[发明专利]一种双基片并行光学组件

说明书

技术领域

本发明属于多器件的精密定位领域。更确切地，本发明涉及三个或更多个元件的光学定位领域。

背景技术

对于采用光纤的激光器或光学探测器进行对准以提供沿着光纤的光的最大数量的耦合或续传方面，已进行了很多研究工作。大部分产品是基于单一激光器对准单一光纤实现的——一个例子是SFP光学收发器，设有一个良好定位的发送模块和一个良好定位的探测模块；每个模块中都有设在LC连接器壳体内的单一光纤。

然而，随着对在更小的总空间占用下的带宽需求的越来越大的增长(称为更高的带宽密度)，对于并行光学模块的需求有着增长的趋势，并行光学模块是在一个单独的模块中多个激光器对准多根光纤——一个例子是SNAP-12并行光学收发器，在大约1cm×1cm的区域内设有12个光学通道。不管是单光学通道还是多光学通道的模块都需要对子元件和定位件进行良好的定位，减小误差。并且，在对准时，通常要对进入或离开光纤的光的功率水平进行主动监视，以保证尽可能高的耦合(最低的介入损耗)。在多个激光器和多根光纤之间的对准操作是很费时的，需要一套复杂的并行定位件以及光中继器，例如设定图案的微透镜阵列和MT-型的光学套管，精密的定位工艺，还需要打开激光器的电源以进行主动定位。

因此，需要一种更简单和更快的对准方法。

发明内容

本发明在此描述了一种采用包括多个光导管或光纤的单一结构以对准两个或更多个光学器件的方法和装置。这涉及到一种光的光耦合，需要多个到达微米(或亚微米)级公差水平的光学耦合操作以制备一种用于双向传输光学元件的同时包括有输入输出电信号及输入输出光信号的光学组件。

对于双向光学子组件的体积的可制备性进行描述。这种组件提供一种小轮廓、稳定的子组件，可以用于各种光学模块。并且，描述了可以以低成本构建子组件的制备方法。

使用至少2个光通道的双向光学数据通信装置，包括：至少一个单芯片光学发射部件，被安装在一个电连接基片上，至少一个单芯片光探测部件，被安装在一个电连接基片上，具有至少两个光通道的一种光导结构，其中至少一个光通道用于光信号的输出，另一个用于光信号的输入。具有多个光通路的结构，例如一聚合物光导管或包括一个透镜阵列的结构也能够被使用。

当对准三个或更多的独立对象，特别是当每个元件含有超过1个光通道时，不使用昂贵的取放设备，需要涉及到光学对准的多个方面。

每个光电芯片，发射芯片和探测芯片，被互相独立地对准光导结构。一旦全部被组装起来，最终的组件可以被安装到普通的支撑件上(典型的例如印刷电路板)进行电连接。用这种方式，对于非常小的器件(例如光电芯片)的非常精密的机械放置步骤就可以被取消，由此降低费用，减少所需时间。发射器阵列与光导结构的光学界面区域的纵向空间排布，可以和探测器阵列与同一光导结构的光学界面区域的纵向距离不相同。在光电阵列部件和对应的基片之间的电连接(例如金线连接)能够有一个大变化量的偏差范围以获得理想的位置，在完成的光学组件和普通支撑件之间的电连接也是如此。

针对第一个主要方面，提供了一种用于组装光学组件的各元件的方法，该方法包括：提供一种用于导光的结构，其具有一个顶面和一个底面，在底面上包括有复数个凹槽；提供复数个光导管，每一光导管嵌设于对应的一个凹槽中，且在其一端具有一耦合面；将第一光学元件的第一阵列设置到第一基片上；将第二光学元件的第二阵列设置到第二基片上，与第一基片上的第一光学元件的第一阵列位置独立；调整第一基片的位置以使第一光学元件的第一阵列以一对一的方式完全地对准复数个光导管中的第一组光导管的耦合面；将第一基片组装至结构中；调整第二基片的位置以使第二光学元件的第二阵列以一对一的方式完全地对准复数个光导管中的第二组光导管的耦合面，第一基片和第二基片被分开放置形成一沟槽，该沟槽使得第二基片上的第二光学元件的第二阵列的位置与第一基片上的第一光学元件的第一阵列的位置是独立的；将第二基片组装至结构中。

针对第二个主要方面，提供一种光学组件，包括：一具有一顶面和一底面的用于导光的结构，在底面上包括复数个凹槽；复数个光导管，每一光导管嵌设于对应的一个凹槽中，且在其一端具有一耦合面；至少两个基片，每个基片包括设在其上的一个光学元件阵列，该光学元件阵列以一对一的方式完全对准所述复数个光导管中对应的第一组光导管的耦合面，该至少两个基片被分开放置形成至少一条沟槽，该至少一条沟槽沿长度方向具有非常数的宽度以允许在至少两个基片中的每一个上的光学元件阵列对准对应的光导管组的耦合面。