一种用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置及方法与流程

本发明涉及光通信，尤其涉及一种用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置及方法。

背景技术：

1、随着光通信技术的不断发展，光应用领域的不断进步，产业对光器件的性能、成本以及封装尺寸有了更高的诉求。目前一般采用同轴封装来满足光组件（如激光器和探测器）芯片对气密性的高要求，同时实现光组件的小型化和低成本。但是由于常规同轴封装光组件是将汇聚透镜集成在管帽中，耦合效率不高，如果使用常规无源封帽工艺，器件的耦合效率和光纤适配器耦合位置还受光组件的芯片贴装位置及封帽精度的影响，容易出现耦合效率低或者适配器偏心的情况。所以目前常规的同轴封装光组件存在着耦合效率不足的瓶颈，对于工温、长距离传输模块基本上没有余量，限制了同轴封装光组件在高速长距传输模块的应用。

2、针对同轴封装光组件耦合效率低的问题，可以先采用一个准直透镜将光组件发出的光变换成平行光束，再通过一个汇聚透镜耦合到光纤适配器中以进一步提升耦合效率。而在同轴封装光组件内部耦合透镜，由于对未封帽的同轴光组件进行作业极易对其内部元器件及金线损伤，且未封帽的同轴光组件又存在不易夹持固定、器件不易加电、不易确定水平度及偏转角等问题，很难保证透镜耦合的精度及光器件生产良率。

3、鉴于此，如何克服该现有技术所存在的缺陷，如何解决上述问题中的至少一个，是本技术领域亟待解决的一个难题。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本发明提供了一种用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置及方法，将未封帽的同轴封装光组件通过装配在本发明提供的光组件定位治具中，可以对器件进行贴片打线以及透镜耦合等作业，避免了由于切换治具的过程对未封帽器件内部元器件及金线造成损伤的风险，提升器件生产良率。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，包括光组件定位治具以及同轴封装光组件，所述同轴封装光组件装配固定在所述光组件定位治具上；具体的，所述光组件定位治具包括定位治具块以及定位治具压板，所述定位治具块中部设置有定位治具通孔，所述同轴封装光组件卡接装配在所述定位治具通孔上，且通过所述定位治具压板将所述同轴封装光组件压接固定。

4、在一些实施例中，所述定位治具通孔上设置有光组件定位台阶，所述同轴封装光组件装配在所述定位治具通孔内时，卡接在所述光组件定位台阶上。

5、在一些实施例中，所述同轴封装光组件包括光组件底座以及光组件芯片，所述光组件底座一侧设置有若干个光组件底座管脚，所述光组件底座另一侧设置有光组件立式热沉，所述光组件芯片设置在所述光组件立式热沉上，所述光组件立式热沉上还设置有用于固定待耦合透镜的内透镜固定槽，所述内透镜固定槽处于所述光组件芯片的光路上。

6、在一些实施例中，所述光组件底座的直径与所述光组件定位台阶的外环直径一致；所述光组件底座的厚度与所述光组件定位台阶到所述光组件定位治具上表面的高度一致；所述光组件底座上开设有若干个底座限位槽，所述光组件定位台阶上设置有若干个与所述底座限位槽相匹配的底座限位块。

7、在一些实施例中，所述光组件定位治具设置在光组件位置调节装置上，所述同轴封装光组件的轴向光路上依次设置有分光部件和第一光束质量分析仪，所述分光部件的反射光路的光轴上设置有第二光束质量分析仪；所述同轴封装光组件与所述分光部件之间设置有待耦合透镜，所述待耦合透镜设置在透镜位置调节装置上。

8、在一些实施例中，所述分光部件的侧面与入射光束方向呈θ角度，且0°＜θ＜90°，入射光束经过所述分光部件后分为两束完全一样的光束继续传输，其中一束透射传输，另外一束反射传输。

9、在一些实施例中，所述第一光束质量分析仪与所述分光部件的距离为l1，所述第二光束质量分析仪与所述分光部件的距离为l2，l1与l2存在关系：l1≠l2。

10、在一些实施例中，所述光组件位置调节装置通过微调架来调节所述同轴封装光组件的x、y、z轴位置以及水平方向偏转角度；所述透镜位置调节装置通过微调架来调节所述待耦合透镜的x、y、z轴位置以及水平方向偏转角度。

11、在一些实施例中，还包括光组件ld+加电线以及光组件gnd加电线，所述光组件ld+加电线穿入所述光组件定位治具的定位治具通孔并与所述同轴封装光组件的ld+管脚连接，所述光组件gnd加电线穿入所述光组件定位治具的定位治具通孔并与所述同轴封装光组件的gnd管脚连接。

12、第二方面，本发明提供一种用于同轴封装光组件内部耦合透镜的方法，应用于第一方面所述的用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，方法包括：

13、将未封帽的同轴封装光组件装配并固定到光组件定位治具中，将装配好同轴封装光组件的光组件定位治具固定至光组件位置调节装置中，并使得光组件芯片表面朝上，以使光组件芯片和待耦合透镜的固定面水平；

14、在同轴封装光组件的轴向光路上依次设置分光部件和第一光束质量分析仪，在分光部件的反射光路的光轴上设置第二光束质量分析仪；

15、将待耦合透镜吸取于透镜位置调节装置上，并放置于同轴封装光组件与分光部件之间，并缓慢移动至同轴封装光组件的内透镜固定槽附近；

16、通过透镜位置调节装置来调节待耦合透镜的位置及角度，使得两个光束质量分析仪采集到的光斑大小同时达到最小且和中心位置一致，此时将待耦合透镜的位置固定于同轴封装光组件的内透镜固定槽中。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：提供了一种用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置及方法，将未封帽的同轴封装光组件通过装配在本发明提供的光组件定位治具中，可以对器件进行贴片打线以及透镜耦合等作业，避免了由于切换治具的过程对未封帽器件内部元器件及金线造成损伤的风险，提升器件生产良率。

技术特征：

1.一种用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，其特征在于，包括光组件定位治具（1）以及同轴封装光组件（2），所述同轴封装光组件（2）装配固定在所述光组件定位治具（1）上；具体的，所述光组件定位治具（1）包括定位治具块（101）以及定位治具压板（102），所述定位治具块（101）中部设置有定位治具通孔（103），所述同轴封装光组件（2）卡接装配在所述定位治具通孔（103）上，且通过所述定位治具压板（102）将所述同轴封装光组件（2）压接固定。

2.根据权利要求1所述的用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，其特征在于，所述定位治具通孔（103）上设置有光组件定位台阶（104），所述同轴封装光组件（2）装配在所述定位治具通孔（103）内时，卡接在所述光组件定位台阶（104）上。

3.根据权利要求2所述的用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，其特征在于，所述同轴封装光组件（2）包括光组件底座（201）以及光组件芯片（202），所述光组件底座（201）一侧设置有若干个光组件底座管脚（203），所述光组件底座（201）另一侧设置有光组件立式热沉（204），所述光组件芯片（202）设置在所述光组件立式热沉（204）上，所述光组件立式热沉（204）上还设置有用于固定待耦合透镜（7）的内透镜固定槽（205），所述内透镜固定槽（205）处于所述光组件芯片（202）的光路上。

4.根据权利要求3所述的用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，其特征在于，所述光组件底座（201）的直径与所述光组件定位台阶（104）的外环直径一致；所述光组件底座（201）的厚度与所述光组件定位台阶（104）到所述光组件定位治具（1）上表面的高度一致；所述光组件底座（201）上开设有若干个底座限位槽（206），所述光组件定位台阶（104）上设置有若干个与所述底座限位槽（206）相匹配的底座限位块（105）。

5.根据权利要求1-4任一所述的用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，其特征在于，所述光组件定位治具（1）设置在光组件位置调节装置（3）上，所述同轴封装光组件（2）的轴向光路上依次设置有分光部件（4）和第一光束质量分析仪（5），所述分光部件（4）的反射光路的光轴上设置有第二光束质量分析仪（6）；所述同轴封装光组件（2）与所述分光部件（4）之间设置有待耦合透镜（7），所述待耦合透镜（7）设置在透镜位置调节装置（8）上。

6.根据权利要求5所述的用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，其特征在于，所述分光部件（4）的侧面与入射光束方向呈θ角度，且0°＜θ＜90°，入射光束经过所述分光部件（4）后分为两束完全一样的光束继续传输，其中一束透射传输，另外一束反射传输。

7.根据权利要求5所述的用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，其特征在于，所述第一光束质量分析仪（5）与所述分光部件（4）的距离为l1，所述第二光束质量分析仪（6）与所述分光部件（4）的距离为l2，l1与l2存在关系：l1≠l2。

8.根据权利要求5所述的用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，其特征在于，所述光组件位置调节装置（3）通过微调架来调节所述同轴封装光组件（2）的x、y、z轴位置以及水平方向偏转角度；所述透镜位置调节装置（8）通过微调架来调节所述待耦合透镜（7）的x、y、z轴位置以及水平方向偏转角度。

9.根据权利要求1-4任一所述的用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，其特征在于，还包括光组件ld+加电线（9）以及光组件gnd加电线（10），所述光组件ld+加电线（9）穿入所述光组件定位治具（1）的定位治具通孔（103）并与所述同轴封装光组件（2）的ld+管脚连接，所述光组件gnd加电线（10）穿入所述光组件定位治具（1）的定位治具通孔（103）并与所述同轴封装光组件（2）的gnd管脚连接。

10.一种用于同轴封装光组件内部耦合透镜的方法，应用于权利要求1-9任一所述的用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种用于同轴封装光组件内部耦合透镜的装置及方法，包括光组件定位治具以及同轴封装光组件，所述同轴封装光组件装配固定在所述光组件定位治具上；具体的，所述光组件定位治具包括定位治具块以及定位治具压板，所述定位治具块中部设置有定位治具通孔，所述同轴封装光组件卡接装配在所述定位治具通孔上，且通过所述定位治具压板将所述同轴封装光组件压接固定。本发明可以将未封帽的同轴封装光组件通过装配在提供的光组件定位治具中，可以对器件进行贴片打线以及透镜耦合等作业，避免了由于切换治具的过程对未封帽器件内部元器件及金线造成损伤的风险，提升器件生产良率。

技术研发人员：周程,阮扬,刘成刚,徐泽驰
受保护的技术使用者：武汉光迅科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23