CN204241730U - 一种微型光学器件的光纤耦合结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微型光学器件的光纤耦合结构，采用金属球关节结构，球关节对的一端与壳体通过激光焊接的方式相连，而光纤头插入球关节对的另一端，实现激光器输出耦合或是光无源器件的输入输出耦合。端关节与壳体之间采用激光焊接。本实用新型不仅调节精度较高，而且杜绝了热效应的影响，同时该结构相对简单方便调试，因而制作效率高且成本低廉，适合批量生产。

Description

一种微型光学器件的光纤耦合结构

技术领域

本实用新型涉及激光及光通讯领域，尤其是涉及一种微型光学器件的光纤耦合结构。

背景技术

激光光纤耦合一直以来都是光纤输出器件工艺中最重要的环节。由于目前激光器件、光纤通讯器件、光学器件越来越趋向于小型化，且朝着高效、低成本、容易量产的方向发展。

在一些有源光器件特别是半导体激光器的封装中，通常会用到环氧树脂胶、锡焊、机械螺丝和铜焊等粘接方法。环氧树脂胶是光电子器件封装过程中常用的材料，但是在强度与耐热性能方面均存在不足，且制作工序复杂，性能不稳定。焊锡的热应力影响非常大、焊接效率极低、不适合量产；且锡焊的焊接点一致性差、焊接效果因人而异，故整个封装的长期可靠性较差；同时在进行封装时，其由于需要进行封焊与锡焊，故其需要配置有专用的工夹具，还需要大电流突发性加热系统进行辅助，成本较高。

常规的光纤耦合装置通常采用锡焊技术，将光纤准直器直的金属套管与光纤螺纹套筒直接相连然后进行焊接。在这种光纤耦合机构中，不同的材料通常会由于热膨胀系数不一致、形成金属间化合物、粘接不牢、离子污染、腐蚀或氧化、产生气体污染和腐蚀组件等原因而导器件失效。而光纤螺纹套筒与器件壳体采用螺纹锁定，光学耦合的稳定性和可靠性较差，无法满足市场长期可靠性需求。

 因此我们创新性的将球关节结构应用于光纤准直器与光学封装器件之间的耦合中来，并采用激光焊接的方式将球关节与壳体相连，提高了器件热稳定性。不仅外表整洁美观结构稳定，还使得器件制作效率与良品率显著增高。同时该结构也可以制作成阵列球关节，分别输出。由于采用激光焊接，相邻通道之间没有串扰。几乎模块化的器件都可以使用，应用极其广泛。

发明内容

本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种结构稳定、制作效率高的微型光学器件的光纤耦合结构。

本实用新型的技术方案是：一种微型光学器件的光纤耦合结构，包括壳体、金属球关节对、光纤头；所述的金属球关节对由端关节与球头两个部分套接在一起组成；所述的端关节与器件壳体相连，球头后端的金属管直接插入光纤头中；所述的端关节与壳体之间采用激光焊接。

所述的端关节、球头采用与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数、并有良好的低温组织稳定性的可伐(Kovar)合金制作。

与现有技术相比，本实用新型的有效益果是：通过引入新型球关节结构并通过对关键光学耦合部件进行激光焊接，其热稳定性较好，且应力更小、对湿气不敏感，具有更高的可靠性与成本优势。提高了耦合精度并且减小了热效应；同时简化结构与调试难度，降低产品制造成本低。

附图说明

图1是为本实用新型实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

参考图1，首先将金属球关节对中的端关节部分102与光学器件壳体101通过激光焊接在一起。设定好激光器功率密度、激光脉冲宽度、离焦量等焊接参数，并在金属壳体与金属球关节接触位置（即图中黑色圆球处）进行焊接。将光纤准直器104插入金属球关节球头103的套管中，用环氧树脂胶进行粘接。球头部分可以自由转动，方便我们对光纤的光路进行调节，调节完毕后使用激光焊接的方式将球关节对固定。

Claims (3)

1.一种微型光学器件的光纤耦合结构，包括壳体（101）、金属球关节对、光纤头（104），其特征在于：所述的金属球关节对由端关节（102）与球头(103)两个部分套接在一起组成；所述的端关节（102）与器件壳体（101）相连，球头（103）后端的金属管直接插入光纤头中（104）；所述的端关节（102）与壳体（101）之间采用激光焊接。

2. 根据权利要求1所述的一种微型光学器件的光纤耦合结构，其特征在于：所述的端关节（102）、球头（103）采用与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数、并有良好的低温组织稳定性的可伐(Kovar)合金制作。

3.根据权利要求1所述的一种微型光学器件的光纤耦合结构，其特征在于：所述的端关节（102）与壳体（101）之间采用激光焊接。