一种采用TO封装的激光发射器及一种光模块的制作方法

一种采用to封装的激光发射器及一种光模块
技术领域
1.本实用新型涉及光纤通信领域，尤其涉及一种采用to封装的激光发射器及一种光模块。


背景技术：

2.to(transistor outline)封装，也叫同轴封装，是激光发射器的一种常见封装形式，to同轴封装的激光发射器具有体积小、工艺简单、成本低的优点，广泛的应用于10g甚至25g速率下的光纤通信中。
3.to封装的激光发射器一般包括激光芯片、to底座、to管帽、透镜和插芯，其中：to底座与to管帽构成气密性封装，激光芯片设置于to底座上，透镜一般设置于to管帽的光窗处，激光芯片、透镜和插纤这三者的轴线位于同一直线上，所述透镜用于将激光芯片发射的光束汇聚进插芯处的光纤中。在这种to同轴封装的激光发射器中，通常只使用单球透镜将激光芯片发射的光束汇聚进光纤，由于激光芯片为点光源，其出射光束发散角较大，仅通过单球透镜进行汇聚，容易产生较大的像差，使得最终汇聚成的光斑直径较大，而光纤进光口孔径较小，会有较多光束不能被汇聚到光纤中，导致光路耦合的效率较低。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，有必要提出一种采用to封装的激光发射器以解决或部分解决上述问题，本实用新型提出的技术方案如下：
5.本实用新型提出了一种采用to封装的激光发射器，包括激光芯片、to底座、to管帽、准直透镜、汇聚透镜和插芯，其中：
6.激光芯片设置于to底座与to管帽构成的腔室内，所述to管帽具有可让激光芯片出射光束透过的光窗；
7.准直透镜、汇聚透镜和插芯依次设置在所述激光芯片出射光束的光路上，所述准直透镜配置为将所述激光芯片出射光束耦合为平行光，所述汇聚透镜配置为将所述平行光耦合到插芯进光口。
8.进一步的，还包括透镜座，所述透镜座与所述to管帽固定连接；所述透镜座在远离激光芯片的一端设有第一限位槽，所述汇聚透镜固定于所述第一限位槽中；所述透镜座在靠近激光芯片的一端设有第二限位槽，所述准直透镜固定于所述第二限位槽中；所述透镜座在所述汇聚透镜和所述准直透镜之间设有用于供激光光束通过的通孔。
9.进一步的，还包括透镜座，所述透镜座与所述to管帽固定连接；所述透镜座设有第一限位槽，所述汇聚透镜固定于所述第一限位槽中；所述准直透镜镶嵌在to管帽的光窗上；所述透镜座在汇聚透镜和准直透镜之间设有用于供激光光束通过的通孔。
10.进一步的，所述透镜座与to管帽固定连接的一端设有环状平面，所述环状平面焊接于to管帽的光窗上。
11.进一步的，所述透镜座与to管帽固定连接的一端设有适配于to管帽的套环，所述
套环套接在to管帽上。
12.进一步的，所述采用to封装的激光发射器还包括调节环，所述调节环的一端套接在透镜座上，另一端焊接于to管帽的光窗上，所述调节环设有用于供激光光束通过的通孔。
13.进一步的，所述采用to封装的激光发射器还包括调节环，所述调节环的一端套接在透镜座上，另一端套接在to管帽上，所述调节环设有用于供激光光束通过的通孔。
14.进一步的，所述采用to封装的激光发射器还包括隔离器，所述隔离器设置于汇聚透镜与插芯之间的光路上。
15.进一步的，所述采用to封装的激光发射器还包括光口适配器，所述光口适配器沿光路方向套接在所述插芯上。
16.另一方面，本实用新型还公开了一种光模块，该光模块包括上述方案中任一项所述的采用to封装的激光发射器。
17.基于上述技术方案，本实用新型较现有技术而言的有益效果为：
18.本实用新型提出的采用to封装的激光发射器，在to封装工艺的前提下，利用准直透镜和汇聚透镜对激光芯片出射光束进行耦合，所述出射光束先经由准直透镜准直，准直后的光束再经汇聚透镜汇聚到插芯进光口处。本实用新型先通过准直透镜对发散角度较大的激光芯片出射光束进行准直，减小该光束的发散角度，准直后的光束再由汇聚透镜进行汇聚，使得最终产生的像差较小，得到直径较小的光斑，从而使更多光束被汇聚进光纤，改善了现有技术中采用单球透镜对激光芯片出射光束进行汇聚时产生的光斑较大、损失的光束较多的问题，在保持to封装激光发射器体积小、成本低的同时，提升了to封装激光发射器内的光路耦合效率。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例一中，一种采用to封装的激光发射器的结构示意图；
20.图2是本实用新型实施例一中，一种采用to封装的激光发射器的局部示意图；
21.图3是本实用新型实施例一中，另一种采用to封装的激光发射器的局部示意图；
22.图4是本实用新型实施例一中，另一种采用to封装的激光发射器的局部示意图；
23.图5是本实用新型实施例一中，另一种采用to封装的激光发射器的局部示意图；
24.图6是本实用新型实施例一中，另一种采用to封装的激光发射器的局部示意图；
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.实施例一
27.如图1所示，一种采用to封装的激光发射器，包括激光芯片10、to底座20、to管帽30、准直透镜40、汇聚透镜50和插芯60，其中：
28.激光芯片10设置于to底座20与to管帽30构成的腔室内，所述to管帽30具有可让激光芯片10出射光束透过的光窗31。
29.准直透镜40、汇聚透镜50和插芯60依次设置在所述激光芯片10出射光束的光路
上，所述准直透镜40配置为将所述激光芯片10出射光束耦合为平行光，所述汇聚透镜50配置为将所述平行光耦合到插芯60进光口。
30.本实施例提出的采用to封装的激光发射器，在to封装工艺的前提下，利用准直透镜和汇聚透镜对激光芯片出射光束进行耦合，所述出射光束先经由准直透镜准直，准直后的光束再经汇聚透镜汇聚到插芯进光口处。本实施例先通过准直透镜对发散角度较大的激光芯片出射光束进行准直，减小该光束的发散角度，准直后的光束再由汇聚透镜进行汇聚，使得最终产生的像差较小，得到直径较小的光斑，从而使更多光束被汇聚进光纤，改善了现有技术中采用单球透镜对激光芯片出射光束进行汇聚时产生的光斑较大、损失的光束较多的问题，在保持to封装激光发射器体积小、成本低的同时，提升了to封装激光发射器内的光路耦合效率。
31.在一些实施例中，如图2所示，所述采用to封装的激光发射器还包括透镜座70，所述透镜座70与所述to管帽30固定连接；所述透镜座70在远离激光芯片10的一端设有第一限位槽71，所述汇聚透镜50固定于所述第一限位槽71中；所述透镜座70在靠近激光芯片10的一端设有第二限位槽72，所述准直透镜40固定于所述第二限位槽72中；所述透镜座70在汇聚透镜50和准直透镜40之间设有用于供激光光束通过的通孔(图中未示出)。本实施例利用透镜座70来安装固定汇聚透镜50和准直透镜40，并将透镜座70与to管帽30固定连接，可形成良好的固定效果，并且结构简单，占用空间小，使得本采用to封装的激光发射器体积较小。
32.在另一些实施例中，如图3所示，所述采用to封装的激光发射器还包括透镜座70，所述透镜座70与所述to管帽30固定连接；所述透镜座70设有第一限位槽71，所述汇聚透镜50固定于所述第一限位槽71中；所述准直透镜40镶嵌在to管帽30的光窗31上；所述透镜座70在汇聚透镜50和准直透镜40之间设有用于供激光光束通过的通孔(图中未示出)。本实施例利用透镜座70固定汇聚透镜50，可便于汇聚透镜50的安装固定；并且，本实施例将准直透镜40设置于to管帽30的光窗31上，相当于准直透镜40是光窗31的一部分，简化了本激光发射器的结构，并减小了本激光发射器的体积。
33.在一些实施例中，所述透镜座70与to管帽30固定连接的一端设有环状平面(图中未示出)，所述环状平面焊接于to管帽30的光窗31上。本实施例将透镜座70用于与to管帽30连接的一端设置为环状平面，可便于将透镜座70焊接在to管帽30的光窗31上，以形成良好的固定效果。
34.在另一些实施例中，如图4所示，所述透镜座70与to管帽30固定连接的一端设有适配于to管帽30的套环73，所述套环73套接在to管帽30上。本实施例可便于透镜座70直接套接在to管帽30上，可简化本激光发射器的安装过程。
35.在另一些实施例中，如图5所示，所述采用to封装的激光发射器还包括调节环80，所述调节环80的一端套接在透镜座70上，另一端焊接于to管帽30的光窗31上，所述调节环80设有用于供激光光束通过的通孔(图中未示出)。本实施例通过将调节环80的一端套接透镜座70、另一端与to管帽30的光窗31焊接，可使透镜座70与to管帽30形成稳定连接；并且，在本激光发射器实际生产安装时，可通过控制透镜座70嵌入调节环80的深度来微调透镜的位置，以达到更好的耦合效果。
36.在另一些实施例中，如图6所示，所述采用to封装的激光发射器还包括调节环80，
所述调节环80的一端套接在透镜座70上，另一端套接在to管帽30上，所述调节环80设有用于供激光光束通过的通孔(图中未示出)。本实施例通过用调节环80的两端分别套接透镜座70与to管帽30，来连接固定透镜座70和to管帽30，相比于将调节环80的一端套接透镜座70、另一端与to管帽30的光窗31焊接，本方案更方便于透镜座70与to管帽30的安装和固定，可简化本激光发射器的安装过程。
37.在一些实施例中，如图1所示，所述采用to封装的激光发射器还包括隔离器90，所述隔离器90设置于汇聚透镜50与插芯60之间的光路上。隔离器90只允许光束沿正向传输，可避免反射光束对激光芯片10的影响。
38.在一些实施例中，如图1所示，所述采用to封装的激光发射器还包括光口适配器100，所述光口适配器100沿光路方向套接在所述插芯60上。光口适配器100可便于外部光纤直接插入插芯60，使该外部光纤与进入插芯60的光束形成良好的耦合效果。
39.本实用新型公开的采用to封装的激光发射器，除了作为单独的光器件，还可以应用于其它一些光模块中。例如，光收发一体模块，是一种光接收功能和光发射功能合一的光模块，上述方案中任一种采用to封装的激光发射器均可以应用于该类光模块中，起光发射功能。
40.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。
41.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式级似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。