[發明專利]一種簡易光路及基于該光路的微型單通道盒型封裝光器件

在審

• 申請號: 202110618329.4
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113341510A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 汪保全;張強;張勇;毛晶磊;何嬋
• 申請（專利權）人: 成都光創聯科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 周永宏

本發明公開一種簡易光路及基于該光路的微型單通道盒型封裝光器件，應用于光通信領域，針對現有常規的單通道盒型封裝光器件存在的設計復雜、工藝難度大、成本較高的問題；本發明設計的光路采用單個聚焦透鏡，即可實現將光芯片發出的發散光耦合進光纖進行傳輸的效果，具體包括：光芯片、聚焦透鏡以及耦合光纖，光芯片發出的發散光經過聚焦透鏡形成匯聚光，耦合光纖設置于焦點位置，用于耦合匯聚光；基于這一光路設計的光器件采用的匯聚光系統對角度和焦距的敏感度不高，結構容差較大，從而使得本發明的光器件結構相對于現有常規的單通道盒型封裝光器件更加穩定。

技術領域

本發明屬于光通信領域，特別涉及一種單通道盒型封裝光器件。

背景技術

隨著通信容量需求的快速增長，高速光器件的需求日益迫切。高速器件對芯片工作溫度有嚴格要求，而盒型封裝可以集成熱電制冷器控制芯片溫度，以及良好的散熱效果，被廣泛應用于高速光器件的封裝。常規的單通道盒型封裝光器件如圖1所示，包括：光器件管殼11、封裝于光器件管殼11內的熱電制冷器(TEC)12、陶瓷墊塊(submount)13、光芯片14、準直透鏡15，還包括設置于光器件管殼11外的匯聚透鏡16；熱電制冷器12作為基板，用于保證光芯片14工作溫度，陶瓷墊塊13置于熱電制冷器12上，用于光芯14片散熱，光芯片14與準直透鏡15設置于陶瓷墊塊上；

如圖1的光路所示，現有常規的單通道盒型封裝光器件，在耦合工藝中會涉及3次耦合過程：1.先把光芯片14出來的發散光通過第一顆靠近芯片的準直透鏡15耦合為符合要求的準直光；2.使用第二顆匹配的匯聚透鏡16，將準直光耦合為匯聚光；3.將匯聚光耦合進入光纖。

如圖1的光路所示，現有常規的單通道盒型封裝光器件，存在以下問題：

1、設計復雜：準直光學系統需要兩個準直透鏡匹配，光學系統零件較多，對光學系統敏感度增加，兩顆透鏡無法實現無源貼裝，必須使用有源耦合方式實現；

2、工藝難度大：需要經過3次耦合，兩次準直光耦合及一次匯聚光耦合，準直光耦合對角度敏感，耦合難度大；

3、成本高：使用兩顆透鏡，物料成本高，工藝步驟多，可能導致成品率下降，進而導致生產成本高。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種簡易光路及基于該光路的微型單通道盒型封裝光器件，采用單透鏡設計。

本發明采用的技術方案之一為：一種用于光器件的簡易光路，包括：光芯片、聚焦透鏡以及耦合光纖，所述光芯片發出發散光，該發散光經過聚焦透鏡形成匯聚光，耦合光纖設置于焦點位置，用于耦合匯聚光。

本發明采用的技術方案之二為：基于該簡易光路的微型單通道盒型封裝光器件，包括：光器件管殼，以及封裝于光器件管殼內的光芯片、聚焦透鏡、陶瓷墊塊、熱電制冷器，熱電制冷器與光器件管殼內壁密貼，所述陶瓷墊塊位于熱電制冷器上，光芯片與聚焦透鏡設置于陶瓷墊塊上。

聚焦透鏡采用無源貼裝方式固定。

本發明的有益效果：相比于常規的單通道盒型封裝光器件，本發明的光器件采用單透鏡設計，芯片與聚焦透鏡通過貼片精度控制，能夠保證耦合效率，本發明的光芯片發出發散光，經過聚焦透鏡，形成匯聚光，耦合光纖設置于焦點位置，用于耦合匯聚光；采用本發明的光路設計，可實現只進行一次有源耦合工藝，大大降低了耦合工藝的難度；并且本發明采用的匯聚光系統對角度和焦距的敏感度不高，結構容差較大，從而使得本發明的光器件具備結構穩定的優點。

附圖說明

圖1為常規的單通道盒型封裝光器件的光路示意圖；

圖2為本發明的光器件的光路示意圖；