CN207216081U - 一种小型光开关封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种小型光开关封装结构，其包括外壳、光纤准直器、带反射镜的MEMS、TO管帽和TO管座，所述光纤准直器包括光纤头、管套和透镜，所述光纤头的头部同轴封装在管套内，该光纤头具有多个纤芯，其中至少一个纤芯为输入通道，至少两个纤芯为输出通道，所述外壳将TO管帽包裹在内，所述TO管座固定在TO管帽的一端上，带反射镜的MEMS固定在TO管座的内侧面上；所述管套同轴封装在TO管帽的另一端内，所述准直透镜同轴固定在TO管帽内，且位于套管和带反射镜的MEMS之间，所述准直透镜的凸面朝向带反射镜的MEMS。本实用新型采用同轴封装管帽和光纤准直器管套的一体结构，光路的准直透镜取代窗口片，光纤头只需沿光轴方向调节即可完成器件的制作，工艺简单，成本低和整体尺寸小，同时从根本上解决器件静态和动态串扰问题。

Description

一种小型光开关封装结构

技术领域

本实用新型涉及通讯领域，尤其涉及一种小型光开关封装结构。

背景技术

在光通讯无源网络中，光开关作为最普通的无源器件被大量使用，在设备或模块小型化趋势下，客户对光开关器件的尺寸也提出了很明确的小型化要求，同时还要满足静态的串扰和动态串扰问题。用传统的封装方式：TO同轴封装+固定机械部分+准直器的方案。传统的封装方式存在一些不可避免的复杂工艺或者缺陷：其一因为传统的封装方式有窗口片的存在，而窗口片的反射率不可能做到非常小，一般在R=0.5%的量级，这必然会导致光纤头入射的光在经过微机械芯片的反射镜后，再次经过TO窗口片是部分反射后，经过微机械芯片的二次反射光再次进入到光纤头内，造成光开关在通道切换时为了满足动态串扰问题而必须设计特殊的切光路径。其二因为MEMS TO封装是独立的封装系统，所以在和准直器固定时，要先将准直器制作好，再用胶或者激光焊接的方式进行固定，因为二者的匹配自由度较大，在固定式经常需要先将器件的通道插入损耗调试到最小然后再次固定或焊接，致使器件的生产周期比较长。本专利的目的是设计一款小型化的光开关封装结构，解决如上提到的静态和动态串扰问题，并且该设计的方案相对于传统的封装方式，调试工艺简单，生产周期短等优点。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种结构和工艺简单、尺寸小、低成本的小型光开关封装结构。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种小型光开关封装结构，包括外壳、光纤准直器、带反射镜的MEMS、TO管帽和TO管座，所述光纤准直器包括光纤头、管套和透镜，所述光纤头的头部同轴封装在管套内，该光纤头具有多个纤芯，其中至少一个纤芯为输入通道，至少两个纤芯为输出通道，所述外壳将TO管帽包裹在内，所述TO管座固定在TO管帽的一端上，带反射镜的MEMS固定在TO管座的内侧面上；其特征在于：所述管套同轴封装在TO管帽的另一端内，所述准直透镜同轴固定在TO管帽内，且位于套管和带反射镜的MEMS之间，所述准直透镜的凸面朝向带反射镜的MEMS。

所述封装结构还包括套设在光纤头尾部的尾纤护套。

所述准直透镜通过焊料感应焊接固定在TO管帽内。

所述TO管座通过电阻焊接固定在TO管帽的一端上。

本实用新型采用以上技术方案，采用同轴封装管帽和光纤准直器管套的一体结构，光路的准直透镜取代窗口片，光纤头只需沿光轴方向调节即可完成器件的制作，工艺简单，成本低和整体尺寸小，同时从根本上解决器件静态和动态串扰问题。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；

图1为本实用新型的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括外壳1、光纤准直器、带反射镜的MEMS2、TO管帽3和TO管座4，光纤准直器包括光纤头5、管套6和透镜7，光纤头5的头部同轴封装在管套6内，该光纤头5具有多个纤芯，其中至少一个纤芯为输入通道，至少两个纤芯为输出通道，外壳1将TO管帽3包裹在内，TO管座4固定在TO管帽3的一端上，带反射镜的MEMS2固定在TO管座4的内侧面上；管套6同轴封装在TO管帽3的另一端内，准直透镜7同轴固定在TO管帽3内，且位于套管和带反射镜的MEMS2之间，准直透镜7的凸面朝向带反射镜的MEMS2。

封装结构还包括套设在光纤头5尾部的尾纤护套8。

准直透镜7通过焊料感应焊接固定在TO管帽3内。

TO管座4通过电阻焊接固定在TO管帽3的一端上。

本实用新型封装结构的制作工艺：将带反射镜的MEMS2用胶固定于TO管座4上并在固化前调整TO管座4和反射镜的同心度，一般来说要求小于25um，充分热固化后与焊料感应焊接透镜7的管帽通过电阻焊接的方式焊接在一起，然后将光纤头5沿着光轴方向调节，同时用上位机软件设置电压获得所有通道的插入损耗，平和所有通道之间的插入损耗值后将光纤头5固定（热胶，焊接，激光焊接均可），后将外壳1用密封胶把器件包裹并固定，最后将尾纤护套8套入保护多芯光纤线。

MEMS2的反射镜镜元直径非常小，通常小于1mm，该反射单元通常用静电电压来驱动改变镜元相对于基板的角度。电压是通过TO管座4上的pin针将电压施加到MEMS2的电极上，MEMS2的电极pad是通过wire Bonging工艺连接到pin针上。

对于二维MEMS2 制作的1xN器件来说，一般会多纤芯光纤头5中间的纤芯作为输入通道，从中间纤芯出射的光经过准直透镜7后转换成平行光，然后入射到MEMS2的反射镜的镜面上，对MEMS2设置合适的电压，经过镜面反射回来的准直光经过准直透镜7的变换，入射进输入通道的任意一纤芯中，经过不同电压的切换，实现出射光在各个不同的纤芯中出射，从而实现1xN开关通道之间的切换。

对于2xN，3xN……的光开关来说，以上的步骤只是将入射通道选择在中心通道周围，在不同的入射通道时，对其他N个输出端进行电压定标即可。

本实用新型采用同轴封装管帽和光纤准直器管套6的一体结构，光路的准直透镜7取代窗口片，弃掉窗口片，将准直透镜7直接放置在窗口片的位置，即可以实现同轴封装的密封作用，又作为光路中的转折元件实现光线偏折的作用。光纤头5只需在光轴方向精细调节，将通道插入损耗调制最佳即可完成整个器件的制作。

另外，没有窗口片的存在，结合8度角的光纤头5设计，光路中不存在垂直反射端面或者说经过个器件端面反射的光，不会二次经过MEMS2的反射进入到出射光纤，所以从根本上解决了器件的静态串扰和动态串扰问题。

Claims (4)

1.一种小型光开关封装结构，包括外壳、光纤准直器、带反射镜的MEMS、TO管帽和TO管座，所述光纤准直器包括光纤头、管套和准直透镜，所述光纤头的头部同轴封装在管套内，该光纤头具有多个纤芯，其中至少一个纤芯为输入通道，至少两个纤芯为输出通道，所述外壳将TO管帽包裹在内，所述TO管座固定在TO管帽的一端上，带反射镜的MEMS固定在TO管座的内侧面上；其特征在于：所述管套同轴封装在TO管帽的另一端内，所述准直透镜同轴固定在TO管帽内，且位于套管和带反射镜的MEMS之间，所述准直透镜的凸面朝向带反射镜的MEMS。

2.根据权利要求1所述的一种小型光开关封装结构，其特征在于：所述封装结构还包括套设在光纤头尾部的尾纤护套。

3.根据权利要求1所述的一种小型光开关封装结构，其特征在于：所述准直透镜通过焊料感应焊接固定在TO管帽内。

4.根据权利要求1所述的一种小型光开关封装结构，其特征在于：所述TO管座通过电阻焊接固定在TO管帽的一端上。