TWI776311B - 光通訊模組 - Google Patents

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Abstract

一種光通訊模組，包括：電路板；光訊號發射器，設置於上述電路板上，且具有出光面；光纖，具有入射端面以及連接於上述入射端面的垂直區段，其中上述入射端面鄰近於上述出光面的出光區域，且上述垂直區段垂直於上述出光面延伸；以及固定架，設置於上述電路板上，且固定上述垂直區段。

Description

光通訊模組
本發明有關於一種光通訊模組，尤指一種光纖垂直於光訊號發射器的出光面的光通訊模組。
光纖通訊網路具有低傳輸損失、高數據保密性、優秀的抗干擾性，以及超大頻寬等特性，已是現代主要的資訊通訊方式，其中，用於接受來自光纖網路的光訊號並將其轉換成電訊號傳輸，及/或將電訊號轉換成光訊號再藉由光纖網路向外傳輸的光通訊模組是光纖通訊技術中最重要的基礎組件之一。
習知的光通訊模組，可利用垂直腔面發射雷射器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)發射帶有光訊號的光束。於為了能將垂直腔面發射雷射器所發出的光束進入光纖，於習知技術中利用透鏡對光束進行聚焦後，再以反射元件反射光束至光纖。因此，習知的光通訊模組使用了較多的透鏡以及反射元件等光器件，進而增加了光通訊模組的製作成本。此外，光束通過透鏡以及反射元件後會產生較大功率損耗，進而影響了光通訊模組的效能。
有鑑於此，在本發明中減少了透鏡以及反射元件的使用，進而降低光通訊模組的製作成本以及增進光通訊模組的效能。
本發明一實施例揭露一種光通訊模組，包括：電路板；光訊號發射器，設置於上述電路板上，且具有出光面；光纖，具有入射端面以及連接於上述入射端面的垂直區段，其中上述入射端面鄰近於上述出光面的出光區域， 且上述垂直區段垂直於上述出光面延伸；以及固定架，設置於上述電路板上，且固定上述垂直區段。
根據本發明一實施例，上述光訊號發射器為垂直腔面發射雷射器，用以經由上述出光區域發射一光束進入光纖，且上述光纖為多模光纖。
根據本發明一實施例，上述垂直區段的直徑大於上述出光區域的寬度的2倍，其中上述直徑與上述寬度於相同的方向上測量。述入射端面與上述出光區域之間的距離等於或小於上述垂直區段的直徑。上述出光區域與上述入射端面之間不具有透鏡。
根據本發明一實施例，上述固定架包括：固定本體，固定於上述電路板，且具有垂直於上述電路板延伸的V型槽；以及蓋板，覆蓋於上述V型槽。上述垂直區段位於上述V型槽以及上述蓋板之間。上述蓋板位於上述出光面之上，且上述蓋板為玻璃。
根據本發明一實施例，光通訊模組更包括：金屬殼體，包覆上述電路板、上述光訊號發射器、以及上述固定架；以及光纖連接器，穿過上述金屬殼體的側壁，且固定上述光纖的一端。
根據本發明一實施例，晶片，設置於上述電路板上。上述晶片包括驅動晶片，電性連接於上述光訊號發射器。上述光訊號發射器更包括設置於上述出光面上的導電墊，且上述驅動晶片經由導線連接於上述導電墊。
1:光通訊模組
10:金屬殼體
11、12:側壁
20:電路板
21:插接端
22:上表面
30:晶片
31:驅動晶片
32:檢光晶片
40:光訊號發射器
41:出光面
42:導電墊
43:出光區域
50:光纖連接器
60:光纖
61:入射端面
62:垂直區段
70:固定架
71:固定本體
72:蓋板
73:V型槽
74:容置槽
D1:延伸方向
W1:導線
T1:直徑
T2:寬度
圖1為根據本發明一實施例的光通訊模組的示意圖。
圖2為根據本發明一實施例的光訊號發射器及固定架的立體圖。
圖3為根據本發明一實施例的光通訊模組的示意圖。
為了便於本領域普通技術人員理解和實施本發明，下面結合附圖與實施例對本發明進一步的詳細描述，應當理解，本發明提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定型式實施。熟悉此技藝之人士可利用這些實施例或其他實施例所描述之細節及其他可以利用的結構，邏輯和電性變化，在沒有離開本發明之精神與範圍之下以實施發明。
本發明說明書提供不同的實施例來說明本發明不同實施方式的技術特徵。其中，實施例中的各元件之配置係為說明之用，並非用以限制本發明。且實施例中圖式標號之部分重複，係為了簡化說明，並非意指不同實施例之間的關聯性。其中，圖示和說明書中使用之相同的元件編號係表示相同或類似之元件。本說明書之圖示為簡化之形式且並未以精確比例繪製。為清楚和方便說明起見，方向性用語(例如頂、底、上、下以及對角)係針對伴隨之圖示說明。而以下說明所使用之方向性用語在沒有明確使用在以下所附之申請專利範圍時，並非用來限制本發明之範圍。
圖1為根據本發明一實施例的光通訊模組1的示意圖。圖2為根據本發明一實施例的光訊號發射器40及固定架70的立體圖。圖3為根據本發明一實施例的光通訊模組1的示意圖，其中為了清楚的目的，省略了部份的元件。光通訊模組1可用以安裝於電子裝置(圖未示)內，以使得電子裝置可發送及/或接收光訊號。電子裝置可為個人電腦、服務器(server)、或路由器(router)，但並不於以限制。光通訊模組1可為光發送模組或是光收發模組。光發送模組可用以接收電子裝置的電訊號轉換為光訊號，且將光訊號經由外部光纖傳送至遠端。光收發模組可經由外部光纖接收光訊號，並可將光訊號轉換為電訊號傳送於電子裝置。此外，光收發模組可整合光發送模組的功能，可用以接收電子裝置的電訊號轉換為光訊號，且將光訊號經由外部光纖傳送至遠端。
於本實施例中，光通訊模組1可為光發送模組，但並不以此為限。光通訊模組1可包括一金屬殼體10、一電路板20、多個晶片30、一光訊號發射器40、一光纖連接器50、一光纖60、以及一固定架70。金屬殼體10可為長條形結 構，沿一延伸方向D1延伸。金屬殼體10可包覆電路板20、晶片30、光訊號發射器40、以及固定架70。金屬殼體10可用以遮蔽電子裝置的電磁波進入金屬殼體10內，進而可提供金屬殼體10內的晶片30以及光訊號發射器40等元件的電磁防護。於一些實施例中，金屬殼體10的內部形成一密閉空間，以防止金屬殼體10外的水汽或灰塵進入金屬殼體10內，進而可提高光通訊模組1的使用壽命與訊號的可靠性。
電路板20設置於金屬殼體10內。電路板20可為長條形結構，沿延伸方向D1延伸。電路板20可為硬式電路板(Rigid PCB,RPC)。電路板20的插接端21穿過金屬殼體10的側壁11。換句話說，電路板20的插接端21可露出於金屬殼體10外。於本實施例中，電路板20的插接端21可插置於電子裝置的電連接器，進而使得電路板20可經由插接端21從電子裝置接收電訊號。
晶片30位於金屬殼體10內，且設置於電路板20上。於本實施例中，晶片30可經由板上晶片(Chips on Board,COB)封裝或表面黏著技術(Surface-mount technology,SMT)等方式設置於電路板20上。晶片30可黏貼於電路板20的上表面22，且電性連接於電路板20。晶片30的數目並不於以限制。
舉例而言，晶片30可包括驅動晶片31以及檢光(Monitor PhotoDiode,MPD)晶片30，但並不以此為限。驅動晶片31可電性連接於檢光晶片32以及光訊號發射器40。驅動晶片31可用以驅動光訊號發射器40。於本實施例中，驅動晶片31可依據電子裝置所傳輸的電訊號驅動光訊號發射器40產生光束，以使光束帶有光訊號。檢光晶片32可用以檢測光訊號發射器40產生的光束的功率等參數。
光訊號發射器40位於金屬殼體10內，且可設置於電路板20上。於本實施例中，光訊號發射器40可經由黏膠固定於電路板20的上表面22。光訊號發射器40可經由導線W1電性連接於驅動晶片31。驅動晶片31依據電訊號控制光訊號發射器40發射光束進入光纖60。於本實施例中，光訊號發射器40可為垂直腔面發射雷射器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)。上述光束可為雷射。於一些實施例中，光訊號發射器40可為發光二極體(LED)。
如圖1及圖2所示，光訊號發射器40可具有一出光面41以及多個導電墊42。光訊號發射器40經由出光面41的出光區域43射出光束進入光纖60。導電墊42設置於出光面41上，驅動晶片31經由導線W1連接於導電墊42。
光纖連接器50穿過金屬殼體10的側壁12。於本實施例中，側壁12相反於側壁11。換句話說，光纖連接器50以及電路板20的插接端21可位於金屬殼體10的兩相反側。於本實施例中，光纖連接器50可為光適配器(Receptacle)。光纖連接器50可固定光纖60的一端，且可用以連接外部光纖，並使外部光纖對準於光纖60。
光纖60可連接於固定架70以及光纖連接器50。光纖60具有一入射端面61以及垂直區段62。入射端面61鄰近於出光面41的出光區域43。垂直區段62連接於入射端面61，且可垂直於出光面41延伸。於一些實施例中，垂直區段62可垂直於延伸方向D1延伸。
如圖2及圖3所示，光纖60可為多模光纖(multimode fiber)。垂直區段62的直徑T1可約為40μm至60μm的範圍之間。出光區域43的寬度T2可約為5μm至10μm的範圍之間。舉例而言，垂直區段62的直徑可約為50μm。出光區域43的寬度T2可約為7μm或8μm。垂直區段62的直徑T1大於出光區域43的寬度T2的2倍、3倍、4倍、或5倍。直徑T1與寬度T2於相同的方向上測量。於本實施例中，直徑T1與寬度T2於延伸方向D1上測量。
於本實施例中，入射端面61與出光區域43之間的距離等於或小於垂直區段62的直徑T1。此外，入射端面61與出光區域43之間的距離可小於50μm。於一些實施例中，光纖60的入射端面61可直接接觸出光區域43。換句話說，入射端面61與出光區域43之間的距離可為0μm。
因此，藉由本揭露的光通訊模組1的設計，光訊號發射器40所發出的光束可直接進入光纖60內可減少光束能量的損耗，進而增進光通訊模組1的效能。此外，於本實施例中，光訊號發射器40的出光區域43與光纖60的入射端面61之間可不具有透鏡及/或反射元件，進而降低了光通訊模組1的製作成本。
固定架70設置於電路板20上，且固定光纖60的垂直區段62。固定架70可包括一固定本體71以及一蓋板72。固定本體71固定於電路板20，且可垂直於電路板20及/或延伸方向D1延伸。於本實施例中，固定本體71可經由黏膠等方式固定於電路板20上。固定本體71具有一V型槽73(如圖2所示)，垂直於電路板20及/或延伸方向D1延伸。
於本實施例中，固定本體71可更包括一容置槽74，形成於固定本體71的底部。V型槽73可沿伸至容置槽74，並與容置槽74連通。部份的光訊號發射器40可位於容置槽74內，且光訊號發射器40的出光區域43於固定本體71內對應於光纖60的入射端面61。於一些實施例中，部份的光訊號發射器40可卡合於容置槽74內，藉此固定架70可穩固地設置於電路板20以及光訊號發射器40上。
光纖60的垂直區段62可位於V型槽73內。蓋板72可固定於固定本體71，且可覆蓋於V型槽73。換句話說，垂直區段62固定於V型槽73以及蓋板72之間。此外，蓋板72可位於出光面41的上方，於本實施例中，蓋板72可接觸或抵接於光訊號發射器40的出光面41，藉此固定架70可穩固地設置於電路板20以及光訊號發射器40上。
因此於本揭露中，固定架70可簡易及穩定地將光纖60的垂直區段62垂直於光訊號發射器40的出光面41設置。此外，藉由本揭露的V型槽73可減少光纖60接觸固定本體71的面積，進而減少固定架70對於光纖60訊號的干擾。
於本實施例中，固定本體71以及蓋板7可由玻璃或陶瓷等材質所製成。由於固定本體71以及蓋板72的膨脹係數與光纖60的膨脹係數較為接近，因此本揭露的固定架70可減少光纖60傳輸光束時光纖60的影響。
綜上所述，本發明的光通訊模組藉由固定架可穩定地將光纖垂直於光訊號發射器設置，以使光訊號發射器可直接將光束射入光纖內以減少光束的能量損耗，進而增進光通訊模組的效能。此外，本發明的光通訊模組可不需設置透鏡及/或反射元件於光訊號發射器與光纖之間，進而降低了光通訊模組的製作成本。
對本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的創作方案和創作構思結合生成的實際需要做出其他相應的改變或調整，而這些改變和調整都應屬本發明請求項的保護範圍。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
40:光訊號發射器
41:出光面
42:導電墊
43:出光區域
60:光纖
61:入射端面
62:垂直區段
70:固定架
71:固定本體
72:蓋板
73:V型槽
74:容置槽
D1:延伸方向

Claims (9)

  1. 一種光通訊模組，包括：電路板；光訊號發射器，設置於上述電路板上，且具有出光面；光纖，具有入射端面以及連接於上述入射端面的垂直區段，其中上述入射端面鄰近於上述出光面的出光區域，且上述垂直區段垂直於上述出光面延伸；以及固定架，設置於上述電路板上，且固定上述垂直區段，其中上述固定架包括：固定本體，固定於上述電路板，且具有垂直於上述電路板延伸的V型槽，其中上述固定本體更包括一容置槽，且部份的上述光訊號發射器卡合於上述容置槽內；以及蓋板，覆蓋於上述V型槽，且接觸或抵接於上述出光面，其中上述垂直區段位於上述V型槽以及上述蓋板之間。
  2. 如請求項1所述的光通訊模組，其中上述光訊號發射器為垂直腔面發射雷射器，用以經由上述出光區域發射光束進入上述光纖，且上述光纖為多模光纖。
  3. 如請求項1所述的光通訊模組，其中上述垂直區段的直徑大於上述出光區域的寬度的2倍，其中上述直徑與上述寬度於相同的方向上測量。
  4. 如請求項1所述的光通訊模組，其中上述入射端面與上述出光區域之間的距離等於或小於上述垂直區段的上述直徑。
  5. 如請求項1所述的光通訊模組，其中上述出光區域與上述入射端面之間不具有透鏡。
  6. 如請求項1所述的光通訊模組，其中上述蓋板以及上述固定本體為玻璃。
  7. 如請求項1所述的光通訊模組，更包括：金屬殼體，包覆上述電路板、上述光訊號發射器、以及上述固定架；以及光纖連接器，穿過上述金屬殼體的側壁，且固定上述光纖的一端。
  8. 如請求項1所述的光通訊模組，更包括晶片，設置於上述電路板上，其中上述晶片包括驅動晶片，電性連接於上述光訊號發射器。
  9. 如請求項8所述的光通訊模組，其中上述光訊號發射器更包括設置於上述出光面上的導電墊，且上述驅動晶片經由一導線連接於上述導電墊。
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