CN104020538B - 光电耦合透镜组 - Google Patents

Abstract

一种光电耦合透镜组，包括六通道透镜组件及多芯塑料插芯；六通道透镜组件包括主壳体、端部透镜及底面透镜；六个端部透镜分别与六个底面透镜经45度反射耦合，形成六组透镜通道；多芯塑料插芯上开设有用于收容光纤的六个光纤定位孔，多芯塑料插芯可拆卸地连接于六通道透镜组件上，六个光纤定位孔分别与六个端部透镜相对齐；其中，六组透镜通道中，中间四个透镜通道间相邻透镜通道的间距为250μm，两侧的透镜通道与其相邻透镜通道的间隔为500μm；六个光纤定位孔中，中间四个光纤定位孔间相邻光纤定位孔的间距为250μm，两侧的光纤定位孔与其相邻光纤定位孔的间隔为500μm。上述光电耦合透镜组具有通用性强且制作成本较低的特点。

Description

光电耦合透镜组

技术领域

本发明涉及信息光电技术，特别是涉及一种光电耦合透镜组。

背景技术

.随着信息高速化，大数据化的发展，用于数据，图像传输等用途的光互连模块得到大量的应用。而光互连模块的光电耦合的集成化，小型化和多通道封装技术大多使用塑料透镜进行耦合。

传统的透镜组的光耦合方式大致有两种：第一种是多通道塑料透镜对接标准MPO(Multi-fiberPushOn)插芯。这种制作方法虽然实现简便，适用性广，但是其透镜组体积较大，难以通用各类光互连模块，比如在USB，HDMIAOC等产品上均无法实现通用，且MPO插芯模具制作复杂，精度高，只有少数公司能够制作，导致生产成本较高。

发明内容

基于此，有必要提供一种通用性强且制作成本较低的光电耦合透镜组。

一种光电耦合透镜组，包括：

六通道透镜组件，包括：

主壳体，为矩形体结构，所述主壳体的底部开设收容槽；

端部透镜，为六个，六个所述端部透镜并排设置于所述主壳体的一端面上；及

底面透镜，为六个，六个所述底面透镜并排设置于所述收容槽的槽底，六个所述端部透镜分别与六个所述底面透镜经45度反射耦合，形成六组透镜通道；及

多芯塑料插芯，其上开设有用于收容光纤的六个光纤定位孔，所述多芯塑料插芯可拆卸地连接于所述六通道透镜组件上，六个所述光纤定位孔分别与六个所述端部透镜相对齐；

其中，六组所述透镜通道中，中间四个所述透镜通道间相邻透镜通道的间距为250μm，两侧的透镜通道与其相邻透镜通道的间隔为500μm；六个所述光纤定位孔中，中间四个所述光纤定位孔间相邻光纤定位孔的间距为250μm，两侧的光纤定位孔与其相邻光纤定位孔的间隔为500μm。

在其中一个实施例中，所述六通道透镜组件还包括导向柱，所述导向柱垂直连接于所述主壳体设置有端部透镜的端面上，所述多芯塑料插芯上开设有导向孔，所述多芯塑料插芯连接于所述六通道透镜组件上时，所述导向柱穿设所述导向孔。

在其中一个实施例中，所述导向柱为两个，所述导向孔也为两个。

在其中一个实施例中，所述六通道透镜组件还包括两个连接臂，两个所述连接臂垂直连接于所述主壳体设置有端部透镜的端面上，所述连接臂上开设有扣位槽；

所述多芯塑料插芯的两侧面上均设有扣位部，所述多芯塑料插芯的两侧面上的扣位部与两个连接臂上的所述扣位槽相卡合，以使所述六通道透镜组件与所述多芯塑料插芯相连接。

在其中一个实施例中，所述扣位部的截面为楔形的卡扣。

在其中一个实施例中，所述多芯塑料插芯的两侧还均设置有凸出部，两个所述凸出部分别与两个所述连接臂相抵持。

在其中一个实施例中，所述多芯塑料插芯上开设有U型槽，所述光纤定位孔与所述U型槽相导通。

在其中一个实施例中，所述U型槽的槽底上还设置有台阶部，所述台阶部上开设有六个长条状的定位槽，六个所述定位槽分别与六个所述光纤定位孔相导通，所述定位槽的槽壁与所述光纤定位孔的孔壁平滑连接。

在其中一个实施例中，所述定位槽为截面为半圆形的槽，所述定位槽的半径大于所述光纤定位孔的半径。

在其中一个实施例中，所述光纤定位孔的孔深为0.3～0.5mm。

上述光电耦合透镜组，在其六组所述透镜通道中，中间四个所述透镜通道间相邻透镜通道的间距为250μm，两侧的透镜通道与其相邻透镜通道的间隔为500μm，使其可应用于2通道～4通道的单个垂直腔面发射激光器或PD芯片布置方式，同时也可应用于四通道标准阵列间距的垂直腔面发射激光器和PD芯片布置方式，通用性较强，可适用于两路收发或四路收发传送的光互连模块。并且上述光电耦合透镜组结构较为简单，制作容易，生产成本较低。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中光电耦合透镜组的结构图；

图2为图1所示光电耦合透镜组中六通道透镜组件的具体结构图；

图3为图1所示光电耦合透镜组中六通道透镜组件另一角度的具体结构图；

图4为图1所示光电耦合透镜组中多芯塑料插芯的具体结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明较佳实施例中的光电耦合透镜组10，包括六通道透镜组件100及多芯塑料插芯200。多芯塑料插芯200用于固定光纤300，多芯塑料插芯200与六通道透镜组件100可拆卸连接，以使光纤300与六通道透镜组件100通信连接，以传递光信号。

六通道透镜组件100采用塑封工艺成型。请一并参阅图2及图3，六通道透镜组件100包括主壳体110、端部透镜130a及底面透镜130b。

主壳体110为矩形体结构。主壳体110的底部开设收容槽112，收容槽112用来收容垂直腔面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser，VCSEL)以及PD(PhotoDiode，光电二极管)芯片400。

端部透镜130a为六个，六个端部透镜130a并排设置于主壳体110的一端面上。

底面透镜130b也为六个，六个底面透镜130b并排设置于收容槽112的槽底。六个端部透镜130a分别与六个底面透镜130b经45度反射耦合形成六组透镜通道130。光信号经过六组透镜通道130传递至PD芯片400，并由PD芯片400将光信号转化为电信号。

具体在本实施例中，六通道透镜组件100还包括导向柱150及连接臂170。导向柱150垂直连接于主壳体110设置有端部透镜130a的端面上。导向柱150可为两个，两个导向柱150分别设置于端部透镜130a的两侧。

连接臂170为两个。两个连接臂170垂直连接于主壳体110设置有端部透镜130a的端面上，连接臂170上开设有扣位槽172。

请一并参阅图4，多芯塑料插芯200上开设有用于收容光纤300的六个光纤定位孔210。多芯塑料插芯200可拆卸地连接于六通道透镜组件100上，六个光纤定位孔210分别与六个端部透镜130a相对齐。

其中，六组透镜通道130中，中间四个透镜通道130间相邻透镜通道130的间距为250μm，两侧的透镜通道130与其相邻透镜通道130的间隔为500μm；六个光纤定位孔210中，中间四个光纤定位孔210间相邻光纤定位孔210的间距为250μm，两侧的光纤定位孔210与其相邻光纤定位孔210的间隔为500μm。

上述光电耦合透镜组10，在其六组透镜通道130中，中间四个透镜通道130间相邻透镜通道130的间距为250μm，两侧的透镜通道130与其相邻透镜通道130的间隔为500μm，使其可应用于2通道～4通道的单个垂直腔面发射激光器或PD芯片400布置方式，同时也可应用于四通道标准阵列间距的垂直腔面发射激光器和PD芯片400布置方式，通用性较强，可适用于两路收发或四路收发传送的光互连模块。并且上述光电耦合透镜组10结构较为简单，制作容易，生产成本较低。

具体在本实施例中，多芯塑料插芯200上开设有导向孔230。多芯塑料插芯200连接于六通道透镜组件100上时，导向柱150穿设导向孔230。导向柱150进入导向孔230中，可以有效对多芯塑料插芯200与六通道透镜组件100之间的连接进行导向，以使其能准确对接。具体的，导向孔230的数量与导向柱150相对应，也为两个。

多芯塑料插芯200的两侧面上均设有扣位部250。多芯塑料插芯200的两侧面上的扣位部250与两个连接臂170上的扣位槽172相卡合，以使六通道透镜组件100与多芯塑料插芯200相连接。具体的，扣位部250的截面为楔形的卡扣。

可以理解，多芯塑料插芯200与六通道透镜组件100之间还可通过紧固件(图未示)等其它方式进行可拆卸连接，此时连接臂170及扣位部250均可以省去。

多芯塑料插芯200的两侧还均设置有凸出部270，两个凸出部270分别与两个连接臂170相抵持，以起到限位作用。

光纤定位孔210的孔深为0.3～0.5mm。传统的插芯中，其光纤的定位孔的长度一般为1～3mm。由于传统的制作工艺中，光纤只能采用成本高昂的激光切割工艺；而在上述光电耦合透镜组10，光纤定位孔210的孔深为0.3～0.5mm，以使其孔深既满足光纤300的研磨量需求，又可以保证光纤300的定位精度，还可以使模具制作的难度减小，保证了加工的精度，且有利于孔圆度和直线度。

多芯塑料插芯200上开设有U型槽290，光纤定位孔210与U型槽290相导通。U型槽290的槽底上还设置有台阶部292，台阶部292上开设有六个长条状的定位槽292a。六个定位槽292a分别与六个光纤定位孔210相导通，定位槽292a的槽壁与光纤定位孔210的孔壁平滑连接。

定位槽292a为截面为半圆形的槽。定位槽292a光纤定位孔210相导通，辅助了光纤300的定位。具体的，定位槽292a的半径大于光纤定位孔210的半径，并且，多芯塑料插芯200上开设有U型槽290，以使穿设光纤300更为容易，且方便对光纤300进行点胶。

上述光电耦合透镜组10，与传统的光电耦合透镜组10相比，至少具备以下优点：

首先，上述光电耦合透镜组10，在其六组透镜通道130中，中间四个透镜通道130间相邻透镜通道130的间距为250μm，两侧的透镜通道130与其相邻透镜通道130的间隔为500μm，使其可应用于2通道～4通道的单个垂直腔面发射激光器或PD芯片400布置方式，同时也可应用于四通道标准阵列间距的垂直腔面发射激光器和PD芯片400布置方式，通用性较强，可适用于两路收发或四路收发传送的光互连模块。并且上述光电耦合透镜组10结构较为简单，制作容易，生产成本较低。

同时，光纤定位孔210的孔深为0.3～0.5mm。以使其孔深既满足光纤300的研磨量需求，又可以保证光纤300的定位精度，还可以使模具制作的难度减小，保证了加工的精度，且有利于孔圆度和直线度。

此外，U型槽290内的台阶部292上设置有定位槽292a，定位槽292a与光纤定位孔210相导通，以使穿设光纤300更为容易，并方便对光纤300进行点胶。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种光电耦合透镜组，其特征在于，包括：

六通道透镜组件，包括：

主壳体，为矩形体结构，所述主壳体的底部开设收容槽；

端部透镜，为六个，六个所述端部透镜并排设置于所述主壳体的一端面上；及

底面透镜，为六个，六个所述底面透镜并排设置于所述收容槽的槽底，六个所述端部透镜分别与六个所述底面透镜经45度反射耦合，形成六组透镜通道；及

多芯塑料插芯，其上开设有用于收容光纤的六个光纤定位孔，所述多芯塑料插芯可拆卸地连接于所述六通道透镜组件上，六个所述光纤定位孔分别与六个所述端部透镜相对齐；

其中，六组所述透镜通道中，中间四个所述透镜通道间相邻透镜通道的间距为250μm，两侧的透镜通道与其相邻透镜通道的间隔为500μm；六个所述光纤定位孔中，中间四个所述光纤定位孔间相邻光纤定位孔的间距为250μm，两侧的光纤定位孔与其相邻光纤定位孔的间隔为500μm；所述光纤定位孔的孔深为0.3～0.5mm。

2.根据权利要求1所述的光电耦合透镜组，其特征在于，所述六通道透镜组件还包括导向柱，所述导向柱垂直连接于所述主壳体设置有端部透镜的端面上，所述多芯塑料插芯上开设有导向孔，所述多芯塑料插芯连接于所述六通道透镜组件上时，所述导向柱穿设所述导向孔。

3.根据权利要求2所述的光电耦合透镜组，其特征在于，所述导向柱为两个，所述导向孔也为两个。

4.根据权利要求1所述的光电耦合透镜组，其特征在于，所述六通道透镜组件还包括两个连接臂，两个所述连接臂垂直连接于所述主壳体设置有端部透镜的端面上，所述连接臂上开设有扣位槽；

所述多芯塑料插芯的两侧面上均设有扣位部，所述多芯塑料插芯的两侧面上的扣位部与两个连接臂上的所述扣位槽相卡合，以使所述六通道透镜组件与所述多芯塑料插芯相连接。

5.根据权利要求4所述的光电耦合透镜组，其特征在于，所述扣位部的截面为楔形的卡扣。

6.根据权利要求4所述的光电耦合透镜组，其特征在于，所述多芯塑料插芯的两侧还均设置有凸出部，两个所述凸出部分别与两个所述连接臂相抵持。

7.根据权利要求1所述的光电耦合透镜组，其特征在于，所述多芯塑料插芯上开设有U型槽，所述光纤定位孔与所述U型槽相导通。

8.根据权利要求7所述的光电耦合透镜组，其特征在于，所述U型槽的槽底上还设置有台阶部，所述台阶部上开设有六个长条状的定位槽，六个所述定位槽分别与六个所述光纤定位孔相导通，所述定位槽的槽壁与所述光纤定位孔的孔壁平滑连接。

9.根据权利要求8所述的光电耦合透镜组，其特征在于，所述定位槽为截面为半圆形的槽，所述定位槽的半径大于所述光纤定位孔的半径。