TW201324993A - 光電轉換器 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種光電轉換器，其包括電路板、與該電路板電連接之雷射二極管、支撐架及光傳輸部，該雷射二極管容納於該支撐架與該光傳輸部共同形成之空間內，該光電轉換器還包括設於該支撐架與該光傳輸部形成之空間內之雷射能量監控組件，該雷射能量監控組件包括分光部件與光感應器，該雷射二極管設置於該分光部件中，該光感應器設置於該分光部件一側，該雷射二極管發射之光線一部分經該分光部件折射傳輸至該光傳輸部件，該光線之一部分經該分光部件反射至該光感應器。

Description

光電轉換器
本發明涉及光電轉換領域，尤其涉及一種光電轉換器。
一般光電轉換器包括雷射二極管(Laser Diode)、第一光傳輸部、與第一光傳輸部耦合之第二光傳輸部及光電二極管(Photo Diode)。雷射二極管發射出光信號後，該光信號進入第一光傳輸部，並藉由第二光傳輸部傳輸，最終進入光電二極管，光信號藉由光電二極管轉換成電信號，從而達到光電轉換之目的。
一般通過該光電轉換器之傳輸眼圖來了解該信號傳輸系統之性能。然，當對光信號之頻寬要求較大，即對雷射二極管出射之雷射能量要求較大時，導致雷射能量時域分布較為不穩定，以使光電轉換器之傳輸眼圖之可分辨性較差，從而無法從傳輸眼圖中獲得信號傳輸系統之性能。
有鑒於此，有必要提供一種能夠監控並穩定雷射二極管發射之雷射能量狀態之光電轉換器。
一種光電轉換器，其包括電路板、與該電路板電連接之雷射二極管、支撐架及光傳輸部，該雷射二極管容納於該支撐架與該光傳輸部共同形成之空間內，該光電轉換器還包括設於該支撐架與該光傳輸部形成之空間內之雷射能量監控組件，該雷射能量監控組件包括分光部件與光感應器，該雷射二極管設置於該分光部件中，該光感應器設置於該分光部件一側，該雷射二極管發射之光線一部分經該分光部件折射傳輸至該光傳輸部件，該光線之一部分經該分光部件反射至該光感應器。
上述光電轉換器，由於增加了雷射能量監控組件，雷射能量監控組件包括分光部件與光感應器。使經雷射二極管出射之光線大部分折射穿過分光部並藉由光傳輸部傳輸至光電轉換器之其他功能部件，亦有一部分光線經分光部反射至光感應器，使光感應器能監控並藉由電路板及時反饋雷射二極管出射之雷射能量時域分佈，從而藉由控製電壓來控製雷射二極管出射之雷射能量之穩定性，以保證光電轉換器之傳輸眼圖之可分辨性。
請參閱圖1及圖2，本發明實施方式之光電轉換器100包括電路板10、雷射二極管20、雷射能量監控組件30、支撐架40及光傳輸部50。雷射二極管20及雷射能量監控組件30均設置於電路板10上，且分別與電路板10電連接。支撐架40固定設置於電路板上，其用於容納雷射二極管20及雷射能量監控組件30，且用於支撐光傳輸部50，以使光傳輸部50與雷射二極管20相對設置。光電轉換器100用於傳輸及轉換光信號，其包括各種功能模組用於實現各種相應之功能，如包括光電二極管用於將光信號轉換成電信號，然而，為節省篇幅，本實施方式中未予詳細說明。
請同時參閱圖4，雷射能量監控組件30包括分光部件31與光感應器33。分光部件31與光感應器33均設置於電路板10上。光感應器33設置於雷射二極管20一側，且設置於分光部件31一側。
分光部件31包括第一支撐部311、第二支撐部313與分光部315。第一支撐部311、第二支撐部313及分光部315均為薄片狀。第一支撐部311與第二支撐部313相對設於電路板10上雷射二極管20二側，分光部315設置於第一支撐部311與第二支撐部313之端部並位於雷射二極管20上方。第一支撐部311與電路板10垂直方向之長度與第二支撐部313與電路板10垂直方向之長度不相等，以使分光部315相對電路板10為斜面。本實施方式中，第二支撐部313與電路板10垂直方向之長度大於第一支撐部311與電路板10垂直方向之長度。
第二支撐部313靠近電路板10之一端開設有漏光口3131。光感應器33設置於第二支撐部313遠離第一支撐部311一側，且光感應器33設置於漏光口3131處。
本實施方式中，漏光口3131為方形，可理解，漏光口3131也可為其他形狀，如圓形，梯形等。
分光部315遠離雷射二極管20之表面形成有半穿透光學薄膜3151。半穿透光學薄膜3151可以通過電子束蒸鍍、等離子體增強化學氣相沈積(PECVD)、磁控濺射等方法於分光部315表面形成。本實施方式中，半穿透光學薄膜3151采用電子束蒸鍍方法於分光部315表面形成。
雷射二極管20設置於第一支撐部311與第二支撐部313之間並與光感應器33平齊，且與分光部315相對。當雷射二極管20發射出光線後，光線入射到分光部315，由於分光部315表面形成有半穿透光學薄膜3151，故，大部分光線經折射穿過分光部315，少部分光線經分光部315反射且穿過第二支撐部313之漏光口3131，抵至光感應器33。
支撐架40圍繞雷射二極管20及雷射能量監控組件30設置於電路板10上。本實施方式中，支撐架40為矩形框狀，可理解，支撐架40也可為其他形狀，僅要雷射二極管20及雷射能量監控組件30能容納於支撐架40中，如支撐架40亦可為三角形框狀，環形框狀等。
請同時參閱圖3，光傳輸部50固定設置於支撐架40上部。光傳輸部50包括本體51、第一透鏡53與第二透鏡55。本實施方式中，第一透鏡53及第二透鏡55均為單凸球面聚光透鏡。本體51為光介質材料，如光學晶體、光學塑膠及光學玻璃等。
本體51大致為矩形，其包括與支撐架40連接的第一表面511、與第一表面511相對之第二表面513、及連接第一表面511與第二表面513之側面515。本實施方式中，側面515與第一表面511及第二表面513垂直。
請同時參閱圖4，第二表面513上開設有凹槽5131。本實施方式中，凹槽5131為三角形凹槽，其包括第一側壁5133及與第一側壁5133傾斜相交之第二側壁5135。第一側壁5133沿與電路板10垂直之方向延伸，第二側壁5135沿與第一側壁5133成45°方向延伸。
第一透鏡53凸設於第一表面511上。第一透鏡53設置於分光部315與凹槽5131之間。第二透鏡55凸設於側面515上，且與第一透鏡53設置於與電路板10垂直之同一垂直面上。
可理解，側面515亦可不與第一表面511及第二表面513垂直，即側面515可與第一表面511及第二表面513斜交，則為使光線由第一透鏡53傳輸至第二側壁5135並全反射至第二透鏡55，則第二側壁5135與第一側壁5133之夾角根據側面515與第一表面511之夾角變化而變化。
經分光部315折射之光線經第一透鏡53聚光後傳輸至本體51，直至光線傳輸至第二側壁5135，光線於第二側壁5135處經全反射，沿與電路板10平行之方向於本體51中傳輸，直至光線傳輸至第二透鏡55，光線經第二透鏡55準直後出射至光電轉換器之其他功能部件，以實現後續光電轉換。
可理解，本體51采用高折射率材料製成，以使光線於第二側壁5135處能發生全反射。
本實施方式之光電轉換器100，由於相較於先前技術增加了雷射能量監控組件30，雷射能量監控組件30包括分光部件31與光感應器33。使經雷射二極管20出射之光線大部分折射穿過分光部315並藉由光傳輸部50傳輸至光電轉換器之其他功能部件，亦有一部分光線經分光部315反射至光感應器33，使光感應器33能監控並藉由電路板10及時反饋雷射二極管20出射之雷射能量時域分佈，從而藉由控製電壓來控製雷射二極管20出射之雷射能量之穩定性，以保證光電轉換器之傳輸眼圖之可分辨性。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100．．．光電轉換器
10．．．電路板
20．．．雷射二極管
30．．．雷射能量監控組件
40．．．支撐架
50．．．光傳輸部
31．．．分光部件
33．．．光感應器
311．．．第一支撐部
313．．．第二支撐部
315．．．分光部
3131．．．漏光口
3151．．．半穿透光學薄膜
51．．．本體
53．．．第一透鏡
55．．．第二透鏡
511．．．第一表面
513．．．第二表面
515．．．側面
5131．．．凹槽
5133．．．第一側壁
5135．．．第二側壁
圖1係本發明實施方式之光電轉換器之立體示意圖。
圖2係圖1所示光電轉換器之分解示意圖，光電轉換器包括光傳輸部。
圖3係圖2所示光電轉換器之光傳輸部之另一方向示意圖。
圖4係圖1所示光電轉換器之剖面示意圖。
10．．．電路板
20．．．雷射二極管
30．．．雷射能量監控組件
40．．．支撐架
50．．．光傳輸部
33．．．光感應器
311．．．第一支撐部
313．．．第二支撐部
315．．．分光部
3131．．．漏光口
3151．．．半穿透光學薄膜
51．．．本體
53．．．第一透鏡
55．．．第二透鏡
511．．．第一表面
513．．．第二表面
515．．．側面
5131．．．凹槽
5133．．．第一側壁
5135．．．第二側壁

Claims (10)

  1. 一種光電轉換器，其包括電路板、與該電路板電連接之雷射二極管、支撐架及光傳輸部，該雷射二極管容納於該支撐架與該光傳輸部共同形成之空間內，其改良在於：該光電轉換器還包括設於該支撐架與該光傳輸部形成之空間內之雷射能量監控組件，該雷射能量監控組件包括分光部件與光感應器，該雷射二極管設置於該分光部件中，該光感應器設置於該分光部件一側，該雷射二極管發射之光線一部分經該分光部件折射傳輸至該光傳輸部件，該光線之一部分經該分光部件反射至該光感應器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光電轉換器，其中該分光部件包括第一支撐部、第二支撐部與分光部，該第一支撐部及第二支撐部相對立設於該電路板上，該分光部設置於該第一支撐部與第二支撐部之端部，該第一支撐部與該電路板垂直方向之長度與該第二支撐部與該電路板垂直方向之長度不相等。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光電轉換器，其中該第二支撐部與該電路板垂直方向之長度大於該第一支撐部與該電路板垂直方向之長度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光電轉換器，其中該第二支撐部靠近該電路板之一端開設有漏光口，該光感應器設置於該第二支撐部遠離該第一支撐部一側，且該光感應器設置於該漏光口處。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光電轉換器，其中該分光部朝向該光傳輸部之表面形成有半穿透光學薄膜。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之光電轉換器，其中該雷射二極管設置於該第一支撐部與第二支撐部之間，且與該分光部相對。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光電轉換器，其中該光傳輸部包括本體、第一透鏡及第二透鏡，該本體包括第一表面、第二表面及連接該第一表面與第二表面之側面，該第一透鏡設置於該第一表面上，該第二透鏡設置於該側面上。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光電轉換器，其中該第二表面上開設有凹槽，該凹槽包括第一側壁及與該第一側壁相交之第二側壁，該第一側壁沿與該電路板垂直之方向延伸。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光電轉換器，其中該第二側壁沿與該第一側壁45°方向延伸。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之光電轉換器，其中該第一透鏡及該第二透鏡均為單凸球面聚光透鏡。
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