一种光模块的光学耦合装置及光模块的制作方法

1.本实用新型专利涉及光学器件的技术领域，具体而言，涉及一种光模块的光学耦合装置及光模块。


背景技术：

2.在光纤通信技术的应用中，首先需要将电信号经过光发射模块转换为光信号，然后将光信号耦合进传导光信号的光纤或者是对光信号进行调制的平板光波导中。
3.目前，如图1所示，光路耦合结构包括光学芯片203、会聚器件201以及准直器件202，用于光纤，准直器件202包括聚光面、第一光轴以及第一焦点，光学芯片203位于第一焦点的位置上，准直器件202接收光学芯片203发出的入射光准直为沿第一光轴传导的准直光束；会聚器件201包括反射凹面以及第二焦点，反射凹面相对于第一光轴倾斜设置，反射凹面接收准直光束且将准直光束会聚到第二焦点位置形成会聚光束，光纤的入射点与第二焦点重合，用于接收汇聚光束。
4.现有技术中，当需要对光学芯片发出的入射光进行背光检测时，需要设立分光玻片或分光膜将准直光束分光后再进行检测，因而需要在系统中单独设置固定结构将分光玻片或分光膜固定，提高了光路耦合结构的成本以及使得光路耦合结构变得较为复杂。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种光模块的光学耦合装置及光模块，旨在解决现有技术中带有背光检测的光路耦合结构较为复杂的问题。
6.本实用新型是这样实现的，一种光模块的光学耦合装置，光模块包括激光器模块以及光探测器模块，所述光学耦合装置包括
7.主体、光束准直元件以及光束反射元件，所述光束反射元件包括分光器件以及汇聚器件，所述光束准直元件以及光束反射元件均设置在主体上；其中，
8.激光器模块发出激光至光束准直元件准直，并入射至光束反射元件，部分光经过所述分光器件反射至光探测器模块，部分光经过所述汇聚器件汇聚至光纤。
9.其中，优选的是，所述光束反射元件还包括竖直面，所述分光器件和所述汇聚器件均与所述竖直面连接且分隔设置在所述竖直面的两侧。
10.其中，优选的是，所述汇聚器件往所述光束准直元件的方向上倾斜朝下设置，接收被所述光束准直元件准直后的光，后汇聚反射至所述光纤。
11.其中，优选的是，所述光束准直元件朝向所述光束反射元件设置，经过所述光束准直元件准直的光与竖直面平行或接近平行。
12.其中，优选的是，所述激光器模块以及光探测器模块均设置在所述光模块的电路板，所述主体设置在所述电路板上，所述激光器模块以及所述光探测器模块位于所述主体的下方。
13.其中，优选的是，所述主体的底部设置有凹槽，所述激光器模块以及所述光探测器
模块通过所述电路板设置在凹槽口处，所述光束准直元件设置在凹槽底部，所述凹槽底部设有出射面，所述出射面透明且与所述分光器件以及所述探测器模块相对设置。
14.其中，优选的是，所述凹槽底部设有出射面，所述出射面透明且与所述分光器件以及所述探测器模块相对设置。
15.其中，优选的是，所述主体底部设有第一固定块以及第二固定块，所述第一固定块、第二固定块与所述主体底部围合形成所述凹槽。
16.其中，优选的是，所述光束准直元件包括第一焦点、第一光轴以及聚光面，所述聚光面接受由所述第一焦点位置发出的入射光并将所述入射光准直为沿所述第一光轴传导的准直光束，所述准直光束入射至所述光束反射元件；所述激光器模块位于所述第一焦点位置。
17.其中，优选的是，所述分光器件包括出射光轴以及反射直面，所述反射直面相对所述第一光轴倾斜设置，且往所述第一光轴贴近，所述准直光束的一部分由所述反射直面接收且反射为出射光束，所述出射光束沿着所述出射光轴传导至所述光探测器模块。
18.其中，优选的是，所述汇聚器件包括第二焦点、第二光轴以及反射凹面，所述第二光轴与所述第一光轴交叉设置，所述反射凹面相对所述第一光轴倾斜设置，所述反射凹面接收所述准直光束的另一部分，并将所述准直光束的另一部分反射汇聚至所述第二焦点位置；所述光纤在所述第二焦点位置接收汇聚后的光束。
19.其中，优选的是，所述主体上设有光纤导向孔，所述光纤导向孔的孔底位于所述第二焦点位置，所述光纤从所述光纤导向孔插入到所述第二焦点位置。
20.第二方面，本实用新型还提供一种光模块，包括如上所述光学耦合装置、激光器模块以及光探测器模块以及电路板，所述光学耦合装置、激光器模块以及光探测器模块安设于所述电路板上。
21.与现有技术相比，本实用新型提供的一种光模块的光学耦合装置及光模块，通过设置主体、光束准直元件以及光束反射元件，而光束反射元件包括分光器件以及汇聚器件，从激光器模块发出的激光中部分经过所述分光器件反射至光探测器模块，部分经过所述汇聚器件汇聚至光纤，将光束准直元件与光束反射元件直接设置在主体上，不需要额外再设置固定结构将其中的分光器件固定在光路中，结构十分简单。
附图说明
22.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
23.图1是现有技术提供的一种光路耦合结构；
24.图2是本实用新型提供的光学耦合装置的剖视示意图；
25.图3是本实用新型提供的光学耦合装置的立体示意图；
26.图4是本实用新型提供的光学耦合装置的光路图；
27.图5是本实用新型提供的光学耦合装置的正视示意图；
28.图6是本实用新型提供的光学耦合装置的剖视示意图；
29.图7是本实用新型提供的光学耦合装置的正视示意图；
30.图8是本实用新型提供的光学耦合装置的正视示意图；
31.图9是本实用新型提供的光学耦合装置的正视示意图；
32.图10是本实用新型提供的一种光模块的立体示意图。
具体实施方式
33.现结合附图，对本实用新型的实施例作详细说明。
34.如图2至图3所示，为本实用新型提供的一种光模块的光学耦合装置的优选实施例。
35.一种光模块的光学耦合装置，光模块包括激光器模块140以及光探测器模块150，其特征在于：光学耦合装置包括主体100、光束准直元件130以及光束反射元件，光束反射元件包括分光器件120以及汇聚器件110，光束准直元件130以及光束反射元件均设置在主体100上；其中，
36.激光器模块140发出激光至光束准直元件130准直，并入射至光束反射元件，部分光经过分光器件120反射至光探测器模块150，部分光经过汇聚器件 110汇聚至光纤170；通过设置主体100、光束准直元件130以及光束反射元件，而光束反射元件包括分光器件120以及汇聚器件110，从激光器模块140 发出的激光中部分经过所述分光器件120反射至光探测器模块150，部分经过所述汇聚器件110汇聚至光纤170，将光束准直元件130与光束反射元件直接设置在主体100上，不需要额外再设置固定结构将其中的分光器件120固定在光路中，结构十分简单；光束反射元件还包括竖直面180，分光器件120和汇聚器件110均与竖直面180连接且分隔设置在竖直面的两侧，简化分光器件 120的注塑制作工艺；光束准直元件130朝向光束反射元件设置，经过光束准直元件130准直的光与竖直面180平行或接近平行；汇聚器件110往光束准直元件130的方向上倾斜朝下设置，接收被光束准直元件130准直后的光，后汇聚反射至光纤170；激光器模块140以及光探测器模块150均设置在光模块的电路板160，主体100设置在电路板160上，激光器模块140以及光探测器模块150位于所述主体100的下方，使得设置在主体100上的光束准直元件130 以及光束反射元件可以顺利接收激光器模块140发出的激光，且将部分光束反射到光探测器模块150中去，以及将部分光束汇聚到光探测器模块150中；光探测器模块150用于背光检测。
37.具体地，主体100的底部设置有凹槽104，激光器模块140以及光探测器模块150通过所述电路板160设置在凹槽104口处；光束准直元件130设置在凹槽104底部，凹槽104底部设有出射面105，出射面105透明且与分光器件 120以及所述探测器模块相对设置，保证了光能够直接传导到探测器模块；主体100底部设有第一固定块106以及第二固定块107，第一固定块106、第二固定块107与主体100底部围合形成凹槽104，十分方便。
38.如图4至图5所示，为本实用新型提供的一种光模块的光学耦合装置的较佳实施例。
39.光束准直元件130包括第一焦点f1、第一光轴102以及聚光面，聚光面接受由第一焦点f1位置发出的入射光并将入射光准直为沿第一光轴102传导的准直光束，准直光束入射至光束反射元件；激光器模块140位于第一焦点 f1位置；分光器件120包括出射光轴103以及反射直面，反射直面相对第一光轴102倾斜设置，且往第一光轴102贴近，准直光束的一部分由反射直面接收且反射为出射光束，出射光束沿着出射光轴103传导至光探测器模块150；汇聚器件110包括第二焦点f2、第二光轴101以及反射凹面，第二光轴101 与第一光轴102交叉设置，反射凹面相对第一光轴102倾斜设置，反射凹面接收准直光束的另一部分，并
将准直光束的另一部分反射汇聚至第二焦点f2位置；光纤170在第二焦点f2位置接收汇聚后的光束颉，结构简单；通过设置一体成型或拼接设置的光束准直元件130、光束反射元件，光束反射元件包括分光器件120以及汇聚元件，其中光束准直元件130将激光器模块140发出的入射光准直为准直光束后，准直光束中的一部分经过分光器件120进行分光至光探测器模块150，而准直光束中的另一部分经过汇聚元件聚焦到光纤170入射端，不需要额外的固定结构固定分光玻片或分光膜，当光束准直元件130、分光器件120以及汇聚元件一体成型时，具有更好的一致性以及稳定性，结构相对简单。
40.具体地，入射光经过光束准直元件130后，一部分被光束分光器件120 接收后反射到光探测器模块150，另一部分则被光束会聚元件接收后聚焦反射到第二焦点f2位置；其中入射光指的是激光器模块140发出的光，光纤170 入射端指的是光纤170的入射端，即进入光纤170的一端；优选地，反射直面在垂直面上与聚光面的距离短于反射凹面在垂直面上于聚光面的距离，这样反射直面与反射凹面之间会出现一个垂直距离差，从而起到分割光束的目的；准直光束平行于第一光轴102，这样可以防止第一光轴102上的其它的光束对背光检测以及光路耦合造成影响；光束准直元件130为聚光透镜，第一焦点f1 为聚光透镜的物方焦点，第一光轴102为聚光透镜的光轴，聚光面为聚光透镜的物方凸面，起到对入射光更好的准直效果；光束分光器件120为分光平面镜，出射光轴103为分光平面镜的像方光轴，反射直面为反射平面镜的镜面，直接利用镜子进行分光，而不需要利用分光玻片或分光膜进行分光；光束会聚元件为凹面反射镜，第二光轴101为凹面反射镜的第二光轴101，反射凹面为凹面反射镜的凹面，利用凹面反射镜的凹面聚焦特点，起到更好的光路耦合效果。
41.如图6所示，为本实用新型提供的主体100的较佳实施例。
42.主体100上设有光纤170导向孔108，光纤170导向孔108的孔底位于第二焦点f2位置，光纤170从光纤170导向孔108插入到第二焦点f2位置，光束汇聚到第二焦点f2位置的时候，光纤170吸收光束，应用过程中，需要把光纤170入射端插入光纤170导向孔108并达到使得光纤170入射端抵达光纤 170导向孔108最深处，光纤170入射端与光纤170导向孔108的孔底之间的间隙越小，光路耦合效率越高。
43.如图7所示，为本实用新型提供的反射直面与反射凹面的较佳实施例。
44.反射直面相对第一光轴102根据预设角度倾斜设置，具体地，预设角度设置为
‑
30度角，即在水平线上往下倾斜30度角，这样反射直面反射的出射光束不会影响准直光束。
45.如图8至图9所示，为本实用新型提供的反射直面与反射凹面的较佳实施例。
46.反射直面与反射凹面边缘拼接，边缘拼接指的是反射凹面有一边拼接反射直面的一边，这样起到分割光束的作用。
47.方案一、
48.预设角度设置为30度角，但并非限定为30度角，即反射直面在水平线往上倾斜30度角。
49.方案二、
50.预设角度设置为
‑
30度角，但并非限定为
‑
30度角，即反射直面在水平线往下倾斜30度角。
51.如图10所示，为本实用新型提供的一种光模块的优选实施例。
52.一种光模块，包括如上所述的光学耦合装置、激光器模块140以及光探测器模块
150以及电路板160，光学耦合装置、激光器模块140以及光探测器模块150安设于电路板160上；电路板160即pcba板，其中激光器模块140以及光探测器模块150都设于pcba板上，进行发光或背光检测；通过设置光学耦合装置、光探测器模块150、激光器模块140以及电路板160，光路耦合器件将激光器模块140发出的入射光进行耦合且分流部分至光探测器模块150 中，既起到了耦合入射光的目的也起到了对入射光进行背光检测的目的，十分方便。
53.未在附图中显示的还有本实用新型提供的一种光模块的光学耦合装置的较佳实施例。
54.光束分光器件120、光束反射元件以及主体100之间通过连接块进行拼接设置，这样方便制作各个光束分光器件120、光束反射元件以及主体100，而后利用拼接的方式将各个光束分光器件120、光束反射元件以及主体100拼接起来。
55.未在附图中显示的还有一种激光加工系统的优选实施例。
56.一种激光加工系统，包括如上所述的一种光模块，用于激光加工；通过设置光模块，实现了光的传递，十分方便。
57.以上所提的激光器模块140优选为激光器芯片，用于发射激光，可以用于光纤应用或激光应用领域。
58.此外，以上内容中所标注的第一、第二等序列名词并非是限定物体之间的先后顺序，仅用作标识性用语，具体的物体布置位置以及空间关系受文本中的方位限定。
59.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神以及原则之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。