[发明专利]一种无源的光学透镜的固定方法及光发射组件

说明书

本发明提供了一种无源的光学透镜的固定方法及光发射组件，无源的聚焦透镜的固定方式，不需要专门的耦合设备，只需要正常用于贴片的自动贴片机就可以完成聚焦透镜的固定，还能保证最终光路的耦合效率。所述光发射组件为一种光学透镜无源固定的光发射组件，该无源聚焦透镜的固定方式，因为工艺简单，节省设备，节省工时等优点，同时，使用胶黏剂固定透镜，工艺门槛低，设备投入较低。随着传输速率越来越快，距离越来越长优势就越来越突出，使用该工艺做成的25G EML TOSA可通过PAM4调制至50G使用。

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及光学透镜固定方法。

背景技术

随着光通讯行业的快速发展，要求传输速率更高，传输距离更长。这对光学器件提出了更高的要求。

一般传输长距离的单通道光发射组件包括：电子致冷器TEC，激光二极管芯片及其载板，聚焦透镜，以上器件封装在光发射管壳上，并采用平行封焊的方式对光发射管壳密封。在光发射管壳外部还有光隔离器，收光插芯即适配器。电子致冷器TEC控制激光二极管芯片的温度，使得激光器二极管芯片发出有一定发散角度的光，通过聚焦透镜将光打入光发射管壳外面的光插芯，从而实现数据和信号的长距离传输。

现有技术中聚焦透镜安装方式为有源耦合方式，即通过调节聚焦透镜的物理位置，同时监控耦合聚焦透镜后面输入到插芯适配器上的光功率，当光功率满足要求或者达到最大值时，将聚焦透镜通过无钎焊接或者激光焊接的方式固定在光发射器的光路中，并且这种聚焦透镜需要有专用的自动或者手动耦合台，因此采用有源耦合的方式费时费力，效率低，自动耦合设备价格动辄上百万人民币，另外，无钎焊接需要较高的技术门槛，激光焊接需要专门的昂贵的焊接设备。以上，都严重限制了国内生产该产品的研发以及批量生产。

发明内容

为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种无源的光学透镜的固定方法，所述光学透镜为光发射组件的一个部件，所述光发射组件包括电子致冷器TEC、激光二极管芯片、第一载体、第二载体、聚焦透镜、光发射管壳、光隔离器及适配器，所述聚焦透镜为所述光学透镜，所述第一载体为芯片载体，所述电子致冷器TEC、激光二极管芯片、第一载体、第二载体及聚焦透镜封装在光发射管壳上；第一载体贴装在第二载体上面，第二载体贴装在电子致冷器TEC上面，电子致冷器TEC控制激光二极管芯片的温度，同时通过引线连接给激光二极管芯片加驱动电流，使得激光二极管芯片发光，发出的光经过聚焦透镜的汇聚，透过光发射管壳的光窗，通过光隔离器，最终进入收光的适配器插芯中；

其中的光学透镜的固定方法为：

首先通过精确地光学仿真来模拟，在满足最终光功率要求的前提下，激光二极管芯片发光条与聚焦透镜的中心对准，可以满足光学仿真模拟出来的容许的公差范围，同时选择合适贴片精度的贴片机；

测量或者贴片机自动识别出激光二极管发光条距离第二载体的垂直距离，定义为高度H1；测量好聚焦透镜中心到聚焦透镜下边缘的高度H2，通过H1、H2计算得到聚焦透镜下面胶黏剂的厚度H2-H1；

贴片机实施贴片：

第一，贴片机先完成自动点胶，点胶厚度为厚度H2-H1；

第二，贴片机自动控制聚焦透镜距离下面第二载体的距离，保证Y方向H1与H3高度一致，可以满足光学仿真模拟出来的容许的公差范围；

第三，贴片机自动识别激光二极管芯片表面的发光条的位置来调整聚焦透镜放置的位置，在保证X方向上，激光二极管发光条与聚焦透镜中心在一条直线上，可以满足光学仿真模拟出来的容许的公差范围；

第四，将激光二极管芯片与聚焦透镜之间的距离，即光路的焦点L1距离控制在光学仿真出的距离，可以满足光学仿真模拟出来的容许的公差范围；

第五，贴片完成后使用紫外UV或者热固化的方式将胶黏剂固化。