[发明专利]用于实现部件无源对准的光接收和发送装置及用于无源地对准部件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于实现部件无源对准的光学装置及其方法，更具体地涉及利用设置在基板上的对准基准部件将光学元件部件与透镜光纤连接部件无源地对准的光学装置及其方法。

背景技术

已经在长距离通信中广泛使用的基于光纤(optical fiber)的信号传输方法提供了宽频带和抗电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)的优点，并且因此用于高容量数字媒体传输，例如用于需要高速，高密度数据传输的高清晰度数字视频显示设备。

然而，在基于光纤的传统信号传输方法中，用于将发光元件与光纤结合或者用于使从光纤发出的光(light)与受光元件结合的光学装置不仅非常昂贵(high cost)，而且很难在进行光学对准(optical alignment)中使用。

特别地，在传统光学对准方法中，通过附接发光元件和用于感测发光元件的光输出的受光元件，并且通过结合用于收集来自发光元件的光信号的透镜来实现光发射器部件。然后，插入光纤，用插入的光纤执行有源光学对准，光纤被固定在最优位置，以完成光发射器的光学对准。

有源光学对准是指以下的光学对准方法，其中对发光元件施加电流以发射光信号，由此所发射的光信号穿过透镜以在特定距离产生图像，在该位置对准光纤，并且，随着进入光纤的光信号的检测量根据对准的程度改变，发现检测到最高光信号值的位置。在涉及光纤和光学元件的大多数对准和封装应用中使用该方法。

光接收器部件包括使光纤与受光元件对准，并且其装配过程非常类似于光发射器部件的装配过程。

发光元件或受光元件被直接驱动并且实时感测与光纤的对准程度以得到最优对准程度的有源光学对准方法，需要费时的制造过程以及昂贵的装配设备。

尽管有源光学对准方法涉及通过激光焊接生产光学模块并且同时实时地检测光输出或光电流，无源光配置方法是以下的对准方法，其不需要直接驱动光学元件并且是指用于仅仅基于预定的位置信息的装配技术，以在大量生产中非常有利。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种光学装置，所述光学装置包括更小并且更简单结构的光学模块并且使用最小数量的部件，使得可以降低光学模块的成本，并且可用简单的方式针对多个通道无源地执行光学对准。

本发明的另一个方面提供了一种无源地对准光学装置的部件的方法，即使当使用光学模块进行针对发光元件、受光元件、透镜和多通道光纤的对准时，其仍可以使对准误差最小。

技术方案

为了解决以上技术问题，本发明的一个方面提供了一种用于部件的无源对准的光学装置，所述光学装置包括：基板110；安装在所述基板上的光学元件装置111，所述光学元件装置111包括发光元件111a和受光元件111b；用于实现与光学元件装置111的光通信的光纤133；用于收集光、改变光路以及固定并对准光纤133的透镜光纤连接装置120；以及，被设置在基板110上的用于无源地对准光学元件装置111和透镜光纤连接装置120的对准基准装置115。

本发明的另一个方面提供了一种用于部件无源对准的方法，其包括：(a)将对准基准装置115的连接柱115b结合到基板孔114；(b)参照在对准基准装置115中彼此相对设置的对准孔115a，将一个或者更多个发光元件111a和一个或者更多个受光元件111b以特定间隔对准成一排；(c)参照对准孔115a，对准透镜光纤连接装置120；并且(d)用位于形成透镜光纤连接装置120的一部分的棱镜的表面122b上的光学对准点，把光纤133对准。

有益效果

根据本发明，光纤133a被对准为与棱镜的表面122b紧密接触，使得光纤的对准不需要额外的结构，并且可以通过折射率匹配的环氧树脂来降低反射面处的反射损耗量。

并且，透镜光纤连接部件120包括用于收集和引导光的会聚透镜123；改变光的行进方向的棱镜122；以及固定并对准光纤133的光纤连接器121，这些部件形成为单个结构，从而可以减少部件数量。

因此，本发明提供了以下优点：简化了针对多通道的无源光学对准，以最小化对准误差，并且减少和简化了光学模块的结构以及使所使用部件的数量最小，以降低光学模块的成本。

由于不必为光学对准应用大而复杂的精密设备，所以可以减少光学对准所需的时间，并且每次确保精确的对准，在效率和便利性方面提供了益处。

此外，本发明使得可以大量生产在结构和装配方法两方面都简单的双向光学装置，使得可以用低成本改进在家和在办公室的数据传输速率，为因特网的更大发展打下基础。