一种光电耦合装置的制作方法

1.本实用新型涉及光通信技术领域，特别涉及一种光电耦合装置。


背景技术：

2.随着智能设备、云计算、物联网的出现，网络需求不断攀升，提高系统传输速率迫在眉睫，100g及更高速率的传输系统正逐渐得到应用。对于高速光模块，目前普遍采用多通芯片集成的形式提高器件的传输速率。高速率pd光敏面更小，为提高pd阵列的耦合效率，一种方法式是采用刻蚀有硅透镜的pd阵列，耦合效率及实际装配操作简单，但这种制作复杂成本高，另一种方法是在pd阵列前贴装透镜阵列，对入射光束进行汇聚来提高耦合效率，但光路结构复杂，装配步骤多，耗时长不易操作。在专利201310433022.x中，通过结构件将反射镜和聚焦透镜阵列固定在一起，将plc出射光耦合进pd光敏面，其采用较多结构件用于固定及对准，结构件繁多复杂，且组装步骤多，操作起来非常繁琐。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、耦合效率高、低损耗的光电耦合装置。
4.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种光电耦合装置，其包括：
5.fa或plc阵列；
6.玻璃基板和玻璃盖板，所述玻璃基板设于玻璃盖板上，所述fa或plc阵列穿设于所述玻璃基板和玻璃盖板之间，所述玻璃基板和玻璃盖板的前端设有第一抵接面；
7.折光聚焦透镜，所述折光聚焦透镜的后端设有与所述第一抵接面抵接的第二抵接面，所述折光聚焦透镜上设有全反射面，所述折光聚焦透镜的底部设有球面阵列；
8.pd阵列和热沉，所述pd阵列贴装在热沉上，所述pd阵列中的pd与所述球面阵列中的聚焦球面一一对应设置；
9.所述fa或plc阵列输出的光由所述第二抵接面进入所述折光聚焦透镜，进入所述折光聚焦透镜的光经过所述全反射面被反射至聚焦球面，聚焦球面将光聚焦至pd的光敏面，实现与pd的耦合。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述第一抵接面和第二抵接面设有抗反射角。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述抗反射角为4-6度。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述折光聚焦透镜的成像比为1:1。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述fa或plc阵列输出的单模激光模场直径9um；pd的光敏面有效面积为14-20um，接收角度为0-14
°
，聚焦光斑直径9um。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述玻璃基板上设有容纳所述fa或plc阵列的v型槽，所述玻璃基板和玻璃盖板通过光学胶粘合，将所述fa或plc阵列固定。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述玻璃基板的后端延伸出所述玻璃基板并形成延伸部，所述fa或plc阵列通过光学胶粘合于所述延伸部底部。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述第一抵接面和第二抵接面通过光学胶粘接。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述全反射面的折光角度大于其材料的全反射角 8
°
，实现全反射。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述折光聚焦透镜通过高折射率玻璃模压、硅基刻蚀或pc材料热加工获得。
19.本实用新型的有益效果：
20.本实用新型光电耦合装置通过设置折光聚焦透镜，并在折光聚焦透镜上设有全反射面和聚焦球面，使得fa或plc阵列输出的光直接进入折光聚焦透镜，并经过全反射面被反射至聚焦球面，通过聚焦球面将光聚焦至pd的光敏面，实现与pd的耦合。具有结构简单、操作方便、耦合效率高、低损耗的优点。同时，利用全反射角，无需镀高反膜，节约了成本。
21.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
22.图1是本实用新型优选实施例中光电耦合装置的轴测图；
23.图2是本实用新型优选实施例中光电耦合装置的侧视图；
24.图3是本实用新型优选实施例中折光聚焦透镜的结构示意图；
25.图4是本实用新型优选实施例中折光聚焦透镜和pd的光路图。
26.标记说明：1、光学胶；10、fa或plc阵列；20、玻璃基板；21、延伸部；30、玻璃盖板；40、折光聚焦透镜；41、第二抵接面；42、全反射面；43、聚焦球面；50、pd；60、热沉。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
28.如图1-3所示，为本实用新型优选实施例中的光电耦合装置，该光电耦合装置包括：fa或plc阵列10、玻璃基板20、玻璃盖板30、折光聚焦透镜40、pd50和热沉60。
29.所述玻璃基板20设于玻璃盖板30上，所述fa或plc阵列10穿设于所述玻璃基板20和玻璃盖板30之间，所述玻璃基板20和玻璃盖板30的前端设有第一抵接面；所述折光聚焦透镜40的后端设有与所述第一抵接面抵接的第二抵接面41，所述折光聚焦透镜40上设有全反射面42，所述折光聚焦透镜40的底部设有球面阵列；所述pd阵列贴装在热沉60上，所述pd阵列中的pd50与所述球面阵列中的聚焦球面43一一对应设置。
30.如图4所示，所述fa或plc阵列10输出的光由所述第二抵接面41进入所述折光聚焦透镜40，进入所述折光聚焦透镜40的光经过所述全反射面42被反射至聚焦球面43，聚焦球面43将光聚焦至pd50的光敏面，实现与pd50的耦合。
31.本实用新型光电耦合装置通过设置折光聚焦透镜，并在折光聚焦透镜上设有全反射面和聚焦球面，使得fa或plc阵列输出的光直接进入折光聚焦透镜，并经过全反射面被反射至聚焦球面，通过聚焦球面将光聚焦至pd的光敏面，实现与pd的耦合。具有结构简单、操作方便、耦合效率高、低损耗的优点。同时，利用全反射角，无需镀高反膜，节约了成本。
32.在一些实施例中，所述第一抵接面和第二抵接面41设有抗反射角，起到抗反射的作用。可选的，所述抗反射角为4-6度。所述抗反射角为抵接面与光路的垂直方向形成的角度。
33.在一些实施例中，所述折光聚焦透镜40的成像比为1:1，像方焦距约200um，可以保证贴装时聚焦球面43与pd50光敏面的相对位置容忍度大，便于贴片操作。可选的，所述fa或plc阵列10输出的单模激光模场直径9um；pd50的光敏面有效面积为14-20um，接收角度为0-14
°
，聚焦光斑直径9um，pd贴装容差大，大约为
±
2.5um。
34.可选的，所述玻璃基板20上设有容纳所述fa或plc阵列10的v型槽，所述玻璃基板20和玻璃盖板30通过光学胶1粘合，将所述fa或plc阵列10固定。进一步的，所述玻璃基板20的后端延伸出所述玻璃基板20并形成延伸部21，所述fa或plc阵列10通过光学胶1粘合于所述延伸部21底部，保证fa或plc阵列10结构的稳定性。
35.可选的，所述第一抵接面和第二抵接面41通过光学胶1粘接，起到增透和固化作用。
36.在一些实施例中，所述全反射面42的折光角度大于其材料的全反射角 8
°
，实现全反射功能。
37.可选的，所述折光聚焦透镜40通过高折射率玻璃模压、硅基刻蚀或pc材料热加工获得。具有制备简单，集成度高、尺寸精度高的优点。
38.装配时，先通过玻璃基板20与玻璃盖板30将fa或plc阵列10夹持，并通过光学胶粘接固定，得到结构一；然后，将结构一与折光聚焦透镜40贴装在一起，再通过光学胶1将第一抵接面和第二抵接面41粘接，形成结构二；然后，将pd阵列贴装在热沉60上，将结构二与pd50进行有源耦合，并通过光学胶1将玻璃基板20与热沉60粘接，装配完成。
39.以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。