槽一面形成有一第二透镜组，第二透镜组与第二反射面实质上相互对准，本体于邻近容置槽的一侧设有一第三透镜。
光传导组装设于本体的容置槽内，光传导组包含有一基材及至少两个光传导件，基材的一面设有一光穿透面，光穿透面实质对应于本体的第三透镜，光传导件分别设于基材光穿透面的一面与异于光穿透面的一面，光传导件与基材接合处分别形成有至少一膜层，膜层可供不同波长的光源穿透同时反射其他波长的光源。
作为上述方案的优选，本体朝第三透镜的一侧突设有一中空的光纤导位柱，且第三透镜对应于光纤导位柱。
作为上述方案的优选，本体为一体射出成型。
作为上述方案的优选，第一反射槽与容置槽于水平方向具有一第一夹角θ。
作为上述方案的优选，第二反射槽与容置槽于水平方向具有一第二夹角θ。
作为上述方案的优选，第一夹角θ实质等于第二夹角θ。
作为上述方案的优选，第一透镜组具有复数个第一透镜，以供复数个第一透镜能经本体的第一反射面，分别对应于光传导件。
作为上述方案的优选，第二透镜组具有复数个第二透镜，以供复数个第二透镜能经本体的第二反射面，分别对应于光传导件。
作为上述方案的优选，对于透镜会因光路方向不同而定义为汇聚或是准直透镜，其中，当光路为正向时第一透镜与第二透镜为准直透镜。
作为上述方案的优选，对于透镜会因光路方向不同而定义为汇聚或是准直透镜，其中，当光路为正向时第三透镜为汇聚透镜。
作为上述方案的优选，光传导件为滤波片。
本发明的优点在于：光传导件之间的间距以空气当介质，供不同波长的光源穿透同时反射其他波长的光源。让光路来回反射进行合光，不同波长的光路汇聚后耦合至光纤导位柱内的光纤输 出，以显著增加资讯的传输量，此种移除基材形式的光路也可以达成波分复用的效果。
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一简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明一实施方式的光纤模块立体分解示意图；
图2为本发明一实施方式的光纤模块本体立体示意图；
图3为本发明一实施方式的光纤模块的光传导组俯视图；
图4为本发明一实施方式的光纤模块的组 合俯视图；
图5为本发明一实施方式的光纤模块的局部剖面示意图；
图6为本发明一实施方式的光纤模块正向光路图；
图7为本发明一光纤模块的光传导组作光侦检测的反向光路图；
图8为本发明另一实施方式的光纤模块本体与光传导组分解立体示意图；
图9为本发明一实施方式的光纤模块的本体与光传导组组合后俯视立体图；
图10为本发明一实施方式的光纤模块的局部剖面示意图；
图11为本发明另一实施方式的光纤模块的光路图；
图12为本发明另一实施方式的光纤模块的反向光路图；
图13为本发明另一实施方式的光纤模块本体立体分解示意图；
图14为本发明另一实施方式的光纤模块本体立体示意图；
1光纤模块；10，10′本体；11，11′第一凹槽组；12，12′容置槽；14，14′光纤导位柱；20，20′光传导组；21，21′基材；22，22′光传导件；111，111′第一反射槽；1111，1111′第一反射面；112， 112′第一透镜槽；1121，1121′第一透镜组；1122，1122′第一透镜； 13，13′第三透镜；23全反射面；231反射层；24，24′穿透面；31第二凹槽组；311第二反射槽；3111第二反射面；312第二透镜槽；3121 第二透镜组；3122第二透镜；25，25′膜层；40光纤；θ1，θ2夹角；λa，λb，λc，λd聚合光源；λa1～λa6，λb1～λb6，λc1～λc11，λd1～λd11光源；A印刷电路板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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的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。
如图1至图5所示，本发明的光纤模块1的第一实施方式，其包含：一本体10及一光传导组20。
本体10形成有一第一凹槽组11与一容置槽12，第一凹槽组11包含有一第一反射槽111与一第一透镜槽112，第一反射槽111形成于本体10与容置槽12相同一面，第一反射槽111与容置槽12于水平面间形成有一第一夹角θ1；第一反射槽111为一多边状的凹槽，且本体于第一反射槽的一面形成有一第一反射面1111，第一反射面1111为全反射面，第一透镜槽112 形成于本体10异于第一反射槽111一面，本体10于第一透镜槽112靠近第一反射槽111一面设有一透镜组1121，于本实施例中，透镜组1121包含有复数个第一透镜1122，第一透镜1122分别与第一反射面1111实质上相对准，各第一透镜1122为准直透镜，且准直透镜为凸透镜。本体10为塑胶射出方式一体成型，但不限于上述的方式。本体10于靠近容置槽12的一侧设有一第三透镜13，本体10朝所述第三透镜13的一侧突设有一中空的光纤导位柱14，且第三透镜13实质对应于所述光纤导位柱14。
光传导组20装设于本体的容置槽12内，光传导组20包含有一基材21 及复数光传导件22，光传导件22为滤波片，各别光传导件22可分别通过具有特定波长的光源同时反射其他波长的光源。
基材21于相对第一反射槽111的一面形成有一全反射面23与一光穿透面24，全反射面23的表面镀有以高折射率材料所形成的反射层231(图未示)，反射层231可对光源进行全反射，穿透面24与本体10的光纤导位柱 14相对应，穿透面24可供光源穿出与进入，其中基材21为具透明的材质如透明玻璃、透明塑胶等。
光传导件22一面与基材21异于全反射面23的一面相接合，光传导件 22经由本体10的第一反射面1111分别与第一透镜槽112的第一透镜1122 实质上相对应，光传导件22与基材21要点胶贴合的这一面具有波长选择性的膜层25，亦即为镀膜。膜层25可分别让特定波长的光源穿透并反射其他波长的光源，其中光传导件22为滤波片。光传导组20可透过点胶贴合的方式，置放至容置槽12中，其中容置槽12的长宽高略大于或等于光传导组 20，容置槽12的槽壁于组装时可做为对位基准面。光传导组20于组装时如有对位公差需做调整，可在容置槽12中进行微调以修正光路对位误差。
如图3、图4、图5、图6所示，当不同波长的光源λa 1～λa 6经由第一透镜1122准直化后经由本体10的第一反射面1111反射，全反射后的光源λa 1～λa 6分别穿过光传导件22进入基材21，进入基材21的不同波长光源λa 1～λa 6经由全反射面23与膜层25的多次折射后合并成一聚合光源λa，聚合光源λa穿出光穿透面24后经由第三透镜13汇聚后耦合至光纤40内传递。
其中光源λa1～λa6经第一透镜1122准直后，透过第一反射面1111 进行转折，为使光源发生内全反射须满足sin(π/2-φ)>1/n.φ为斜面角度，通常为45°；n为材料折射率，通常大于1。
如图7所示，本发明的光纤模块1的光路具有可逆性，可作光侦检测，第二实施方式，其中大部份的结构与第一实施例相似，且第二实施例延用第一实施例相同的元件名称及标号。其差别在于本实施例的光源为一包含不同波长光源λb，光源λb经由第二透镜13准直后穿过光穿透面24进入本体 21。
光源λb于基材21内行进时，经由反射层231的折射与膜层25的过滤，不同波长的光源λb可分别穿出相对应的光传导件22，穿过光传导件 22的光源经由第一反射面1111折射与第一透镜1122准直后穿出本体10，最后入射的聚合光源被分离成具有不同波长的光源λb。
如图8及图10所示，本发明的光纤模块1的第三实施方式，其包含：一本体10′及一光传导组20′。
本体10′形成有一第一凹槽11′、一第二凹槽组31与一容置槽 12′，第一凹槽组11′设有一第一反射槽111′与一第一透镜槽112′，本体10′于第一反射槽111′的一面形成有一第一反射面1111′，本体10′异于所述第一反射槽111′的一面形成有一第一透镜槽112′，本体10′于第一透镜槽112′靠近所述第一反射槽112′一面形成有一第一透镜组 1121′，第一透镜组1121′与第一反射面1111′实质上相互对准；第二凹槽组31设有一第二反射槽311与一第二透镜槽312，于第二反射槽311的一面形成有一第二反射面3111，本体10′异于第二反射槽311的一面形成有一第二透镜槽，本体10′于第二透镜槽靠近第二反射槽311一面形成有一第二透镜组3121，第二透镜组3121与第二反射面3111实质上相互对准，本体10′于邻近容置槽12′的一侧设有一第三透镜13′。
光传导组20′装设于本体10′的容置槽12′内，光传导组20′包含有一基材21′及至少两个光传导件22′，基材21′的一面设有一光穿透面 24′，光穿透面24′实质对应于本体10′的第三透镜13′，光传导件2 2′分别设于基材21′与光穿透面24′相同与相异的一面，光传导件2 2′与基材21′接合处分别形成有至少一膜层25′，膜层25′可供不同波长的光源穿透同时反射其他波长的光源。
光传导件22′藉由本体10′的第一反射面1111′与第二反射面3111 分别与第一透镜组1121′的第一透镜1122′与第二透镜组3121的第二透镜 3122实质上相对应，光传导件22′与基材21′相贴合一面分别形成有膜层 25′，膜层25′可分别让特定波长的光源穿透并反射其他波长的光源，其中光传导件22′为滤波片。
光传导组20′可通过点胶贴合的方式，置放至容置槽12′中，其中容置槽12′的长宽高略大于或等于光传导组20′，容置槽12的槽壁于组装时可做为对位基准面。光传导组20′在组装时如有对位公差需做调整，可在容置槽12′中进行微调以修正光路对位误差。
如图10、图11所示，当不同波长的光源λc1～λc11分别经由第一透镜1122′与第二透镜3122准直化后经由本体10′的第一反射面1111′与第二反射面3111反射，反射后的光源λc1～λc11分别穿过光传导件22′进入基材21′，进入基材21′的不同波长光源λc1～λc11经由膜层25′的多次折射后合并成一聚合光源λc，聚合光源λc穿出光穿透面24′后经由第三透镜13′汇聚后耦合至光纤导位柱14′内的光纤40输出，以显著增加资讯的传输量。
其中所述的光源λc1～λc11经第一透镜1122′与第二透镜3122准直后，通过第一反射面1111′与第二反射面3111进行转折，为使光源发生内全反射须满足sin(π/2-φ)>1/n.的条件，其中φ为斜面角度，通常为 45°；n为材料折射率，通常大于1。
如图12所示，本发明的光纤模块1的光路设计具有可逆性，可做光侦检测，第四实施方式，其中大部份的结构与第三实施例相似，且第四实施方式延用第三实施方式相同的元件名称及标号。其差别在于本实施例的光源为一包含不同波长的聚合光源λd，聚合光源λd经由第二透镜16准直后穿过光穿透面24进入本体21′。
聚合光源λd于基材21′内行进时，经由光传导件22′的折射与过滤，不同波长光源λd1～λd11分别穿出相对应的光传导件22′。穿过光传导件22′的光源经由第一反射面1111′与第二反射面3111的折射及第一透镜1122′与第二透镜3122′准直后分别穿出本体10′，最后入射的聚合光源λd被分离成具有不同波长的光源，供与印刷电路板的光侦元件进行检测。
如图13及图14所示，本发明的光纤模块1的第五实施方式，本发明的第五实施例方式，其中大部份的结构与第三实施例(如图8)相似，且第五实施方式延用第三实施方式相同的元件名称及标号。其差别在本第五实施例可将光传导组中20′的基材21给省略。换言之，
将二光传导件22′可以经由点胶直接贴合在容置槽122′的两侧面内，而与第一反射面1111′及第二反射面3111对应，且在容置槽122′两侧相对的光传导件22′的一面形成有一膜层25′，光传导件22′上具有波长选择性的膜层25′，其穿透率频谱为对应的波长穿透，其他波长反射。于图中所绘膜层25′的纹案纯属示意并非膜层样态，膜层25′即为镀膜。利用两侧相对的光传导件22′之间的间距以空气当介质，供不同波长的光源穿透同时反射其他波长的光源。让光路来回反射进行合光，不同波长的光路汇聚后耦合至光纤导位柱14′内的光纤40输 出，以显著增加资讯的传输量，此种移除基材21形式的光路也可以达成波分复用的效果。
光纤模块可利用固晶封装(COB)方式与印刷电路板A黏合。
本发明已藉由上述的实施例及变化例而描述，本发明的所有实施例及变化例仅为例示性，基于本发明实质精神及范围，而包含上述特征的发明名称的各种变化均为本发明所涵盖。

Claims (18)

1.一光纤模块，其特征在于，所述光纤模块包含：
一本体，所述本体一面设有一第一凹槽组与一容置槽，所述第一凹槽组设有一第一反射槽与一第一透镜槽，所述本体于所述第一反射槽的一面形成有一第一反射面，所述本体异于所述第一反射槽的一面形成有一第一透镜槽，所述本体于所述第一透镜槽靠近所述第一反射槽一面形成有一第一透镜组，所述第一透镜组与所述第一反射面相互对准，以及
一光传导组，所述光传导组装设于所述本体的所述容置槽内，所述光传导组包含有一基材及至少一个光传导件，所述光传导件与所述基材接合处分别形成有至少一膜层，所述第一反射槽与容置槽于水平面间形成有一第一夹角θ1；所述容置槽的长、宽、高度略大于或等于光传导组，所述本体于靠近容置槽的一侧外周面设有一第三透镜，所述第三透镜为汇聚透镜，本体朝所述第三透镜的一侧外周面突设有一中空的光纤导位柱，第三透镜对应于所述光纤导位柱；所述基材的一面形成有一光反射面与一光穿透面，所述基材于所述光反射面的一面设有一反射层用以反射光源，所述光穿透面对应于所述本体的所述第三透镜，所述光传导件设于所述基材异于所述光反射面的一面，所述膜层可供不同波长的光源穿透同时反射其他波长的光源；
其中，光源经第一透镜准直后，透过第一反射面进行转折，为使光源发生内全反射须满足sin(π/2-φ)>1/n，φ为斜面角度，为45°；n为材料折射率，大于1。
2.根据权利要求1所述的光纤模块，其特征在于，所述本体为一体射出成型。
3.根据权利要求1所述的光纤模块，其特征在于，所述第一透镜槽具有复数个第一透镜，以供所述复数个第一透镜能经所述本体的所述第一反射面，分别对应于所述光传导件。
4.根据权利要求1所述的光纤模块，其特征在于，所述第一透镜为一准直透镜。
5.根据权利要求1所述的光纤模块，其特征在于，所述本体为透明的材质。
6.根据权利要求1所述的光纤模块，其特征在于，所述光传导件为复数个滤波片。
7.一光纤模块，其特征在于，所述光纤模块包含：
一本体，所述本体一面设有一第一凹槽、一第二凹槽组与一容置槽，本体于第一凹槽组设有一第一反射槽与一第一透镜槽，所述本体于所述第一反射槽的一面形成有一第一反射面，所述本体异于所述第一反射槽的一面形成有一第一透镜槽，所述本体于所述第一透镜槽靠近所述第一反射槽一面形成有一第一透镜组，所述第一透镜组与所述第一反射面上相互对准，所述第二凹槽组设有一第二反射槽与一第二透镜槽，所述本体于所述第二反射槽的一面形成有一第二反射面，所述本体异于所述第二反射槽的一面形成有一第二透镜槽，所述本体于所述第二透镜槽靠近所述第二反射槽一面形成有一第二透镜组，所述第二透镜组与所述第二反射面上相互对准，所述本体于邻近所述容置槽的一侧设有一第三透镜；以及
一光传导组，所述光传导组装设于所述本体的所述容置槽内，所述光传导组包含有一基材及至少两个光传导件，所述基材的一面设有一光穿透面，所述光穿透面对应于所述本体的所述第三透镜，所述光传导件分别设于所述基材与所述光穿透面相同与相异的一面，所述光传导件与所述基材接合处分别形成有至少一膜层，所述膜层可供不同波长的光源穿透同时反射其他波长的光源。
8.根据权利要求7所述的光纤模块，其特征在于，所述本体于所述第三透镜的一侧突设有一中空的光纤导位柱，且所述第三透镜对应于所述光纤导位柱。
9.根据权利要求7所述的光纤模块，其特征在于，所述本体为一体射出成型。
10.根据权利要求7所述的光纤模块，其特征在于，所述第一反射槽于所述本体水平方向具有一第一夹角。
11.根据权利要求7所述的光纤模块，其特征在于，所述第二反射槽于所述本体水平方向具有一第二夹角。
12.根据权利要求7所述的光纤模块，其特征在于，所述第一反射槽于所述本体水平方向具有一第一夹角，且所述第二反射槽于所述本体水平方向具有一第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角的角度相同。
13.根据权利要求7所述的光纤模块，其特征在于，所述第一透镜槽与所述第二透镜槽分别具有复数个透镜，以供所述复数个透镜能经所述本体的所述第一反射面与所述第二反射面，分别对应于所述光传导件。
14.根据权利要求7所述的光纤模块，其特征在于，所述透镜为一准直透镜。
15.根据权利要求7所述的光纤模块，其特征在于，所述第三透镜为一汇聚透镜。
16.根据权利要求7所述的光纤模块，其特征在于，所述本体为透明的材质。
17.根据权利要求7所述的光纤模块，其特征在于，所述光传导件为复数个滤波片。
18.一光纤模块，其特征在于，所述光纤模块包含：
一本体，所述本体一面设有一第一凹槽、一第二凹槽组与一容置槽，本体于第一凹槽组设有一第一反射槽与一第一透镜槽，所述本体于所述第一反射槽的一面形成有一第一反射面，所述本体异于所述第一反射槽的一面形成有一第一透镜槽，所述本体于所述第一透镜槽靠近所述第一反射槽一面形成有一第一透镜组，所述第一透镜组与所述第一反射面上相互对准，所述第二凹槽组设有一第二反射槽与一第二透镜槽，所述本体于所述第二反射槽的一面形成有一第二反射面，所述本体异于所述第二反射槽的一面形成有一第二透镜槽，所述本体于所述第二透镜槽靠近所述第二反射槽一面形成有一第二透镜组，所述第二透镜组与所述第二反射面实质上相互对准，所述本体于邻近所述容置槽的一侧设有一第三透镜；以及
一光传导组，所述光传导组装设于所述本体的所述容置槽内，所述光传导组包含有二个光传导件，经由点胶直接贴合在容置槽两侧内而与第一反射面及第二反射面对应，且在容置槽两侧相对的光传导件的一面形成有一膜层，所述膜层供不同波长的光源穿透同时反射其他波长的光源，让光路来回反射进行合光，不同波长的光路汇聚后耦合至光纤导位柱内的光纤输出。
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