CN101669055B - 一件式三工器壳体 - Google Patents
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Abstract
在此公开了一种一件式光电模块壳体。该壳体包括构造为容纳第一光学组件的第一容座,构造为容纳第二光学组件的第二容座,以及构造为容纳光纤的第三容座。在一些实施方式中,包括构造为在其上设置滤波器的至少一个角形表面。在其它实施方式中,包括构造为在其中设置一个或多个光学元件的两个或更多个角形凹座。进一步的实施方式包括实施为所述容座中的一个的一部分的至少一个柔性压配特征。光电模块壳体是一件式壳体,构造成使得容座和其它部件是一件式壳体整体的一部分。
Description
背景技术
对于家用市场和其它光纤市场的光纤而言,经常需要双向和三向数据传输,这又需要将多个元件封装并对准在光电模块中。这种包括多个元件的模块的典型示例为双向模块,又称作双工器,以及三通双向模块,又称作三工器。
制造双工器和三工器模块的常用方法是制造实施为两件式或多件式的壳体。然后使用已知的制造工艺将该两部分或多部分装配在一起。然而,这种多件式方法经常需要两个或更多个加工操作以实现必要的精度和/或所有特征的功能。因此,多部分式方法昂贵且耗时。
因此,具有易于制造且成本低廉的一件式双工器和/或三工器壳体在本领域是有益的。
发明内容
在此公开的实施方式涉及一种光电模块壳体,包括:构造为容纳第一光学组件的第一容座;构造为容纳第二光学组件的第二容座;构造为容纳光纤或光纤透镜的第三容座;第一三角形凹座,所述第一三角形凹座构造为在其中放置一个或多个光学元件,所述第一三角形凹座包括构造为在其上放置第一滤波器的第一角形表面;以及第二三角形凹座,所述第二三角形凹座构造为在其中放置一个或多个光学元件,并且其中,所述光电模块壳体是一件式壳体,构造为使得所述第一容座、第二容座、第三容座、第一三角形凹座和第二三角形凹座是所述一件式壳体整体的一部分。
在此公开的实施方式涉及一件式光电模块壳体。该壳体包括构造为容纳第一光学组件的第一容座,构造为容纳第二光学组件的第二容座,构造为容纳光纤的第三容座,以及构造为在其上设置滤波器的至少一个角形表面。至少一个柔性压配特征实施为所述容座中的一个的一部分。光电模块壳体是一件式壳体,构造为使得容座和角形表面是一件式壳体整体的一部分。
在此公开的另外的实施方式涉及一件式光电模块壳体。该壳体包括构造为容纳第一光学组件的第一容座,构造为容纳第二光学组件的第二容座,构造为容纳第三光学组件的第三容座,以及构造为容纳光纤的第四容座。该壳体还包括构造为在其中设置一个或多个光学元件的第一角形凹座,以及构造为在其中设置一个或多个光学元件的第二角形凹座。该光电模块壳体是一件式壳体,构造为使容座和角形凹座是一件式壳体整体的一部分。
在此公开的进一步的实施方式涉及一件式光电模块壳体。该壳体包括构造为容纳第一光学组件的第一容座,构造为容纳第二光学组件的第二容座,构造为容纳第三光学组件的第三容座,以及构造为容纳光纤的第四容座。该壳体还包括构造为在其中设置一个或多个光学元件的第一角形凹座、构造为在其中设置一个或多个光学元件的第二角形凹座、以及实施为所述容座中的一个的一部分的至少一个柔性压配特征。该光电模块壳体是一件式壳体,构造为使得容座和角形凹座是一件式壳体整体的一部分。
提供本发明内容是为了以简化的形式引入对将在以下的具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容并非意在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征,也并非意在用来帮助确定要求保护的主题的范围。
以下的描述中将阐述另外的特征和优点,这些特征和优点将部分地显见于说明书,或者可以通过此处教示的实践而获知。可以通过权利要求中具体指出的方法和结合来实现和获得此处的教示的特征和优点。从以下描述和权利要求中,这些和其它特征将变得更加完整地显而易见,或者可以通过以下阐述的发明的实践而获知。
附图说明
为了进一步阐明本发明的以上及其它优点和特征,将参照附图所示的本发明的具体实施方式对本发明进行更加具体的描述。应当理解,这些附图描述的仅仅是本发明的典型实施方式,因此不应视为限制其范围。将通过使用附图更加具体和详细地描述和阐释本发明,在附图中:
图1A-1D示出了根据本发明原理的一件式双工器壳体的实施方式;
图2A-2D示出了根据本发明原理的一件式三工器壳体的实施方式;
图3A-3E示出了根据本发明原理的一件式三工器壳体的替代性实施方式;
图4A-4B示出了根据本发明原理的实施了多个角形凹座的一件式三工器壳体的实施方式。
具体实施方式
现在将参照附图,其中相似的结构设有相似的附图标记。应当理解,这些附图是本发明的示例性实施方式的概略和示意性图示,而不是限制本发明,也没有必然地按比例绘制。还应当理解,在本说明书和权利要求中引用的“第一”或“第二”等元件(如第一和第二容座)意在使元件彼此区分开来,除非明确声明,否则并不暗含顺序上的序列。
首先参见图1A-1D,它们示出了根据本发明原理的一件式双工器壳体的一个实施方式的不同视图,总体用100指代。注意图1A-1D的实施方式仅仅是能够实施本发明原理的众多实施方式中的一个,而不应当用来限制权利要求的范围。
双工器100实施为一件式壳体,该一件式壳体可以通过将在后面进一步详细描述的金属注射模制(MIM)工艺来制造。在一些实施方式中,双工器100可以由金属制成。可以使用的金属的示例包括但不限于碳钢及416钢。也可以使用本领域中已知的其它适当材料来制造双工器100。由于只有一个整体用作壳体,所以多件式壳体额外需要的对齐和附连步骤减至最少,使得与多件式壳体相比,其可靠性更高而组装成本更低。
如图1A-1D所示,双工器100包括第一容座110,第一容座110构造成保持诸如光学传输器组件150的光学器件。如图所示,第一容座110具有两个梯段直径。例如,第一部分112具有直径D1。如图1D所示,直径D1的尺寸足够大以容纳激光头152。
容座110还包括第二部分114,第二部分114具有通常小于直径D1的直径D2。如图所示,部分112和114的直径之间的变化或阶跃在容座110内形成台阶113。如图1D所示,直径D2的尺寸足够大以容纳激光罩(laser can)154。
容座110的第三部分116具有通常小于直径D2的直径D3。如图所示,部分114和116的直径之间的变化或阶跃形成容座110内的台阶117。如图1D所示,直径D3的尺寸足够大以容纳光学隔离器156,光学隔离器156可以是也可以不是激光组件150的一部分。
双工器100以相似的方式包括第二容座120,第二容座120构造为保持诸如光电二极管组件160的光学组件。如图所示,第二容座120具有两个梯段直径。例如,第一部分122具有直径D6。如图1D所示,直径D6的尺寸足够大以容纳光电二极管头162。
容座120还包括第二部分124,第二部分124具有通常小于直径D6的直径D7。如图所示,部分122和124的直径之间的变化或阶跃在容座120内形成台阶123。如图1D所示,直径D7的尺寸足够大以容纳组件160的鼻部。
容座120的第三部分126具有通常小于直径D7的直径D8。如图所示,部分124和126的直径之间的变化或阶跃在容座120内形成台阶125。如图1D所示,直径D8的尺寸足够大以容纳光电二极管透镜164。
双工器100还包括第三容座130,第三容座130构造为容纳诸如光纤170的光纤。容座130具有尺寸足够大以容纳光纤的直径D5。
如同样示出的那样,双工器100还包括用于选择滤波器的对齐的凹穴140。凹穴140具有角形表面142和144,在角形表面142处,诸如图1D的滤波器190的选择滤波器可以设置在一件式双工器100内。角形表面142使得在利用环氧树脂将滤波器190永久性地附连于该表面之前,能够方便地定位该滤波器190,这使得附连更快而且更精确。角形表面142和144构造成降低双工器100的工作过程中的光学信号之间的串扰和/或背反射。注意凹穴140是贯通凹穴,其允许光学信号在位于第一容座110中的光学组件和位于第三容座130中的光纤之间传输,并允许光学信号在位于第二容座120中的光学组件和位于第三容座130中的光纤之间传输。有利地,凹穴140是双工器100整体的一部分,从而取消了对容纳滤波器190的单独的部件的需求。
现在参见图1D,示出了完整地装有多种光学组件、滤波器以及光纤的一件式双工器100。如上所述,传输组件150可以设置在第一容座110中,光电二极管组件160可以设置在第二容座120中,而光纤170可以设置在第三容座130中。注意各个部件在特定容座中的设置仅仅是出于示例的目的,而并非用来限制权利要求的范围。本领域技术人员应当能够理解,当情况允许时,各个部件可以设置在其它容座中。
现在参见图1A,示出了第一容座110包括柔性压配特征115。在该实施方式中,该柔性压配特征为槽的形式,而在其它实施方式中,柔性压配特征115还可以是但不限于压棱或齿。注意槽可以具有各种形状,它们还可以是角形或锥形的。柔性压配特征115允许传输组件150压配或过盈配合到第一容座110中。使用柔性压配特征115有利地允许利用低廉的MIM工艺将双工器100制成整体。注意虽然图1A仅示出容座110包括柔性压配特征115,但是当情况允许时,其它容座也可以包括柔性压配特征115。
现在参见图2A-2D,其示出了根据本发明原理的一件式三工器壳体的一个实施方式的不同视图,总体用200指代。注意图2A-2D的实施方式仅仅是能够实施本发明原理的众多实施方式中的一个,而并非用来限制权利要求的范围。
三工器200可以使用MIM工艺制造。在一些实施方式中,三工器200可以由金属制成。可以使用的金属的示例包括但不限于碳钢及416钢。也可以使用本领域中已知的其它适当材料来制造三工器200。由于只有一个整体用作壳体,所以多件式壳体额外需要的对齐和附连步骤减至最少,使得与多件式壳体相比,可靠性更高而组装成本更低。
如图2A-2D进一步所示,三工器200包括第一容座210,第一容座210构造成保持诸如光学传输器组件270的光学器件。如图所示,第一容座210具有直径D1。如图2D所示,直径D1的尺寸足够大以容纳组件270的激光头271、激光罩272以及激光透镜273部分。
此外,三工器200包括第二容座220,第二容座220构造为保持诸如光电二极管组件285的光学组件。如图所示,第二容座220具有两个梯段直径。例如,第一部分222具有直径D2。如图2D所示,直径D2的尺寸足够大以容纳光电二极管头286。
容座220还包括第二部分224,第二部分224具有通常小于直径D2的直径D3。如图所示,部分222和224的直径之间的变化或阶跃形成容座220内的台阶221。如图2D所示,直径D3的尺寸足够大以容纳光电二极管透镜287。
容座220的第三部分226具有通常小于直径D3的直径D4。如图所示,部分224和226的直径之间的变化或阶跃在容座220内形成台阶223。如图2D所示,直径D4的尺寸足够大以容纳光电二极管透镜287的一部分和闭塞滤波器288。在一些实施方式中,设置闭塞滤波器288所在的表面225呈角形,以减少进入光电二极管组件的背反射。
三工器200以相似的方式包括第三容座230,第三容座230构造为保持诸如光电二极管组件280的光学组件。如图所示,第三容座230具有两个梯段直径。例如,第一部分232具有直径D5。如图2D所示,直径D5的尺寸足够大以容纳光电二极管头281。
容座230还包括第二部分234,第二部分234具有通常小于直径D5的直径D6。如图所示,部分232和234的直径之间的变化或阶跃在容座230内形成台阶231。如图2D所示,直径D5的尺寸足够大以容纳光电二极管透镜282。
容座230的第三部分236具有通常小于直径D6的直径D7。如图所示,部分234和236的直径之间的变化或阶跃在容座230内形成台阶233。如图2D所示,直径D7的尺寸足够大以容纳光电二极管透镜282的一部分和闭塞滤波器283。在一些实施方式中,设置堵塞滤波器283所在的平面235呈角形,以减少进入光电二极管组件的背反射。
三工器200还包括第四容座240,第四容座240构造为容纳诸如光纤290的光纤。容座240具有尺寸足够大以容纳光纤290和光纤透镜291的直径D8。
如进一步示出的那样,三工器200包括矩形通孔250,通孔250可以有利地使用MIM工艺来制造。矩形通孔250允许光学信号在位于第一、第二和第三容座210、220、230中的光学组件和位于第四容座240中的光纤之间传输。
角形表面260、265、266和267设置在矩形通孔250内。角形表面260和265构造为分别保持选择滤波器295和296。角形表面260和265使得在利用环氧树脂将滤波器295和296永久性地附连于这些表面之前,能够方便地定位这些滤波器,这使得附连更快而且更精确。角形表面260、265、266和267构造成降低三工器200的工作过程中的光学信号之间的串扰和/或背反射。有利地,矩形通孔250和角形表面260、265、266和267是三工器200整体的一部分,从而取消了对容纳滤波器295和296的单独的部件的需求。
现在参见图2D,示出了完整地装有多种光学组件、滤波器以及光纤的一件式三工器200。如上所述,传输组件270可以设置在第一容座210中,光电二极管组件285可以设置在第二容座220中,光电二极管组件280可以设置在第三容座230中,而光纤290可以设置在第四容座240中。注意各个部件在特定容座中的设置仅仅是出于示例的目的,而并非用来限制权利要求的范围。本领域技术人员应当能够理解,当情况允许时,各个部件可以设置在其它容座中。
现在参见图2A,示出了第四容座240包括柔性压配特征245。在该实施方式中,该柔性压配特征为齿的形式,而在其它实施方式中,柔性压配特征245还可以是但不限于:压棱,或者槽,诸如前面结合图1A所描述的槽。柔性压配特征245允许光纤290或透镜291压配或过盈配合到第四容座240中。使用柔性压配特征245有利地允许利用低廉的MIM工艺将三工器200制成整体。注意虽然图2A仅示出了容座240包括柔性压配特征245,但是当情况允许时,其它容座也可以包括柔性压配特征245。
现在参见图3A-3E,其示出了根据本发明原理的一件式三工器壳体的替代性实施方式的不同视图,总体用300指代。注意图3A-3E的实施方式仅仅是能够实施本发明原理的众多实施方式中的一个,而并非用来限制权利要求的范围。
三工器300实施为一件式壳体,该一件式壳体可以通过MIM工艺或常规加工工艺来制造。在一些实施方式中,三工器300可以由金属制成。可以使用的金属的示例包括但不限于碳钢及416钢。也可以使用本领域中已知的其它适当材料来制造三工器300。由于只有一个整体用作壳体,所以多件式壳体额外需要的对齐和附连步骤减至最少,使得与多件式壳体相比,可靠性更高而组装成本更低。
如图3A-3E所示,三工器300包括第一容座310,第一容座310构造成保持诸如光学传输器组件370的光学器件。如图所示,第一部分310具有直径D1。如图3D所示,直径D1的尺寸足够大以容纳组件271的激光头271、激光罩272以及激光透镜273部分。
此外,三工器300还包括第二容座320,第二容座320构造为保持诸如光电二极管组件380的光学组件。如图所示,第二容座320具有两个梯段直径。例如,第一部分322具有直径D2。如图3D所示,直径D2的尺寸足够大以容纳光电二极管头381。
容座320还包括第二部分324,第二部分324具有通常小于直径D2的直径D3。如图所示,部分322和324的直径之间的变化或阶跃在容座320内形成台阶321。如图2D所示,直径D3的尺寸足够大以容纳光电二极管透镜382。
三工器300以相似的方式包括第三容座330,第三容座330构造为保持诸如光电二极管组件385的光学组件。如图所示,第三容座330具有梯段直径。例如,第一部分332具有直径D5。如图3D所示,直径D5的尺寸足够大以容纳光电二极管头385。
容座330还包括第二部分334,第二部分334具有通常小于直径D5的直径D6。如图所示,部分332和334的直径之间的变化或阶跃在容座330内形成台阶331。如图3D所示,直径D5的尺寸足够大以容纳光电二极管透镜387。
三工器300还包括第四容座340,第四容座340构造为容纳诸如光纤390的光纤。容座340具有尺寸足够大以容纳光纤390和光纤透镜391的直径D4。
如进一步示出的那样,三工器300包括角形凹座350和360,凹座350和360可以通过使用线切割侧切、铣切或其它已知的方法制成一件式三工器300。在图3A-3E中角形凹座350和360为三角形。然而应当理解,当情况允许时,角形凹座350和360可以具有各种形状和尺寸。例如,在一些实施方式中,角形凹座350和360可以是三角形以外的形状。还应当注意在一些实施方式中,角形凹座350和360制造为贯穿一件式三工器300的整个厚度。
角形凹座350和360分别包括角形表面352、354、356和362、364、366。表面352和362构造为分别保持选择滤波器395和398。表面354和364构造为分别保持闭塞滤波器397和399。当情况允许时,表面356和366构造为保持诸如滤波器396的附加滤波器。如上述实施方式中那样,角形表面352、354、356和362、364、366使得在利用环氧树脂将各个滤波器永久性地附连于这些表面之前,能够方便地定位这些滤波器,这使得附连更快而且更精确。在一些实施方式中,可以在角形凹穴350和360上方设置盖子(未示出)。
角形表面352、354、356和362、364、366设计成减少三工器300工作过程中的光学信号之间的串扰和/或背反射。有利地,角形表面352、354、356和362、364、366是一件式三工器300整体的一部分,从而消除了对容纳各个滤波器的单独的部件的需求。
此外,当情况允许时,角形表面352、354、356和362、364、366可以实施为具有各种角度,以帮助最大化地降低串扰和背反射。例如,在当前实施方式中,表面352和362可以实施为在40度至50度的范围内,表面354和364可以实施为在0度至10度的范围内,而表面356和366可以实施为在80度至90度的范围内。
现在参见图3D,示出了完整地装有各个光学组件、滤波器以及光纤的一件式三工器300。如上所述,传输组件370可以设置在第一容座310中,光电二极管组件380可以设置在第二容座320中,光电二极管组件385可以设置在第三容座330中,而光纤390可以设置在第四容座340中。注意各个部件在特定容座中的设置仅仅是出于示例的目的,而并非用来限制权利要求的范围。本领域技术人员应当能够理解,当情况允许时,各个部件可以设置在其它容座中。
现在参见图3E,示出了三工器300的替代性实施方式。如该实施方式中所示,第一容座310包括如前所述的槽的形式的柔性压配特征315。另外,第四容座340包括如前所述的齿的形式的柔性压配特征345。应当理解在其它设施方式中,柔性压配特征315和345还可以是但不限于如上所述的齿、压棱或者槽。柔性压配特征315和345允许光学组件和/或光纤压配或过盈配合到第一容座315和/或第四容座340中。使用柔性压配特征315和345有利地允许利用低廉的MIM工艺将三工器300制成整体。注意虽然图3E仅示出了容座310和340包括柔性压配特征315和345,但是当情况允许时,其它容座也可以包括柔性压配特征315和345。
再次参见图3A-3E,示出了在一些实施方式中,一件式三工器壳体300还包括切口305和306。切口305和306可以使用本领域中已知的多种加工技术制成,并与三工器壳体成一体。虽然示出的切口305和306为圆形,但是当情况允许时,它们可以是诸如角形槽的其它形状。有利地,切口305和306有助于减少三工器300的光学组件之间的串扰。这在图3D中通过切口305中的箭头进一步示出,这些箭头示出了切口305是怎样帮助抑制光学组件370和光学组件380之间的串扰的。
现在参见图4A和4B,其示出了包括多个角形凹座的三工器400的实施方式。如图所示,该实施方式包括通常构造为容纳诸如激光头的光学组件的第一容座410。三工器400还包括通常构造为容纳诸如光电二极管头的光学组件的第二、第三、第四和第五容座420、430、440、450。第六容座360构造为容纳光纤。容座410-460类似于前述容座,因此不必再详细描述。另外,当情况允许时,可以如上所述包括柔性压配特征。
如上所述,三工器400包括多个角形凹座480、485、490以及495。如以上关于角形凹座350和360所描述,这些角形凹座构造为保持各个滤波器。通过在共同受让的、共同未决的提交日为2007年2月14日的序号为60/889,912的美国专利临时申请中所述的实施准直(或轻微会聚)光束的光学设计,部分地使得能够在一件式三工器壳体中使用多个角形凹座,此处通过参引而结合该专利全部内容。常规的多件式三工器实施强会聚性的光束,该光束没有为诸如图4A-4B所示的多个角形凹座留出足够的空间。应当理解,虽然图4A-4B示出了四个凹座,但这仅仅是出于示例的目的。当情况允许时,本发明的原理允许实施多于四个的角形凹座。
能够在不偏离本发明的精神和必要特征的情况下,以其它具体形式实施本发明。所述实施方式在所有方面都应认为仅用于示例性而非限制性。因此,本发明的范围由权利要求而非由上述描述指定。落在权利要求的含义和等同设置范围内的所有改变均包括在权利要求的范围内。
Claims (18)
1.一种光电模块壳体,包括:
构造为容纳第一光学组件的第一容座;
构造为容纳第二光学组件的第二容座;
构造为容纳光纤或光纤透镜的第三容座;
第一三角形凹座,所述第一三角形凹座构造为在其中放置一个或多个光学元件,所述第一三角形凹座包括构造为在其上放置第一滤波器的第一角形表面;以及
第二三角形凹座,所述第二三角形凹座构造为在其中放置一个或多个光学元件,并且
其中,所述光电模块壳体是一件式壳体,构造为使得所述第一容座、第二容座、第三容座、第一三角形凹座和第二三角形凹座是所述一件式壳体整体的一部分。
2.如权利要求1所述的光电模块壳体,其中,所述光电模块壳体还包括构造为容纳第三光学组件的第四容座,其中,所述第四容座是所述一件式壳体整体的一部分。
3.如权利要求2所述的光电模块壳体,其中,所述第二三角形凹座包括构造为在其上放置第二滤波器的第二角形表面。
4.如权利要求1所述的光电模块壳体,其中,所述光电模块壳体还包括位于所述第一角形表面上的滤波器。
5.如权利要求1所述的光电模块壳体,还包括实施为所述第一容座、第二容座以及第三容座中的一个的一部分的柔性压配特征,其中,所述柔性压配特征包括齿、槽、或压棱中的一种。
6.如权利要求1所述的光电模块壳体,所述第一光学组件是光学传输器组件而所述第二光学组件是光电二极管组件。
7.如权利要求1所述的光电模块壳体,其中,所述光电模块壳体还包括位于所述第一容座、第二容座和第三容座之间的矩形通孔,所述第一角形表面位于所述矩形通孔内。
8.如权利要求1所述的光电模块壳体,其中,所述光电模块壳体利用金属注射模制工艺来制造。
9.如权利要求1所述的光电模块壳体,其中,所述光学元件中的至少一个包括光纤。
10.如权利要求1所述的光电模块壳体,其中,所述第一三角形凹座包括构造为容纳选择滤波器的所述第一角形表面、构造为容纳闭塞滤波器的第二角形表面、以及构造为容纳第三滤波器的第三角形表面。
11.如权利要求1所述的光电模块壳体,其中,所述光电模块壳体还包括构造为在其中放置光学元件的第三三角形凹座。
12.如权利要求2所述的光电模块壳体,其中,所述第一光学组件是光学传输器组件,所述第二光学组件是光电二极管组件,并且所述第三光学组件是光电二极管组件。
13.如权利要求1所述的光电模块壳体,还包括位于所述第一三角形凹座中的光学元件。
14.如权利要求1所述的光电模块壳体,其中,所述第一容座包括具有第一直径的第一部分和具有第二直径的第二部分,该第二直径比该第一直径小,从而在所述第一部分和第二部分之间形成台阶;并且
所述第二容座包括具有第一直径的第一部分和具有第二直径的第二部分,该第二直径比所述第二容座的第一直径小,从而在所述第二容座的第一部分和第二部分之间形成台阶。
15.如权利要求1所述的光电模块壳体,进一步包括串扰抑制切口。
16.一种光电模块,包括:
如权利要求1-15中任一项所述的光电模块壳体;
至少部分地容纳在所述第一容座中的光学传输器组件;以及
至少部分地容纳在所述第二容座中的光电二极管组件。
17.如权利要求16所述的光电模块,还包括至少部分地容纳在所述第三容座中的光纤或光纤透镜。
18.如权利要求16所述的光电模块,其中,所述光电模块壳体是金属。
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