CN203133333U - 一种面发射型同轴激光器组件 - Google Patents

一种面发射型同轴激光器组件 Download PDF

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曹芳
杨昌霖
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Abstract

本实用新型涉及光电通信技术领域，尤其涉及一种加工工艺简单，耦合效率和产品一致性易于保障的面发射型同轴激光器组件。包括TO底座、激光器芯片、背光探测器芯片、TO帽和通孔适配器，所述TO帽包括帽体，所述帽体前端中部加工有玻璃球，所述帽体内固设有分光片。本实用新型具有加工工艺简单，耦合效率和产品一致性易于保障的特点。

Description

一种面发射型同轴激光器组件
技术领域
本实用新型涉及光电通信技术领域，尤其涉及一种加工工艺简单，耦合效率和产品一致性易于保障的面发射型同轴激光器组件。 
背景技术
目前在光电通信领域中，对于面发射型同轴激光器组件100，也称之为TOSA，如附图1所示，主要包括以下部件：TO底座101，承载基板102，激光器芯片103目前通常是VCSEL芯片，背光探测器芯片104，TO斜窗帽105，通常会镀上一定反射率的反射膜，如50%、40%或其他比率的反射率，和带透镜功能的适配器106组成。其中对于正向光输出功能和背向光监控功能的实现，是通过以下步骤实现的：先将激光器芯片103和背光探测器芯片104按照计算好的相对位置贴装，激光器芯片103发射出来的激光一部分透过TO斜窗帽105直接输出，通过带透镜的适配器106进行光束会聚，可直接被光纤跳线接收并传输；另一部分则被TO斜窗帽105镀有一定反射率的反射膜反射至背光探测器芯片104上来实现背光监控的功能。                                                                                                                            
但是，此类带透镜的适配器106加工难度较大，耦合效率和产品一致性难以保证。目前此类带透镜功能的适配器106均为树脂材料通过模具成型制作的，为了达到一定输出光功率，带透镜功能的适配器106中的透镜要求较高，既需要满足高效的耦合效率，有需要具备高精度的加工精度，才能满足实际应用的要求。因此目前对于带透镜功能的适配器106的模具设计，对于透镜部分的设计通常需要设计成非球面面型，且需要打磨抛光至微米级的光洁度 ，同时还需要高精度的调整透镜部分的面型，才能达到应用中要求的耦合效率。总的来说，此类带透镜功能的适配器106加工难度较大，一致性难以保证，模具成本投入较高。
发明内容
本实用新型主要是针对现有技术所存在的上述技术问题，提供一种加工工艺简单，耦合效率和产品一致性易于保障的面发射型同轴激光器组件。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种面发射型同轴激光器组件，包括TO底座、激光器芯片、背光探测器芯片、TO帽和通孔适配器，所述TO帽包括帽体，所述帽体前端中部加工有玻璃球，所述帽体内固设有分光片。本实用新型提供了一种带分光片和透镜功能由帽体前端中部加工的玻璃球实现的TO帽，既具有一定的会聚功能，又具有一定的反射功能，来满足面发射型同轴激光器组件对光路的设计要求，且此带分光片和透镜的TO帽易于加工，在适配器加工过程中去掉最难控制的透镜部分，采用无透镜的通孔适配器，可以大大降低适配器的加工难度和成本，还可以使适配器的材料不仅仅局限于具有透光性能的树脂材料，可有其他更多的材料选择余地，耦合效率和产品一致性易于保障。
作为优选，所述分光片斜置，其倾斜角度为0°~30°。
作为优选，所述分光片的倾斜角度为10°~20°。
作为优选，所述TO底座上安装有承载基板，所述激光器芯片和背光探测器芯片安装在承载基板上。
作为优选，所述分光片的倾斜角度为0°，所述背光探测器芯片安装在TO底座上，所述激光器芯片安装在背光探测器芯片上。
作为优选，所述TO帽由玻璃材料制成。玻璃材料易加工、成本低。
生产时，先将承载基板贴装于TO底座上，然后将激光器芯片和背光探测器芯片按照计算好的相对位置贴装于承载基板上，然后将分光片倾斜一定角度安装于帽体的框架上，这样帽体和分光片即成为一体，随后再将这一体化的帽体和分光片安装于已贴装以上原件的TO底座上。这样，激光器芯片发射出来的激光一部分透过分光片，并透过帽体上加工的玻璃球会聚输出，通过通孔适配器，直接被光纤跳线接收并传输；另一部分则被镀有反射膜的分光片反射至背光探测器芯片上来实现背光监控的功能。若分光片倾斜角度为是0°，则可以去掉承载基板，采用大面积的背光探测器芯片来兼顾基板的功能。
本实用新型具有以下优点和积极效果：1.采用加工有玻璃球的TO帽替代原树脂透镜，可以提高器件的耦合效率。
2.将分光片单独设计，可以根据光路耦合要求和背光要求，灵活调整，使设计余量更大。
3.加工有玻璃球的帽体为目前大批量应用的通用产品，其工艺稳定，不需要重新投入开模费，可降低器件成本。
4.单立的分光片也为大批量通用的成熟产品，分光片的镀膜工艺也为通用工艺，工艺稳定。可以降低成本。
5.将分光片与帽体封装成一个整体，然后再进行封帽，可保证器件的一致性。
6.将分光片与帽体封装成一个整体，然后再进行封帽，可简化器件制作工序。
7.在适配器加工过程中去掉最难控制的透镜部分，采用无透镜的通孔适配器，可以大大降低适配器的加工难度和成本。
8.在适配器加工过程中去掉最难控制的透镜部分，采用无透镜的通孔适配器，可以使适配器的材料不仅仅局限于具有透光性能的树脂材料，可有其他更多的材料选择余地。
附图说明
附图1为现有一种面发射型同轴激光器组件的结构示意图。
附图2为本实用新型一种面发射型同轴激光器组件的结构示意图。
附图3为本实用新型另一种面发射型同轴激光器组件的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例。
实施例1：
参见附图2，本实用新型一种面发射型同轴激光器组件，包括TO底座204、激光器芯片206、背光探测器芯片207、TO帽和通孔适配器203，所述TO帽包括帽体200，所述帽体200前端中部加工有玻璃球201，所述帽体内固设有分光片202，所述分光片202镀有反射膜。所述分光片202斜置，其倾斜角度为20°，其倾斜角度还可以是10°或30°等0°~30°内的其他角度。所述TO底座204上安装有承载基板205，所述激光器芯片206和背光探测器芯片207安装在承载基板205上，所述TO帽由玻璃材料制成。
实施例2：
参见附图3，本实用新型一种面发射型同轴激光器组件，包括TO底座204、激光器芯片206、背光探测器芯片207、TO帽和通孔适配器203，所述TO帽包括帽体200，所述帽体200前端中部加工有玻璃球201，所述帽体内固设有分光片202，所述分光片202镀有反射膜。所述分光片202斜置，其倾斜角度为0°。所述分光片202的倾斜角度为0°，所述背光探测器芯片207安装在TO底座204上，所述激光器芯片206安装在背光探测器芯片207上，所述TO帽由玻璃材料制成。
生产时，先将承载基板205贴装于TO底座204上，然后将激光器芯片206和背光探测器芯片207按照计算好的相对位置贴装于承载基板205上，然后将分光片202倾斜一定角度安装于帽体201的框架上，这样帽体201和分光片202即成为一体，随后再将这一体化的帽体201和分光片202安装于已贴装以上原件的TO底座204上。这样，激光器芯片206发射出来的激光一部分透过分光片202，并透过帽体201上加工的玻璃球会聚输出，通过通孔适配器203，直接被光纤跳线接收并传输；另一部分则被镀有反射膜的分光片202反射至背光探测器芯片207上来实现背光监控的功能。若分光片202倾斜角度为是0°，则可以去掉承载基板205，采用大面积的背光探测器芯片207来兼顾基板的功能。
本实用新型采用加工有玻璃球的TO帽替代原树脂透镜，可以提高器件的耦合效率；将分光片单独设计，可以根据光路耦合要求和背光要求，灵活调整，使设计余量更大；加工有玻璃球的帽体为目前大批量应用的通用产品，其工艺稳定，不需要重新投入开模费，可降低器件成本；单立的分光片也为大批量通用的成熟产品，分光片的镀膜工艺也为通用工艺，工艺稳定，可以降低成本；将分光片与帽体封装成一个整体，然后再进行封帽，可保证器件的一致性；将分光片与帽体封装成一个整体，然后再进行封帽，可简化器件制作工序；在适配器加工过程中去掉最难控制的透镜部分，采用无透镜的通孔适配器，可以大大降低适配器的加工难度和成本，还可以使适配器的材料不仅仅局限于具有透光性能的树脂材料，可有其他更多的材料选择余地。
因此，本实用新型具有加工工艺简单，耦合效率和产品一致性易于保障的特点。
应理解，上述实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种面发射型同轴激光器组件，其特征在于：包括TO底座（204）、激光器芯片（206）、背光探测器芯片（207）、TO帽和通孔适配器（203），所述TO帽包括帽体（200），所述帽体（200）前端中部加工有玻璃球（201），所述帽体内固设有分光片（202），所述分光片（202）镀有反射膜。
2.根据权利要求1所述的面发射型同轴激光器组件，其特征在于：所述分光片（202）斜置，其倾斜角度为0°~30°。
3.根据权利要求2所述的面发射型同轴激光器组件，其特征在于：所述分光片（202）的倾斜角度为10°~20°。
4.根据权利要求1或2或3所述的面发射型同轴激光器组件，其特征在于：所述TO底座（204）上安装有承载基板（205），所述激光器芯片（206）和背光探测器芯片（207）安装在承载基板（205）上。
5.根据权利要求2所述的面发射型同轴激光器组件，其特征在于：所述分光片（202）的倾斜角度为0°，所述背光探测器芯片（207）安装在TO底座（204）上，所述激光器芯片（206）安装在背光探测器芯片（207）上。
6.根据权利要求1所述的面发射型同轴激光器组件，其特征在于：所述TO帽由玻璃材料制成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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