CN113296203A - 一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，包括如下步骤：S1，将TIA、PD以及DMUX固定在壳体上；S2，给TIA和PD打金线，并通过壳体的金手指给TIA和PD加电；S3，在壳体上外接一个带准直器的适配器并给适配器接上光源；S4，选择其中一路进行耦合，先调节其中一个第一透镜的位置，接着调节所述适配器的位置，然后再调整第一透镜的位置，反复循环调节该第一透镜以及所述适配器的位置，直至所述PD的响应度不再显著增加时停止调整；S5，去掉带准直器的适配器，再在所述壳体上安装适配器；S6，再调整并确定另外几个第一透镜的位置。本发明的耦合效率对PD的贴装精度依赖较小，即使PD的贴装位置有偏差也能通过调整第一透镜的位置找到耦合效率最佳点。

Description

一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法
技术领域
本发明涉及耦合技术领域，具体为一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法。
背景技术
随着光通讯行业的发展，需要传送的数据流量越来越大，因此对于光模块的传输速率要求也越来越高。最近几年，将多个波长的光直接在光模块内复用成一路后在光纤内传输的技术应用也越来越广泛，典型的产品如目前已经大量出货的4*10G、4*25G单模产品以及出货量目前正在快速增长的4*50G、4*100G的单模产品。多路复用的产品相较传统的同轴产品在结构以及光路的设计上更复杂，耦光工艺的难度也更高，采取什么样的耦光方式将直接决定了耦光的成功率以及产品的良率。
传统耦光方式存在以下缺点：
如图1和图2所示，固定透镜2将适配器出来的光准直的时候需要用棱镜将准直光从壳体里面引出来并外接高速镜头或者红外成像仪监控准直光的光斑进行调节，以确定经过透镜2后的光是否准直。这种耦合方式需要外接高速镜头和棱镜，设备结构复杂、成本高，耦合难度大。
传统耦合透镜2的方式准直光的位置依赖机台的校准，准确的说依赖于高速镜头的固定位置，如果高速镜头的固定位置存在偏差，那耦合出来的准直光也会存在偏差，从而影响后续透镜1耦合进PD的光的耦合效率。
传统耦合透镜2的方式准直光的位置还依赖于管壳装配在耦合台上的位置，如果壳体装配在耦合台上存在偏差，那最终的准直光路也会存在偏差，从而影响后续透镜1耦合进PD的光的耦合效率。
传统耦合方式透镜2耦合好之后再来耦合透镜1，由于此时PD的位置已经固定，PD相对于准直光的位置也已经确定，因此PD跟准直光的相对位置偏差直接影响最终耦合进PD的光的耦合效率。
总的说来，传统耦合方式对于设备的校准、元件的贴装位置精度以及员工的操作要求都非常高，工艺相对较复杂，操作难度高。另外耦合的设备也较复杂，需要耦合准直光（耦合透镜2）和耦合透镜1两种设备，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，包括如下步骤：
S1，将TIA、PD以及DMUX固定在壳体上；
S2，给所述TIA和所述PD打金线，并通过壳体的金手指给所述TIA和所述PD加电；
S3，在所述壳体上外接一个带准直器的适配器并给所述适配器接上光源；
S4，选择其中一路进行耦合，先调节其中一个第一透镜在其光传播方向上的位置、在垂直于该路光传播方向的位置以及该第一透镜在高度方向上的位置，调整时监控所述PD的响应电流，使所述PD的响应度最大，接着调节所述适配器垂直光路的两个方向的位置使所述PD的响应度最大，然后再调整第一透镜的位置使所述PD的响应度最大，反复循环调节该第一透镜以及所述适配器的位置，直至所述PD的响应度不再显著增加时停止调整；该第一透镜位于所述PD和所述DMUX之间；
S5，去掉带准直器的适配器，再在所述壳体上安装适配器，接着调整并确定所述适配器和所述DMUX之间的第二透镜的位置，在调整时也是监控所述PD的响应电流，直至得到最大响应电流时停止调整；
S6，再调整并确定另外几个第一透镜的位置，以完成所有的透镜耦合。
进一步，在所述S5步骤中，采用激光焊接或胶水无源将所述适配器固定在所述壳体预定的位置上。
进一步，在所述S5步骤中，调整所述第二透镜的方式具体是调整第二透镜在其光传播方向上的位置、在垂直于该路光传播方向的位置以及该第二透镜在高度方向上的位置，调整时实时监控所述PD的响应电流，直至得到最大响应电流时停止调整。
进一步，在所述S6步骤中，调整另外几个所述第一透镜的方式具体是调整第一透镜在其光传播方向上的位置、在垂直于该路光传播方向的位置以及该第一透镜在高度方向上的位置，调整时实时监控所述PD的响应电流，直至得到最大响应电流时停止调整。
进一步，在所述S1步骤中，无源将所述TIA、所述PD以及所述DMUX固定在所述壳体上。
进一步，在将所述TIA、所述PD以及所述DMUX固定在所述壳体上后，给所述TIA和所述PD打金线。
进一步，所述第一透镜将带准直器的适配器出来的平行光耦合进其这一路通道中的PD。
进一步，在调整好第一透镜的位置后给其点胶并UV固化，然后烘烤进一步固化。
进一步，在调整好第二透镜的位置后给其点胶并UV固化，然后烘烤进一步固化。
进一步，所述第一透镜有多个，对应多个通道。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用有源先耦合其中一个第一透镜的方式，并且通过反复调节第一透镜和带准直器的适配器位置将PD的响应度耦合至最大，此时采用的带准直器的适配器是一个共用的适配器，适配器本身经过点睛度（准直光出光角度）和准直光束质量的筛选，第一透镜的最终位置跟理论设计的实际位置偏差很小，也就是在耦合效率最佳的位置上，因此本发明的耦合效率对PD的贴装精度依赖较小，即使PD的贴装位置有一些偏差也能通过调整第一透镜的位置找到耦合效率最佳的点。
2、所有透镜均通过监控对应PD的响应度进行耦合，不需要耦合平行光，因此采用本发明的耦合方式不需要耦合平行光监控光斑的设备，只需要一台耦合透镜监控PD响应电流的设备就够了，成本相对较低，操作更简单。
3、所有透镜的耦合均是通过监控PD的响应度进行耦合，不需要进行平行光的耦合，因此耦合效率不依赖机台准直光斑的校准，也不依赖器件在机台上的装配精度，提高了耦合效率，也提升了产品的性能和良率。
附图说明
图1为传统ROSA的结构示意图；
图2为传统ROSA的结构的透镜2的耦合示意图；
图3为本发明实施例提供的一种多路复用光模块的耦合方法的第一透镜的耦合示意图；
图4为本发明实施例提供的一种多路复用光模块的耦合方法的耦合找光原理图；
图5为本发明实施例提供的一种多路复用光模块的耦合方法的第二透镜的耦合示意图；
图6为本发明实施例提供的一种多路复用光模块的耦合方法的剩下几个第一透镜的耦合示意图；
附图标记中：1-TIA；2-PD；3-DMUX；4-适配器；5-金手指；6-第一透镜；7-第二透镜；8-壳体。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图图3至图6，本发明实施例提供一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，包括如下步骤：S1，将TIA 1、PD 2以及DMUX 3固定在壳体8上；S2，给所述TIA 1和所述PD 2打金线，并通过壳体8的金手指5给所述TIA 1和所述PD 2加电；S3，在所述壳体8上外接一个带准直器的适配器并给所述适配器接上光源；S4，选择其中一路进行耦合，先调节其中一个第一透镜6在其光传播方向上的位置、在垂直于该路光传播方向的位置以及该第一透镜6在高度方向上的位置，调整时监控所述PD 2的响应电流，使所述PD 2的响应度最大，接着调节所述适配器4垂直光路的两个方向的位置使所述PD 2的响应度最大，然后再调整第一透镜6的位置使所述PD 2的响应度最大，反复循环调节该第一透镜6以及所述适配器4的位置，直至所述PD 2的响应度不再显著增加时停止调整；该第一透镜6位于所述PD 2和所述DMUX 3之间；S5，去掉带准直器的适配器，再在所述壳体上安装适配器4，接着调整并确定所述适配器4和所述DMUX 3之间的第二透镜7的位置，在调整时也是监控所述PD 2的响应电流，直至得到最大响应电流时停止调整；S6，再调整并确定另外几个第一透镜6的位置，以完成所有的透镜耦合。优选的，在所述S5步骤中，调整所述第二透镜的方式具体是调整第二透镜在其光传播方向上的位置、在垂直于该路光传播方向的位置以及该第二透镜在高度方向上的位置，调整时实时监控所述PD的响应电流，直至得到最大响应电流时停止调整。优选的，在所述S6步骤中，调整另外几个所述第一透镜的方式具体是调整第一透镜在其光传播方向上的位置、在垂直于该路光传播方向的位置以及该第一透镜在高度方向上的位置，调整时实时监控所述PD的响应电流，直至得到最大响应电流时停止调整。具体地，在布置好各器件后，首先调整PD 2和DMUX 3之间的第一透镜6的位置。所述第一透镜6有多个，对应多个通道，本实施例示出的是四通道的情况，即会有四个第一透镜6，同样的PD 2也会对应有四个，也有两通道，八通道，分别对应两个第一透镜和八个第一透镜。我们先调整其中一个第一透镜6的位置，确保这一路先耦合导通，在调整时可以定义XYZ三个方向，上述的光路的方向即X方向，垂直于光路的方向即Y方向，而在高度空间上移动的方向即Z方向，在调整好后通过胶水固定透镜即可，胶水可以消除间隙。在调整第一透镜6时，采用监控PD 2的响应度的方式来进行调整，其耦合原理如图4所示，第一透镜6将带准直器的适配器出来的平行光耦合进对应通道的PD 2。在调整透镜的位置时，如图3所示，外接一个带准直器的适配器并给适配器接上光源，准直器的初始位置事先设置好，在最终产品适配器4安装的位置附近，该适配器为临时适配器，利用其进行辅助耦合。选择4路中的一路进行耦合，调节第一透镜6三个方向的位置并监控PD 2的响应电流使对应通道的PD 2的响应度最大，然后调节适配器4垂直光路的两个方向的位置使PD 2的响应度最大，然后再调节第一透镜6三个方向的位置使PD 2的响应度最大，如此反复循环调节第一透镜6和适配器4的位置，直至对应通道PD 2的响应度不再显著增加并满足预设的规格要求。因此，本实施例采用有源先耦合其中一个第一透镜6的方式，并且通过反复调节第一透镜6和带准直器的适配器位置将PD 2的响应度耦合至最大，此时采用的带准直器的适配器是一个共用的适配器，适配器本身经过点睛度（准直光出光角度）和准直光束质量的筛选，第一透镜6的最终位置跟理论设计的实际位置偏差很小，也就是在耦合效率最佳的位置上，因此本发明的耦合效率对PD 2的贴装精度依赖较小，即使PD 2的贴装位置有一些偏差也能通过调整第一透镜6的位置找到耦合效率最佳的点。所有透镜均通过监控对应PD 2的响应度进行耦合，不需要耦合平行光，因此采用本发明的耦合方式不需要耦合平行光监控光斑的设备，只需要一台耦合透镜监控PD 2响应电流的设备就够了，成本相对较低，操作更简单。所有透镜的耦合均是通过监控PD 2的响应度进行耦合，不需要进行平行光的耦合，因此耦合效率不依赖机台准直光斑的校准，也不依赖器件在机台上的装配精度，提高了耦合效率，也提升了产品的性能和良率。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图图3至图6，在所述S1步骤中，无源将所述TIA 1、所述PD 2以及所述DMUX 3固定在所述壳体8上。在将所述TIA 1、所述PD 2以及所述DMUX 3固定在所述壳体8上后，给所述TIA 1和所述PD 2打金线。在调整好第一透镜6的位置后给其点胶并UV固化，然后烘烤进一步固化。在调整好第二透镜7的位置后给其点胶并UV固化，然后烘烤进一步固化。采用激光或胶水焊接无源将所述适配器4固定在所述壳体8预定的位置上。所述第一透镜6有四个，对应四通道。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图图3至图6，带准直器的适配器的位置事先设置好，在最终产品适配器4安装的位置附近。优选的，所述第一透镜6将带准直器的适配器出来的平行光耦合进其这一路通道中的PD 2。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将TIA、PD以及DMUX固定在壳体上；
S2，给所述TIA和所述PD打金线，并通过壳体的金手指给所述TIA和所述PD加电；
S3，在所述壳体上外接一个带准直器的适配器并给所述适配器接上光源；
S4，选择其中一路进行耦合，先调节其中一个第一透镜在其光传播方向上的位置、在垂直于该路光传播方向的位置以及该第一透镜在高度方向上的位置，调整时监控所述PD的响应电流，使所述PD的响应度最大，接着调节所述适配器垂直光路的两个方向的位置使所述PD的响应度最大，然后再调整第一透镜的位置使所述PD的响应度最大，反复循环调节该第一透镜以及所述适配器的位置，直至所述PD的响应度不再显著增加时停止调整；该第一透镜位于所述PD和所述DMUX之间；
S5，去掉带准直器的适配器，再在所述壳体上安装适配器，接着调整并确定所述适配器和所述DMUX之间的第二透镜的位置，在调整时也是监控所述PD的响应电流，直至得到最大响应电流时停止调整；
S6，再调整并确定另外几个第一透镜的位置，以完成所有的透镜耦合。
2.如权利要求1所述的一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，其特征在于：在所述S5步骤中，采用激光焊接或胶水无源将所述适配器固定在所述壳体预定的位置上。
3.如权利要求1所述的一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，其特征在于：在所述S5步骤中，调整所述第二透镜的方式具体是调整第二透镜在其光传播方向上的位置、在垂直于该路光传播方向的位置以及该第二透镜在高度方向上的位置，调整时实时监控所述PD的响应电流，直至得到最大响应电流时停止调整。
4.如权利要求1所述的一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，其特征在于：在所述S6步骤中，调整另外几个所述第一透镜的方式具体是调整第一透镜在其光传播方向上的位置、在垂直于该路光传播方向的位置以及该第一透镜在高度方向上的位置，调整时实时监控所述PD的响应电流，直至得到最大响应电流时停止调整。
5.如权利要求1所述的一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，其特征在于：在所述S1步骤中，无源将所述TIA、所述PD以及所述DMUX固定在所述壳体上。
6.如权利要求1所述的一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，其特征在于：在将所述TIA、所述PD以及所述DMUX固定在所述壳体上后，给所述TIA和所述PD打金线。
7.如权利要求1所述的一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，其特征在于：所述第一透镜将带准直器的适配器出来的平行光耦合进其这一路通道中的PD。
8.如权利要求1所述的一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，其特征在于：在调整好第一透镜的位置后给其点胶并UV固化，然后烘烤进一步固化。
9.如权利要求1所述的一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，其特征在于：在调整好第二透镜的位置后给其点胶并UV固化，然后烘烤进一步固化。
10.如权利要求1所述的一种多路复用光模块光接收次模块的耦合方法，其特征在于：所述第一透镜有多个，对应多个通道。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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