CN212989714U - 光学传输构件的端部结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光学传输构件的端部结构，包含：光导组件、玻璃保护层及凸透镜，光导组件包括纤芯及包覆纤芯的披覆层，披覆层的折射率小于纤芯的折射率，以允许光信号在光导组件中以全反射传输，玻璃保护层至少覆盖于光导组件的端部，凸透镜设置于玻璃保护层的一侧，其中光导组件的端部的断面相对于光导组件的轴向为倾斜面，凸透镜的光轴垂直于光导组件的轴向。经由本实用新型的光学传输构件的端部结构，可允许激光发射构件或光信号接收构件与光导组件的距离之间存在较大的公差，利于组装制造、缩小整体构件尺寸。

Description

光学传输构件的端部结构

技术领域

本实用新型涉及一种光学传输构件，更特别地涉及一种光学传输构件的端部结构。

背景技术

光导纤维(Optical fiber)，简称光纤，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，利用光在这些纤维中以全内反射原理传输的光传导工具。平面光波导则是以半导体制程(包括沉积、蚀刻等)以玻璃和硅等材料制造出如同光纤般利用全内反射原理传输的结构。光纤或平面光波导这些光学传输构件相对于通过电缆传输电信号具有更低的能量损耗率，因此在传输信号时，通常利用激光发射构件将电信号转换成光信号，朝向光学传输构件的发射端发送光信号；光信号经由光学传输构件传输至接收端，光信号从光学传输构件朝向光信号接收构件射出，光信号接收构件将光信号转换为电信号。

然而，激光发射构件及光信号接收构件对于与光纤或平面光波导之间距离的公差容忍度非常小，造成组装上的困难。例如，激光发射构件和/或光信号接收构件必须控制在与光学传输构件相隔20到40微米左右，在两个组件对位时容易损坏光学传输构件尖端或是上述的光电组件表面。一种解决方法是对光学传输构件端部表面进行45度的角度研磨，光电组件对着45度的斜面发送光信号或接受光信号。然而此设计的光学传输构件研磨技术的控制必须非常精准，因此仍是无法完全克服制造与组装的困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有光学传输组件的种种问题，提出一种光学传输构件的端部结构。

为达上述目的及其他目的，本实用新型提出一种光学传输构件的端部结构，其包含：光导组件，包括纤芯及包覆该纤芯的披覆层，该披覆层的折射率小于该纤芯的折射率，以允许光信号在该光导组件中以全反射传输；玻璃保护层，至少覆盖于该光导组件的端部；以及凸透镜，设置于该玻璃保护层的一侧，其中，该光导组件的端部的断面相对于该光导组件的轴向为倾斜面，该凸透镜的光轴垂直于该光导组件的轴向。

可选地，该凸透镜的焦点位于该纤芯的端部的断面。

可选地，该光导组件的端部的断面与该光导组件的轴向的夹角为小于44度。

可选地，还包括激光发射构件，设置为朝向该凸透镜。

可选地，还包括光信号接收构件，设置为朝向该凸透镜。

可选地，该光导组件为多个，该多个光导组件平行排列，该玻璃保护层至少覆盖于该多个光导组件的端部。

可选地，该玻璃保护层设有多个V型沟槽，该多个V型沟槽平行于该多个光导组件。

本实用新型又提出一种光学传输构件的端部结构，其包含：光导组件，包括纤芯及包覆该纤芯的披覆层，该披覆层的折射率小于该纤芯的折射率，以允许光信号在该光导组件中以全反射传输；玻璃保护层，至少覆盖于该光导组件的端部；以及凸透镜，设置于该光导组件的端部的断面，其中，该光导组件的端部的断面为垂直于该光导组件的轴向，该凸透镜的光轴平行于该光导组件的轴向。

可选地，该凸透镜的焦点位于该纤芯。

可选地，该凸透镜紧邻该光导组件的端部的断面。

可选地，还包括垫片，设置于该凸透镜与该光导组件的端部的断面。

本实用新型又提出一种光学传输构件的端部结构，其包含：光导组件，包括纤芯及包覆该纤芯的披覆层，该披覆层的折射率小于该纤芯的折射率，以允许光信号在该光导组件中以全反射传输，该光导组件的端部的断面为垂直于该光导组件的轴向；玻璃保护层，至少覆盖于该光导组件的端部；以及棱镜型凸透镜，设置于该光导组件的端部，该棱镜型凸透镜具有连接面、凸透面及相对于该连接面的反射面，该连接面邻接于该光导组件的端部的断面，该反射面相对于该光导组件的轴向为倾斜面，该凸透面形成凸透镜，该凸透镜的光轴垂直于该光导组件的轴向。

可选地，该棱镜型凸透镜为一体成形的棱镜。

可选地，该棱镜型凸透镜为多面棱镜与凸透镜的组合。

可选地，该反射面与该光导组件的轴向的夹角为小于44度。

借此，本实用新型的光学传输构件的端部结构可允许激光发射构件或光信号接收构件与光导组件的距离之间存在较大的公差，也允许光导组件中的端部的断面存在较大的倾斜角度公差，并且可广泛适应各种不同的激光发射构件或光信号接收构件的设计，并且具有组装制造容易、缩小整体构件的尺寸的优点。

为能够更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关实用新型的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本实用新型，而非对本实用新型的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的光学传输构件的端部结构的剖面示意图。

图2为本实用新型第二实施例的光学传输构件的端部结构的剖面示意图。

图3为本实用新型第二实施例的光学传输构件的另一实施方式的剖面示意图。

图4为本实用新型第三实施例的光学传输构件的端部结构的剖面示意图。

图5为本实用新型第三实施例的光学传输构件的另一实施方式的剖面示意图。

图6为本实用新型实施例的多个光导组件平行排列的立体示意图。

附图标记说明：

100 光学传输构件的端部结构

200 光学传输构件的端部结构

200a 光学传输构件的端部结构

300 光学传输构件的端部结构

300a 光学传输构件的端部结构

1 光导组件

11 纤芯

12 披覆层

2 玻璃保护层

21 下盖

22 上盖

23 V型沟槽

3 凸透镜

4 激光发射构件

5 光信号接收构件

6 垫片

7 棱镜型凸透镜

71 连接面

72 凸透面

73 反射面

7a 凸透镜

7b 多面棱镜

C 光轴

D 轴向

P 电路板

θ 夹角

θ’ 夹角

具体实施方式

为了充分了解本实用新型，通过下述具体的实施例，并配合所附的附图，对本实用新型做详细说明。本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本实用新型的目的、特征及功效。须注意的是，本实用新型可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。另外，本实用新型所附的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本实用新型的权利要求。说明如下：

本实用新型的光学传输构件的端部结构100，其中光学传输构件的型态包含光纤(主要以玻璃为材料)、平面光波导(通常包含玻璃与硅，利用半导体制程制造)，且本实用新型不限于此。光学传输构件可以是任何的利用光折射率以达成光信号传输的光学构件。

如图1所示，本实用新型第一实施例的光学传输构件的端部结构100，其包含：光导组件1、玻璃保护层2及凸透镜3。

光导组件1包括纤芯11(Core)及包覆纤芯11的披覆层12(Cladding)，披覆层12的折射率小于纤芯11的折射率，以允许光信号在光导组件1中以全反射传输。

玻璃保护层2至少覆盖于光导组件1的端部。本实用新型的玻璃保护层2可分为下盖21及上盖22，下盖21及上盖22结合以完整包覆光导组件1。在本实施例中，“上”与“下”的区分是以光学传输构件的端部结构100与电路板P(如图6所示)的结合方向作为分界。结合或朝向电路板P的部分为下盖21，朝向外部的部分为上盖22。然而本实用新型不限于此，玻璃保护层2可以是一体成型地包覆光导组件1。

回到图1，凸透镜3设置于玻璃保护层2的一侧。在本实施例中，凸透镜3设置于下盖21，光导组件1的端部的断面相对于光导组件1的轴向D为倾斜面，具有夹角θ。凸透镜3的光轴C垂直于光导组件1的轴向，且凸透镜3的焦点位于纤芯11的端部的断面。然而本实用新型不限于此，焦点位置可随研磨角度及与凸透镜3贴合的位置做相应的调整，如此一来可有效避免反射光回到原光纤或是波导路径。

本实用新型的光学传输构件的端部结构100不限于发射端或输出端，光信号可为由光学传输构件的端部结构100进入光导组件1中，也可以为光导组件1中的光信号由光学传输构件的端部结构100射出。

当光信号由激光发射构件4朝向凸透镜3发射光信号时，激光发射构件4可视为一个点光源，点光源发散的光信号可由凸透镜3聚焦于纤芯11的端部的断面，并且由于光导组件1的端部的断面相对于光导组件1的轴向D为倾斜面，使得光信号在该断面发生全反射，而沿光导组件1的轴向D向远程传输。

反过来说，当远程的光信号沿光导组件1中的轴向D朝向光学传输构件的端部结构100传输，光信号接触到光导组件1的端部的倾斜断面，因而以各个角度朝向凸透镜3发散。凸透镜3将这些多角度发散的光信号聚焦于光信号接收构件5。

借此，本实用新型的光学传输构件的端部结构100借由凸透镜3可将发散的光信号汇聚于焦点，以允许激光发射构件4或光信号接收构件5与光导组件1的距离之间存在较大的公差，也允许光导组件1中的端部的断面存在较大的倾斜角度公差，并且可广泛适应各种不同的激光发射构件4或光信号接收构件5的设计，并且具有组装制造容易、缩小整体构件的尺寸的优点。除此之外，本实用新型的光学传输构件的端部结构100还可用于多波分工(在单条光纤或波导上同时发送多束不同波长的光信号)、解多波分工(将一组包含有多个波长的光信号，分解成数个具有特定波长的光信号)，并不限于仅用于单一的光纤或波导传输。

进一步地，在本实施例中，光导组件1的端部的断面与光导组件的轴向的夹角θ为小于44度，另外，考虑入光及出光的反射光效应造成异常，建议较佳地设置在42.5度±0.5度的范围内。

进一步地，在本实施例中，光学传输构件的端部结构100还包括前述的激光发射构件4，设置为朝向凸透镜3。激光发射构件4例如为垂直腔面射型激光器(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser，VCSEL)，可将电信号转换并输出固定波长的激光。

进一步地，在本实施例中，光学传输构件的端部结构100还包括前述的光信号接收构件5，设置为朝向凸透镜3。光信号接收构件5可为导体光电二极管(Photodiodes，PD)，以将光信号转为电信号。

进一步地，在本实施例中，如图6所示，光导组件1为多个，这些光导组件1平行排列，而玻璃保护层2至少覆盖于这些光导组件1的端部。

进一步地，在本实施例中，如图6所示，玻璃保护层2设有多个V型沟槽23，这些V型沟槽23平行于光导组件1，可作为组装设置光导组件1的尺标。

本实用新型又提出第二实施例。如图2所示，光学传输构件的端部结构200其包含：光导组件1、玻璃保护层2及凸透镜3。

光导组件1包括纤芯11(Core)及包覆纤芯11的披覆层12(Cladding)，披覆层12的折射率小于纤芯11的折射率，以允许光信号在光导组件1中以全反射传输。

玻璃保护层2至少覆盖于光导组件1的端部。本实用新型的玻璃保护层2可分为下盖21及上盖22，下盖21及上盖22结合以完整包覆光导组件1。然而本实用新型不限于此，玻璃保护层2可以是一体成型地包覆光导组件1。

本实施例与第一实施例的主要差别在于：光导组件1的端部的断面为垂直于光导组件1的轴向D，凸透镜3设置于光导组件1的端部的断面，凸透镜3的光轴C平行于光导组件1的轴向D。

同样的，本实用新型的光学传输构件的端部结构200不限于发射端或输出端，光信号可为由光学传输构件的端部结构200进入光导组件1中，也可以为光导组件1中的光信号由光学传输构件的端部结构200射出。

当光信号由激光发射构件4朝向凸透镜3发射光信号时，激光发射构件4可视为一个点光源，点光源发散的光信号可由凸透镜3聚焦于纤芯11，使得光信号在光导组件1内发生全反射，而沿光导组件1的轴向D向远程传输。

反过来说，当远程的光信号沿光导组件1中的轴向D朝向光学传输构件的端部结构200传输，光信号接触到光导组件1的端部的断面，并以各个角度朝向凸透镜3发散。凸透镜3将这些多角度发散的光信号聚焦于光信号接收构件5。

借此，本实用新型的光学传输构件的端部结构200借由凸透镜3可将发散的光信号汇聚于纤芯11，以允许激光发射构件4或光信号接收构件5与光导组件1的距离之间存在较大的公差，并且可广泛适应各种不同的激光发射构件4(例如边射型激光(Edge-emittingSemiconductor Lasers)、分散反馈式激光(Distributed feedback laser))或光信号接收构件5的设计，并且具有组装制造容易、缩小整体构件的尺寸的优点。除此之外，本实用新型的光学传输构件的端部结构200还可用于多波分工(在单条光纤或波导上同时发送多束不同波长的光信号)、解多波分工(将一组包含有多个波长的光信号，分解成数个具有特定波长的光信号)，并不限于仅用于单一的光纤传输。

进一步地，在本实施例中，凸透镜3的焦点位于纤芯11。然而本实用新型不限于此，焦点位置可随研磨角度及与凸透镜3贴合的位置做相应的调整，如此一来可有效避免反射光回到原光纤或是波导路径。

进一步地，在本实施例中的一个实施方式，光学传输构件的端部结构200的凸透镜3紧邻光导组件1的端部的断面。然而本实用新型不限于此。如图3所示，在本实施例中的另一个实施方式，光学传输构件的端部结构200a还包括垫片6，设置于凸透镜3与光导组件1的端部的断面，以配合凸透镜3调整激光发射构件4或光信号接收构件5的发射/接收距离。垫片6较佳的材质为折射率与凸透镜3、光导组件1匹配的玻璃。然而本实用新型不限于此，任何在操作波长内为无吸收的介质材料都可以作为垫片。

本实用新型又提出第三实施例。如图4所示，光学传输构件的端部结构300其包含：光导组件1、玻璃保护层2及棱镜型凸透镜7。

光导组件1包括纤芯11(Core)及包覆纤芯11的披覆层12(Cladding)，披覆层12的折射率小于纤芯11的折射率，以允许光信号在光导组件1中以全反射传输。

玻璃保护层2至少覆盖于光导组件1的端部。本实用新型的玻璃保护层2可分为下盖21及上盖22，下盖21及上盖22结合以完整包覆光导组件1。然而本实用新型不限于此，玻璃保护层2可以是一体成型地包覆光导组件1。

本实施例与第一实施例、第二实施例的主要差别在于：光导组件1的端部的断面为垂直于光导组件1的轴向D，棱镜型凸透镜7设置于光导组件1的端部，棱镜型凸透镜7具有连接面71、凸透面72及相对于连接面71的反射面73。连接面71邻接于光导组件1的端部的断面，反射面73相对于光导组件1的轴向D为倾斜面，具有夹角θ’。凸透面72形成凸透镜，此凸透镜的光轴C垂直于光导组件1的轴向D。

本实用新型的光学传输构件的端部结构300不限于发射端或输出端，光信号可为由光学传输构件的端部结构300进入光导组件1中，也可以为光导组件1中的光信号由光学传输构件的端部结构300射出。

当光信号由激光发射构件4朝向凸透面72形成的凸透镜发射光信号时，激光发射构件4可视为一个点光源，点光源发散的光信号可由凸透面72形成的凸透镜汇聚于反射面73，并且由于反射面73相对于光导组件1的轴向D为倾斜面，使得各角度的光信号在反射面73发生全反射，射向连接面71并再度汇聚于纤芯11，而使得光信号沿光导组件1的轴向D向远程传输。

反过来说，当远程的光信号沿光导组件1中的轴向D朝向光学传输构件的端部结构300传输，各角度的光信号从连接面71在棱镜型凸透镜7中传输，并在反射面73发生全反射，因而以各个角度朝向凸透面72形成的凸透镜发散。凸透面72形成的凸透镜将这些多角度发散的光信号聚焦于光信号接收构件5。

借此，本实用新型的光学传输构件的端部结构300可允许激光发射构件4或光信号接收构件5与光导组件1的距离之间存在较大的公差，也允许棱镜型凸透镜7的反射面73存在较大的倾斜角度公差，并且可广泛适应各种不同的激光发射构件4或光信号接收构件5的设计，并且具有组装制造容易、缩小整体构件的尺寸的优点。除此之外，本实用新型的光学传输构件的端部结构300还可用于多波分工(在单条光纤或波导上同时发送多束不同波长的光信号)、解多波分工(将一组包含有多个波长的光信号，分解成数个具有特定波长的光信号)，并不限于仅用于单一的光纤传输。

进一步地，在本实施例中，反射面73与光导组件1的轴向D的夹角θ’为小于44度，较佳地为42.5度±0.5度的范围内。

进一步地，在本实施例的一个实施方式中，棱镜型凸透镜7为一体成形的棱镜。然而本实用新型不限于此。如图5所示，在本实施例中的另一个实施方式，光学传输构件的端部结构300a的棱镜型凸透镜为多面棱镜7b与凸透镜7a的组合。

本实用新型在上文中已以较佳实施例公开，然而本领域技术人员应理解的是，所述实施例仅用于描绘本实用新型，而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是，凡是与所述实施例等效的变化与置换，均应设定为涵盖在本实用新型的范围内。因此，本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的内容范围为准。

Claims (15)

1.一种光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述光学传输构件的端部结构包括：

光导组件，包括纤芯及包覆所述纤芯的披覆层，所述披覆层的折射率小于所述纤芯的折射率，以允许光信号在所述光导组件中以全反射传输；

玻璃保护层，至少覆盖于所述光导组件的端部；以及

凸透镜，设置于所述玻璃保护层的一侧，

其中，所述光导组件的端部的断面相对于所述光导组件的轴向为倾斜面，所述凸透镜的光轴垂直于所述光导组件的轴向。

2.根据权利要求1所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述凸透镜的焦点位于所述纤芯的端部的断面。

3.根据权利要求1所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述光导组件的端部的断面与所述光导组件的轴向的夹角为小于44度。

4.根据权利要求1所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，还包括激光发射构件，设置为朝向所述凸透镜。

5.根据权利要求1所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，还包括光信号接收构件，设置为朝向所述凸透镜。

6.根据权利要求1所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述光导组件为多个，所述多个光导组件平行排列，所述玻璃保护层至少覆盖于所述多个光导组件的端部。

7.根据权利要求6所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述玻璃保护层设有多个V型沟槽，所述多个V型沟槽平行于所述多个光导组件。

8.一种光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述光学传输构件的端部结构包括：

光导组件，包括纤芯及包覆所述纤芯的披覆层，所述披覆层的折射率小于所述纤芯的折射率，以允许光信号在所述光导组件中以全反射传输；

玻璃保护层，至少覆盖于所述光导组件的端部；以及

凸透镜，设置于所述光导组件的端部的断面，

其中，所述光导组件的端部的断面为垂直于所述光导组件的轴向，所述凸透镜的光轴平行于所述光导组件的轴向。

9.根据权利要求8所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述凸透镜的焦点位于所述纤芯。

10.根据权利要求8所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述凸透镜紧邻所述光导组件的端部的断面。

11.根据权利要求8所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，还包括垫片，设置于所述凸透镜与所述光导组件的端部的断面。

12.一种光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述光学传输构件的端部结构包括：

光导组件，包括纤芯及包覆所述纤芯的披覆层，所述披覆层的折射率小于所述纤芯的折射率，以允许光信号在所述光导组件中以全反射传输，所述光导组件的端部的断面为垂直于所述光导组件的轴向；

玻璃保护层，至少覆盖于所述光导组件的端部；以及

棱镜型凸透镜，设置于所述光导组件的端部，所述棱镜型凸透镜具有连接面、凸透面及相对于所述连接面的反射面，所述连接面邻接于所述光导组件的端部的断面，所述反射面相对于所述光导组件的轴向为倾斜面，所述凸透面形成凸透镜，所述凸透镜的光轴垂直于所述光导组件的轴向。

13.根据权利要求12所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述棱镜型凸透镜为一体成形的棱镜。

14.根据权利要求12所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述棱镜型凸透镜为多面棱镜与凸透镜的组合。

15.根据权利要求12所述的光学传输构件的端部结构，其特征在于，所述反射面与所述光导组件的轴向的夹角为小于44度。

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