[发明专利]发光元件的透镜耦合方法及装置

说明书

本发明提供了一种发光元件的透镜耦合方法，包括：将透镜移动至与发光芯片耦合的位置，在近点对透镜和发光芯片进行光斑检测，并调整透镜倾斜角度进行耦合，直至光斑为圆形；在近点检测光斑的坐标位置，然后在远点进行光斑检测，确认远点检测的光斑坐标位置；调整透镜位置进行耦合，使远点检测的光斑靠近并逐渐与近点检测的光斑位置重合；多次改变远点检测位置与近点检测位置的距离，确认变化的远点检测光斑与近点检测的光斑位置是否都保持重合。本发明依次、分别地进行了透镜角度和位置的耦合，且在完成透镜角度耦合后可以直接进行透镜位置耦合，并采用了近点与远点光斑坐标位置的差值比较方式，提升了透镜耦合精度。

技术领域

本发明涉及光器件自动耦合封装技术领域，特别涉及一种发光元件的透镜耦合方法及装置。

背景技术

随着光纤通信和光纤传感技术的发展，光器件的制备成为了光信息技术进步的关键。在光通信产品中，发光元件的需求量越来越多，它的功能主要是实现信号的光电转换。一种常见的发光元件主要由基板+发光芯片+透镜组成，其封装制造的一道工序为将微型透镜与发光芯片耦合后，再通过点胶固化等方式完成封装。而如何提高光器件的性能、质量以及降低成本，是当前工业上封装制造的关键问题，其核心技术在于元件的耦合，光器件的制造成本主要也集中在此。

现有技术中，对上述发光元件进行耦合的过程主要包括将透镜上料、夹持并移动至封装位置后进行耦合，通过光斑检测、功率检测等确认透镜的耦合精度，最后对透镜点胶固化完成封装。因此，透镜耦合的精度显著地影响上述发光元件的封装质量。由于透镜一般为尺寸小于1mm的微型透镜，采用常规的透镜耦合方式难以满足耦合精度要求，导致封装后的发光元件光功率偏低，封装质量不高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于发光元件透镜耦合的方案，适用于微型化、精密化的透镜耦合封装工艺，以提升透镜耦合精度、产品封装质量和生产效率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种发光元件的透镜耦合方法，包括：

步骤一、将透镜移动至与发光芯片耦合的位置，在近点对透镜和发光芯片进行光斑检测，并调整透镜倾斜角度进行耦合，直至发光芯片穿过透镜的激光射线形成的光斑为圆形；

步骤二、在近点检测光斑的坐标位置，然后在远点对透镜和发光芯片进行光斑检测，确认远点检测的光斑坐标位置；

步骤三、调整透镜位置进行耦合，使远点检测的光斑靠近并逐渐与近点检测的光斑位置重合；

步骤四、多次改变远点检测位置与近点检测位置的距离，确认变化的远点检测光斑与近点检测的光斑位置是否都保持重合，若不重合则返回步骤二。

其中，所述近点与所述远点所在的直线与所述发光芯片的激光射线平行。

其中，上述各步骤中通过CMOS相机进行光斑检测，确认光斑的形状和坐标位置。

其中，步骤三中通过调整所述透镜在平面的位置进行耦合，所述平面与所述激光射线垂直。

其中，根据远点检测位置和近点检测位置之间的距离以及远点检测光斑与近点检测光斑的坐标，粗调透镜在所述平面的位置，使光斑初步重合。

其中，还包括步骤五，所述步骤五为：在近点用积分球检测发光芯片与透镜的光功率，确认透镜的耦合精度。

本发明还提供了一种发光元件的透镜耦合装置，所述透镜由方形部分和从所述方形部分沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分组成，所述装置包括透镜上料组件、透镜夹取组件、光器件固定台、耦合检测组件和视觉检测组件，所述透镜上料组件内预装有多个透镜，依次将所述透镜上料，所述透镜夹取组件将所述透镜上料组件上料的透镜夹取并移动至所述光器件固定台上对应的封装位置，与固定在所述光器件固定台上的发光元件的发光芯片耦合，所述耦合检测组件通过光斑检测确认所述透镜与所述发光芯片的耦合精度，所述视觉检测组件的视觉检测相机对准所述发光元件的耦合位置；