[發明專利]用于表征光模塊中的光學組件的位置的系統和方法

有效

• 申請號: 201810521350.0
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108983370B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 埃拉德·門托維奇;伊特沙克·卡利法
• 申請（專利權）人: 邁絡思科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 喬獻麗

描述了用于表征光學組件相對于彼此的位置以優化光模塊的性能的系統和方法。具體而言，提供了一種機構讓用戶從光纖視角視覺地確定光模塊的透鏡組裝件與諸如垂直腔面發射激光器（vertical?cavity surface?emitting laser，VCSEL）或光電二極管等光電收發器的對準和相對定位。通過在x?y平面中表征透鏡組裝件相對于光電收發器的位置和/或確定組件在z方向上的間距，用戶可以補償由于組件的相對定位不準確而導致的通過光模塊的預期信號損失，調整被檢查的光模塊中的組件的相對定位，或者修改制造參數以提高尚未構建的模塊和PCBA中的定位精度。

背景技術

本公開總體上涉及用于通過光纖線纜系統發射和接收光信號的光模塊的光學組件。具體而言，描述了允許相對于印刷電路板組裝件(printed circuit board assembly，PCBA)的光電收發器更準確地表征由印刷電路板支撐的透鏡組裝件的位置的系統和方法。

使用光纖線纜進行數據傳輸提供了相比于使用銅纜的若干優點。例如，光纖提供非常高的帶寬以及適應帶寬增加的能力(例如，當數據流量激增時)。光纖還提供了良好的抗電磁干擾性，并被認為是一種非常安全的傳輸介質。

通常使用光模塊以便于電信號與光信號之間的轉換。光模塊包括用于生成、引導和/或接收光信號的光學組件。因此，光模塊的制造和組裝對于光學系統的整體性能十分重要。

發明內容

因此，本文描述的本發明的實施方式提供了用于表征光模塊中的光學組件相對于彼此的位置以優化光模塊性能的改進的系統和方法。如本文更詳細地描述，本發明的實施方式提供了一種讓用戶從光纖視角視覺地確定光模塊的透鏡組裝件與諸如垂直腔面發射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL)或光電二極管等光電收發器的對準和相對定位的機構。通過在x-y平面中表征透鏡組裝件相對于光電收發器的位置和/或確定組件在z方向上的間距，用戶可以能夠補償由于組件的相對定位不準確而導致的通過光模塊的預期信號損失，調整被檢查的光模塊中的組件的相對定位，或者修改一個或多個制造參數以提高尚未構建的模塊和PCBA中的定位精度。

相應地，提供了一種表征光模塊中的光學組件的位置的方法。所述方法包括通過以下步驟確定透鏡組裝件相對于光電收發器的x-y對準：從光纖視角經由所述透鏡組裝件的第一透鏡觀察所述透鏡組裝件的第二透鏡；確定所述第二透鏡的中心；從所述光纖視角經由所述第一透鏡和所述第二透鏡觀察所述光電收發器；確定所述光電收發器的中心；以及測量所述第二透鏡的中心與所述光電收發器的中心之間的x-y距離，其中所述x-y距離對應于所述透鏡組裝件與所述光電收發器的x-y對準。

在一些情況下，從光纖視角觀察所述透鏡組裝件的所述第二透鏡可以包括使用光學顯微鏡來觀察所述透鏡組裝件的所述第二透鏡。此外，測量所述第二透鏡的中心與所述光電收發器的中心之間的所述x-y距離可以包括將所述光學顯微鏡的放大因子納入考慮。在一些實施方式中，可以基于在所述第二透鏡的中心與所述光電收發器的中心之間測量的所述x-y距離來確定通過所述透鏡組裝件的光信號強度的預期損失。

附加地或可選地，可以基于在所述第二透鏡的中心與所述光電收發器的中心之間測量的所述x-y距離來調整所述透鏡組裝件相對于所述光電收發器的x-y位置。在一些情況下，可以基于在所述第二透鏡的中心與所述光電收發器的中心之間測量的所述x-y距離來調整后續光模塊的制造組裝參數。

在其他情況下，可以通過以下步驟確定所述透鏡組裝件相對于所述光電收發器的z對準：確定所述光電收發器的組件在光學顯微鏡的給定放大率下的觀測尺寸，其中所述組件具有實際尺寸；基于所述光學顯微鏡的所述給定放大率計算所述組件的預期觀測尺寸；計算所述組件的觀測尺寸與預期觀測尺寸之間的差異；以及將所述組件的所述觀測尺寸與所述預期觀測尺寸之間的差異與所述光電收發器的表面與所述第一透鏡的表面之間的實際z距離和所述光電收發器的表面與所述第一透鏡的表面之間的預期z距離之間的差異相關聯。z距離的差異因此可以對應于所述透鏡組裝件與所述光電收發器的z對準。