[發(fā)明專利]一種用于準直光路耦合的可插拔型適配器組件

在審

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• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104503029A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設計）人: 林雪楓;胡百泉;趙丹;劉成剛;徐紅春
• 申請（專利權）人: 武漢電信器件有限公司
• 主分類號: G02B6/32
• 分類號: G02B6/32
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發(fā)明屬于光通信領域的光收發(fā)合一模塊及器件技術領域，尤其涉及一種用于準直光路耦合的可插拔型適配器組件。

背景技術

光通信領域中準直光路通常使用C-LENS(球面透鏡)或G-LENS(漸變折射率透鏡)準直器結(jié)構來實現(xiàn)，圖1為現(xiàn)有技術中一種典型的C-LENS準直器的截面示意圖，由圖1可知，該C-LENS準直器光纖302穿過玻璃毛細管301，并研磨成一定角度，然后和C-LENS?303進行耦合，將光纖302中出射的發(fā)散光變成平行光，玻璃套管304套在C-LENS?303和玻璃毛細管301外，用膠把所有部件固定在一起。這種準直器結(jié)構已經(jīng)十分成熟，準直效果良好，但是目前市場上的準直器都是尾纖型，只適合于尾纖型光組件封裝，無法應用于需要可插拔型適配器的光發(fā)射或接收組件中。而絕大多數(shù)使用的光收發(fā)模塊要求具備可插拔的光接口，例如LC型光接口和SC光接口等，這就要求光收發(fā)模塊中的發(fā)射光組件TOSA和接收光組件ROSA不能使用尾纖型封裝，而必須使用可插拔型適配器進行組件封裝。

可插拔型適配器組件首先要求可以和光纖跳線進行良好的插拔連接，保證低連接損耗；其次要求可以和光組件的管體配合進行光耦合，當耦合到滿足要求的位置后和光組件管體利用激光焊接工藝焊接在一起；此外可插拔型適配器組件還要求保證足夠的機械強度，在溫度或外力施加影響下不會引起光路變化。

如圖2所示為現(xiàn)有技術中一種常用的LC型可插拔型適配器的截面示意圖，由圖2可知，LC型可插拔型適配器101包括：內(nèi)穿有光纖103的陶瓷插芯102，陶瓷套筒105和止口件106，以及陶瓷插芯102、光纖103、陶瓷套筒105和止口件106外圍的適配器金屬件104。LC型可插拔型適配器101滿足LC接口相關標準，當常規(guī)LC光纖跳線從止口件106端插入，可保證光纖跳線和陶瓷插芯102中的光纖103順利實現(xiàn)低損耗連接。

如圖3所示為現(xiàn)有技術中一種常用的TO-Can封裝的接收光組件ROSA(Receiver?Optical?Subassembly，光接收次模塊)的截面示意圖，由圖3可知，接收光組件ROSA中，光探測器芯片201貼裝在TO座202內(nèi)部，TO帽203和管體204都封焊在TO座202上。LC型可插拔型適配器101和管體203在耦合后通過激光焊接工藝焊在一起。該結(jié)構的總體光路是光從陶瓷插芯102中的光纖103出射，出射光為發(fā)散光，經(jīng)過TO帽202上的透鏡變成會聚光，然后耦合進入光探測器芯片201。對于發(fā)射光組件來說，將光探測器芯片201換成激光器芯片，光由激光器芯片出射，光路沿圖示光路可逆方向，進入到陶瓷插芯102中的光纖103。因此，目前常規(guī)的可插拔型適配器在光路應用上都是作為會聚光路或發(fā)散光路使用。

近年來，光收發(fā)模塊對集成度要求越來越高，光發(fā)射或接收組件要求集成更多的功能和單元，導致光組件內(nèi)的光路越來越長。如上述會聚光路，受透鏡焦距所限，光路無法實現(xiàn)更長的要求，因此需要采用準直光路設計。準直光近似平行光，具備諸多優(yōu)點：可以傳播較長的光路仍保證光斑不擴大；且不受焦距影響，對元件安裝位置精度不敏感；在準直光路中加入一些功能元件例如隔離器等對光路影響很小；此外準直光路還有另一優(yōu)點，就是當兩束準直光路相互耦合時，耦合容差很大，對位置精度不敏感，工時工效快；這些優(yōu)點都很適合這種需要光路很長的光發(fā)射或接收組件的要求。

如圖4所示為現(xiàn)有技術中一種常用的基于準直光路的發(fā)射光組件的截面示意圖，激光器芯片402貼裝在管殼401內(nèi)部，從激光器芯片402出射的光經(jīng)過第一準直透鏡403變成準直光，準直光再經(jīng)過第二準直透鏡404會聚，穿過管殼401側(cè)壁的窗口，進入到LC型可插拔型適配器101中的光纖103。這種結(jié)構必須先將管殼401內(nèi)所有元件先安裝固定好，然后再將管殼401和LC型可插拔型適配器101進行耦合，這樣實際耦合時從管殼401出射的光仍然是會聚光路。會聚光路耦合到LC型可插拔型適配器101的耦合容差較小，這樣在LC型可插拔型適配器101和管體401焊接在一起時由于焊接工藝帶來的焊后位移會對光路有影響。所以此結(jié)構雖然基于準直光路設計，但在適配器組件耦合焊接這一步，本質(zhì)仍然是和常規(guī)光組件耦合一樣，屬于會聚光路耦合，未能發(fā)揮出準直光路平行耦合時耦合效率高，耦合難度低，耦合容差大優(yōu)勢。而一旦第一準直透鏡403和第二準直透鏡404的安裝精度無法控制的非常精確，也會對耦合效率造成很大影響。此外，此結(jié)構第二準直透鏡404和光纖103之間的距離較遠，導致準直光路的光斑直徑必須很大，對于一些必須使用小光斑準直光路的光組件來說，無法采用這種結(jié)構。

發(fā)明內(nèi)容