CN112965185A - 一种新型直插式光纤连接部的制造方法 - Google Patents

一种新型直插式光纤连接部的制造方法 Download PDF

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艾军胜
阳飞
张璠
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
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Abstract

本发明涉及电通信测试技术领域，目的是提供一种新型直插式光纤连接部的制造方法，步骤1：将剥削后的光纤放置在V型槽上进行固定，用夹持件将芯片上的感光片进行固定，调整V型槽与芯片之间的距离，执行步骤2；步骤2：确保光纤的端面与感光片之间的距离为0.2mm，将粘合剂放置到纤丝和插芯上，并在芯片和插芯上放置外壳进行固定，其中，所述感光片和所述纤丝的端面中间为空腔，执行步骤3；步骤3：将固定后的连接部进行测试，通过施加电信号赋予芯片，光纤远离所述连接部的一端连接有采集端，将采集到的电信号发送至处理器中进行分析，当采集的电信号与处理器中预存的标准值进行匹配，匹配成功后，得到连接部成品。

Description

一种新型直插式光纤连接部的制造方法
技术领域
本发明涉及通信测试技术领域，具体涉及一种新型直插式光纤连接部的制造方法。
背景技术
TOSA，中文为光发射次模块。主要应用在电信号转化成光信号(E/O转换)，性能指标有光功率，阈值等。
光传输模块分为单模光传输模块与多模光传输模块，在整体产品架构上则包括光学次模块(Optical Subassembly；OSA)及电子次模块(Electrical Subassembly；ESA)两大部分。首先磊晶部分是以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、砷化铟镓(InGaAs)等作为发光与检光材料，利用有机金属气相沉积法(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition；MOCVD)等方式，制成磊晶圆。在芯片制程中，则将磊晶圆，制成雷射二极管。随后将雷射二极管，搭配滤镜、金属盖等组件，封装成TO can(Transmitter Outline can)，再将此TO can与陶瓷套管等组件，封装成光学次模块(OSA)。最后再搭配电子次模块(ESA)，电子次模块内部包含传送及接收两颗驱动IC，用以驱动雷射二极管与检光二极管，如此结合即组成光传输模块。
光电模块在组装完成后，会进行光电信号的输入输出检测，只有符合要求的光电模块才会被投入市场，但传统的光电模块结构复杂，组装成本高，若出现误差，则导致的回收后的成本也变高，因此需要一种结构简单、组装成本低的光电模块。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型直插式光纤连接部的制造方法，自动组装，结构简单，测试简单，节约人工成本。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种新型直插式光纤连接部的制造方法，连接部的一端连接有光纤，连接部的另一端设置有电信号输出端，连接部包括有套管和芯片，所述芯片上设置有感光片，所述套管内壁与光纤的纤丝外壁贴合，所述纤丝与插芯同轴连接，所述芯片上设置有光电转换模块，连接部的制造包括下列步骤：
步骤1：将剥削后的光纤放置在V型槽上进行固定，用夹持件将芯片上的感光片进行固定，调整V型槽与芯片之间的距离，执行步骤2；
步骤2：确保光纤的端面与感光片之间的距离为0.2mm，将粘合剂放置到纤丝和插芯上，并在芯片和插芯上放置外壳进行固定，其中，所述感光片和所述纤丝的端面中间为空腔，执行步骤3；
步骤3：将固定后的连接部进行测试，通过施加电信号赋予芯片，光纤远离所述连接部的一端连接有采集端，将采集到的电信号发送至处理器中进行分析，当采集的电信号与处理器中预存的标准值进行匹配，匹配成功后，得到连接部成品。
优选的，所述步骤1中，光纤剥削后露出纤核，所述纤丝为单模光纤芯的纤核，纤核直径为9μm，包层为125μm。
优选的，所述步骤1中，所述感光片的面积为70μm的PN结。
优选的，所述步骤2中，粘合剂为低温玻璃焊料，将低温玻璃焊料放置到纤丝和插芯上，通过紫外灯进行光照，直至将插芯、纤丝、感光片固定为一体。
另一方面，一种新型直插式接线头，连接部靠近芯片的一端设置有直插接头，通过芯片上的TOCAN引脚与直插接头耦合，连接部通过直插接头与通信设备连接。
另一方面，一种新型光电设备，所述光电设备内包含有一个或者多个连接部，通过光纤连接部将光信号转换为电信号。
本发明的有益效果是：
(1)相较于传统ROSA工艺，本申请中无需安装透镜，大大节约成本、减少成品重量；
(2)取代透镜头，本申请中的传输数据的能力和速度均较之前更为优良，传输转换损耗较低；
附图说明
图1为本发明一种新型直插式光纤连接部的制造方法的结构框图。
图2为本发明一种新型直插式光纤连接部的结构框图；
图3为本发明的一个实施例中原有技术的结构框图。
附图标记说明：1、光纤；2、纤芯；3、引脚；4、感光片。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
如图1所示，一种新型直插式光纤连接部，连接部的一端连接有光纤1，连接部的另一端设置有电信号输出端，连接部包括有套管和芯片，所述芯片上设置有感光片4，所述套管内壁与光纤1的纤丝外壁贴合，所述纤丝与插芯同轴连接，所述插芯与所述感光片4位于同一水平面上，其中，所述插芯与所述感光片4之间设置有空隙，所述空隙的直线距离小于0.2mm。
本申请可以近似为光电模块中的ROSA结构，但与传统的ROSA结构不同的是，请参照图2，传统ROSA在结构上设置有塑料件、透镜和管芯，是把接收到的光纤的光通过透镜耦合到光电二极管里，塑料件中耦合有光纤，光纤将携带数据的光信号通过透镜输送至所述管芯中，管芯中嵌套有PINTIA之类的光电转换元器件，PIN-TIA中包含有管座、引脚、管帽、光电二极管、载体和跨阻放大器，载体、跨阻放大器、光电二极管均集成在管座的一侧用于将获取的光信号转换成电信号，管座的另一侧设置多根引脚，用于连接PCB电路板，其中，管帽的中心位置设置有视窗，视窗往往为直径很小的圆孔，所述圆孔内嵌套有透镜，通过透镜将光信号折射到光电二极管上，通过设置透镜，主要的目的是避免光信号的散射，造成转换效率低，设置透镜，增加成本和制造工艺。
本申请通过大量研究和实验论证，得到，当光纤与光电二极管无限靠近时，无需透镜就能得到同样传输效果，这个最优值就是0.2mm，即当光纤中的纤丝与光电转换模块上的感光面的距离小于0.2mm时，就无需设置透镜，其中，在本实施例中，优先的方案为剥离后的光纤，包层为125μm，为了达到最好的传输效果，剥离包层在套管内只保留直径为9μm的纤核，其中纤核靠近所述感光片的一端切面可以为4°、6°和8°，本实施例优选为6°。
值得说明的是，为了将纤丝与套管进行固定，通过低温玻璃焊的工艺，将感光面和纤丝之间的距离调整好后，通过紫外灯照射，固定封装纤丝。
本发明中所提及的光电转换模块、光电二极管包括但不限于下列产品，目前的ROSA大致可分为APD(Avalanche Photo Diode译为雪崩光电二极管)和PIN的两种。其中，PIN为二极管，跨阻放大器Trans impedance amplifier的缩写为TIA，PIN-TIA光接收器是用于光通信系统中将微弱的光信号转换成电信号并将信号进行一定强度低噪声放大的探测器件，其工作原理是：PIN的光敏面受探测光照射时，由于p-n结处于反向偏置，光生载流子在电场的作用下产生漂移，在外电路产生光电流；光电流通过跨阻放大器放大输出，这样就实现了光信号转换成电信号进而将电信号初步放大的功能。
本发明所提及的管帽、硬质外壳等包括但不限于下列产品，主要由陶瓷绝缘子、金属底盘、金属墙体、蓝宝石光窗和引线等部分构成，金属墙体侧面开槽焊接陶瓷绝缘子，陶瓷绝缘子内部布线实现信号的内外传输。
本发明所提及的引脚包括但不限于下列产品，所述直插式引脚设有多个，分别为源电流引脚(Isource)、电源引脚(Vcc)、数据正极引脚(Data+)、数据负极引脚(Data-)和接地引脚(GND)，其中最靠近所述紧固脚的引脚为源电流引脚(Isource)和电源引脚(Vcc)，所述源电流引脚、电源引脚、数据正极引脚、数据负极引脚和接地引脚排布为正五边形。
值得说明的是，本发明包括但不限于通过本申请连接部所构成网络通信系统、光电元件和光纤跳接线。
值得说明的是，本发明还设置有操作台，操作台可以驱动V型槽和夹持架进行移动，便于调节芯片和纤丝之间的距离，均可设置为自动化精确推进，保证后期连接部传输的稳定性。
值得说明的是，在测试阶段，所获取的数值包括有正向电压、阈值电流、饱和光功率、背光电流、跟踪误差等现有技术中常用的光电模块电信号，这里不进行赘述，处理器中存储的标准值根据用户的需求进行调整，设置相应的精度。
综上所述，本实施例通过趋近纤丝和感光面的距离至0.2mm，确保9μm的纤丝能够在可控的散射范围内直射到70μm的感光面上，实现光电低损耗式转换，降低光通信传输中的器件制造成本和减少制造工艺，但本实施例也不排除同样采用本原理所延伸的TOSA、BASA或者结合它们的元器件。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型直插式光纤连接部的制造方法，其特征在于：连接部的一端连接有光纤，连接部的另一端设置有电信号输出端，连接部包括有套管和芯片，所述芯片上设置有感光片，所述套管内壁与光纤的纤丝外壁贴合，所述纤丝与插芯同轴连接，所述芯片上设置有光电转换模块，连接部的制造包括下列步骤：
步骤1：将剥削后的光纤放置在V型槽上进行固定，用夹持件将芯片上的感光片进行固定，调整V型槽与芯片之间的距离，执行步骤2；
步骤2：确保光纤的端面与感光片之间的距离为0.2mm，将粘合剂放置到纤丝和插芯上，并在芯片和插芯上放置外壳进行固定，其中，所述感光片和所述纤丝的端面中间为空腔，执行步骤3；
步骤3：将固定后的连接部进行测试，通过施加电信号赋予芯片，光纤远离所述连接部的一端连接有采集端，将采集到的电信号发送至处理器中进行分析，当采集的电信号与处理器中预存的标准值进行匹配，匹配成功后，得到连接部成品。
2.根据权利要求1所述的一种新型直插式光纤连接部的制造方法，其特征在于：所述步骤1中，光纤剥削后露出纤核，所述纤丝为单模光纤芯的纤核，纤核直径为9μm，包层为125μm。
3.根据权利要求2所述的一种新型直插式光纤连接部的制造方法，其特征在于：所述步骤1中，所述感光片的面积为70μm的PN结。
4.根据权利要求1所述的一种新型直插式光纤连接部的制造方法，其特征在于：所述步骤2中，粘合剂为低温玻璃焊料，将低温玻璃焊料放置到纤丝和插芯上，通过紫外灯进行光照，直至将插芯、纤丝、感光片固定为一体。
5.一种新型直插式接线头，应用权利要求3中所述的光纤连接部的制造方法，其特征在于：连接部靠近芯片的一端设置有直插接头，通过芯片上的TOCAN引脚与直插接头耦合，连接部通过直插接头与通信设备连接。
6.一种新型光电设备，应用权利要求3中所述的光纤连接部的制造方法其特征在于，所述光电设备内包含有一个或者多个连接部，通过光纤连接部将光信号转换为电信号。
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