CN205594203U - 光接收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光接收装置，包括TO底座、PD垫片、光探测器芯片以及同轴光纤结构；TO底座、PD垫片以及光探测器芯片相互电性连接，TO底座设有安装槽，PD垫片安装于安装槽内，安装槽的面对光纤的侧壁于竖直方向上倾斜设置，使光探测器芯片的入光面于竖直方向上倾斜设置，光纤的出光端面于竖直方向上倾斜设置，使经由光纤的出光端面的射出光倾斜射入光探测器芯片的入光面。本实用新型技术方案通过该光接收装置可以节省透镜的使用，实现简化结构，节省成本，提高响应度，提高光回损的效果。

Description

光接收装置

技术领域

本实用新型涉及光纤通讯技术领域，特别涉及一种光接收装置。

背景技术

随着通信技术的发展，为了实现大容量，长距离的信息传输，光纤通信得到了快速的发展，光纤通信系统主要由发射机，光纤，接收机组成。在传统的光学方案中，光纤中的光信号需要经过一个光学透镜到达接收机的光探测器芯片，因而，需要对光纤进行特殊处理使用较为复杂的结构设计和光学设计。如此，会存在以下问题：随着日益竞争激烈的市场变化，对于光接收器件的性能，价格，质量的要求也越来越高，设置一个光学透镜一方面使得成本升高，另一方面，响应度，质量，光回损率也达不到光接收器件的要求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种光接收装置，旨在简化光接收装置的结构，提高响应度，提高光回损率。

为实现上述目的，本实用新型提出的光接收装置，包括TO底座、PD垫片、光探测器芯片以及同轴光纤结构；

所述TO底座、PD垫片以及光探测器芯片相互电性连接，

所述TO底座设有安装槽，所述PD垫片安装于所述安装槽内，所述安装槽的面对所述光纤的侧壁于竖直方向上倾斜设置，使所述光探测器芯片的入光面于竖直方向上倾斜设置，所述光纤的出光端面于竖直方向上倾斜设置，使经由所述光纤的出光端面的射出光倾斜射入所述光探测器芯片的入光面。

可选地，所述光探测器芯片的入光面正对于所述同轴光纤结构中的光纤的出光端面，所述光探测器芯片的入光面与所述光纤的出光端面之间的间距范围为0.11mm至0.2mm。

可选地，所述安装槽的侧壁于竖向方向上的倾斜角范围为10°±5°，以使所述光探测器芯片的入光面于竖直方向上的倾斜角范围为10°±5°；

所述光纤的出光端面的于竖向方向上的倾斜角范围为4°～13°，以使所述光纤的射出光于水平方向上的倾斜角范围为2°～8°。

可选地，所述光接收装置还包括PD管体，所述同轴光纤结构包括外管体，所述外管体插接于所述PD管体，所述PD管体与所述外管体采用热固胶连接。

可选地，所述PD管体与所述TO底座采用封焊连接。

可选地，所述TO底座与所述PD垫片通过导电胶粘接，所述PD垫片与所述光探测器芯片通过导电胶粘接。

可选地，所述光探测器芯片的入光面的中心线与所述TO底座的中心线的距离差异范围为0±100μm。

可选地，所述光探测器芯片的入光面的中心线与所述TO底座的中心线重合。

本实用新型技术方案提供一种光接收装置，通过该光接收装置可以节省透镜的使用，实现简化结构，节省成本，提高响应度，提高光回损的效果。具体的，光线在传输过程中，经由光纤的出光端面射出，因光线在光纤中是通过全反射进行传播，因此，其射出光必然存在一定的角度，而通过在TO底座设置安装槽，并使该安装槽的侧壁倾斜设置，使得光探测器芯片的入光面根据射出光的角度呈倾斜设置，其倾斜角度根据预先测试的射出光角度适配，使得射出光能够倾斜入射到光探测器芯片的入光面，进而增大射出光入射到光探测器芯片的光通量，提高响应度。同时，可防止射出光在光探测器芯片的入光面上反射回光纤中。因此，提高了射出光的光回损。光探测器芯片的入光面与光纤的出光端面直接对接耦合，可以减少中间光路的损耗，达到极限的光响应度。

附图说明

图1为本实用新型光接收装置一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图2中取出PD垫片和光探测器芯片的结构图；

图4为图1中光接收装置一实施例的光路图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为图1中光接收装置光探测器芯片与TO底座一视角的示意图。

附图标号说明：

100	光接收装置	31	入光面
				10	TO底座	41a	出光端面
11	安装槽	40	同轴光纤结构
				11a	侧壁	41	光纤
20	PD垫片	42	陶瓷插座
				30	光探测器芯片	43	外管体
50	PD管体

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种光接收装置100。

在本实用新型实施例中，如图1所示，本实用新型提出的光接收装置100，包括TO底座10、PD垫片20、光探测器芯片30以及同轴光纤结构40；

所述TO底座10、所述PD垫片20以及所述光探测器芯片30相互电性连接；

所述同轴光纤结构40包括光纤41和插座42，所述插座42套接于所述光纤41的出光端，

所述光探测芯片的入光面31呈竖直设置，所述插座42于水平方向倾斜设置，所述光纤41的出光端面41a于竖直方向倾斜设置，使经由所述光纤41的出光端面41a的射出光能够倾斜射入所述光探测器芯片30的入光面31。

其中，所述光探测器芯片30的入光面31正对于所述光纤41的出光端面41a，所述光探测器芯片30的入光面31与所述光纤41的出光端面41a之间的间距范围为0.11mm至0.2mm。

一般的，TO底座10为TO-46底座，当然还可以为其他类型的TO底座10。可以理解的是，光纤41的射出光的倾斜角太大则响应度变低，倾斜角太小则光回损变小。对于光回损，由于其为负数，所以高回损对应的是比较小的值，低回损对应的是比较大的值，值越小越好。

本实用新型技术方案的光接收装置100，通过该光纤接收装置100可以节省透镜的使用，实现简化结构，节省成本，提高响应度，提高光回损率的效果。

具体的，光线在传输过程中，通过光纤41的出光端面41a输出，因光纤41中的光在传播是通过全反射进行，因此，其射出光必然存在一定的角度。而通过设置将插座42于水平方向设置一定的倾斜角度，使得光纤41有一定的折弯，进而使光线在该折弯处改变角度，同时，光纤41的出光端面41a于竖直方向上呈倾斜设置，使得光线射出光纤41的出光端面41a后的折射角度满足倾斜入射到光探测器芯片30的入光面31。上述的倾斜角度根据预先测试，使得射出光能够倾斜入射到光探测器芯片30的入光面31，进而增大射出光入射到光探测器芯片30的光通量，提高响应度，同时可防止射出光在光探测器芯片30的入光面31上反射回光纤41中，因此，提高了射出光的光回损率。同时，光纤41与光探测器芯片30直接对接耦合，可以减少中间光路的损耗，达到极限的光响应度。

参照图1及图2，所述安装槽11的侧壁11a于竖向方向上的倾斜角α范围为10°±5°，以使所述光探测器芯片30的入光面31于竖直方向上的倾斜角β范围为10°±5°；所述光纤41的出光端面41a的于竖向方向上的倾斜角θ范围为4°～13°，以使所述光纤41的射出光于水平方向上的倾斜角γ范围为2°～8°。

其中，光纤41的出光端套接在陶瓷插座42中，陶瓷插座42的端面于竖直方向上的倾斜角范围也为4°～13°。进一步的，光纤41的出光端面41a的倾斜角θ和陶瓷插座42的倾斜角为4°～13°。如此，可使得光纤41的射出光于水平方向上的倾斜角γ范围为2°～8°，对应的，所述安装槽11的侧壁11a于竖向方向上的倾斜角α的范围为10°±5°。通过上述的角度设置，对光探测器芯片30加载-5V～-12V的电压，使用1550nm的光源可以耦合到响应度大于0.95A/W，光回损小于-40dB的技术水平。

参照图1，所述光接收装置100还包括PD(photo detectors，光探测器)管体，所述同轴光纤结构40包括外管体43，所述外管体43插接于所述PD管体50，所述PD管体50与所述外管体43采用热固胶连接。

具体的，将光纤41的出光端面41a与光探测器芯片30的入光面31耦合对准后，先使用光固化胶预先固定，胶水固化长度小于外管体43和PD管体50之间缝隙周长的1/4，然后使用热固化胶填充满缝隙，然后再次使用光固化胶填充PD管体50和外管体43之间的缝隙，如此可以实现良好的气密性要求，高响应度，高回损的技术要求。

进一步的，所述PD管体50与所述TO底座10采用封焊连接。如此，采用封焊工艺可保证良好的气密性要求。

参照图1，所述TO底座10与所述垫块通过导电胶粘接，所述垫块与PD垫片20通过导电胶粘接，所述PD垫片20与所述光探测器芯片30通过导电胶粘接。

其中，导电胶可以使用H20E或者84-1胶水，如此可实现良好的热传导和电气连接，并保证良好的热膨胀匹配特性。

参照图6，所述光探测器芯片30的入光面31的中心线与所述TO底座10的中心线的距离差异范围为0±100μm。

具体的，在x轴和y轴方向，光探测器芯片40的中心线TO底座10的中心线的距离差异范围为0±100μm。

进一步地，所述光探测器芯片30的入光面31的中心线与所述TO底座10的中心线重合。也即，光探测器芯片40中心线处于TO底座10的圆心。

如此，使得同轴光纤结构40在与光探测器芯片30对准中能处于中心位置，防止产品在外界环境温度变化时出现内部应力不均匀导致的光响应度指标下降。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种光接收装置，其特征在于，包括TO底座、PD垫片、光探测器芯片以及同轴光纤结构；

所述TO底座、PD垫片以及光探测器芯片相互电性连接，

所述TO底座设有安装槽，所述PD垫片安装于所述安装槽内，所述安装槽的面对所述光纤的侧壁于竖直方向上倾斜设置，使所述光探测器芯片的入光面于竖直方向上倾斜设置，所述光纤的出光端面于竖直方向上倾斜设置，使经由所述光纤的出光端面的射出光倾斜射入所述光探测器芯片的入光面。

2.如权利要求1所述的光接收装置，其特征在于，所述光探测器芯片的入光面正对于所述同轴光纤结构中的光纤的出光端面，所述光探测器芯片的入光面与所述光纤的出光端面之间的间距范围为0.11mm至0.2mm。

3.如权利要求1所述的光接收装置，其特征在于，所述安装槽的侧壁于竖向方向上的倾斜角范围为10°±5°，以使所述光探测器芯片的入光面于竖直方向上的倾斜角范围为10°±5°；

所述光纤的出光端面的于竖向方向上的倾斜角范围为4°～13°，以使所述光纤的射出光于水平方向上的倾斜角范围为2°～8°。

4.如权利要求1所述的光接收装置，其特征在于，所述光接收装置还包括PD管体，所述同轴光纤结构包括外管体，所述外管体插接于所述PD管体，所述PD管体与所述外管体采用热固胶连接。

5.如权利要求4所述的光接收装置，其特征在于，所述PD管体与所述TO底座采用封焊连接。

6.如权利要求4所述的光接收装置，其特征在于，所述TO底座与所述PD垫片通过导电胶粘接，所述PD垫片与所述光探测器芯片通过导电胶粘接。

7.如权利要求1所述的光接收装置，其特征在于，所述光探测器芯片的入光面的中心线与所述TO底座的中心线的距离差异范围为0±100μm。

8.如权利要求1所述的光接收装置，其特征在于，所述光探测器芯片的入光面的中心线与所述TO底座的中心线重合。