[發明專利]一種單透鏡耦合方法和光發射器

在審

• 申請號: 202010736773.1
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111679382A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 熊夢;梁付運;鄭萌;薄生偉
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;張宇

本發明公開了一種單透鏡耦合方法和多通道的光發射器，屬于光通信技術領域，光發射器包括：激光器芯片組件、透鏡、墊塊、平面光波導的波分復用組件及基板。將激光器組件及波分復用組件貼裝到基板上，使各路激光器的發光條與波分復用組件的各路波導對準；將墊塊置于激光器組件與波分復用組件之間，透鏡置于墊塊上方，激光器發出的激光信號通過透鏡耦合進對應的波分復用組件波導中，墊塊通過膠水與透鏡和基板固定。通過本發明能降低固化過程光功率漂移現象，改變透鏡固化過程中的位移方向，提高耦合容差與產品良率，提高光器件長期可靠性。波分復用組件通過膠水與基板連接，簡化了裝配工藝，提高了封裝效率，保證了光發射器的穩定性與可靠性。

技術領域

本發明屬于光通信技術領域，更具體地，涉及一種單透鏡耦合方法和多通道的光發射器。

背景技術

近年來，隨著接入網及數據中心的高速發展，為尋求更加經濟有效的擴展帶寬的方式，多通道的光發射器被大范圍使用。在多通道的系統中，激光器芯片一般與介質薄膜濾波器組件(Thin Film Filter，TFF)和陣列波導光柵組件(Array Waveguide Grating，AWG)進行耦合。如圖1所示，在多通道的TFF系統中，不同通道的激光器發出的光在TFF組件內部發生不同次數的反射，導致不同通道的光路存在差異，反射次數越多的通道對光路位移越敏感，光功率穩定性越差，該現象一方面會限制多通道器件的通道數，另一方面也會降低器件的耦合容差，增加耦合工藝難度。

當波分復用器使用AWG方案時，可避免不同通道光路存在較大差異的問題。業內通常使用無源貼裝的方式固定AWG，然后用有源方式，在某通道激光器加電條件下，將AWG與單芯光纖陣列(Fiber Array，FA)進行耦合對準。該混合集成工藝經歷多次的光路對準與耦合，工藝較復雜，生產成本較高。

現有單透鏡耦合的方案如圖2所示，第一透鏡2在耦合的過程中，需要在一定的空間范圍內移動，以找到最佳耦合位置；然后第一透鏡2的下表面通過膠水3固化與第一基板4連接，使第一透鏡2固定到由第一激光器芯片組件1發送的光路中。該方案的透鏡下膠層較厚(膠厚＞50um)，由于膠水固有的收縮效應，膠水3在固化過程中存在一定比例收縮，膠層越厚，膠水收縮量越大，第一透鏡2在垂直于光路方向上的位移越大。而耦合效率與第一透鏡2垂直方向位置極為敏感，第一透鏡2垂直方向上微小的位移都會造成光功率大比例漂移。因此該方案的光功率穩定性稍差，無法保證較高的良品率；另一方面，在器件長期工作狀態下，可能存在膠水因環境影響導致體積發生變化的情況，尤其是目前為降成本考慮采用非氣密封裝的光器件，外界環境對于膠水的影響程度增加，因此較厚的膠層對光器件的長期可靠性同樣存在影響。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提出了一種單透鏡耦合方法和光發射器，可以提高耦合容差與產品良率，提高光器件長期可靠性。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種光發射器，包括：激光器芯片組件、透鏡、墊塊、平面光波導的波分復用組件及基板；

所述基板包括凹槽，所述激光器芯片組件及所述平面光波導的波分復用組件均貼裝于所述基板上的非凹槽區域，所述凹槽位于所述激光器芯片組件及所述平面光波導的波分復用組件之間，所述墊塊位于所述凹槽表面，所述透鏡位于所述墊塊上方，各所述激光器芯片組件的發光條與所述平面光波導的波分復用組件的各路波導一一對準，各所述激光器芯片組件發出的激光信號通過與其對應的透鏡，耦合進對應的波分復用組件的波導中。

優選地，所述墊塊的上表面一側向上延伸形成透鏡安裝部，所述透鏡固定于所述透鏡安裝部上，且所述透鏡下表面距離所述墊塊的上表面一預設高度。

優選地，所述透鏡的非通光位置與所述透鏡安裝部的側壁接觸。

優選地，所述透鏡的通光球面非居中，其位于所述透鏡上部。

優選地，所述墊塊的下表面通過膠水與所述凹槽表面固定，所述透鏡通過膠水固定于所述透鏡安裝部。