[实用新型]光学耦合结构、光发射次模块及光模块

说明书

本实用新型涉及光纤通信中的光模块技术领域，特别是一种光学耦合结构、光发射次模块及光模块。光学耦合结构，包括依次设置的激光器、透镜组和插芯；所述激光器出射光束，所述光束入射至所述透镜组，从所述透镜组射出后形成会聚光，所述会聚光入射至所述插芯；所述透镜组在远离所述激光器的一侧具有虚拟的会聚光焦点；所述插芯具有端面；所述会聚光焦点位于所述插芯的端面远离所述透镜组的一侧；所述透镜组包括至少一个硅透镜；所述硅透镜为会聚透镜。利用硅透镜在温度升高时，具有较大的热光效应，折射率增加，会聚光的焦点向靠近插芯端面的方向移动，耦合光功率增高，能够有效平衡激光器因温度升高导致的光功率变小。

技术领域

本实用新型涉及光纤通信中的光模块技术领域，特别是一种光学耦合结构、光发射次模块及光模块。

背景技术

近年来，随着5G技术的成熟，商用的逐步推进，基站的建设将带来海量光器件的需求。光器件是光传输网络中对光信号进行转换、传输的功能器件，是光传输系统的重要组成部分。其中发射光组件(TOSA)因其结构、工艺复杂，一直是光器件生产制造中的重点、难点，成本压力也较大；一般来说，常见的TOSA主体光学结构方案是激光器、玻璃透镜和插芯的组合。激光器、玻璃透镜和插芯的光学结构方案中，玻璃透镜成本高，玻璃透镜折射率较小而使得产品封装尺寸较大。在使用过程中，模块内的温度升高，激光器出光效率降低，光功率变小，通常需要使用TEC控温。

使用TEC控温增加了产品的体积和成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的现有的TOSA光学结构方案中为适应高温高功率应用场景而需要TEC控温导致产品体积大和成本高的问题，提供一种光学耦合结构，通过使用包含硅透镜的透镜组将激光器发射的光会聚，会聚光焦点位于插芯端面远离硅透镜的一侧；当温度升高时，由于硅透镜有较大的热光效应，会聚光焦点向靠近插芯端面的方向移动，耦合光功率增高，能够有效平衡激光器因温度升高导致的光功率变小。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种光学耦合结构，包括依次设置的激光器、透镜组和插芯；所述激光器出射光束，所述光束入射至所述透镜组，从所述透镜组射出后形成会聚光，所述会聚光入射至所述插芯；

所述透镜组在远离所述激光器的一侧具有虚拟的会聚光焦点；所述插芯具有端面；

所述会聚光焦点位于所述插芯的端面远离所述透镜组的一侧；

所述透镜组包括至少一个硅透镜；所述硅透镜为会聚透镜。

当温度升高时，所述会聚光焦点向靠近所述插芯的端面方向移动。

通常的仅使用玻璃透镜的光学耦合结构中，会聚光的会聚光焦点位于透镜组和插芯之间，在调整插芯接收的光功率时，将插芯向透镜组靠近，光功率由小变大，直至达到光功率要求。

本实用新型的方案采用的透镜组中包括硅透镜。利用硅透镜在温度升高时，具有较大的热光效应，即透镜的折射率随着温度变化会急剧的变化，折射率增加，会聚光的焦点向靠近插芯端面的方向移动，耦合光功率增高，能够有效平衡激光器因温度升高导致的光功率变小。通过使用多个硅透镜组合实现光路调节，以满足不结构性能的要求。

作为本实用新型的优选方案，所述硅透镜为平凸透镜。

作为本实用新型的优选方案，所述硅透镜为双凸透镜。

作为本实用新型的优选方案，所述透镜组包括硅透镜和玻璃透镜。

作为本实用新型的优选方案，所述玻璃透镜位于所述硅透镜和所述激光器之间。

作为本实用新型的优选方案，所述玻璃透镜位于所述硅透镜和所述插芯之间。

根据结构性能要求不同，在硅透镜和插芯之间或者硅透镜和激光器之间设置玻璃透镜，作为调节光路的器件。