[发明专利]一种光发射次模块的准直透镜的固定结构及耦合方法

说明书

本发明提供了一种光发射次模块的准直透镜的固定结构，包括透镜支架、准直透镜和氮化铝基板，所述透镜支架上开设有凹槽，所述准直透镜置于此凹槽内，所述准直透镜与所述凹槽底部之间留有一定间隙，所述准直透镜的非通光的两侧面与凹槽侧壁之间通过胶水粘接固定，所述透镜支架底部通过胶水粘接固定于氮化铝基板上。该发明采用透镜支架+准直透镜的组合结构形式替代传统准直透镜，这样固定透镜支架的底部胶水非常薄，可以达到10um左右，大大降低了胶水UV固化收缩对光路的影响，降低了胶水受温度影响的形变量以及胶水吸收水分后的形变量，提升了光路的稳定性。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种光发射次模块的准直透镜的固定结构及耦合方法。

背景技术

随着光通讯行业的快速发展，光模块的速率越来越高，光模块的结构也越来越复杂，对光模块的可靠性要求也越来越高。光模块的核心部件光发射次模块的制造同样也面临着越来越大的挑战，特别是光路的设计以及工艺控制方面，如何保证光发射次模块光路以及输出光功率的稳定性，保证光模块的长期可靠性变得至关重要。以典型的四路复用光发射次模块的光路为例，如图1所示，4个激光器发出4路不同波长的激光，经4个准直透镜后变为4路平行光，然后经光复用组件合成1路平行光，然后经过位移棱镜和会聚透镜后耦合进光纤适配器输出；而这一过程中，4个准直透镜的位置变化对光发射次模块的光功率输出影响非常大，准直透镜的位置变化1um，光功率的变化将超过1dB，因此，如何保证准直透镜的位置的稳定性对光发射次模块输出光功率维持稳定非常重要。

典型的光发射次模块的准直透镜固定结构如图2所示，激光器采用共晶工艺贴在氮化铝基板一上（激光器贴在氮化铝基板上的半成品叫做COC），COC和准直透镜用胶水固定在一个共同的氮化铝基板二上，通常COC用银胶固定，准直透镜用UV胶水固定（调整准直透镜的位置使激光器发出来经过准直透镜后变成平行光，然后用UV胶水通过UV固化固定准直透镜）。其中，准直透镜的光轴的位置由激光器的出光口的位置决定，一旦激光器的位置确定了，准直透镜的位置也就确定了。由于氮化铝基板一的厚度，激光器的厚度，透镜的高度均有制造公差，UV胶水也含有固体颗粒，因此准直透镜跟氮化铝基板二之间必须留有足够的间隙来防止固定透镜时透镜底部跟氮化铝基板二干涉，通常需要维持约40um的厚度。而且由于透镜底部UV胶水比较厚，UV固化胶水的时候胶水收缩的形变量比较大，如果透镜底部胶水覆盖不均匀，UV光照射不均匀，底部胶水的形变还会导致透镜歪斜，使得透镜在UV时位置变得非常难以控制，通常会导致光发射次模块耦合时光功率的跌落。另外，由于透镜底部的胶水比较厚，胶水受温度变化以及胶水吸收水汽产生的形变量都会比较大，这些都会导致光发射次模块在使用过程中出现光功率跌落的问题，甚至出现失效的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种光发射次模块的准直透镜的固定结构，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光发射次模块的准直透镜的固定结构，包括透镜支架、准直透镜和氮化铝基板，所述透镜支架上开设有凹槽，所述准直透镜置于此凹槽内，所述准直透镜与所述凹槽底部之间留有一定间隙，所述准直透镜的非通光的两侧面与凹槽侧壁之间通过胶水粘接固定，所述透镜支架底部通过胶水粘接固定于氮化铝基板上。

进一步的，所述准直透镜与透镜支架上凹槽底部之间的间隙为10-200um。

进一步的，所述准直透镜的非通光的两侧面与凹槽侧壁之间胶水厚度为10-50um。

进一步的，所述准直透镜的非通光的两侧面与凹槽侧壁之间胶水延伸至凹槽上表面。

另外，本发明还提供了一种光发射次模块的耦合方法，采用上述的准直透镜的固定结构，具体包括如下步骤：

1)采用无源方式将适配器、位移棱镜、光复用器、激光器、PCB板沿X轴方向固定在壳体上；