CN112946837A - 一种光接收组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光接收组件。该光接收组件包括光学适配器、光纤、玻璃毛细管、光波分解复用元件以及多个背照光接收芯片，所述光学适配器、所述光纤和所述玻璃毛细管并排设置，所述光波分解复用元件的其中一端为入光端面，另一端为出光端面，所述入光端面与所述玻璃毛细管进行光学对准，各所述背照光接收芯片并排安装在所述出光端面上并且均与所述出光端面进行光学对准；其中，所述光波分解复用元件上还设置有多个定位点，各所述定位点分别与各所述背照光接收芯片相对准。本发明中的光接收组件通过将背照光接收芯片与光波分解复用元件直接进行无源对准贴装，节省了安装工序所消耗的时间，提高了工程效率，降低了工艺制程的成本。

Description

一种光接收组件
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种光接收组件。
背景技术
随着数据中心的高速发展，高速率、高集成、小尺寸、低成本成为了光模块行业的迭代趋势，目前，行业内常用的波分复用/解复用的方案可大致分两类，即滤波片方案和光波导方案；其中，由于光波导方案的体积小、成本低等优点，很有利于光模块的高度集成和具有成本优势来提高市场竞争力，所以越来越多的光模块封装厂家倾向于选择光波导方案。
然而，在目前的光波导的多路波分解复用光接收组件方案中，涉及到的光接收芯片，还都是直接贴装在印制电路板上，然后再与波分解复用元件进行有源耦合的，即在耦合过程中需要监控光接收芯片的响应度才能确定波分解复用元件的应该固定的位置。因此，有源耦合需要具有一个监控以及反复进行反馈和调整位置的过程，则其相应工序消耗的时间难以压缩，导致工艺制程的成本居高不下。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种光接收组件。
根据本发明的一个方面，提供了一种光接收组件，包括光学适配器、光纤、玻璃毛细管、光波分解复用元件以及多个背照光接收芯片，所述光学适配器、所述光纤和所述玻璃毛细管依次相连接，所述光波分解复用元件的其中一端为入光端面，另一端为出光端面，所述入光端面与所述玻璃毛细管进行光学对准，各所述背照光接收芯片并排安装在所述出光端面上并且均与所述出光端面进行光学对准；其中，所述光波分解复用元件上还设置有多个定位点，各所述定位点分别与各所述背照光接收芯片相对准。
本发明中的光接收组件通过将背照光接收芯片与光波分解复用元件直接进行无源对准贴装，因而不需要监控以及反复进行反馈和调整位置的过程，从而节省了安装工序所消耗的时间，提高了工程效率，降低了工艺制程的成本。
在一些实施方式中，所述玻璃毛细管与所述入光端面平行直接接触并使用折射率匹配胶水进行固定。由此，设置了光端面与玻璃毛细管具体进行光学对准和安装的方式。
在一些实施方式中，在所述光波分解复用元件中，所述入光端面上设置有一个光路输入端口，所述出光端面上设置有多个光路输出端口。由此，进一步设置了光波分解复用元件的结构。
在一些实施方式中，各所述背照光接收芯片分别通过多块玻璃平板安装在所述出光端面上。由此，考虑到背照光接收芯片的体积一般较小，设置玻璃平板能够对其进行支撑。
在一些实施方式中，所述玻璃平板与所述光波分解复用元件以及所述背照光接收芯片之间均通过光学折射率匹配胶水进行固定连接。由此，设置了玻璃平板与其两侧各组件的连接方式。
在一些实施方式中，所述玻璃平板的厚度为0.12mm-0.18mm。由此，设置了玻璃平板的合适厚度，以在尽量减小光程的同时保持一定的机械硬度。
在一些实施方式中，所述背照光接收芯片的背面具有一个透镜，正面具有光敏面，其中，所述透镜朝向所述出光端面。由此，设置了背照光接收芯片的具体结构。
在一些实施方式中，在参照各所述定位点的相对位置下，各所述背照光接收芯片的所述光敏面的中心分别与各所述光路输出端口在垂直方向相对准。由此，设置了背照光接收芯片与各光路输出端口的具体相对准方式。
在一些实施方式中，所述背照光接收芯片的正面还具有镀金焊盘。由此，设置镀金焊盘能够用于将背照光接收芯片与其他相关组件进行电性连接。
在一些实施方式中，所述定位点为十字型、星型或者圆形。由此，可以根据实际情况选取和设置定位点的具体形状。
附图说明
图1为本发明一实施方式的一种光接收组件的侧面结构示意图；
图2为图1所示光波分解复用元件的结构原理图；
图3为图1所示背照光接收芯片的结构示意图；
图4为图3所示背照光接收芯片的接收光的路径示意图；
图5为图1所示一种光接收组件的部分结构示意图。
图中：光学适配器101，光纤102，玻璃毛细管103，光波分解复用元件200，入光端面201，出光端面202，光路输出端口203、204、205、206，光路输入端口207，定位点208，玻璃平板300、301、302、303、304，背照光接收芯片400、404、405、406、407，透镜401、光敏面402、镀金焊盘403。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1示意性地显示了根据本发明的一种光接收组件的侧面结构。如图1所示，光接收组件主要包括光学适配器101、光纤102、玻璃毛细管103、光波分解复用元件(DEMUX)200以及背照光接收芯片400，其中，光学适配器101、光纤102和玻璃毛细管103并排设置并且依次相连接形成一个光接收单元，用于接收光模块所接收到的光。
光波分解复用元件200的一端为入光端面201，另一端为出光端面202，其中入光端面201与光接收单元进行精准的光学对准，并且入光端面201与玻璃毛细管103平行直接接触并使用折射率匹配胶水进行固定，能够接收玻璃毛细管103所传递的光学信号并传输到出光端面202上。而各背照光接收芯片400设置在出光端面202的上方，并且均与出光端面202同样进行精准的光学对准，即从出光端面202所传输出的光路能够到达各背照光接收芯片400处。
优选地，为了减弱光的反射，入光端面201为斜面，即其具有一个倾斜角，该倾斜角一般为8°左右。
优选地，出光端面202也为斜面，其倾斜角一般为40°-45°之间，优选为42°，光路能够在出光端面202上实现全反射，其传播方向由水平变为近似垂直，并射出到背照光接收芯片400处。
优选地，考虑到光接收芯片400的尺寸一般较小，可以在其底部设置玻璃平板300对其进行固定和支撑，使其能够顺利安装到出光端面202上。而为了在尽量减小光程的同时保持一定的机械硬度，玻璃平板的厚度在0.12mm到0.18mm之间。此外，用于固定和支撑的结构也可以是其他的玻璃、陶瓷或金属结构。
图2显示了图1中的光波分解复用元件的结构和工作原理。如图2所示，光波分解复用元件200为使用平面光波导PLC工艺制成，具体原理分为阵列波导光栅AWG或者马特曾达MZ，或者是两种原理的混合使用。光波分解复用元件200的功能是将进入其中的多个波长的光分解为不同波长的光，最终从不同的端口输出。
其中，光波分解复用元件200的入光端面201处具有一个光路输入端口207，出光端面202处则具有多个光路输出端口203、204、205、206(本实施方式中优选为四个)，其中，光学信号从光路输入端口207输入，在经过光波分解复用元件200的后，分为多条不同波长的光分别从不同的光路输出端口输出，从而实现了光波分解复用功能。
图3显示了图1中的背照光接收芯片的结构，其中图3(a)、3(b)和3(c)分别显示了背照光接收芯片的顶面、侧面和底面的结构，图4显示了图1中的背照光接收芯片的接收光的路径。如图3-4所示，背照光接收芯片400的其中一面(设为背面)具有一个与其集成为一体的透镜401，另一面(设为正面)则具有光敏面402。透镜401朝向光波分解复用元件200，并且具有一定的光路汇聚的作用，能够压缩光路发散角，进而压缩到达光敏面402上面的光斑大小，使得最终的光斑尺寸小于光敏面402的尺寸，从而弥补了传统光接收芯片光敏面较小的缺点。
从光波分解复用元件200的出光端面202发出的光是发散的，该发散光在通经过玻璃平板300后到达背照光接收芯片400，经过透镜401对光路发散角进行压缩，最终减小到达光敏面402上的光斑面积。
优选地，在背照光接收芯片400的正面还具有多个镀金焊盘403，其中镀金焊盘403能够用于与其他组件进行电性连接。
图5显示了图1中的光接收组件的部分结构。如图5所示，为了对应光波分解复用元件200的四个光路输出端口203、204、205、206，则并排设置有四个背照光接收芯片404、405、406、407，并且分别通过四个玻璃平板301、302、303、304固定在光波分解复用元件200上。
其中，为了方便自动贴装各组件，在光波分解复用元件200的光路输入端口207的同一平面上还设置有多个定位点208，其中定位点208可以是十字型、星型或者圆形等其他易于机器视觉识别的标志，主要用于识别各光路输出端口203、204、205、206的位置。此外，在参照各定位点208的相对位置下，各背照光接收芯片400的光敏面402的中心分别与各光路输出端口203，204，205，206在垂直方向相对准，即可认为各背照光接收芯片404、405、406、407与各定位点208相对准，从而实现光路的无源对准以方便进行安装。
在实际的装配流程中，先根据各定位点208的定位贴装各玻璃平板301、302、303、304，再贴装各背照光接收芯片404、405、406、407，从而实现了与光波分解复用元件200的无源对准耦合。其中，在光波分解复用元件200和各玻璃平板301、302、303、304之间以及个各玻璃平板301、302、303、304和各背照光接收芯片404、405、406、407之间，均通过光学折射率匹配胶水进行固定连接，而胶水的厚度为10微米到20微米，折射率在1.3到1.5之间。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光接收组件，其特征在于：包括光学适配器(101)、光纤(102)、玻璃毛细管(103)、光波分解复用元件(200)以及多个背照光接收芯片(400)，所述光学适配器(101)、所述光纤(102)和所述玻璃毛细管(103)依次相连接，所述光波分解复用元件(200)的其中一端为入光端面(201)，另一端为出光端面(202)，所述入光端面(201)与所述玻璃毛细管(103)进行光学对准，各所述背照光接收芯片(400)并排安装在所述出光端面(202)上并且均与所述出光端面(202)进行光学对准；其中，所述光波分解复用元件(200)上还设置有多个定位点(208)，各所述定位点(208)分别与各所述背照光接收芯片(400)相对准。
2.根据权利要求1所述的一种光接收组件，其特征在于：所述玻璃毛细管(103)与所述入光端面(201)平行直接接触并使用折射率匹配胶水进行固定。
3.根据权利要求1所述的一种光接收组件，其特征在于：在所述光波分解复用元件(200)中，所述入光端面(201)上设置有一个光路输入端口(207)，所述出光端面(202)上设置有多个光路输出端口(203，204，205，206)。
4.根据权利要求3所述的一种光接收组件，其特征在于：各所述背照光接收芯片(400)分别通过多块玻璃平板(300)安装在所述出光端面(202)上。
5.根据权利要求4所述的一种光接收组件，其特征在于：所述玻璃平板(300)与所述光波分解复用元件(200)以及所述背照光接收芯片(400)之间均通过光学折射率匹配胶水进行固定连接。
6.根据权利要求4所述的一种光接收组件，其特征在于：所述玻璃平板(300)的厚度为0.12mm-0.18mm。
7.根据权利要求3所述的一种光接收组件，其特征在于：所述背照光接收芯片(400)的背面具有一个透镜(401)，正面具有光敏面(402)，其中，所述透镜(401)朝向所述出光端面(202)。
8.根据权利要求7所述的一种光接收组件，其特征在于：在参照各所述定位点(208)的相对位置下，各所述背照光接收芯片(400)的所述光敏面(402)的中心分别与各所述光路输出端口(203，204，205，206)在垂直方向相对准。
9.根据权利要求7所述的一种光接收组件，其特征在于：所述背照光接收芯片(400)的正面还具有镀金焊盘(403)。
10.根据权利要求1所述的一种光接收组件，其特征在于：所述定位点(208)为十字型、星型或者圆形。
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