CN206684346U - 提升耦光效率的光通讯模组 - Google Patents

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Abstract

一种提升耦光效率的光通讯模组，包含有一光纤对接插座以及一设置于该光纤对接插座一侧的光发射器主体。该光纤对接插座具有一插座主体，以及一设置于该插座主体内供双核光纤设置的贯孔。于该插座主体相应于该贯孔的二端分别具有一收光侧、以及一光纤插槽。该光发射器主体包含有一壳体以及一设置于该壳体内的雷射半导体，并于该壳体一侧具有一开口处用以对准至该贯孔以将该雷射光耦合至该双核光纤。该双核光纤具有不同核心直径及数值孔径，用以提升耦光效率并减少与外部光纤之间的耦合损失。

Description

提升耦光效率的光通讯模组
技术领域
本实用新型系有关于一种光通讯模组，特别是指一种提升耦光效率的光通讯模组。
背景技术
于光通讯领域中，将光束导入至光纤时，必须要考虑光学系统的数值孔径(Numerical Aperture,NA)，始能衡量该光纤所能接受的收光角度。数值孔径低的光纤，其收光角度相对较小，于进行耦光时经常有耦光困难或损失过大的情况，造成模组良率下降及限制耦光位置的允许误差值(Tolerance)。
一般光纤对接插座(Receptacle)内的光纤芯多是使用标准单模光纤SMF-28制作，由于其具有特定的数值孔径(NA＝0.14，在光讯号波长为1310nm的情况下)与核心直径(8.2um)，于进行耦光时，只能仰赖高精准度的机台放置耦光透镜与雷射元件，以提升光学系统的耦光效率。单模光纤SMF-28为标准光纤因此成本低廉，然而，受限于单模光纤本身的低数值孔径及小核心直径，于进行耦光时经常有耦光困难或损失过大的情况。
为解决上述的问题，部分封装方式是将光纤对接插座内的单模光纤芯端面切斜角，使端面带有特定角度，可以接收偏离光轴的特定角度的入射雷射光，若要使入射雷射光角度与端面特定角度的匹配，需透过自动耦光机台360度旋转定位平台搜寻最大耦光功率值，但是这会耗时费工才能寻找到相对最大耦光功率值，同时为迁就最佳耦光功率值，会造成收光锥角的水平偏移，这种耦光方式可能不符合机构需求，甚至有时水平偏移仍无法满足绝对最大的耦光效率时，必须将带有特定角度的光纤端面倾斜后方能获到最大的耦光功率值，这悖离一般光通讯元件在耦光后确保机构是平整面合密封的实际需求。此外，如果入射雷射光角度非常小或没有偏离光轴角度，单模光纤芯端面切斜角带有特定角度，使部分光束落在此特定角度之外，反而无法耦到光功率真正最大值，届时又必须更换回没有端面角度或多种端面角度的单模光纤芯端面，这种角度匹配的试误法将耗时费工，导致无法提升光通讯模组的生产效率。
另外，部分封装方式会在光纤对接插座内使用标准多模光纤(Multi-ModeFiber)，其具有大核心直径与高数值孔径特性，可以增加收容较大的雷射光斑与偏离光轴的特定角度之入射雷射光。这样的设计虽然增加了入射面的收光面积与 收光角度，而且外部光纤使用多模光纤(光纤芯)可以无损失的连接，但在与外部单模光纤进行连接时，由于多模光纤(光纤芯)的核心直径大于单模光纤(外部光纤)的核心直径，于讯号传递时容易在光纤与光纤的对接处造成更大的损失。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种提升耦光效率的光通讯模组，其能解决习知光纤对接插座的光纤芯采用单一核心直径导致耦光效率不彰的问题。
为实现上述目的，本实用新型公开了一种提升耦光效率的光通讯模组，其特征在于包含有：
一光纤对接插座，具有一插座主体，以及一设置于该插座主体内供双核光纤设置的贯孔，于该插座主体相应于该贯孔的二端分别具有一收光侧以及一光纤插槽；以及
一光发射器主体，设置于该光纤对接插座一侧，该光发射器主体包含有一壳体，以及一设置于该壳体内的雷射半导体，并于该壳体一侧具有一开口处用以对准至该贯孔以将该雷射半导体的雷射光耦合至该双核光纤；
其中，该贯孔内的双核光纤包含有不同核心直径的收光区段及耦合区段，该收光区段相对该耦合区段具有较大的核心直径用以增加该收光侧的收光面积以提升耦光效率，该耦合区段具有与外部光纤相同的模场直径或其核心直径不超过该外部光纤的核心直径8.2μm用以增加与该外部光纤之间的耦合效率。
其中，该收光区段相对该耦合区段具有较大的数值孔径用以增加该收光侧的收光角度。
其中，该耦合区段的核心直径不超过该外部光纤的核心直径2.7μm。
其中，该耦合区段的数值孔径不大于该外部光纤的数值孔径。
其中，该耦合区段的数值孔径不超过该外部光纤的数值孔径0.14。
其中，该耦合区段的数值孔径不超过该外部光纤的数值孔径0.046。
其中，该双核光纤的耦合区段为将该收光区段及该耦合区段以融熔拉锥的方式结合所形成的一体成形的锥体光纤。
其中，该双核光纤为热膨胀核心光纤或步阶转换核心光纤。
其中，该双核光纤为于该收光区段及该耦合区段中间具有耦合结构的中介光纤。
其中，该耦合结构包含有：
一由该收光区段靠近该耦合区段的一端朝内烧结而形成的内弧面以及填充于该内弧面的内侧及该收光区段及该耦合区段之间的折射率耦合材料；及/或
一由该耦合区段靠近该收光区段的一端朝内烧结而形成的内弧面，以及填充 于该内弧面的内侧及该收光区段及该耦合区段之间的折射率耦合材料。
其中，该耦合结构包含有：
一由该收光区段靠近该耦合区段的一端朝内烧结而形成的内弧面，于该内弧面的内侧对应设置有一聚光透镜；及/或
一由该耦合区段靠近该收光区段的一端朝内烧结而形成的内弧面，于该内弧面的内侧对应设置有一聚光透镜。
其中，该耦合结构包含有：
一由该收光区段靠近该耦合区段的一端切齐而形成的平面；
一由该耦合区段靠近该收光区段的一端切齐而形成的平面；以及
一设置于该收光区段及该耦合区段之间的聚光透镜。
其中，该耦合结构包含有：
一由该收光区段靠近该耦合区段的一端由外侧烧结而形成的外弧面；或
一由该耦合区段靠近该收光区段的一端由外侧烧结而形成的外弧面。
其中，该收光区段及该耦合区段的外径相同。
其中，该雷射半导体与该贯孔之间设置有一耦光透镜以将该雷射半导体的雷射光经由该收光侧对准至该贯孔内的双核光纤。
其中，该收光区段的核心直径与该耦合区段的核心直径差距小于或等于107μm。
其中，该收光区段的数值孔径大于0.105。
其中，该收光区段为多模光纤，该耦合区段为单模光纤。
是以，本实用新型系比起习知技术具有以下之优势功效：
1.本实用新型透过具有二不同核心直径的光纤增加光通讯模组的耦光效率，解决习知光纤对接插座的光纤芯仅具有单一核心直径导致耦光效率不彰的问题。
2.本实用新型透过将两种不同光纤进行融熔拉锥或是于两光纤之间设置耦合结构与折射率耦合材料，减少光纤与光纤间对接时产生的反射损失，增加耦光效率。
附图说明
图1，本实用新型一具体实施态样的剖面示意图。
图2，本实用新型一具体实施态样的收光锥角示意图。
图3，本实用新型第一实施态样示意图的功能方块示意图。
图4，本实用新型第一实施态样示意图的剖面示意图。
图5，本实用新型第二实施态样示意图的功能方块示意图。
图6，本实用新型第二实施态样示意图的剖面示意图。
图7，本实用新型第三实施态样示意图的剖面示意图。
图8，本实用新型第四实施态样示意图的剖面示意图。
图9，本实用新型第五实施态样示意图的剖面示意图。
图10，本实用新型第六实施态样示意图的剖面示意图。
具体实施方式
有关本实用新型之详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下。再者，本实用新型中之图式，为说明方便，其比例未必照实际比例绘制，该等图式及其比例并非用以限制本实用新型之范围，在此先行叙明。
本实用新型系针对光通讯模组的光纤对接插座进行改良，透过将光通讯模组的光纤对接插座内塞入具有两种不同数值孔径(Numerical Aperture)及核心直径(corediameter)的光纤，增加收光侧的耦光效率并降低与外部光纤结合时因核心直径或模场直径不匹配造成的耦合损失。
以下系针对本实用新型的一具体实施态样进行说明，请先参阅「图1」，系本实用新型一具体实施态样的剖面示意图，如图所示：
本实施态样系揭示一种提升耦光效率的光通讯模组100，主要包含有一光纤对接插座10、以及一设置于该光纤对接插座10一侧的光发射器主体20。
所述的光纤对接插座10系具有一插座主体11、一设置于该插座主体11内供双核光纤设置的贯孔12、以及一设置于该插座主体11一侧的Z轴定位筒13。于该插座主体11相应于该贯孔12的二端分别具有一收光侧P1、以及一光纤插槽P2。
所述的光发射器主体20系包含有一壳体21，一设置于该壳体21内的雷射半导体22，并于该壳体21一侧系具有一开口处23用以对准至该贯孔12以将该雷射半导体22所送出的雷射光经透镜25耦光至该贯孔12内的双核光纤。该壳体21系可分为基座211、以及设置于该基座211上的上盖212。该基座211上侧系具有一平面213，该平面213用以设置次基座24、透镜25，于该次基座24上设置雷射半导体22或其他光通讯元件(例如光监测二极体等)。于该平面213的一侧系具有定位平台214，该定位平台214与该平面213垂直，并于该定位平台214其中具有校准孔215用以对准至该雷射半导体22供雷射光通过。该上盖212系用以由上侧密封上述的电子零件，藉以达到密封的效果。于该校准孔215上系设置有光隔离器26(Isolator)，透过该光隔离器26隔绝收光侧P1的反射光束。
于进行封装时，系先将该插座主体11设置于该Z轴定位筒13上，透过耦光仪器(图未示)进行校准。该耦光仪器系先测试该插座主体11与该Z轴定位筒13于Z轴上的最佳耦光位置，并透过电焊或雷射焊接的方式将该插座主体11固定 于该Z轴定位筒13上，藉以固定该收光侧P1至该雷射半导体22之间的间距。接续于Z轴方向固定后，将该Z轴定位筒13(已经与该插座主体11结合)于XY平面上移动，于找到最佳耦光位置时透过电焊或雷射焊接的方式将该Z轴定位筒13固定于该定位平台214上，藉以固定该插座主体11与该校准孔215于XY平面上的相对位置。
于本实用新型中，插座主体11内的双核光纤系具有两种不同的核心直径，所述的核心直径影响光纤收光面积的大小。于一较佳实施态样中，该双核光纤更可具有两种不同或相接近的数值孔径，所述的数值孔径则影响光纤收光锥角的大小。原则上数值孔径(NA)的大小系取决于光纤核心与外部包覆层之间的折射率，请一并参阅「图2」所示，公式如下：
其中，α系为光纤的收光半角，n1是光纤核心(core)的折射率，n2则是包覆层(clading)的折射率。在正负收光半角范围内的光束，于进入光纤时始能进行全反射，因此，收光角度的大小与耦光效率间互相具有正相关的关联性。同时，雷射光经由透镜25聚焦后，光斑有效面积小于收光面积，也会提升耦光效率。
为增加收光角度与收光面积，较佳应采用数值孔径(Numerical Aperture)且核心直径(core diameter)较大的光纤(例如多模光纤MMF)，但如果核心直径较大的光纤连接至核心直径较小的光纤(例如单模光纤SMF)时，容易在接合处产生损失，所产生的损失可依据下面的公式获得：
其中D1系为传送光纤的核心直径，D2系为接收光纤的核心直径。当接收光纤的核心直径大于或等于传送光纤的核心直径时，所造成的损失趋近于零，但仍有可能因误差值产生些许损失，因此最佳的态样接收光纤的核心直径不能小于传送光纤的核心直径。
光纤与光纤对接时，除了核心直径会影响光纤耦合时的耦合效率，数值孔径(Numerical Aperture)的不匹配同样也会造成光纤对接时产生耦合损失。所产生的损失可依据下面的公式获得：
其中NA1系为传送光纤的数值孔径，NA2系为接收光纤的数值孔径。当接收光 纤的数值孔径大于或等于传送光纤的数值孔径时，所造成的损失趋近于零，但仍有可能因误差值产生些许损失，因此最佳的态样接收光纤的数值孔径不能小于传送光纤的数值孔径。
于单模光纤与单模光纤对接时，必须考虑不同光纤中模场直径(Modal FieldDiameter,MFD)的差异，如果模场直径不相同时，光纤与光纤之间会造成耦光损失。所产生的损失可依据下面的公式获得：
其中ω1系为传送光纤的模场直径，ω2系为接收光纤的模场直径。当传送光纤的模场直径趋近于接收光纤的模场直径时，所造成的损失趋近于零；其余当传送光纤的模场直径大于或小于该接收光纤的模场直径时都会造成损失。
由上面的内容可以知道，考量到光纤收光面积与收光锥角的问题，于收光的一侧(对准至雷射半导体的一侧)较佳应选用核心直径及数值孔径较大的光纤，于出光(与外部光纤耦合)的一侧较佳应选用核心直径及数值孔径不大于或接近于外部光纤或是与外部光纤具有相同模场直径的光纤，藉以避免耦光或耦合造成的损失。
以下系举本实用新型二不同实施态样进行说明，于下面的实施态样中，插座主体11内的光纤(贯孔12内光纤)系为具有两种不同的核心直径的双核光纤，藉由增加收光侧P1光纤的收光面积，提升耦光效率，并减少双核光纤在光纤插槽P2一侧与外部光纤OF之间因核心直径或模场直径不匹配产生的耦合损失。
请参阅「图3」及「图4」，为本实用新型第一实施态样的功能方块示意图及剖面示意图，如图所示：
本实施态样中，该双核光纤的耦合区段系为将该收光区段及该耦合区段以融熔拉锥的方式结合所形成的一体成形的锥体光纤。具体而言，于进行融熔拉锥时，必须先预备二分别为具有较高核心直径的光纤(例如多模光纤MMF或特殊单模光纤)及具有核心直径不大于或接近于外部光纤OF或模场直径与外部光纤OF相同的光纤(例如SMF)，于上述的二种光纤之间的接合处提供超过摄氏1400度至1700度的温度使二光纤熔融后结合；于二光纤熔融结合并凝固时，于结合处透过燃烧纯氧及氢气的火焰或放电电极激发出高温电弧之热电装置对熔融处提供持续的高温(约略控制于摄氏1100度至1200度)，并于该光纤熔融处的两侧分别藉由拉伸机由两侧施力拉伸，使温度持续作用于熔融的位置，藉以形成具有二种不同数值孔径或核心直径的半成品光纤。
半成品光纤于进行拉锥时，拉伸的力量、距离、时间以及施加于半成品光纤上的温度必须进行适当的调整，藉此光纤内的光纤核心(core)能够经由拉伸使直 径渐缩而形成具有锥形纤芯SF3的锥体光纤SF。所述的锥形纤芯SF3可将反射造成的损失降低，使讯号的传输率提升，有效的降低光束于两种不同核心直径(core diameter)转换时所造成的光功率损失。
藉由上述的方式，可以将不同的光纤结合成单一的锥形光纤SF，所述的锥形光纤SF用以塞入至插座主体11的贯孔12内，使具有高核心直径的光纤(例如多模光纤MMF或特殊单模光纤)的部分用于作为邻近收光侧P1的收光区段SF1，而核心直径或数值孔径不大于或接近于外部光纤OF或与外部光纤OF模场直径相同的光纤(例如单模光纤SMF)用于作为连接外部光纤OF的耦合区段SF2。收光区段SF1系经由透镜25直接与雷射半导体22耦光，用以增加收光侧P1的收光角度与收光面积；耦合区段SF2系用以耦合至外部光纤OF，透过相同模场直径或不大于或接近于外部光纤OF的核心直径或数值孔径以减少耦合的损失。收光区段SF1的数值孔径较佳系大于0.105，核心直径系介于7μm至110μm之间，于此范围内收光效率的可以达到较佳的数值，惟，可理解的数值孔径越大时越能增加收光锥角的角度，于本实用新型中不仅限制于上述的数值范围；耦合区段SF2的模场直径与外部光纤OF的模场直径相等，或是具有不大于或接近于该外部光纤OF的核心直径及数值孔径较佳。藉此，不仅增加贯孔12内光纤的收光侧P1的耦光效率，同时减少贯孔12内光纤与外部光纤OF之间的耦合损失。上述所称耦合区段SF2接近于该外部光纤OF的核心直径系以该耦合区段SF2的核心直径不超过该外部光纤OF的核心直径2.7μm为准，于此范围内可将损失控制在较佳范围内，但如果仅是将耦合效率控制在所能容许的范围内时，该耦合区段SF2的核心直径应不超过该外部光纤OF的核心直径8.2μm。上述所称耦合区段SF2接近于该外部光纤OF的数值孔径系以该耦合区段SF2的数值孔径不超过该外部光纤OF的数值孔径0.046为准，于此范围内可将损失控制在较佳范围内，但如果仅是将耦合效率控制在所能容许的范围内时，该耦合区段SF2的数值孔径应不超过该外部光纤OF的数值孔径0.14。
于较佳的实施态样中，该收光区段SF1的核心直径可采用较大的核心直径，用以增加收光侧P1的收光面积。透过锥形纤芯SF3的结构，该收光区段SF1的核心直径可大于或接近于该耦合区段SF2的核心直径。但为避免核心直径差距值过大，造成收光区段SF1及耦合区段SF2之间产生过多的损失，于较佳的实施态样中，该收光区段SF1的核心直径与该耦合区段SF2的核心直径差距小于或等于107μm，于此范围内，该锥形纤芯SF3的长度及角度可以控制在合理的范围内，惟上述的数值尚须考虑实务上对产品规格的需求，于本实用新型中不欲限制于上述的范围。
除上述的实施态样外，亦可透过热膨胀核心光纤(Thermally Expanded CoreFiber,TEC fiber)或透过大核心光纤(large core fiber,LCF)与不同核心直径组成的转换光纤(transitional fiber,TF)所制成步阶转换核心光纤(Stepwise transitionalcore fiber,STC fiber)或大核心光纤(LCF)拉锥成形与单模光纤熔接，形成单一光纤具有两种不同数值孔径及核心直径的光纤，或其他利用特殊制程所制作类此特殊复合式光纤，用以取代该插座本体11贯孔12内的锥体光纤SF，于本实用新型中不予以限制。此外，上述收光区段SF1及耦光区段SF2的光纤虽然以多模光纤(MMF)及单模光纤(SMF)进行说明，惟，本实用新型并不欲限制上述光纤实施的种类，在不脱离本实用新型的主要创作精神下，均应落入本实用新型的均等范围。
以下系针对本实用新型的另一较佳实施态样进行说明，请参阅「图5」及「图6」，为本实用新型第二实施态样的功能方块示意图及剖面示意图，如图所示：
除上述透过将单一锥形光纤SF塞入至插座主体11内贯孔12的实施态样外，于另一较佳实施态样中，该双核光纤系可以于收光区段IF1及耦合区段IF2中间设置耦合结构，藉以形成一具有不同数值孔径或核心直径的中介光纤IF。具体而言，可透过分别塞入不同数值孔径或核心直径的光纤分别作为收光区段IF1及耦合区段IF2。于该收光区段IF1及该耦合区段IF2之间透过耦合结构使经过收光区段IF1的光束聚光，以耦合至核心直径更小的耦合区段IF2。
在收光区段IF1的核心直径(core diameter)大于该耦合区段IF2的核心直径的情况下，为避免光束在传输时，因输入光纤的核心直径大于输出光纤的核心直径造成的不匹配损失(多模光纤进入单模光纤)，于一较佳实施态样中，该收光区段IF1靠近该耦合区段IF2的一端系朝内(由光纤端缘朝光纤内侧)烧结有一内弧面IF11，该耦合区段IF2靠近该收光区段IF1的一端系朝内(由光纤端缘朝光纤内侧)烧结有一内弧面IF21，藉由将该内弧面IF11、IF21结合并于其内填充折射率耦合材料IMM形成双凸透镜，将收光区段IF1的光束聚焦至耦合区段IF2的核心，避免因核心直径不同而造成的耦合损失。于本实施态样中，该折射率耦合材料IMM的折射率应大于两侧收光区段IF1及耦光区段IF2核心材料的折射率，藉以达到聚光的效果。
除上述实施态样外，所述的内弧面IF11、IF21亦可单独形成于一侧的光纤端处(收光区段IF1或耦合区段IF2)上，使用折射率耦合材料IMM，而形成可聚光的平凸透镜，于本实用新型中不予以限制。
在有效率的将收光区段IF1的光束耦合至耦合区段IF2情况下，该内弧面IF11、IF21的曲率应配合收光区段IF1以及该耦合区段IF2之间核心直径的差值，并同时须考量收光区段IF1及耦合区段IF2之间的间距，核心直径差值系与该内弧面IF11、IF21的曲率及间距呈强烈的关联性。于较佳的实施态样中，该 收光区段IF1的核心直径可采用较大的核心直径，用以增加收光侧P1的收光面积。透过耦合结构，该收光区段IF1的核心直径可大于或接近于该耦合区段IF2的核心直径。但为避免核心直径差距值过大，造成收光区段IF1及耦合区段IF2之间产生过多的损失，于较佳的实施态样中，该收光区段IF1的核心直径与该耦合区段IF2的核心直径差距小于或等于107μm，于此范围内，该内弧面IF11、IF21的曲率及该收光区段IF1及耦合区段IF2之间的间距可以控制在合理的范围内，惟上述的数值尚须考虑实务上对产品规格的需求，于本实用新型中不欲限制于上述的范围。
藉由上述的方式，不同数值孔径及核心直径的光纤可分别作为各自独立的光纤塞入至同一贯孔12内，将高核心直径及高数值孔径的光纤(例如多模光纤MMF)的部分用于作为邻近收光侧P1的收光区段IF1，模场直径等于或核心直径或数值孔径不大于或接近于外部光纤OF的光纤(例如单模光纤SMF)用于作为连接外部光纤OF的耦合区段IF2，收光区段IF1系经由透镜25直接与雷射半导体22耦合，用以增加收光侧P1的收光角度与收光面积；耦合区段IF2系用以耦合至外部光纤OF，并藉由中间内弧面IF11、IF21的结构增加不同核心直径光纤之间的耦光效率，减少耦合的损失。收光区段IF1的数值孔径较佳系大于0.105，核心直径较佳系介于7μm至110μm之间；耦合区段IF2的模场直径与外部光纤OF的模场直径相等，或是核心直径或数值孔径不大于或接近于该外部光纤OF的核心直径较佳。藉此，不仅增加了收光侧P1的耦光效率，同时减少贯孔12内光纤与外部光纤OF之间的耦合损失。上述所称耦合区段IF2接近于该外部光纤OF的核心直径系以该耦合区段IF2的核心直径不超过该外部光纤的核心直径2.7μm为准，于此范围内可将损失控制在较佳范围内，但如果仅是将耦合效率控制在所能容许的范围内时，该耦合区段IF2的核心直径应不超过该外部光纤OF的核心直径8.2μm。上述所称耦合区段IF2接近于该外部光纤OF的数值孔径系以该耦合区段IF2的数值孔径不超过该外部光纤OF的数值孔径0.046为准，于此范围内可将损失控制在较佳范围内，但如果仅是将耦合效率控制在所能容许的范围内时，该耦合区段IF2的数值孔径应不超过该外部光纤OF的数值孔径0.14。
接续，请参阅「图7」，系本实用新型第三实施态样的剖面示意图，如图所示：
本实施态样与前面实施态样的差异仅在于中介光纤耦合结构的实施方法不同，其余相同部分以下即不再予以赘述。
于本实施态样中所揭示的中介光纤JF，该收光区段JF1靠近该耦合区段JF2的一端系朝内烧结有内弧面JF11，另一侧，于该耦合区段JF2靠近该收光区段JF1的一端系朝内烧结有内弧面JF21，透过于该内弧面JF11、JF21的内侧对应 设置聚光透镜JF3，将收光区段JF1的雷射光聚焦至该耦合区段JF2，藉以降低收光区段JF1及耦合区段JF2之间的耦合损失。
具体而言，该聚光透镜JF3系可以为双凸透镜，此双凸透镜曲率分别与内弧面密合形成双合透镜，各个密合面间可以使用具备粘着性的折射率耦合材料IMM1、IMM2进行胶合，或使用外部固定物进行密合，但在各密合面间仍需使用折射率耦合材料，将该折射率耦合材料IMM1、IMM2填充于内弧面JF11、JF21及聚光透镜JF3之间。于本实施态样中，该收光区段JF1及耦合区段JF2核心的折射率应低于该聚光透镜JF3，较佳态样中，接近收光区段JF1的折射率耦合材料IMM1的折射率应大于或等于收光区段JF1的折射率，且接近于该耦合区段JF1的折射率耦合材料IMM2的折射率应小于或等于聚光透镜JF3的折射率，形成聚光效果。同时，折射率耦合材料IMM1、IMM2的折射率接近相邻材料(例如：核心、聚光透镜等)的折射率，亦可减少光束经过时的反射损失。其余，折射率耦合材料IMM1、IMM2的折射率、收光区段JF1及耦合区段JF2的核心的折射率、与聚光透镜JF3的折射率之间排列组合所形成的聚光效果，于本实用新型中不予以限制。
除上述实施态样外，所述的内弧面(内弧面JF11或内弧面JF21)亦可单独形成于一侧的光纤端处(收光区段JF1或耦合区段JF2)上，使用可聚光的平凸透镜设置于该内弧面上，于本实用新型中不予以限制。
接续，请参阅「图8」，系本实用新型第四实施态样的剖面示意图，如图所示：
本实施态样与前面实施态样的差异仅在于中介光纤耦合结构的实施方法不同，其余相同部分以下即不再予以赘述。
于本实施态样中所揭示的中介光纤KF，该收光区段KF1靠近该耦合区段KF2的一端系切齐有一平面KF11，于该耦合区段KF2靠近该收光区段KF1的一端则切齐有另一平面KF21，于该收光区段KF1的平面KF11及该耦合区段KF2的平面KF21之间系设置有一聚光透镜KF3，并将折射率耦合材料IMM3、IMM4填充于该聚光透镜KF3及二侧该平面KF11、KF21之间的空隙。透过该聚光透镜KF3将收光区段KF1的雷射光收敛至该耦合区段KF2，藉以降低收光区段KF1及耦合区段KF2之间的功率损失。于本实施态样之中，该收光区段KF1及耦合区段KF2核心的折射率应低于该聚光透镜KF3的折射率，较佳态样是接近收光区段KF1的折射率耦合材料IMM3的折射率应小于或等于收光区段KF1的折射率；接近耦合区段KF2的折射率耦合材料IMM4的折射率应小于或等于耦合区段KF2核心的折射率，折射率耦合材料IMM4的折射率大于耦合区段KF2核心的折射率亦可，但应不大于聚光透镜KF3的折射率。同时，折射率耦合材料IMM3、IMM4的折射率接近相 邻材料(例如：核心、聚光透镜)的折射率，亦可减少光束经过时的反射损失。其余，折射率耦合材料IMM3、IMM4的折射率、收光区段KF1及耦合区段KF2的核心的折射率、与聚光透镜KF3的折射率之间排列组合所形成的聚光效果，于本实用新型中不予以限制。接续请参阅「图9」，系本实用新型第五实施态样的剖面示意图，如图所示：
本实施态样与前面实施态样的差异仅在于中介光纤耦合结构的实施方法不同，其余相同部分以下即不再予以赘述。
于本实施态样中所揭示的中介光纤MF，该收光区段MF1靠近该耦合区段MF2的一端由外侧烧结而形成一外弧面MF11，另一侧的耦合区段MF2系切齐而形成一平面MF21，并于该外弧面MF11及该平面MF21之间填入折射率耦光材料IMM。于本实施态样中，该折射率耦光材料IMM的折射率较佳应低于该收光区段MF1核心的折射率，藉此让收光区段MF1的光束达到聚光的效果。同时，折射率耦合材料IMM的折射率接近相邻材料(例如：核心)的折射率，亦可减少光束经过时的反射损失。
于另一较佳实施态样中，请参阅「图10」，系本实用新型第六实施态样的剖面示意图，如图所示：
本实施态样与前面实施态样的差异仅在于中介光纤耦合结构的实施方法不同，其余相同部分以下即不再予以赘述。
于本实施态样中所揭示的中介光纤NF，该耦合区段NF2靠近该收光区段NF1的一端由外侧烧结而形成一外弧面NF21，另一侧的收光区段NF1系切齐而形成一平面NF11，并于该外弧面NF21及该平面NF11之间填入折射率耦光材料IMM。于本实施态样中，该折射率耦光材料IMM的折射率较佳应低于该收光区段NF1核心的折射率，藉此让收光区段NF1的光束达到聚光的效果。同时，折射率耦合材料IMM的折射率接近相邻材料(例如：核心)的折射率，亦可减少光束经过时的反射损失。
除上述的各种实施态样外，于一较佳实施态样中，如果收光区段的数值孔径相对该耦合区段较高，但核心直径与该耦合区段接近或相同的情况下，可以于该收光区段及该耦合区段之间直接设置折射率耦光材料，减少介面之间的反射损失即可，不需要经过锥形纤芯、透镜、或弧面进行聚光的动作。
上述的各种实施态样均能够有效的将两种具有不同数值孔径及核心直径的光纤结合在一起，并有效的增加耦合效率与减少反射损失，应用在光通讯模组100的光纤对接插座10时，不仅在收光侧P1可以具有较大范围的收光角度及收光效率，在光纤插槽P2的一侧亦可以应付不同模场直径(或核心直径)耦合时造成的损失。同样地，上述收光区段及耦光区段的光纤虽然以多模光纤(MMF)及单 模光纤(SMF)进行说明，惟，本实用新型并不欲限制上述光纤实施的种类，在不脱离本实用新型的主要创作精神下，均应落入本实用新型的均等范围。
综上所述，本实用新型透过具有二不同核心直径的光纤增加光通讯模组的耦光效率，解决习知光纤对接插座的光纤芯仅具有单一数值孔径及单一核心直径导致耦光效率不彰的问题。此外，本实用新型透过将两种不同光纤进行融熔拉锥或是于两光纤之间设置耦合结构与折射率耦合材料，减少光纤与光纤间对接时产生的损失，增加耦光效率。
以上已将本实用新型做一详细说明，惟以上所述，仅惟本实用新型的一较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即凡依本实用新型申请专利范围所作之均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型之专利涵盖范围内。

Claims (18)

1.一种提升耦光效率的光通讯模组，其特征在于包含有：
一光纤对接插座，具有一插座主体，以及一设置于该插座主体内供双核光纤设置的贯孔，于该插座主体相应于该贯孔的二端分别具有一收光侧以及一光纤插槽；以及
一光发射器主体，设置于该光纤对接插座一侧，该光发射器主体包含有一壳体，以及一设置于该壳体内的雷射半导体，并于该壳体一侧具有一开口处用以对准至该贯孔以将该雷射半导体的雷射光耦合至该双核光纤；
其中，该贯孔内的双核光纤包含有不同核心直径的收光区段及耦合区段，该收光区段相对该耦合区段具有较大的核心直径用以增加该收光侧的收光面积以提升耦光效率，该耦合区段具有与外部光纤相同的模场直径或其核心直径不超过该外部光纤的核心直径8.2μm以增加与该外部光纤之间的耦合效率。
2.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该收光区段相对该耦合区段具有较大的数值孔径用以增加该收光侧的收光角度。
3.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该耦合区段的核心直径不超过该外部光纤的核心直径2.7μm。
4.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该耦合区段的数值孔径不大于该外部光纤的数值孔径。
5.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该耦合区段的数值孔径不超过该外部光纤的数值孔径0.14。
6.如权利要求5所述的光通讯模组，其特征在于，该耦合区段的数值孔径不超过该外部光纤的数值孔径0.046。
7.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该双核光纤的耦合区段为将该收光区段及该耦合区段以融熔拉锥的方式结合所形成的一体成形的锥体光纤。
8.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该双核光纤为热膨胀核心光纤或步阶转换核心光纤。
9.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该双核光纤为于该收光区段及该耦合区段中间具有耦合结构的中介光纤。
10.如权利要求9所述的光通讯模组，其特征在于，该耦合结构包含有：
一由该收光区段靠近该耦合区段的一端朝内烧结而形成的内弧面以及填充于该内弧面的内侧及该收光区段及该耦合区段之间的折射率耦合材料；及/或
一由该耦合区段靠近该收光区段的一端朝内烧结而形成的内弧面，以及填充 于该内弧面的内侧及该收光区段及该耦合区段之间的折射率耦合材料。
11.如权利要求9所述的光通讯模组，其特征在于，该耦合结构包含有：
一由该收光区段靠近该耦合区段的一端朝内烧结而形成的内弧面，于该内弧面的内侧对应设置有一聚光透镜；及/或
一由该耦合区段靠近该收光区段的一端朝内烧结而形成的内弧面，于该内弧面的内侧对应设置有一聚光透镜。
12.如权利要求9所述的光通讯模组，其特征在于，该耦合结构包含有：
一由该收光区段靠近该耦合区段的一端切齐而形成的平面；
一由该耦合区段靠近该收光区段的一端切齐而形成的平面；以及
一设置于该收光区段及该耦合区段之间的聚光透镜。
13.如权利要求9所述的光通讯模组，其特征在于，该耦合结构包含有：
一由该收光区段靠近该耦合区段的一端由外侧烧结而形成的外弧面；或
一由该耦合区段靠近该收光区段的一端由外侧烧结而形成的外弧面。
14.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该收光区段及该耦合区段的外径相同。
15.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该雷射半导体与该贯孔之间设置有一耦光透镜以将该雷射半导体的雷射光经由该收光侧对准至该贯孔内的双核光纤。
16.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该收光区段的核心直径与该耦合区段的核心直径差距小于或等于107μm。
17.如权利要求1所述的光通讯模组，其特征在于，该收光区段的数值孔径大于0.105。
18.如权利要求1至17中任一项所述的光通讯模组，其特征在于，该收光区段为多模光纤，该耦合区段为单模光纤。
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