一種單纖四向收發(fā)器件及封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單纖四向收發(fā)器件及封裝方法，單纖四向收發(fā)器件包括金屬殼體和安裝在其中的呈垂直關(guān)系的兩個濾波片支架；在第一濾波片支架上設(shè)置有第一45°濾波片、第二45°濾波片和第一平凸透鏡，在第二濾波片支架上設(shè)置有第三45°濾波片；在金屬殼體內(nèi)還設(shè)置有第一探測器芯片和第二探測器芯片，在第一探測器芯片和第二探測器芯片分別固定有第二平凸透鏡和第三平凸透鏡，光纖耦合組件與第一探測器芯片預(yù)耦合后與金屬殼體焊接固定；在金屬殼體內(nèi)還設(shè)置有第一激光器芯片和第二激光器芯片。本發(fā)明不但能實現(xiàn)四種不同波長光波在同一器件中同時傳輸，還能實現(xiàn)兩接收端相鄰40nm甚至20nm波長的光波同時接收。
【專利說明】一種單纖四向收發(fā)器件及封裝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單纖四向收發(fā)器件，用于實現(xiàn)四種不同波長光波在同一器件中傳輸，等同于將以往的兩個單發(fā)單收BOSA集成到一個器件中，減少線路升級和鋪設(shè)的成本投入。

【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)結(jié)構(gòu)BOSA只能實現(xiàn)單發(fā)單收，即兩種波長光波在同一器件中傳輸，其基本結(jié)構(gòu)如圖8，包括金屬殼體21、45°濾波片22、金屬鏡架23、光纖耦合組件24、0°濾波片25、探測器芯片26、激光器芯片27等。其大致封裝過程是:
1、45°濾波片22和0°濾波片25粘貼在金屬鏡架23上，然后被壓入到金屬殼體21中形成第一組合體；
2、第一組合體、光纖耦合組件24、激光器芯片27通過耦合焊接形成第二組合體；
3、第二組合體和探測器芯片26通過耦合粘膠形成最終成品。
[0003]其工作原理是:
1、激光器芯片27發(fā)射出波長λI的光波，通過45°濾波片22，再到光纖耦合組件24中，并在光纖中進行傳輸，實現(xiàn)波長λ I光波的發(fā)射；
2、波長λ2的光波從光纖耦合組件24的光纖進入器件，經(jīng)過45°濾波片反射，再通過0°濾波片25過濾掉其他波長的光波，探測器芯片26接收到反射過來的光波，實現(xiàn)波長λ 2的光波的接收，從而實現(xiàn)同一器件中一種波長光波發(fā)射，另一種波長光波接收，實現(xiàn)單發(fā)單收。
[0004]若要實現(xiàn)雙發(fā)雙收，即四種不同波長光波傳輸，則需要兩款不同B0SA，鋪設(shè)成本較高，所占空間也比較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供了一種單纖四向收發(fā)器件及封裝方法，利用透鏡的準直功能，將原本激光器發(fā)出的匯聚光轉(zhuǎn)變成平行光，從而達到較遠距離的傳輸，滿足多個芯片集成的結(jié)構(gòu)要求，并且得到很好的耦合效率，減少穿透玻片的損耗。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種單纖四向收發(fā)器件，包括金屬殼體和安裝在其中的呈垂直關(guān)系的第一濾波片支架和第二濾波片支架；在第一濾波片支架上設(shè)置有第一 45°濾波片、第二 45°濾波片和第一平凸透鏡,在第二濾波片支架上設(shè)置有第三45°濾波片；在金屬殼體內(nèi)還設(shè)置有第一探測器芯片和第二探測器芯片，在第一探測器芯片和第二探測器芯片分別固定有第二平凸透鏡和第三平凸透鏡，光纖耦合組件與第一探測器芯片預(yù)耦合后與金屬殼體焊接固定；在金屬殼體內(nèi)還設(shè)置有第一激光器芯片和第二激光器芯片。
[0007]本發(fā)明還提供了一種單纖四向收發(fā)器件的封裝方法，包括如下步驟:
步驟一、將第一 45°濾波片、第二 45°濾波片和第一平凸透鏡烤膠固定在第一濾波片支架上；將第三45°濾波片烤膠固定在第二濾波片支架上；
步驟二、將第一濾波片支架和第二濾波片支架壓裝進金屬殼體中，然后用環(huán)氧膠涂于配合縫隙中烤膠固定；
步驟三、將第二平凸透鏡和第三平凸透鏡通過烤膠分別固定在第一探測器芯片和第二探測器芯片上；
步驟四、將固定有第二平凸透鏡的第一探測器芯片預(yù)固定在金屬殼體上，然后耦合光纖耦合組件，并將光纖耦合組件與金屬殼體焊接固定，再高溫固化第一探測器芯片，形成第一組合體；
步驟五、將第一組合體與第一激光器芯片進行耦合后通過激光焊接形成第二組合體； 步驟六、將第二組合體與第二探測器芯片進行耦合粘膠并高溫固化，形成第三組合體；
步驟七、將第三組合體與第二激光器芯片進行耦合后通過激光焊接，得到單纖四向收發(fā)器件成品。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:不但能實現(xiàn)四種不同波長光波在同一器件中同時傳輸，還能實現(xiàn)兩接收端相鄰40nm甚至20nm波長的光波同時接收。而且，從原材料看，在現(xiàn)有芯片焦距不能改變的情況下，采用不同的透鏡將激光器光束從匯聚光轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄?，再從平行光轉(zhuǎn)變?yōu)閰R聚光，使其滿足結(jié)構(gòu)的需要；從性能參數(shù)上講，在結(jié)構(gòu)上將匯聚光轉(zhuǎn)變成平行光后，平行光穿透濾波片時能降低損耗，使以前波長間隔窄的兩束光也能達到很好的耦合效率，從而解決了波長間隔太窄而造成損耗過大的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
圖1是本發(fā)明的波長為入1、λ2和λ3的光路不意圖；
圖2是本發(fā)明的波長為λ 4的光路示意圖；
圖3是第一 45°濾波片1、第二 45°濾波片2和第一平凸透鏡3固定在第一濾波片支架13上的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是三45°濾波片4固定在第二濾波片支架14上的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是第一濾波片支架13和第二濾波片支架14設(shè)置在金屬殼體12上的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是第一探測器芯片6和第二探測器芯片8固定在金屬殼體12上的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是第一激光器芯片9和第二激光器芯片10固定在金屬殼體12上的放大結(jié)構(gòu)不意圖；
圖8是現(xiàn)有常規(guī)BOSA的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0010]一種單纖四向收發(fā)器件，如圖1至圖7所示，包括:第一 45°濾波片1、第二 45°濾波片2、第一平凸透鏡3、第三45°濾波片4、第二平凸透鏡5、第一探測器芯片6、第三平凸透鏡7、第二探測器芯片8、第一激光器芯片9、第二激光器芯片10、光纖稱合組件11、金屬殼體12、第一濾波片支架13、第二濾波片支架14等，其中:
如圖3所示，所述第一 45°濾波片1、第二 45°濾波片2和第一平凸透鏡3采用粘膠方式固定在第一濾波片支架13上。第一 45°濾波片1、第二 45°濾波片2與水平方向的夾角均為43。?47。。
[0011]如圖4所示，第三45°濾波片4也采用烤膠方式固定在第二濾波片支架14上，第三濾波片4與水平方向夾角為45°。
[0012]如圖5所示，第一濾波片支架13和第二濾波片支架14壓裝進金屬殼體12中，兩濾波片支架與殼體的壓裝縫隙用環(huán)氧膠涂抹并烤膠固定，兩支架在殼體中呈垂直關(guān)系。
[0013]如圖6所示，第二平凸透鏡5和第三平凸透鏡7通過烤膠分別固定在第一探測器芯片6和第二探測器芯片8上，第一探測器芯片6和第二探測器芯片8通過粘膠固定在金屬殼體12上。
[0014]如圖7所示，第一激光器芯片9和第二激光器芯片10通過焊接固定在金屬殼體12上，二者在殼體中呈垂直關(guān)系；光纖耦合組件11與固定有第二平凸透鏡5的第一探測器芯片6耦合后與金屬殼體12焊接固定。
[0015]本發(fā)明還提供了一種單纖四向收發(fā)器件的封裝方法，包括如下步驟:
步驟一、將第一 45°濾波片1、第二 45°濾波片2和第一平凸透鏡3烤膠固定在第一濾波片支架13上；將第三45°濾波片4烤膠固定在第二濾波片支架14上；
步驟二、將第一濾波片支架13和第二濾波片支架14壓裝進金屬殼體12中，然后用環(huán)氧膠涂于配合縫隙中烤膠固定；
步驟三、將第二平凸透鏡5和第三平凸透鏡7通過烤膠分別固定在第一探測器芯片6和第二探測器芯片8上；
步驟四、將固定有第二平凸透鏡5的第一探測器芯片6預(yù)固定在金屬殼體12上，然后耦合光纖耦合組件11，并將光纖耦合組件11與金屬殼體12焊接固定，再高溫固化第一探測器芯片6,形成第一組合體；
步驟五、將第一組合體與第一激光器芯片9進行耦合后通過激光焊接形成第二組合體；
步驟六、將第二組合體與第二探測器芯片8進行耦合粘膠并高溫固化，形成第三組合體；
步驟七、將第三組合體與第二激光器芯片10進行耦合后通過激光焊接最終得到單纖四向收發(fā)器件成品。
[0016]結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明的工作原理是:
1、第一激光器芯片10發(fā)射出波長為λI的光波,依次透過第二 45°濾波片2和第一45°濾波片I過濾掉其他波長光，再通過光纖耦合組件11中的光纖傳輸，實現(xiàn)波長為入I光波的發(fā)射；
2、第二激光器芯片9發(fā)射出波長為λ2的光波，經(jīng)過第二 45°濾波片2反射后，透過第一 45°濾波片I過濾掉其他波長的光波，再通過光纖耦合組件11中的光纖傳輸，實現(xiàn)波長為λ 2光波的發(fā)射；
3、波長為λ3的光波從光纖耦合組件11的光纖傳入，經(jīng)過第一 45°濾波片I反射，經(jīng)過第一平凸透鏡3將匯聚光轉(zhuǎn)換成平行光，平行光透過第三45°濾波片4，經(jīng)過第二平凸透鏡5將平行光轉(zhuǎn)換成匯聚光，第一探測器芯片6接收到傳輸過來的光波，實現(xiàn)波長為λ 3光波的接收；
4、波長為λ 4的光波從光纖耦合組件11的光纖傳入，經(jīng)過第一 45°濾波片I反射，經(jīng)過第一平凸透鏡3將匯聚光轉(zhuǎn)換成平行光，平行光經(jīng)過第三45°濾波片4反射，經(jīng)過第三平凸透鏡7將平行光轉(zhuǎn)換成匯聚光，第二探測器芯片8接收到傳輸過來的光波，實現(xiàn)波長為入4光波的接收。
[0017]至此，就實現(xiàn)了四種不同波長(λ 1、λ 2、λ 3和λ 4)光波在同一器件中的傳輸。
【權(quán)利要求】
1.一種單纖四向收發(fā)器件，其特征在于:包括金屬殼體和安裝在其中的呈垂直關(guān)系的第一濾波片支架和第二濾波片支架；在第一濾波片支架上設(shè)置有第一 45°濾波片、第二45°濾波片和第一平凸透鏡，在第二濾波片支架上設(shè)置有第三45°濾波片；在金屬殼體內(nèi)還設(shè)置有第一探測器芯片和第二探測器芯片，在第一探測器芯片和第二探測器芯片分別固定有第二平凸透鏡和第三平凸透鏡，光纖耦合組件與第一探測器芯片預(yù)耦合后與金屬殼體焊接固定；在金屬殼體內(nèi)還設(shè)置有第一激光器芯片和第二激光器芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單纖四向收發(fā)器件，其特征在于:第一45°濾波片和第二 45°濾波片與水平方向的夾角均為43°?47°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單纖四向收發(fā)器件，其特征在于:第三45°濾波片與水平方向夾角為45°。
4.一種單纖四向收發(fā)器件的封裝方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一、將第一 45°濾波片、第二 45°濾波片和第一平凸透鏡烤膠固定在第一濾波片支架上；將第三45°濾波片烤膠固定在第二濾波片支架上； 步驟二、將第一濾波片支架和第二濾波片支架壓裝進金屬殼體中，然后用環(huán)氧膠涂于配合縫隙中烤膠固定； 步驟三、將第二平凸透鏡和第三平凸透鏡通過烤膠分別固定在第一探測器芯片和第二探測器芯片上； 步驟四、將固定有第二平凸透鏡的第一探測器芯片預(yù)固定在金屬殼體上，然后耦合光纖耦合組件，并將光纖耦合組件與金屬殼體焊接固定，再高溫固化第一探測器芯片，形成第一組合體； 步驟五、將第一組合體與第一激光器芯片進行耦合后通過激光焊接形成第二組合體； 步驟六、將第二組合體與第二探測器芯片進行耦合粘膠并高溫固化，形成第三組合體； 步驟七、將第三組合體與第二激光器芯片進行耦合后通過激光焊接，得到單纖四向收發(fā)器件成品。
【文檔編號】H04B10/40GK104317015SQ201410538379
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】李永強, 辜健超, 吳建華, 張帥 申請人:四川光恒通信技術(shù)有限公司