[發明專利]一種高耦合效率的光收發器件及其制造方法

無效

• 申請號: 201210371425.4
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102866470A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 胡朝陽;劉俊;肖明珠;胡勇
• 申請（專利權）人: 蘇州海光芯創光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陸明耀;陳忠輝

技術領域

本發明涉及光纖傳輸領域，尤其涉及一種光收發器件及其制造方法。

背景技術

隨著光纖到戶FTTH(Fiber?TO?The?Home)的普及，市場上對于小型熱插拔封裝的單纖雙向光模塊需求量逐步增大，但同時市場給予光模塊的成本壓力也在加大。例如，作為EPON(Ethernet?Passive?Optical?Network?)和GPON(Gigabit?Passive?Optical?Network?)光模塊的關鍵器件，單纖雙向光器件(BOSA)占據了光模塊成本的60%以上。因此，如何降低光器件的成本成為光模塊生產廠家的重中之重。

目前，光器件廠商降本的主要方法是降低PON光器件中的LD?TO（Laser?Diode?Transistor?Outline）成本。而降低LD?TO成本的途徑主要是將非球透鏡更改為球透鏡。然而，一般地，非球透鏡的耦合效率可以達到30%以上，而球透鏡一般為20%，兩者相差達到10%以上，這就使耦合效率成為低成本PON光器件中設計、生產中的關鍵因素。因此，采用低成本LD?TO，也就是球透鏡LD?TO，如何有效提高耦合效率已成為研發和生產中的關鍵因素。

以傳統的GPON光收發器件為例，如圖1所示，其包含本體101，光纖插芯102，收端的PD?TO（Photodiode?Detector）光接收組件103，發端的LD?TO?光發射組件104，成45°設置的濾光片105。其基本工作原理為：出射光從光發射組件104發出，直接透過45°濾光片?105，由光纖插芯102接收；而接收光從光纖插芯102射入，經過45°濾光片105反射進入光接收組件103。

目前業界,普遍采用如下的方法來提高耦合效率：

方法1，采用特殊設計的光纖插芯，以提高耦合效率。如圖2所示，該方法中的光收發器件基本結構和前述傳統GPON光收發器件類似，具有本體201，光纖插芯202，光接收組件103，光發射組件104及濾光片105，它和傳統光收發器件的差異為將光纖插芯202中的收光部件傾斜一定角度設置。該方法的基本原理如圖3所示，根據菲涅爾定律，若收光部件的傾斜角為8°，此時折射到光纖中的主光線對應的入射光線與光纖的光軸夾角為3.79°，假定光纖纖芯介質折射率n2=1.4676,入射波長1550nm，空氣折射率n1=1。因此，相比之下，斜8°收光部件206的耦合效率會比平端光纖有不少下降，這主要是斜8°收光部件206端面的反射以及斜8°收光部件206數值孔徑與光發射組件204出射激光的數值孔徑不匹配造成的。為提高耦合效率，容易想到將斜8°收光部件206按照傾斜3.79°安裝，此時由光發射組件204發出的光線入射到收光部件206上，就相當于直接入射到平端光纖上。因此，此種插芯設計相比斜8°插芯設計，可以提高耦合效率。但此法的缺點是光纖插芯202制造工藝復雜，成本高昂，并且光纖插芯202可靠性仍無法保證。

方法2，如圖4所示，該方法中的光收發器件基本結構和前述傳統GPON光收發器件類似，具有本體401，光纖插芯402，光接收組件403，光發射組件404及濾光片405，它和傳統光收發器件的差異為將光纖插芯202與本體401按照一定角度焊接裝配。容易看出此法的原理類似于方法1。該法的缺點是，生產過程中插芯與本體需按照一定角度裝配，對人員及夾、治具的要求極高，同時對激光焊接系統也提出苛刻的要求，不利于生產。

方法3，如在專利US2012/0148257A1中提到的，采用光發射組件與本體按照特定角度裝配的方法來提高耦合效率。同樣地，也存在與方法2相同的弊端，對生產工藝要求苛刻，不易于實現。

發明內容

本發明所要解決的技術問題為，提供一種能提高耦合效率，并簡化生產操作的光收發器件及其制造方法。

本發明的目的通過提供以下一種光收發器件實現：

一種高耦合效率的光收發器件，包括：本體；光纖插芯，一端位于本體中；光發射組件，至少部分位于本體中，所述光發射組件和光纖插芯相對設置，光發射組件包括激光器芯片和透鏡，激光器芯片發射的光束經過所述透鏡后發射到光發射組件外；光接收組件，至少部分位于本體中；濾光片，傾斜設置于光纖插芯和光發射組件之間，所述光發射組件發出的光束穿過所述濾光片射入光纖插芯，所述光纖插芯發出的光束被所述濾光片反射后射入光接收組件，所述激光器芯片和光發射組件的中軸線之間存在激光器芯片偏移量dx。

優選的，所述透鏡為球透鏡。