CN203204200U - 光学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学装置，通过一连接件连接于一光纤，该光学装置包含一电路板、一光学引擎及一光学组件。该光学引擎包含一基板及设置在该基板上的一发光数组及一光探测数组。该光学组件包覆该发光数组及该光探测数组并具有一全反射面、一面对该基板的第一侧面及一面对该连接件的第二侧面，该第二侧面垂直于该第一侧面。该发光数组朝向该全反射面发射的光线由该全反射面反射后通过该连接件进入该光纤，通过该光纤及该连接件朝向该光学组件投射的光线由该全反射面反射后进入该光探测数组。本实用新型光学装置可以对该发光数组及光探测数组进行光学对位，可以大幅地提升该光学装置的准确率，进而达到合格率的提升。

Description

光学装置

技术领域

本实用新型涉及一种光学装置，尤指一种光收发装置。 

背景技术

配合参阅图1~图3，为公知的光收发装置的立体分解图、组合示意图及组合图。光学收发装置1通过一连接件2连接至一光纤3。 

光学收发装置1包含一电路板10、一雷射组件12、一光二极管(photodiode)14、一光学组件16、一驱动组件18及一放大组件20。电路板10较佳地为印刷电路板(printed circuit board, PCB)。雷射组件12、光二极管14、驱动组件18及放大组件20分别地设置在电路板10上，并与电路板10形成电性连接。其中，雷射组件12及光二极管14通过固晶(die bond)制程以使雷射组件12及光二极管14固定在电路板10上。 

雷射组件12通过至少一第一引线22电连接于驱动组件18，光二极管14通过至少一第二引线24电连接于放大组件20。其中，第一引线22通过打线接合(wire bonding)制程以使得雷射组件12与驱动组件18形成电性连接，第二引线24通过打线接合制程以使得光二极管14电连接于放大组件20。如此一来，驱动组件18就可以驱动雷射组件12发出光线，光二极管14感测光线后产生的光电流也可以传递放大组件20，放大组件20用以将光电流转换为电压信号并稳定电压振幅。 

光学组件16设置在雷射组件12及光二极管14上，光学组件16具有一反射面160，反射面160用以反射光线，使雷射组件12发出的光线得以通过连接件2传递至光纤3中，以及使由光纤3朝向光学收发装置1入射的光线得以传递至光二极管14。 

为使得光学收发装置1达到良好的发光及收光效果，则设置在电路板10上的雷射组件12及光二极管14必须准确地对位于光学组件16的反射面160。然而，由于电路板10的精度相较于雷射组件12及光二极管14的精度来得差，因此当雷射组件12及光二极管14直接地设置在电路板10上时，可能造成雷射组件12发出的光线无法精确地投射至光纤3内，或者是造成由光纤3往光学收发装置1传递的光线无法准确地投射至光二极管14上，进而导致光学收发装置1的合格率降低。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种光学装置，可以对该发光数组及光探测数组进行光学对位，提升所述光学装置的准确率。 

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种光学装置，通过一连接件连接于一光纤，该光学装置包含:一电路板；一光学引擎，电连接于该电路板，该光学引擎包含:一基板，设置在该电路板上；一发光数组，设置在该基板上；一光探测数组，设置在该基板上；以及一光学组件，包覆该发光数组及该光探测数组，该光学组件包含一本体，该本体具有一全反射面、一面对该基板的第一侧面及一面对该连接件的第二侧面，该第二侧面垂直于该第一侧面；其中，该发光数组朝向该全反射面发射的光线由该全反射面反射后通过该连接件进入该光纤，通过该光纤及该连接件朝向该光学组件投射的光线由该全反射面反射后进入该光探测数组。 

作为优选方案，更包含:一驱动组件，设置在该电路板上并电连接于该发光数组；以及一放大组件，设置在该电路板上并电连接于该光探测数组。 

作为优选方案，该放大组件包含一转阻放大器及一限幅放大器，该转阻放大器电连接于该光探测数组，该限幅放大器电连接于该转阻放大器。 

作为优选方案，该光学引擎更包含复数金属线，贴设在该基板上，该金属线使该发光数组及该光探测数组与该电路板形成电性连接。 

作为优选方案，该金属线与形成于该电路板上的复数电路布线形成电性连接。 

作为优选方案，更包含一黏着件，位于该电路板及该基板之间，该黏着件用以结合该电路板及该基板。 

作为优选方案，该黏着件为双面胶或胶水。 

作为优选方案，该光学组件更包含复数第一定位件，该第一定位件设置于该第一侧面，该第一定位件与形成于该基板上的复数穿孔对应接合。 

作为优选方案，该光学组件更包含复数第二定位件，该第二定位件设置于该第二侧面，该第二定位件与形成于该连接件上的复数凹孔对应接合。 

作为优选方案，该光学组件的该本体、该第一定位件及该第二定位件为一体成型。 

作为优选方案，该光探测数组对齐于该发光数组。 

作为优选方案，该发光数组包含复数发光组件，该光探测数组包含复数光探测器。 

作为优选方案，该发光组件为垂直共振腔面射型雷射，该光探测器为PIN光二极管。 

本实用新型达到的技术效果如下：本实用新型光学装置将该发光数组及光探测数组排列于该基板上，可优先对该发光数组及光探测数组进行光学对位，之后再将具有该发光数组及光探测数组的光学引擎组装在电路板上，如此一来，可以大幅地提升该光学装置的准确 

附图说明

图1为公知的光学装置的立体分解图； 

图2为公知的光学装置的组合示意图；

图3为公知的光学装置的组合图；

图4为本实用新型光学装置的立体分解图；

图5为本实用新型光学装置的组合示意图；

图6为本实用新型光学装置的组合图；

图7为本实用新型光学装置的剖视图。

【主要组件符号说明】 

1 光学收发装置

10电路板

12雷射组件

14光二极管

16光学组件

160反射面

18驱动组件

2连结件

20放大组件

22第一引线

24第二引线

3光纤

4光学装置

40电路板

400电路布线

402穿孔

42光学引擎

420基板

4202上表面

4204侧面

422发光数组

4220发光组件

424光探测数组

4240光探测器

426金属线

44光学组件

440本体

442全反射面

444第一定位件

446第二定位件

448第一侧面

450第二侧面

46驱动组件

48放大组件

480转阻放大器

482限幅放大器

5连接件

52凹孔

6光纤。

具体实施方式

配合参阅图4~图6，为本实用新型光学装置的立体分解图、组合示意图以及组合图。光学装置4连接于一连接件5，连接件5连接于一光纤6，光学装置4具有发射光线及接收光线的功能。光学装置4发射的光线通过连接件5传递至光纤6，光学装置4也接收由光纤6通过连接件5朝向光学装置4传递的光线。 

光学装置4包含一电路板40、一光学引擎42及一光学组件44。电路板40为一矩形板体，且其上预先形成有复数电路布线400及焊垫(未图示)。电路板40用以电连接至一外部电源(未图示)，用以吸取光学装置4操作时所需要的电力。电路板40可以为印刷电路板(printed circuit board)、金属基电路板(metal core PCB)或陶瓷电路板，其中金属基电路板及陶瓷电路板与印刷电路板相比，具有较佳的散热效果。 

电路板40上设置有一驱动组件46及一放大组件48。驱动组件46及放大组件48分别地设置于电路板40，并与电路布线400形成电性连接。 

光学引擎42设置在电路板40上，并与电路板40形成电性连接。光学引擎42包含一基板420、一发光数组422及一光探测数组424。基板420大致呈矩形，且基板420的任一表面的面积都小于电路板40的任一表面的面积。基板420设置在电路板40上，基板420及电路板40之间更可以设置有一黏着件50(如图7所示)，黏着件50结合基板420及电路板40，使基板420得以固定在电路板40上。其中，黏着件50可例如为双面胶或胶水。 

复数金属线426贴设于基板420表面，在本实施例中，金属线426由基板420的一上表面4202延伸至邻接于上表面4202的一侧面4204。在实际实施时，金属线426也可以延伸至相反于上表面4202的一下表面。金属线426可例如使用金、银、铜或其他具有较佳导电效果的金属材质制作而成。在本实施例中，金属线426的数量以八条作为说明范例，实际实施时则不以此限。当基板420设置在电路板40上时，金属线426与电路布线400形成电性连接，其中，金属线426可以通过焊接或其他接合方式以使金属线426与电路布线400形成电性连接。通过形成于基板420的上表面4202及侧面4204的金属线426，可以有效地降低基板420与电路板40上的电路布线400的结合难度，进而降低制作光学装置4的复杂度并简化光学装置4的制作程序。 

基板420可为印刷电路板、金属基电路板或陶瓷电路板。再者，基板420的材质可以相同于电路板40，或者基板420的材质也可以不同于电路板40。 

发光数组422设置在基板420上，发光数组422包含复数发光组件4220。在本实施例中，发光数组422包含四个发光组件4220，实际实施时则不以此限。各发光组件4220可例如(但不限定)为雷射二极管(laser diode)，且较佳地为垂直共振腔面射型雷射(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL)。其次，各发光组件4220分别电连接于各金属线426，并通过电路布线400电连接于驱动组件46，驱动组件46主要用以控制导通至各发光组件4220的电流，以驱使各发光组件4220发出光线。 

光探测数组424设置在基板420上，光探测数组424对齐于发光数组422。光探测数组424包含复数光探测器4240。在本实施例中，光探测数组424包含四个光探测器4240，实际实施时则不以此限。各光探测器4240可例如(但不限定)为光二极管(photodiode)，且较佳地为PIN光二极管(PIN photodiode)。其次，各光探测器4240电连接于各金属线426，并通过电路布线400电连接于放大组件48。放大组件48可包含一转阻放大器(Transimpedance Amplifier, TIA) 480及一限幅放大器(Limiting Amplifier)482，转阻放大器480电连接于光探测器4240，用以接收各光探测器4240产生的光电流并将光电流转换为电压信号输出。限幅放大器482电连接于转阻放大器480，用以放大转阻放大器480输出的电压信号的振幅。 

同时配合参阅图7，光学组件44包含一本体440，本体440上具有一全反射面442、一第一侧面448及一第二侧面450。光学组件44包覆发光数组422及光探测数组424，使全反射面442位于发光数组422及光探测数组424上方，全反射面442用以改变投射在全反射面442上的光线的行进方向。第一侧面448面对基板420，第二侧面450面对连接件5，第一侧面448大致垂直于第二侧面450。 

在图7中，各发光组件4220向上发射的光线在投射至全反射面442时，因本体440与空气接口间的折射率差异而产生全反射，使光线的改变行进方向，并朝向图7所示的左侧传递，使通过连接件5传递至光纤6。 

同样地，当光线由光纤6传递至光学装置4时，投射至全反射面442的光线因本体440与空气接口间的折射率差异而产生全反射，使光线得以传递至各光探测器4240。 

本体440上更包含复数第一定位件444及复数第二定位件446，第一定位件444凸设于第一侧面448，第一定位件444用以与形成于基板420上的复数穿孔402(如图4所示)对应接合，如此一来，可使得光学组件44稳定地位于光学引擎42上，并对齐于发光数组422及光探测数组424。 

第二定位件446凸设于第二侧面450，用以与形成于连接件5上的复数凹孔52(如图4所示)对应接合，如此一来，可提高连接件5与光学组件44接合时的稳定度，使光线可以顺利地通过连接件5耦接至光纤6。 

其中，本体440、第一定位件444及第二定位件446较佳地为一体成型，然而，在实际制作时，第一定位件444、第二定位件446与本体440可以在不同的制作流程中形成。 

在实际制作光学装置4时，可在完成光学引擎42的组装后，将光学引擎42及光学组件44放置在光学校正平台(未图示)上，通过光学校正平台以对光学引擎42中的发光数组422及光探测数组424进行耦光，以使发光数组422及光探测数组424位于最佳位置。若耦光无误后，即可将光学引擎42设置在电路板40上，并与连接件5及光纤6接合。 

综合以上所述，本实用新型的光学装置4将发光数组422及光探测数组424排列在基板420上，可优先对发光数组422及光探测数组424进行光学对位，之后再将具有发光数组422及光探测数组424的光学引擎42组装在电路板40上，如此一来，可以大幅地提升光学装置4的准确率，进而达到合格率的提升。 

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。 

Claims (13)

1.一种光学装置，通过一连接件连接于一光纤，其特征在于，该光学装置包含:

一电路板；

一光学引擎，电连接于该电路板，该光学引擎包含:

一基板，设置在该电路板上；

一发光数组，设置在该基板上；

一光探测数组，设置在该基板上；以及

一光学组件，包覆该发光数组及该光探测数组，该光学组件包含一本体，该本体具有一全反射面、一面对该基板的第一侧面及一面对该连接件的第二侧面，该第二侧面垂直于该第一侧面；

其中，该发光数组朝向该全反射面发射的光线由该全反射面反射后通过该连接件进入该光纤，通过该光纤及该连接件朝向该光学组件投射的光线由该全反射面反射后进入该光探测数组。

2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，更包含:

一驱动组件，设置在该电路板上并电连接于该发光数组；以及

一放大组件，设置在该电路板上并电连接于该光探测数组。

3.根据权利要求2所述的光学装置，其特征在于，该放大组件包含一转阻放大器及一限幅放大器，该转阻放大器电连接于该光探测数组，该限幅放大器电连接于该转阻放大器。

4.根据权利要求3所述的光学装置，其特征在于，该光学引擎更包含复数金属线，贴设在该基板上，该金属线使该发光数组及该光探测数组与该电路板形成电性连接。

5.根据权利要求4所述的光学装置，其特征在于，该金属线与形成于该电路板上的复数电路布线形成电性连接。

6.根据权利要求5所述的光学装置，其特征在于，更包含一黏着件，位于该电路板及该基板之间，该黏着件用以结合该电路板及该基板。

7.根据权利要求6所述的光学装置，其特征在于，该黏着件为双面胶或胶水。

8.根据权利要求6所述的光学装置，其特征在于，该光学组件更包含复数第一定位件，该第一定位件设置于该第一侧面，该第一定位件与形成于该基板上的复数穿孔对应接合。

9.根据权利要求8所述的光学装置，其特征在于，该光学组件更包含复数第二定位件，该第二定位件设置于该第二侧面，该第二定位件与形成于该连接件上的复数凹孔对应接合。

10.根据权利要求9所述的光学装置，其特征在于，该光学组件的该本体、该第一定位件及该第二定位件为一体成型。

11.根据权利要求9所述的光学装置，其特征在于，该光探测数组对齐于该发光数组。

12.根据权利要求11所述的光学装置，其特征在于，该发光数组包含复数发光组件，该光探测数组包含复数光探测器。

13.根据权利要求12所述的光学装置，其特征在于，该发光组件为垂直共振腔面射型雷射，该光探测器为PIN光二极管。

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