光模块的耦光方法与流程

1.本发明有关于光模块的耦光方法，特别有关于一种多通道光模块的快速批量耦光方法。


背景技术：

2.现有的光模块包含有一电路板、一输入透镜以及一输出透镜，电路板上设有一光接收器以及一光发射器。输入透镜对应光接收器配置，且输入透镜连接一光信号源以将光信号传送至光接收器。光接收器接收输入的光信号后经由电路板上的电路将输入的光信号转换为电信号并放大后再由光发射器以光信号输出。输出透镜对应光发射器配置以输出光信号。
3.将输入透镜或输出透镜安装至电路板时需进行耦光以将输入透镜及输出透镜分别对准光接收器及光发射器使透镜中输送的各光信号皆能达到需求的强度。
4.一般单信号通道光模块的耦光方式先移动透镜，依其内输送的光信号的强度增减再修正往信号强度增强的方向移动直到其信号强度达最大值或大于需求值即完成耦光。然而多信号通道光模块其透镜位移时，各路光信号的强度增减不一而不易耦光，现有的多信号通道光模块耦光方式系在其结构上容许安装的区间内来回移动直到各路光信号的强度皆达到需求的强度，因此相当费时。
5.有鉴于此，本发明遂针对上述现有技术，特潜心研究并配合学理的运用，尽力解决上述的问题点，即成为本发明改良的目标。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种多通道光模块的快速批量耦光方法。
7.为了实现上述目的，本发明提供了一种光模块的耦光方法，其包括以下步骤：提供一电路板以及一输出透镜，电路板上设置有一光发射器，光发射器具有发光元件，发光元件能够发射一输出光。将输出透镜罩盖发光元件并将输出透镜连接一输出检测器。相对移动该输出透镜及电路板，同时以输出检测器检测输出透镜中的输出光的强度，并将输出光的强度大于一输出需求值时输出透镜所在的位置区间定义为一输出合格区间，循环一预定次数。于输出合格区间的交集区域中相对移动该输出透镜及电路板，同时以输出检测器检测输出透镜中的输出光的强度，当输出光的强度大于输出需求值时将输出透镜固着于电路板。
8.本发明的光模块的耦光方法，其光发射器具有多发光元件，各该发光元件分别能够发射一输出光；将该输出透镜罩盖该些发光元件；相对移动输出透镜及电路板，使输出透镜沿电路板相对平移同时以输出检测器检测输出透镜中的各输出光的强度，并将输出光的强度大于该输出需求值时该输出透镜所在的位置区间定义为输出合格区间；相对移动该输出透镜及电路板，使输出透镜于输出合格区间的交集区域中沿电路板相对平移同时以输出检测器检测输出透镜中的各输出光的强度，当输出光的强度大于该输出需求值时将输出透
镜固着于电路板。
9.本发明的光模块的耦光方法，其步骤更包含提供一输入透镜，电路板上设置有一光接收器，光接收器具有多光电转换元件。将输入透镜罩盖光电转换元件并将电路板连接一输入检测器。通过输入透镜将多个输入光投射至相应的各光电转换元件，沿电路板平移输入透镜同时以输入检测器检测输入透镜中的各输入光的强度，并将输入光的强度大于一输入需求值时输入透镜所在的位置区间定义为一输入合格区间。于输入合格区间的交集区域中沿电路板平移输入透镜同时以输入检测器检测各光电转换元件中的各输入光的强度，当输入光的强度大于输入需求值时将输入透镜固着于电路板。
10.本发明的光模块的耦光方法，其更包含提供一输入透镜，该电路板上设置有一光接收器，光接收器具有多光电转换元件；相对移动输入透镜及电路板使输入透镜沿电路板相对平移同时以该输入检测器检测各光电转换元件中的各输入光的强度，当输入光的强度大于输入需求值时将输入透镜固着于电路板。
11.本发明的光模块的耦光方法，其预定次数不小于5。
12.本发明的光模块的耦光方法，其以一基板夹爪夹持固定电路板。本发明的耦光方法，其以一透镜夹爪夹持且移动输出透镜。
13.本发明的光模块的耦光方法，其电路板上具有对应光发射器的一第二安装区间，输出透镜在第二安装区间内移动。电路板上具有对应光接收器的一第一安装区间，输入透镜在第一安装区间内移动。发光元件排列呈一列且垂直于该些输出光在该输出透镜内的投射方向。
14.本发明的光模块的耦光方法，其在批量耦光程序之前先行进行初步耦光程序以得到缩小的合格区间，藉此能够将耦光成功率低的区域排除而缩小批量耦光程序中平移透镜的范围，故能够有效加速批量耦光程序。
15.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
16.图1为本发明较佳实施例的光模块的耦光方法的流程图。
17.图2及图3为本发明较佳实施例的光模块的耦光方法的示意图。
18.图4为光模块的侧视图。
19.图5为输出透镜位置对应各输出的光强度的变化图。
20.图6为输入透镜位置对应各输入光强度的变化图。
21.附图标记
22.10:基板夹爪
23.21:透镜夹爪
24.22:透镜夹爪
25.100:电路板
26.101:第一安装区间
27.101a:输入合格区间
28.102:第二安装区间
29.102a:输出合格区间
30.110:光接收器
31.111:光电转换元件
32.120:光发射器
33.121:发光元件
34.210:输入透镜
35.220:输出透镜
36.310:输入检测器
37.320:输出检测器
38.410:输入光
39.411:输入需求值
40.420:输出光
41.421:输出需求值
42.a～c2:步骤
具体实施方式
43.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
44.本发明提供一种光模块的耦光方法，参阅图3及图4，光模块(optical transceiver module)包含有一电路板100、一输入透镜210以及一输出透镜220，电路板100上的电路具有一输入端(receiver optical sub-assembly；rosa)及一输出端(transmitter optical sub-assembly；tosa)，输入端设有一光接收器110，输出端设有一光发射器120。输入透镜210对应光接收器110配置，且输入透镜210连接一光信号源以将多道光信号传送至光接收器110。输入端接收输入的光信号410后经由电路板100上的电路转换为电信号并放大后再由输出端以光信号输出。输出透镜220对应光发射器120配置以输出光信号420。本发明的光模块的耦光方法用于将输入透镜210或输出透镜220安装至电路板100时，其用于对准透镜使透镜中输送的各光信号皆能达到需求的强度。
45.本发明的光模块的耦光方法包括后述的步骤：
46.参阅图1及图2，首先于步骤a中提供一电路板100以及一输出透镜220，电路板100上设置有一光发射器120，光发射器120具有至少一个发光元件121，发光元件121能够发射一输出光420。于本实施例中，各发光元件121较佳地分别为一发光二极管(light-emitting diode；led)或是一激光二极管(laser diode；ld)。而且，于本实施例中，光发射器120较佳地具有多个相同的发光元件121，各发光元件121分别能够发射一输出光420，且该些发光元件121排列呈一列。
47.参阅图1及图3，接续步骤a，于步骤b中将该电路板100固定，再将该输出透镜220罩盖该些发光元件121并将输出透镜220连接一输出检测器320，并以一基板夹爪10夹持固定电路板100。其中输出检测器320较佳地为光功率计。
48.参阅图1、图3及图5，接续步骤b，于步骤c1中相对移动输出透镜200及电路板100，使该输出透镜200沿电路板100平移同时以输出检测器320检测输出透镜220中的各输出光420的强度，当该些输出光420大于一输出需求值421时即完成耦光，并将输出透镜220能够完成耦光的位置区间定义为一输出合格区间102a。具体而言，输出透镜220以一透镜夹爪22
夹持且以透镜夹爪22移动输出透镜220。该列发光元件121的排列方向垂直于输出光420在输出透镜220内的投射方向，电路板100上具有对应光发射器120的一第二安装区间102且第二安装区间102的边界标示于电路板100上。输出透镜220较佳地是沿该些输出光420的投射方向的横向及纵向分别在第二安装区间102内移动，藉此进行横向及纵向耦光。然而该些发光元件121在该些输出光420的投射方向上位于相同的位置，因此各输出光420的强度因纵向位置不同所致差异较小，故纵向耦光步骤也可以省去或简化。本实施例中以纵向耦光为例说明耦光方法。
49.循环依序执行步骤a、b及c1一预定次数而完成初步耦光程序，于本实施例中，初步耦光程序其循环的预定次数不小于5次，考量输出合格区间102a的准确度及工作效率的平衡，其循环的预定次数较佳地不大于300次，例如较佳地可以是200次。初步耦光程序中完成耦光的输出透镜220可以将其固定于电路板100。具体而言，其固定方式先以紫外光固化胶(uv resin)填注于输出透镜220及电路板100之间，将输出透镜220预组于电路板100上。待完成耦光再以紫外光(ultraviolet rays)照射固化紫外光固化胶而将输出透镜220固着于电路板100。
50.在初步耦光程序后再循环执行步骤a、b及c2进行批量耦光程序，于步骤c2中在初步耦光程序所得到的输出合格区间102a的交集区域中相对移动输出透镜220及电路板100，使该输出透镜220沿电路板100平移同时以输出检测器320检测输出透镜220中的各输出光420的强度，当该些输出光420的强度大于输出需求值421时，将输出透镜220固着于电路板100。其固着方式同样先以紫外光固化胶填注于输出透镜220及电路板100之间，将输出透镜220预组于电路板100上。待完成耦光后再以紫外光照射固化紫外光固化胶而将输出透镜220固着于电路板100。
51.光模块的接收端也可以采用同样的耦光方法，然而，因输入光410的强度相对于其位置的差异较小(参阅图6)，接收端也可以省去、简化耦光步骤或采较少的预定次数。于本实施例中，接收端也可以采用同样的耦光方法而且与输出端同时进行耦光，因此后文中进一步说明前述各步骤中接收端的初步耦光及批量耦光步骤。
52.参阅图1及图2，于步骤a中更包含提供一输入透镜210，电路板100上设置有一光接收器110，光接收器110具有多个光电转换元件111。各光电转换元件111较佳地是由光敏二极管(photodiode；pd chip)构成。
53.参阅图1及图3，于步骤b更包含将输入透镜210罩盖该些光电转换元件111并将电路板100连接一输入检测器310。
54.参阅图1、图3及图6，于步骤c1更包含通过输入透镜210将多输入光410投射至相应的各光电转换元件111。相对移动输入透镜210及电路板100，使输入透镜210沿电路板100平移同时以输入检测器310检测输入透镜210中的各输入光410的强度，并将该些输入光410大于一输入需求值411时输入透镜210所在的位置区间定义为一输入合格区间101a。具体而言，输入透镜210以一透镜夹爪21夹持且以透镜夹爪21移动输入透镜210。输入检测器310则可以是一般的计算机，其藉由预建软件而能够自电路板100读取各输入光410转换后的电信号以判读各输入光410的强度。
55.于本实施例中，输入端及输出端可以同时进行耦光，也就是说以一对透镜夹爪22/21分别夹持输出透镜220及输入透镜210且该对透镜夹爪22/21同时分别移动输出透镜220
及输入透镜210。该些光电转换元件111排列呈一列且垂直于输入光410的投射方向，电路板100上具有对应光接收器110的一第一安装区间101，输入透镜210在第一安装区间101内移动且第一安装区间101的边界标示于电路板100上。输入透镜210较佳地是沿该些输入光410的投射方向的横向及纵向分别在第一安装区间101内移动，藉此进行横向及纵向耦光。然而，其也可以配置为基板夹爪10为可活动且透镜夹爪22/21为固定，或是基板夹爪10及透镜夹爪22/21皆配置为可活动，本发明不限于此。
56.初步耦光程序中完成耦光的输入透镜210可以将其固定于电路板100。具体而言，其固定方式先以紫外光固化胶填注于输入透镜210及电路板100之间，将输入透镜210预组于电路板100上。待完成耦光再以紫外光照射固化紫外光固化胶而将输入透镜210固着于电路板100。
57.于步骤c2更包含在初步耦光程序所得到的输入合格区间101a的交集区域中相对移动输入透镜210及电路板100，使输入透镜210沿电路板100平移同时以输入检测器310检测各光电转换元件111中的各输入光410的强度，当该些输入光410的强度大于输入需求值411时将输入透镜210固着于电路板100。固着方式如同前述，先以紫外光固化胶填注于输入透镜210及电路板100之间，将输入透镜210预组于电路板100上。待完成耦光再以紫外光照射固化紫外光固化胶而将输入透镜210固着于电路板100。
58.本发明的光模块的耦光方法，其在批量耦光程序之前先行进行初步耦光程序以得到缩小的合格区间，藉此能够将耦光成功率低的区域排除而缩小批量耦光程序中平移透镜的范围，故能够有效加速批量耦光程序。
59.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。