[发明专利]光学轴线在封装件内垂直地弯折的光学组件

说明书

技术领域

本发明涉及发射光学组件，本发明尤其涉及陶瓷封装件的光学组件。

背景技术

美国专利USP 7,476,040B公开了下述光学组件，包括：多层陶瓷封装件，其安装有子底座(sub-mount)；光发射器件，其具有所谓竖直腔面发射激光二极管(VCSEL)类型并安装在子底座上；以及透镜，其布置在子底座上方并且被封装件固定。从VCSEL的表面发射的光经由透镜与也布置在封装件上方的光纤直接耦合。

上述现有技术中公开的那些光学组件有时安装有边发射型半导体激光二极管(下文中用LD表示)。在该光学组件中，需要使从LD发射的光经诸如反射镜和棱镜等光学元件反射，以使光与布置在封装件上方的光纤耦合。在光学轴线在LD和光纤之间发生弯折的组件中，LD和光纤之间的光学耦合效率取决于光学设计，具体而言，LD和透镜之间的距离在很大程度上影响光学耦合效率。

LD和光纤之间的光学耦合效率受多种因素影响，例如，(1)LD和子底座之间的位置精度，(2)子底座和用于反射光的光学元件之间的距离，以及(3)光学元件的光反射表面和透镜之间的距离等。以上列举的第一个因素可以利用器件安装装置执行组装工序来克服。具体而言，器件安装装置可以通过在将LD紧靠在装置的基准平面上之后运送LD，使LD相对于子底座定位，其中，子底座相对于装置进行固定；同时，光学元件的形成精度、组件壳体的精度和透镜的精度仅仅影响透镜和光学元件之间的位置公差。

然而，以上列举的第二因素，即子底座和光学元件之间的位置精度，需要通过在安装有LD的子底座和光学元件之间具有预设距离的状态下相对于该子底座组装该光学元件来实现。该工序需要以下复杂的装置：其设置有图像识别系统以使诸如LD等元件、光学元件和子底座的位置对准。

发明内容

本发明的一方面涉及一种光学组件，所述光学组件包括：半导体光学器件；子底座，其构造成用于安装所述半导体光学器件；光学元件，其构造成包括光反射表面；以及封装件，其将所述子底座和所述光学元件安装在基面上。所述光反射表面可以使所述半导体光学器件的光学轴线朝向与所述基面垂直的方向弯折，所述光学轴线与所述封装件的基面大致平行地延伸。本发明的光学组件的特征在于，所述子底座设置有与所述光学元件相面对且与所述光学元件的侧表面接触的前表面。从而，可以自动地将所述子底座上的半导体光学器件和所述光反射表面之间的距离确定为预设距离。

本发明的另一方面涉及光学组件的组装方法。首先，所述方法可以用真空夹头夹握所述子底座，将所述子底座紧靠在设置有所述真空夹头的装置的基准壁上，并且将所述子底座布置在所述封装件的基面上的预定位置处，这里，所述预定位置相对于所述装置的基准壁来限定。其次，所述方法可以用所述真空夹头夹握所述半导体光学器件，将所述半导体光学器件紧靠在所述基准壁上，并且将所述半导体光学器件布置在所述子底座上的预设位置处。再次，所述方法可以将所述光学元件布置在所述封装件的基面上，以使所述光学元件的侧表面与所述子底座的前表面接触。

在变型例中，本发明的方法可以首先将所述光学元件设置在所述封装件的基面上的所述预定位置处。接着，所述方法可以将所述子底座布置在所述封装件的基面上，以使所述子底座的前表面与所述光学元件的侧表面接触。最后，所述工序可以用所述真空夹头夹握所述半导体光学器件，将所述半导体光学器件紧靠在所述基准壁上，并且将所述半导体光学器件布置在所述子底座上的所述预定位置处。

附图说明

通过结合附图详细说明本发明的不同实施例，可以更充分地理解本发明，其中：

图1是根据本发明实施例的光学组件的透视图；

图2是光学组件的透视图，该图部分地包括光学组件的剖面图；

图3放大了光学组件的主要部分；

图4是光学组件的剖面图，示出了安装在光学组件中的元件之间的光学连接关系；

图5是多层陶瓷封装件的放大透视图，其中剖切多层陶瓷封装件的一部分以显示其剖面；

图6是封装件的侧剖图，其中，封装件中装配有LD和子底座；

图7是封装件的侧剖图，其中，封装件中还装配有光学元件；

图8是封装件的侧剖图，其中，封装件中还装配有监测PD；

图9是封装件的侧剖图，其中，封装件中还装配有透镜；

图10是安装有图1所示的光学组件的光学收发器的剖面图；

图11是常规光学组件的侧剖图；

图12示出了从LD的光发射面到透镜的距离与LD和光纤之间的光学耦合效率η之间的关系；