CN203786345U - 光发射器封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种光发射器封装结构，包含有一载置有光发射模组的基座，一设置于该基座一侧的电路基板，以及一装设于该基座一侧的筒状件。该基座包含有一载置有光发射模组的平面部，以及一设置于该平面部一侧的组设部。该电路基板包含有一基板本体，一设置于该基板本体一端并连接于该光发射模组的电连接侧，以及一设于该基板本体相对该电连接侧一端的电连接埠。该筒状件系装设于该组设部上。该筒状件包含有一连接于该外部光纤的筒状本体，以及一设置于该筒状本体内或一侧将光发射模组所射出的光讯号耦光至该外部光纤的耦光透镜，由此，本实用新型可独立分拆，便于替换和维护，故障时可回收并再进行利用。

Description

光发射器封装结构
技术领域
本实用新型有关于一种光发射器封装结构，尤指一种用于QSFP并可分开拆换的光发射器封装结构。
背景技术
随着科技日新月异，电脑处理速度及处理容量不断增加，以往利用传统电缆线的电信传输方式受限于频宽以及传输速度，已然无法负荷现代生活中所需的庞大容量资讯传输，为因应这方面的需求，传统的电信传输系统逐渐被光纤传输系统所取代。光纤传输系统由于并不具有频宽限制，具有高速传输、传输距离长、材质不受电磁波干扰等优点，因此，目前电子产业多朝光纤传输的方向进行研发，且为未来的主流。所谓光通讯技术，系以光波作为讯号载体，透过光纤在二节点之间进行传输的技术。光通讯领域依其传输介质不同可大致区分为光通讯侧及电通讯侧，透过光收发器(optical transceiver)，将所接收到的光讯号转换为可供晶片处理的电讯号，或将经资料处理过后的电讯号由光收发器转换成光讯号以透过光纤进行传输，藉此达到通讯的目的。
分波多工(wavelength-division multiplexing,WDM)是一种多工处理数个藉由光纤传递的光学载波讯号的技术，此技术利用不同波长讯号或是雷射光讯号传递。此项技术实现在光纤上讯号的双向传输与加成的传输容量。并且此分波多工用词，相对于分频多工应用于无线电载波而言，大部份应用于光学载波，再者，因为波长与频率两者基本上互为倒数关系，其概念可相互套用。
实际上，波长分波多工的实际作法就是将光纤的工作波长分割成多个通道(channel)，俾使能在同一条光纤内传输更大量的资料。一个完整的波长分波多工系统分为发射端的波长分波多工器(Wavelength division multiplexer)以及在接收端的波长分波解多工器(wavelength division demultiplexer)。目前市面上已经有商用的波长分波多工器/解多工器，最多可将光纤通讯系统化分为80个通道，也使得资料传输的速率一下子就突破Tb/s的等级。
用于WDM技术的光发射模组通常此类连接器所含有的单个光传输器构造，此光传输器构造虽可分别发出不同频段的光讯号，但是当此光传输器一旦损毁，就无法对各个频段做个别修复，只能够置换整个光传输器，对于成本损耗相对较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种光发射器封装结构，其结构简单，能克服现有技术的缺陷，能分别进行替换，节约成本，提高效率。
为实现上述目的，本实用新型公开了一种光发射器封装结构，其特征在于包含有：
一基座，包含有一载置有光发射模组的平面部，以及一设置于该平面部一侧的组设部；
一电路基板，包含有一基板本体，一设置于该基板本体一端并连接于该光发射模组的电连接侧，以及一设于该基板本体相对该电连接侧一端的电连接埠；以及
一筒状件，装设于该组设部上，该筒状件包含有一连接于外部光纤的筒状本体，以及一设置于该筒状本体内部或该筒状本体与该光发射模组之间并将光发射模组所射出的光讯号耦光至该外部光纤的耦光透镜。
其中，该耦光透镜设置于该筒状本体与该光发射模组之间，该筒状本体包含有一结合于该组设部的平面调节机构，一结合于该平面调节机构的光距调节机构，以及一结合于该光距调节机构上的光纤连结机构。
其中，该组设部包含有一设置于该平面部一侧的环状定位部，一设置于该环状定位部中间以设置该耦光透镜的定位槽，以及一设于该环状定位部一侧的第一结合平面，该平面调节机构包含有一机构本体，以及一设于该机构本体一侧经由耦光校正后固定于该第一结合平面的第二结合平面。
其中，该平面调节机构包含有一机构本体，一设于该机构本体一侧的槽状轨道，该光距调节机构包含有一座主体，一设于该座主体一侧滑移于该槽状轨道内并于耦光校正后固定于该槽状轨道上的插设部。
其中，该耦光透镜包含有一固定于该定位槽上的金属外环部，以及至少一设置于该金属外环部内的凸透镜或球形透镜。
其中，该筒状本体包含有一设于该光纤连结机构以及该光距调节机构之间的光频隔离器。
其中，该光距调节机构包含有一座主体，一设于该座主体一侧以供该光频隔离器设置的第一设置槽，以及一设置于该座主体上该第一设置槽一侧的第二设置槽，该光纤连结机构包含有一套管主体，一设置于该套管主体内以连接至外部光纤的光耦合通道，以及一设置于套管主体上于该光耦合通道相对该外部光纤一侧以固定于该第二设置槽的定位部。
其中，该筒状本体包含有一结合于该组设部的平面调节机构，以及一结合于该平面调节机构上的光纤连结机构，该耦光透镜设置于该光纤连结机构内部。
其中，该组设部包含有一设置于该平面部一侧的环状定位部，一设置于该环状定位部中间的组接槽，以及一设于该环状定位部一侧的第一结合平面，该平面调节机构包含有一机构本体，一设置于该机构本体中间并对应至该组接槽的穿槽，以及一设于该机构本体一侧经由耦光校正后固定于该第一结合平面的第二结合平面。
其中，该光纤连结机构包含有一套管主体，一设置于该套管主体一侧穿过该穿槽及该组接槽的光距调节部，以及一设置于该光距调节部内的耦光透镜。
其中，该光纤连结机构包含有一设置于该套管主体内以将经过该耦光透镜的光讯号耦光至该外部光纤的光耦合通道。
其中，该光纤连结机构包含有一设于该光距调节部内的定位槽，该耦光透镜包含有一固定于该定位槽上的金属外环部，以及至少一设置于该金属外环部内的凸透镜或球形透镜。
本实用新型具备以下的有益效果：
1.本实用新型的光发射器系可独立分拆，当光收发器模组上的单颗光发射器产生故障时，组装工程师可针对单颗光发射器进行替换。
2.本实用新型光发射器上的基板及筒状件系可分拆，并可分别独立检测，于光发射模组故障时，搭设有耦光透镜的筒状件系可回收并再进行利用。
附图说明
图1：为本实用新型光收发器模组的外观示意图(一)。
图2：为本实用新型光收发器模组的外观示意图(二)。
图3：为本实用新型第一实施例的外观示意图。
图4：为本实用新型第一实施例的分解示意图(一)。
图5：为本实用新型第一实施例的分解示意图(二)。
图6：为本实用新型第一实施例的俯视图。
图7：为图5的A-A剖视图。
图8：为图5的B-B剖视图。
图9：为本实用新型第二实施例的外观示意图。
图10：为本实用新型第二实施例的分解示意图(一)。
图11：为本实用新型第二实施例的分解示意图(二)。
图12：为本实用新型第二实施例的俯视图。
图13：为图11的A-A剖视图。
图14：为图11的B-B剖视图。
具体实施方式
兹就本案的结构特征暨操作方式举一较佳实施例，并配合图示说明，谨述于后，提供审查参阅。再者，本实用新型中的图式，为说明方便，其比例未必按实际比例绘制，而有夸大的情况，该等图式及其比例非用以限制本实用新型的范围。
请一并参阅图1至图3，为组设有本实用新型光发射器的光收发器模组以及本实用新型光发射器的外观示意图，其中于图1所示的连接器70为LC（LucentConnector/Local Connector）的规格：本实施例中的光收发器模组100，系应用波长分波多工（Wavelength Division Multiplexing，WDM）的技术，经由多个光发射器10分别将不同波长的光，透过分波多工器30导入单一单模光纤，藉由单模光纤进行中、长距离的传输，接续，藉由另一侧的光接收器20透过解多工器40将所接收到的光讯号进行分光处理，以分别导引至不同的通道。于本实施例中，所述的光收发器模组100除应用波长分波多工（WDM）的技术外，亦可应用于二位元相位偏移调变（Binary Phase Shift Keying，BPSK），四位元相位偏移调变（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）、粗式波长分割多工转换(Conventional/Coarse Wavelength Division Multiplexing，CWDM)高密度分波多工（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）、光塞取多工（OpticalAdd/Drop Multiplexer，OADM）、可调光塞取多工（Reconfigurable OpticalAdd/Drop Multiplexer，ROADM）、或类此的相关光通讯技术。
于图2所示的连接器80为MPO(Multi-Fibre Push On)的规格，于本实施例中的光纤系以多通道的方式一对一的对接，无须经由分光、解分光的步骤，可省去分光多工器、及解多工器的用料及所占去的空间。
于本实用新型中，所述的光发射元件系为边射型雷射二极体或边射型雷射二极体与基板或其他电子元件的总成，于本实施例并不欲限制。
第一实施例：
有关于本实用新型的第一实施例的详细结构，请参阅图3至图8。请先参阅图3及图4，于本实施例中，提供一种光发射器封装结构10，该光发射器封装结构10主要包含有一基座11、一设置于该基座11上的光发射模组12、一覆盖于该光发射模组12上方的外罩13、一设置于该基座11一侧的电路基板14、以及一装设于该基座11一侧的筒状件15。该基座11采金属材质，可协助光发射模组12散热，该基座11包含有一平面部111，以及一设置于该平面部111一侧的组设部112。该平面部用于载置所述的光发射模组12，该组设部包含有一设置于该平面部111一侧的环状定位部113，该环状定位部113的中间设置有一对应于该光发射模组12的定位槽114，该定位槽114配合筒状件15的耦光透镜151设置(针对筒状件15的结构后方将有更进一步的描述)，该耦光透镜151包含有一固定于该定位槽114上的金属外环部1511，以及至少一设置于该金属外环部1511内的凸透镜或球形透镜(双凸透镜1512)。该基座11的平面部111的上方覆盖上述的外罩13，于制程中，藉由注入填充物或焊接的方式将填充物密封于外罩13与基座11间的间隙，藉此达到密封该光发射模组12的目的。
该电路基板14一端结合于该基座11上，该电路基板14包含有一具有印刷电路142的基板本体141，一设置于该基板本体141一端的电连接侧143，以及一设置于该基板本体141相对该电连接侧143一端的电连接埠144。该基板本体141的电连接侧143固定于该基座11的平面部111上，其可藉由胶合的方式进行固定，并以焊接或打线的方式，将光发射模组12电连接至该基板本体141的电连接侧143。该电连接埠144连接至光收发器模组100的基板50上(如图1所示)，以电焊、点焊或藉由插槽连结的方式与基板50上的印刷电路电性连接，藉以将基板50上讯号处理模组所传递的激发讯号传递至该光发射模组12。该筒状件15对应地装设于该组设部112上。该筒状件15包含有一连接于外部光纤(未图示)的筒状本体152，于本实施例中，所述的耦光透镜151设置于该筒状本体152的一侧，藉以将光发射模组12所射出的光讯号经由筒状本体152耦光至外部光纤。
有关于本实用新型第一实施例中筒状件15的细部结构，请一并参阅图5至图8所示。以下针对该筒状件15的结构由左至右依序进行描述。
于图5的结构分解示意图中，该筒状件15主要可分为耦光透镜151及筒状本体152两部分，于图示中，该筒状本体152由左至右可依序拆解为一平面调节机构1521、一光距调节机构1522、一光频隔离器1523(Isolator)、以及一光纤连结机构1524。
请一并参阅图6及图7，该平面调节机构1521于耦光校正完成时藉由焊接的方式结合于该组设部112上，并藉由注入填充物的方式密封平面调节机构1521与组设部112之间的间隙。为进行X-Y平面上的校正，该基座11的组设部112包含有一设于该环状定位部113一侧的第一结合平面115，该平面调节机构1521包含有一机构本体15211，以及一设于该机构本体15211一侧的第二结合平面15212。该第二结合平面15212对应至该第一结合平面115。于校正时，藉由校正装置(未图示)调整该筒状本体152与该组设部112间的相对位置，于校正完成时藉由雷射点焊的方式将该第一结合平面115固定于该第二结合平面15212上，完成于X-Y平面上的校正。
请一并参阅图6及图8，该光距调节机构1522于耦光校正完成时藉由焊接的方式结合于该平面调节机构1521上，并藉由注入填充物的方式密封光距调节机构1522与平面调节机构1521之间的间隙。为进行Z轴上的校正，该平面调节机构1521的机构本体15211相对该第二结合平面15212的另一侧，设置有一槽状轨道15213。该光距调节机构1522包含有一座主体15221，以及一设于该座主体15221一侧可移动于该槽状轨道15213内的插设部15222。于Z轴校正完成时，藉由雷射焊接或其他焊接方式的方式将该光距调节机构1522固定于该平面调节机构1521上。
为便于说明本实施例中于Z轴方向上的校正方式，在此定义光发射模组12至该耦光透镜151的距离为L1，该耦光透镜151至该光频隔离器1523之间的距离为L2。于本实施例中，该耦光透镜151设置于该基座11的设置槽114上，该光发射模组12至该耦光透镜151的距离L1恒为定值，该耦光透镜151至该光频隔离器1523之间的距离L2依据该光距调节机构1522的插设部15222与该平面调节机构1521的槽状轨道15213进行调整，于L1固定时，由于耦光透镜151的聚焦特性，欲达到较佳的耦光效率，该L2的长度将趋于一定值，是以，该L2的长度将取决于L1长度的设定。以双凸透镜的例而言，由于L2>L1，因此，以此配置将可增加光距调节机构1522与该平面调节机构1521间的公差容忍度，进一步简化制程上的难度。
请一并参阅图5及图8，所述的光频隔离器1523设置于该光纤连结机构1524以及该光距调节机构1522之间，该光频隔离器1523视需求亦可设置于连接于外部光纤的一侧，于本实用新型中并不予以限制。该光距调节机构1522包含有一设于该座主体15221一侧以供该光频隔离器1523设置的第一设置槽15223，以及一设置于该座主体15221上该第一设置槽15223一侧的第二设置槽15224，该第一设置槽15223供该光频隔离器1523设置，该第二设置槽15224的内径大于该第一设置槽15223的内径，藉此形成可供该光纤连结机构1524组设的外环区域。该光纤连结机构1524包含有一套管主体15241，一设置于该套管主体15241内的光耦合通道15242，以及一设置于该套管主体15241一侧以固定于该第二设置槽15224的定位部15243。该光耦合通道15242的一端对应连结至所述的外部光纤。
第二实施例：
有关于本实用新型的第二实施例的详细结构，请参阅图9至图14。请先参阅图9及图10，于本实施例中，提供一种光发射器封装结构60，该光发射器封装结构60主要包含有一基座61、一设置于该基座61上的光发射模组62、一覆盖于该光发射模组62上方的外罩63、一设置于该基座61一侧的电路基板64、以及一装设于该基座61一侧的筒状件65。该基座61采金属材质，可协助光发射模组62散热，该基座61包含有一平面部611，以及一设置于该平面部611一侧的组设部612。该平面部611用于载置所述的光发射模组62，该组设部612包含有一设置于该平面部611一侧的环状定位部613，该环状定位部613的中间设置有一对应于该光发射模组62的组接槽614，该组接槽614配合筒状件65设置(针对筒状件65的结构后方将有更进一步的描述)。该基座61的平面部611的上方覆盖上述的外罩63，于制程中，藉由注入填充物或焊接的方式将填充物密封于外罩63与基座61间的间隙，藉此达到密封该光发射模组62的目的。
该电路基板64一端结合于该基座61上，该电路基板64包含有一具有印刷电路641的基板本体642，一设置于该基板本体642一端的电连接侧643，以及一设置于该基板本体642相对该电连接侧643一端的电连接埠644。该基板本体642的电连接侧643固定于该基座61的平面部611上，其可藉由胶合的方式进行固定，并以焊接或打线的方式，将光发射模组62电连接至该基板本体642的电连接侧643。该电连接埠644连接至光收发器模组100的基板50上(如图1所示)，以电焊或点焊的方式与基板50上的印刷电路电性连接，藉以将基板50上所传递的激发讯号传递至该光发射模组62。该筒状件65对应地装设于该组设部612上。该筒状件65包含有一连接于外部光纤的筒状本体651，以及一耦光透镜652设置于该筒状本体651内侧，藉以将光发射模组62所射出的光讯号经由筒状本体651耦光至外部光纤。
有关于本实用新型第二实施例中筒状件的细部结构，请一并参阅图11至图14所示。以下针对该筒状件65的结构由左至右依序进行描述。
于图10的结构分解示意图中，于图示中，该筒状本体651由左至右可依序拆解为一平面调节机构6511、以及一光纤连结机构6512。
请一并参阅图12及图13，该平面调节机构6511于耦光校正完成时藉由雷射点焊结合于该组设部612上。为进行X-Y平面上的校正，该基座61的组设部612包含有一设于该环状定位部613一侧的第一结合平面615，该平面调节机构6511包含有一机构本体65111，一穿过该机构本体65111中间并对应至该组接槽614的穿槽65112，以及一设于该机构本体65111一侧的第二结合平面65113。该第二结合平面65113对应至该第一结合平面615。于校正时，藉由校正装置(未图示)调整该筒状本体651与该组设部612间的相对位置，于校正完成时藉由雷射点焊的方式将该第一结合平面615固定于该第二结合平面65113上，完成于X-Y平面上的校正。
请一并参阅「图12」及「图14」，本实用新型的该光纤连结机构6512于耦光校正完成时藉由焊接的方式结合于该平面调节机构6511上，并藉由注入填充物的方式密封光纤连结机构6512与平面调节机构6511之间的间隙。该光纤连结机构6512包含有一套管主体65121，一设置于该套管主体65121内侧的光耦合通道65124，一设置于该套管主体65121一侧的光距调节部65122，以及一设于该光距调节部6511内侧的耦光透镜652。该光距调节部65122内侧设有定位槽65123，该耦光透镜652包含有一固定于该定位槽65123上的金属外环部6521，以及至少一设置于该金属外环部6521内的凸透镜或球形透镜(于本实施例采用双凸透镜6522)。
为便于说明本实施例中于Z轴方向上的校正方式，在此定义光发射模组62至该耦光透镜652的距离为L3，该耦光透镜652至该光耦合通道15242之间的距离为L4。于本实施例中，该耦光透镜652设置于该光纤连结机构6512的设置槽65123上，因此，该耦光透镜652至该光耦合通道65124的距离L4恒为定值，该光发射模组62至该耦光透镜652之间的距离L3依据该光纤连结机构6512的光距调节部65122与该平面调节机构6511的穿槽65112进行调整，于L4固定时，由于耦光透镜652的聚焦特性，欲达到较佳的耦光效率，该L3的长度将趋于一定值，是以，该L3的长度将取决于L4长度的设定。
综上所述，本实用新型的光发射器可独立分拆，当光收发器模组上的单颗光发射器产生故障时，组装工程师可针对单颗光发射器进行替换。此外，本实用新型光发射器上的基板及筒状件可分拆，并可分别独立检测，于光发射模组故障时，搭设有耦光透镜的筒状件可回收并再进行利用。
本实用新型已藉上述较佳具体例进行更详细说明，惟本实用新型并不限定于上述所举例的实施例，凡在本实用新型所揭示的技术思想范围内，对该等结构作各种变化及修饰，该等变化及修饰仍属本实用新型的范围。

Claims (12)

1.一种光发射器封装结构，其特征在于包含有： 
一基座，包含有一载置有光发射模组的平面部，以及一设置于该平面部一侧的组设部； 
一电路基板，包含有一基板本体，一设置于该基板本体一端并连接于该光发射模组的电连接侧，以及一设于该基板本体相对该电连接侧一端的电连接埠；以及 
一筒状件，装设于该组设部上，该筒状件包含有一连接于外部光纤的筒状本体，以及一设置于该筒状本体内部或该筒状本体与该光发射模组之间并将光发射模组所射出的光讯号耦光至该外部光纤的耦光透镜。 
2.如权利要求1所述的光发射器封装结构，其特征在于，该耦光透镜设置于该筒状本体与该光发射模组之间，该筒状本体包含有一结合于该组设部的平面调节机构，一结合于该平面调节机构的光距调节机构，以及一结合于该光距调节机构上的光纤连结机构。 
3.如权利要求2所述的光发射器封装结构，其特征在于，该组设部包含有一设置于该平面部一侧的环状定位部，一设置于该环状定位部中间以设置该耦光透镜的定位槽，以及一设于该环状定位部一侧的第一结合平面，该平面调节机构包含有一机构本体，以及一设于该机构本体一侧经由耦光校正后固定于该第一结合平面的第二结合平面。 
4.如权利要求2或3所述的光发射器封装结构，其特征在于，该平面调节机构包含有一机构本体，一设于该机构本体一侧的槽状轨道，该光距调节机构包含有一座主体，一设于该座主体一侧滑移于该槽状轨道内并于耦光校正后固定于该槽状轨道上的插设部。 
5.如权利要求3所述的光发射器封装结构，其特征在于，该耦光透镜包含有一固定于该定位槽上的金属外环部，以及至少一设置于该金属外环部内的凸透镜或球形透镜。 
6.如权利要求2所述的光发射器封装结构，其特征在于，该筒状本体包含有一设于该光纤连结机构以及该光距调节机构之间的光频隔离器。 
7.如权利要求6所述的光发射器封装结构，其特征在于，该光距调节机构包含有一座主体，一设于该座主体一侧以供该光频隔离器设置的第一设置槽，以及一设置于该座主体上该第一设置槽一侧的第二设置槽，该光纤连结机构包含有一套管主体，一设置于该套管主体内以连接至外部光纤的光耦合通道，以及一设置于套管主体上于该光耦合通道相对该外部光纤一侧以固定于该第二设置槽的定位 部。 
8.如权利要求1所述的光发射器封装结构，其特征在于，该筒状本体包含有一结合于该组设部的平面调节机构，以及一结合于该平面调节机构上的光纤连结机构，该耦光透镜设置于该光纤连结机构内部。 
9.如权利要求8所述的光发射器封装结构，其特征在于，该组设部包含有一设置于该平面部一侧的环状定位部，一设置于该环状定位部中间的组接槽，以及一设于该环状定位部一侧的第一结合平面，该平面调节机构包含有一机构本体，一设置于该机构本体中间并对应至该组接槽的穿槽，以及一设于该机构本体一侧经由耦光校正后固定于该第一结合平面的第二结合平面。 
10.如权利要求9所述的光发射器封装结构，其特征在于，该光纤连结机构包含有一套管主体，一设置于该套管主体一侧穿过该穿槽及该组接槽的光距调节部，以及一设置于该光距调节部内的耦光透镜。 
11.如权利要求10所述的光发射器封装结构，其特征在于，该光纤连结机构包含有一设置于该套管主体内以将经过该耦光透镜的光讯号耦光至该外部光纤的光耦合通道。 
12.如权利要求10所述的光发射器封装结构，其特征在于，该光纤连结机构包含有一设于该光距调节部内的定位槽，该耦光透镜包含有一固定于该定位槽上的金属外环部，以及至少一设置于该金属外环部内的凸透镜或球形透镜。 
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