[發(fā)明專利]一種基于COB耦合工藝的收發(fā)一體光組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010197057.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN111443436B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田波;鐘幸;許其建;周紀(jì)承
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢華工正源光子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G02B6/42
• 分類號(hào): G02B6/42
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 代嬋

1.一種基于COB耦合工藝的收發(fā)一體光組件，其特征在于：包括透鏡基體和PCB板，所述PCB板上貼裝有LDD芯片、VCSEL芯片和PD芯片，所述透鏡基體固定安裝在PCB板上，所述透鏡基體的底部設(shè)有用于為LDD芯片、VCSEL芯片和PD芯片安裝讓位的凹腔，所述透鏡基體上設(shè)有發(fā)射光路通道和接收光路通道，所述發(fā)射光路通道上設(shè)有準(zhǔn)直透鏡、聚焦透鏡和反射面，發(fā)射光路通道的準(zhǔn)直透鏡的入射表面鍍有衰減膜，所述VCSEL芯片發(fā)射的光束一部分經(jīng)衰減膜后通過發(fā)射光路通道的準(zhǔn)直透鏡，被發(fā)射光路通道的準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直為平行光，發(fā)射光路通道的反射面用于將經(jīng)發(fā)射光路通道的準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的平行光轉(zhuǎn)折到發(fā)射光路通道的聚焦透鏡，發(fā)射光路通道的聚焦透鏡用于將入射光束匯聚至光纖；所述VCSEL芯片發(fā)射的光束另一部分被衰減膜反射至LDD芯片的driver區(qū)域，其中一部分光被LDD芯片的driver區(qū)域吸收和折射，另一部分光被LDD芯片的driver區(qū)域反射到透鏡基體底面設(shè)有的入射斜面上，并從該入射斜面入射到透鏡基體中，由透鏡基體傳播并吸收；

所述透鏡基體的底部設(shè)有三角柱結(jié)構(gòu)，位于LDD芯片上方，該三角柱結(jié)構(gòu)靠近發(fā)射光路通道的準(zhǔn)直透鏡一側(cè)的斜面為入射斜面，用于供LDD芯片的driver區(qū)域反射的光入射到透鏡基體內(nèi)；三角柱結(jié)構(gòu)與透鏡基體一體成型；

所述的三角柱結(jié)構(gòu)離VCSEL lens的距離s根據(jù)VCSEL與lens的工作距離l₁、VCSEL的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角θ、以及VCSEL厚度h₁、LDD CHIP厚度h₂數(shù)據(jù)共同決定，當(dāng)θ＝35°、h₁＝150μm、h₂＝200μm、l₁＝0.2～0.25mm時(shí)，三角柱離VCSEL lens的距離s＝0.4～0.5mm，高度h＝0.15～0.12mm，透鏡基體底面設(shè)有的入射斜面與PCB板的夾角為α，角度α＝30～45°；

所述透鏡基體設(shè)有散熱通氣孔，與底部凹腔連通；所述散熱通氣孔的上端貫穿透鏡基體的上端面，所述散熱通氣孔的下端與透鏡基體的底部凹腔連通；所述散熱通氣孔為上大下小的階梯孔；所述散熱通氣孔的上部大徑段內(nèi)固定有黑膠，用于吸收被LDD芯片的driver區(qū)域反射并入射到透鏡基體內(nèi)的光；所述透鏡基體的底面設(shè)有協(xié)助散熱斜面；協(xié)助散熱斜面位于LDD芯片上方且協(xié)助散熱斜面位于散熱通氣孔旁，用于將芯片表面的熱流導(dǎo)向散熱通氣孔；

所述接收光路通道上設(shè)有準(zhǔn)直透鏡、聚焦透鏡和反射面，接收光路通道的準(zhǔn)直透鏡用于將光纖中的光變?yōu)槠叫泄猓邮展饴吠ǖ赖姆瓷涿嬗糜趯⒔?jīng)接收光路通道的準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的平行光轉(zhuǎn)折至接收光路通道的聚焦透鏡，接收光路通道的聚焦透鏡用于將入射光匯聚至PD芯片中，完成光電轉(zhuǎn)換。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于COB耦合工藝的收發(fā)一體光組件，其特征在于：散熱通氣孔的上部大徑段的孔徑為下部小徑段的孔徑的至少2倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于COB耦合工藝的收發(fā)一體光組件，其特征在于：透鏡基體的上端設(shè)有凹槽，該凹槽位于VCSEL芯片、PD芯片的上方，凹槽的一側(cè)面為斜面，該斜面設(shè)置為反射面，用于將經(jīng)發(fā)射光路通道的準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的平行光轉(zhuǎn)折到發(fā)射光路通道的聚焦透鏡，以及用于將經(jīng)接收光路通道的準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的平行光轉(zhuǎn)折至接收光路通道的聚焦透鏡；所述凹槽的上端槽口固定有玻璃蓋片，用于遮擋凹槽。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于COB耦合工藝的收發(fā)一體光組件，其特征在于：所述透鏡基體上設(shè)有透鏡定位柱，方便與外接的MPO跳線中光纖精確得對(duì)準(zhǔn)連接；定位柱與透鏡基體為一體成型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于COB耦合工藝的收發(fā)一體光組件，其特征在于：所述發(fā)射光路通道上的準(zhǔn)直透鏡、聚焦透鏡與透鏡基體一體成型；接收光路通道上的準(zhǔn)直透鏡、聚焦透鏡與透鏡基體一體成型；透鏡基體為PEI材料；所述透鏡基體整個(gè)外形呈長方體。