CN113671637A - 一种用于光发射次模块适配器的插芯组件 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光通信技术领域，具体提供了一种插芯组件，包括：插芯本体和楔形折射块；其中所述插芯本体内部固定有纤芯，且所述插芯本体的入射端面为斜面；所述楔形折射块具有入射面和出射面；所述楔形折射块的出射面贴合安装于所述插芯本体的入射端面上，且所述楔形折射块的入射光轴和出射光轴平行于所述插芯的纤芯延伸方向。本发明还提供了一种包括该插芯组件的适配器及使用该适配器的光发射次模块，耦合时，旋转适配器不再改变光进入插芯的角度，只需要使光的偏振方向跟隔离器本身的偏振方向一致就能使耦合效率达到最大，不再需要平衡隔离器的偏振方向和插芯的最佳入射角。

Description

一种用于光发射次模块适配器的插芯组件
技术领域
本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种用于光发射次模块适配器的插芯组件。
背景技术
随着5G通信的飞速发展以及数据中心的需求日益旺盛，市场对10G、 25G、100G等光模块的需求越来越大，在激光器输出光功率有限的情况下，对光耦合效率的要求也越来越高。
图1为光发射次模块常用适配器的典型结构，包括一端面带倾斜角度的插芯、套筒、结构件和隔离器，插芯带倾斜角度是为了降低插芯端面的反射光影响激光器的性能。图2为一光发射次模块的典型结构，包括TO组件和适配器，其中TO组件包括TO底座、带透镜的TO管帽、激光器等。在将光耦合进适配器时，为了保证耦合效率最大，会通过旋转适配器的角度来得到尽可能高的耦合效率。通常情况下，图2所示的光发射次模块由于激光器贴装位置以及TO管帽封焊时存在位置偏差，激光器发射光的路径与设计路径会存在偏差，因此需要旋转适配器的方向来寻找最佳耦合角度，从而得到尽可能高的耦合效率。图3为典型适配器最佳入射角度的原理图，当插芯端面角度为8度时，光线的最佳入射角度为3.8度左右。如图4所示，为了匹配这个最佳入射角，会将贴在TO管座上的激光器相对TO管冒上的透镜中心偏移一定距离，使得从TO管帽出来的光具有约3.8度的初始出射角度。由于激光器贴装位置的偏差、耦合时适配器位置的装配偏差以及插芯倾斜角度在适配器上标记的偏差，从TO管帽出来的光的出射角方向跟适配器本身达到最大耦合效率所要求的光的入射角方向存在偏差，需要旋转适配器，使从TO管帽出来的光的出射方向跟适配器本身达到最大耦合效率所要求的入射角方向达到一致。由于隔离器也是粘接在适配器上，旋转适配器时隔离器会随插芯一起旋转，而隔离器本身的透光率与光的偏振方向相关，当进入隔离器的光的偏振方向跟隔离器标注的入射光的偏振方向一致时，隔离器的透光率最大，此时旋转适配器时就会使得光的偏振方向与隔离器标注的入射光的偏振方向之间形成一个角度，降低光通过隔离器的透光率。因此，当通过旋转适配器匹配插芯的最佳入射角来提高耦合效率时，可能使得进入隔离器的偏振方向不匹配，降低了耦合效率，很难同时匹配插芯的最佳入射角和隔离器的偏振方向，使耦合效率达到最大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中难以同时匹配插芯最佳入射角和隔离器偏振方向的问题。
为此，本发明提供了一种插芯组件，包括：插芯本体和楔形折射块；其中所述插芯本体内部固定有纤芯，且所述插芯本体的入射端面为斜面；所述楔形折射块具有入射面和出射面；所述楔形折射块的出射面贴合安装于所述插芯本体的入射端面上，且所述楔形折射块的入射光轴和出射光轴平行于所述插芯的纤芯延伸方向。
进一步地，上述楔形折射块由硅材料制成。
进一步地，上述插芯本体为陶瓷插芯、金属插芯或塑料插芯。
进一步地，上述楔形折射块通过光学胶粘接在所述插芯本体的入射端面上。
进一步地，上述插芯本体为陶瓷插芯，且所述插芯本体入射端面的倾斜角为10°；所述楔形折射块为硅材料楔形折射块，且所述楔形折射块入射面和出射面的夹角为5.5°。
本发明还提供了一种光发射次模块的适配器，其特征在于，包括：结构件、隔离器、套筒以及上述任意一项所述的插芯组件；其中所述结构件内设有贯通的容置腔，所述隔离器、插芯组件以及套筒从左至右依次安装在所述容置腔内；所述套筒设置在所述容置腔一端；所述插芯组件穿设于所述套筒中，且所述插芯组件的入射端面伸出所述套筒；述隔离器倾斜固定在所述容置腔端部，且所述隔离器倾斜方向与所述插芯入射端端面倾斜方向一致。
进一步地，上述隔离器通过点胶的方法固定在所述结构件的端部。
本发明还提供了一种光发射次模块，所述光发射次模块包括上述适配器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明提供的这种用于光发射次模块适配器的插芯组件通过在插芯本体倾斜的入射端面粘接楔形折射块，使得水平穿过隔离器的入射光线经楔形折射块折射后，仍能水平射入插芯，即不再需要偏移激光器，预设发射角度来匹配光进入插芯的最佳入射角。耦合时，旋转适配器不再改变光进入插芯的角度，只需要使光的偏振方向跟隔离器本身的偏振方向一致就能使耦合效率达到最大，不再需要平衡隔离器的偏振方向和插芯的最佳入射角。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是现有技术中光发射次模块适配器的示意图。
图2是现有技术中光发射次模块的示意图。
图3是现有技术中光进入纤芯的最佳入射角示意图。
图4是现有技术中TO组件的光路图。
图5是本发明的插芯组件的原理图。
图6是本发明的光发射次模块的适配器的示意图。
图7是本发明的光发射次模块的示意图。
附图标记：1、管座；2、激光器；3、管帽；4、结构件；5、隔离器； 6、楔形折射块；7、纤芯；8、插芯本体；9、套筒。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。尽管已经详细描述了本发明的代表性实施例，但是本发明所属技术领域的普通技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明的范围不应局限于实施方案，而应由所附权利要求及其等同物来限定。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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和简化描述，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。
参照图5，本发明提供了一种插芯组件，包括：插芯本体和楔形折射块；其中所述插芯本体内部固定有纤芯，且所述插芯本体的入射端面为斜面；所述楔形折射块具有入射面和出射面；所述楔形折射块的出射面贴合安装于所述插芯本体的入射端面上，且所述楔形折射块的入射光轴和出射光轴平行于所述插芯的纤芯延伸方向。
具体地，所述楔形折射块6由具有高折射率的硅材料制成。
进一步地，所述插芯本体8由陶瓷、金属或塑料制成，优选为热稳定性好、硬度高、熔点高、耐磨、加工精度高的陶瓷插芯。
为了降低连接部位对光折射造成的影响，所述楔形折射块6通过光学胶粘接在所述插芯本体8入射端面上。
在一个细化的实施方式中，插芯组件使用的陶瓷插芯入射端面倾斜角为10°，且内部固定的纤芯7折射率为1.45，利用折射率为3.45的硅材料制作楔形折射块6，通过光的折射公式及陶瓷插芯的倾斜角度计算出楔形折射块6的入射面与出射面夹角为5.5°，使用光学胶将楔角为5.5°的楔形折射块6粘接在陶瓷插芯的入射端端面上，此时，水平入射光线经楔形折射块6折射后依旧能够保持水平状态进入陶瓷插芯中。
如图6所示，本发明还提供了一种光发射次模块的适配器，包括结构件4、隔离器5、套筒9以及上述插芯组件；其中所述结构件4内设有贯通的容置腔，所述隔离器5、插芯组件以及套筒9从左至右依次安装在所述容置腔内；所述套筒9设置在所述容置腔的一端；所述插芯组件穿设于所述套筒9中，且所述插芯本体8的入射端面伸出所述套筒9；所述隔离器5倾斜固定在所述容置腔的端部，且所述隔离器5倾斜方向与所述插芯本体8 入射端面倾斜方向一致。实际使用时，如图7所示，将本发明提供的适配器与光发射次模块的TO组件相连，无需预先偏移TO组件中的激光器2来调整发射角度，用以匹配光进入插芯本体8的最佳入射角，从激光器2中发射的水平入射光穿过隔离器5后水平进入楔形折射块6，经楔形折射块6折射后进入插芯本体8的纤芯7中，出射光与入射光保持平行，旋转适配器不再改变光进入插芯本体8的角度。耦合时，只需旋转适配器使光的偏振方向与隔离器5一致就能使耦合效率达到最大，不再需要平衡隔离器5 的偏振方向和光进入插芯本体8的最佳入射角。
进一步地，所述隔离器5通过点胶的方法固定在所述结构件4的端部，点胶时确保胶水不渗出到结构件4外，以免影响适配器与外部TO组件的安装。
综上所述，本发明提供了一种用于光发射次模块适配器的插芯组件，不再需要偏移激光器，预设发射角度来匹配光进入插芯的最佳入射角，通过粘接在插芯本体入射端面的楔形折射块，使得水平穿过隔离器的入射光线经楔形折射块折射后，仍能水平射入插芯，耦合时，旋转适配器不再改变光进入插芯的角度，只需要使光的偏振方向跟隔离器本身的偏振方向一致就能使耦合效率达到最大，不再需要平衡隔离器的偏振方向和插芯的最佳入射角。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种插芯组件，其特征在于，包括：插芯本体和楔形折射块；其中所述插芯本体内部固定有纤芯，且所述插芯本体的入射端面为斜面；所述楔形折射块具有入射面和出射面；所述楔形折射块的出射面贴合安装于所述插芯本体的入射端面上，且所述楔形折射块的入射光轴和出射光轴平行于所述插芯的纤芯延伸方向。
2.如权利要求1所述的插芯组件，其特征在于：所述楔形折射块由硅材料制成。
3.如权利要求1所述的插芯组件，其特征在于：所述插芯本体为陶瓷插芯、金属插芯或塑料插芯。
4.如权利要求1所述的插芯组件，其特征在于：所述楔形折射块通过光学胶粘接在所述插芯本体的入射端面上。
5.如权利要求1所述的插芯组件，其特征在于：所述插芯本体为陶瓷插芯，且所述插芯本体入射端面的倾斜角为10°；所述楔形折射块为硅材料楔形折射块，且所述楔形折射块入射面和出射面的夹角为5.5°。
6.一种光发射次模块的适配器，其特征在于，包括：结构件、隔离器、套筒以及如权利要求1-5中任意一项所述的插芯组件；其中所述结构件内设有贯通的容置腔，所述隔离器、插芯组件以及套筒从左至右依次安装在所述容置腔内；所述套筒设置在所述容置腔一端；所述插芯组件穿设于所述套筒中，且所述插芯本体的入射端面伸出所述套筒；所述隔离器倾斜固定在所述容置腔端部，且所述隔离器倾斜方向与所述插芯本体入射端面倾斜方向一致。
7.如权利要求6所述的光发射次模块的适配器，其特征在于：所述隔离器通过点胶的方法固定在所述结构件的端部。
8.一种光发射次模块，其特征在于所述光发射次模块包括权利要求6-7中任一项权利要求所述的适配器。
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