專利名稱：一種光學(xué)元件固定和連接機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電模塊，具體地，涉及固定光學(xué)元件于光電模塊中的組件。
背景技術(shù)：
在用于各通訊領(lǐng)域的光-電和電-光(下面稱為“光電”)模塊中，必須解決的一個(gè)最困難的問題是各種元件的互相電連接，和對(duì)模塊屏蔽防止輻射(即電磁干擾EMI)進(jìn)出模塊。提供有效的互連和屏蔽要求非常精確的組裝程序。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道術(shù)語“光束”，如本文所使用的，是通用的術(shù)語，其包括任何電磁輻射，可通過光學(xué)纖維或其他光學(xué)傳輸線進(jìn)行調(diào)制和傳輸。
許多光電模塊的制造難題和費(fèi)用是由于光學(xué)元件，如激光器、光發(fā)射二極管、光電二極管等，的固定和屏蔽困難造成的。一般地，有兩種類型的激光器用于光電模塊，即邊發(fā)射激光器和表面發(fā)射激光器。邊發(fā)射激光器沿平行于固定表面的路徑發(fā)射光束，而表面發(fā)射激光器正交于固定表面發(fā)射光束。從兩個(gè)激光器發(fā)出的光都必須引導(dǎo)到光學(xué)纖維，傳輸?shù)竭h(yuǎn)處的光接收器(如光電二極管或類似器件)。
透鏡系統(tǒng)用于光學(xué)纖維的兩端，引導(dǎo)來自發(fā)光元件的光線進(jìn)入光學(xué)纖維，并引導(dǎo)來自光學(xué)纖維的光線到光覺元件。用于固定光學(xué)元件的裝置和透鏡系統(tǒng)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和光學(xué)系統(tǒng)的組裝程序有重大影響(如，成本、復(fù)雜性、使用壽命和特性等)。此外，光學(xué)元件和透鏡系統(tǒng)的固定結(jié)構(gòu)必須堅(jiān)固和穩(wěn)定，以便對(duì)準(zhǔn)不會(huì)受到使用或溫度變化的干擾。此外，整個(gè)模塊必須對(duì)外部信號(hào)和類似的電磁波進(jìn)行屏蔽，并防止輻射到其他外部裝置或模塊。
因此，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的前面提到的及其他缺點(diǎn)的改進(jìn)具有很大優(yōu)點(diǎn)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種新的和改進(jìn)的光學(xué)元件固定和連接機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，提出了一種光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括光電固定板，帶有基本為平行管狀的基板，所述基板有相對(duì)的主表面，和在兩個(gè)主表面之間延伸的相對(duì)邊。多個(gè)電接觸片設(shè)置在一個(gè)主表面上并互相電絕緣，其中一個(gè)電接觸片設(shè)計(jì)成具有物理和電固定其上的光電器件。相對(duì)邊中的一個(gè)設(shè)置成可固定光電固定板到支撐表面。
在優(yōu)選實(shí)施例中，支撐板物理連接到一個(gè)相對(duì)邊。支撐板具有電連接其上的電跡線，電跡線連接到至少一些所述電接觸片。此外，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，光電元件是激光器，其物理和電連接到一個(gè)電接觸片，激光器的第二端子通過線連接或類似方式連接到第二接觸片。


從下面參考附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)介紹，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員更容易了解本發(fā)明的前述和其他的及更具體的目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的的光/電模塊的截面圖圖2是根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件固定板的截面圖；圖3是圖2所示的光學(xué)元件固定板的透視圖；圖4是光學(xué)元件固定板和支撐板的分解圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的組裝組件的透視分解圖；圖6是固定連接到支撐板的光學(xué)元件固定板的側(cè)視圖，其中監(jiān)控光電二極管位于支撐板上；圖7是固定連接到支撐板的光學(xué)元件固定板的側(cè)視圖，其中監(jiān)控光電二極管位于固定板上；圖8是根據(jù)本發(fā)明的組裝組件的另一實(shí)施例的簡(jiǎn)化截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的組裝組件的截面圖，其包括帶有TO窗口蓋的光學(xué)元件固定板和支撐板組件；圖10是包括圖9所示的組裝組件的模塊的簡(jiǎn)化截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的組裝組件的另一實(shí)施例的截面圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的組裝組件的另一實(shí)施例的截面圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的組裝組件的另一實(shí)施例的截面圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的組裝組件的另一實(shí)施例的截面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的組裝組件的另一實(shí)施例的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的光-電或電-光(下面稱作光電)模塊10的截面圖。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，本文所討論的模塊一般包括一對(duì)信道，一個(gè)信道接收電信號(hào)，通過激光器或類似器件將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光束，并將光束引導(dǎo)到光纖的一端，然后將調(diào)制的光束傳輸?shù)酵獠垦b置。
模塊的第二信道接收來自連接到外部裝置的光纖的調(diào)制光束，將調(diào)制的光束傳輸?shù)焦怆姸O管或類似器件，其將光束轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。在下面的介紹中，機(jī)構(gòu)和方法一般可用于任意信道，但是由于兩個(gè)信道的光學(xué)部分基本是類似的，只對(duì)一個(gè)信道進(jìn)行討論，應(yīng)知道所介紹的可同樣應(yīng)用于兩個(gè)信道。
圖1中的模塊10包括插座組件11及對(duì)準(zhǔn)和固定到一起的組裝組件12。如下面將進(jìn)行的詳細(xì)討論。插座組件11設(shè)計(jì)成通過已很清楚的方式接收用于通訊的光學(xué)纖維14。盡管為了簡(jiǎn)化光纖14顯示出是裸露的無支承纖維，應(yīng)當(dāng)知道光纖一般終止于金屬管或其他特別設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，以便插入接收開口，這些結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)包括于本發(fā)明。
在這個(gè)實(shí)施例中，光纖14是單模光纖，包括玻璃芯部15和包復(fù)層16。插座組件11包括細(xì)長(zhǎng)的圓柱金屬管20，一端形成光纖接收開口21，在另一端形成固定凸緣22。
金屬管20具有徑向向外的臺(tái)階24，形成于外周面，用作彈性套25的止動(dòng)件。彈性套25具有在一端附近形成的向內(nèi)的凸緣，以便與臺(tái)階24接合，并防止金屬管20和套25之間相對(duì)縱向移動(dòng)。套25還包括位于外周面的徑向向外的肋部或突出部26，其設(shè)計(jì)成可摩擦接合固定殼體30的內(nèi)周面。因此，為了容易和方便地固定殼體30內(nèi)的模塊10，帶有接合其上的套25的金屬管20壓配合到殼體30的圓形開口，并摩擦保持模塊10于適當(dāng)位置。所述套25最好整個(gè)或部分由方便的彈性材料形成，并可按照特定應(yīng)用的要求，是導(dǎo)電的或是不導(dǎo)電的。
從端部21到端部22的方向上，金屬管20設(shè)有兩個(gè)徑向向外的臺(tái)階32和33。臺(tái)階32提供了表面或止動(dòng)件，用于固定纖維間隔件35，臺(tái)階33提供了表面或止動(dòng)件，用于定位光學(xué)透鏡組件36。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，透鏡組件36用塑料形成，可以模制，以簡(jiǎn)化模塊10的制造。
應(yīng)當(dāng)知道，術(shù)語“塑料”在本文中是通用的術(shù)語，代表任何非玻璃的可用于傳輸相關(guān)光束的光學(xué)材料。塑料可方便地形成透鏡和類似結(jié)構(gòu)。例如，目前使用的大多數(shù)光學(xué)模塊中，光束由紅外區(qū)的激光器產(chǎn)生，任何傳輸這種光束的材料，包括某些氧化物和氮化物，都屬于這個(gè)定義范圍。
透鏡組件36形成了中心開口，用于傳輸從端部37到相對(duì)的端部38的光束。透鏡39整體形成于中心開口，距端部37有固定的距離。透鏡組件36在外周面上形成有徑向向外突出的肋部或突出部，所以可壓配合到金屬管20并緊貼間隔件35。因此，透鏡組件36可摩擦保持在金屬管20內(nèi)的適當(dāng)位置，并固定間隔件35于適當(dāng)位置。此外，透鏡39與間隔件35相距固定的已知距離。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，光纖14插入金屬管20，使得玻璃芯部15對(duì)接間隔件35，其主要用于減少或抑制返回的反射。
光電組裝組件12包括基板或支撐板40，位于基板上的固定板42。一個(gè)或多個(gè)間隔環(huán)43位于板42上，以提供元件固定其上的足夠距離。在這個(gè)示例中，激光器45固定到固定板42的上表面，設(shè)置成可沿X-Y-Z坐標(biāo)系的Z向傳輸其產(chǎn)生的光束到透鏡塊46，如圖1所示?；蛘?，激光器45可以是光電二極管或類似器件。透鏡塊46通過方便的方式，如向外延伸的耳部(未顯示)，固定到固定板42。
環(huán)47位于間隔環(huán)43上，頂蓋48固定到環(huán)47。一般地，整個(gè)組件，包括板40、固定板42、間隔環(huán)43、環(huán)47和頂蓋48通過方便的方式，如焊接、膠接等，固定連接到一起，使激光器45封閉在密封的空腔中。但是，在許多實(shí)施例中密封是不必要的，其中所用的激光器或光電二極管可以是單獨(dú)密封的或是對(duì)大氣環(huán)境不敏感。
窗口50密封于頂蓋48中，與透鏡塊46對(duì)準(zhǔn)。透鏡塊46以90度角引導(dǎo)來自激光器45的光束通過窗口50，透鏡塊可包括一個(gè)或多個(gè)鏡頭或光學(xué)表面，如下面將進(jìn)行的詳細(xì)介紹。此外，透鏡塊46可用塑料模制，以方便制造。
光電組裝組件12通過金屬管20的凸緣22對(duì)接頂蓋48的上表面固定到接收組件11。此外，光電組裝組件12與接收組件11光對(duì)準(zhǔn)，使激光器45的光束可引導(dǎo)到光纖14的芯部15。對(duì)準(zhǔn)可通過不同的方式來實(shí)現(xiàn)，一個(gè)已知的可靠方法是活動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。在這個(gè)過程中，激光器45是活動(dòng)的，接收組件11大致位于光電組裝組件12上。對(duì)光纖14中的光束進(jìn)行測(cè)量，對(duì)最大光束調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)最大光束進(jìn)行測(cè)量并實(shí)現(xiàn)了對(duì)準(zhǔn)時(shí)，接收組件11通過某些方便的方式，如焊接或粘接劑，固定到光電組裝組件12。
陣列處理對(duì)于減少制造成本是非常關(guān)鍵的。以前的光學(xué)技術(shù)方案使激光器位于與光纖成90度的位置，所以要求放射鏡/透鏡系統(tǒng)如圖1所示引導(dǎo)光束。這樣設(shè)置的問題出現(xiàn)在引導(dǎo)光束進(jìn)入光纖的自由度的度數(shù)。光學(xué)系統(tǒng)的自由度的度數(shù)(DOF)越大，光學(xué)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)越困難。此外，某些自由度的度數(shù)是重合的。例如，當(dāng)試圖對(duì)準(zhǔn)光學(xué)塊時(shí)，沿一個(gè)DOF移動(dòng)不能與沿另一DOF移動(dòng)區(qū)分開。具體地，沿Z軸移動(dòng)與沿θX(見圖1)轉(zhuǎn)動(dòng)具有相同的作用。
一個(gè)方法是轉(zhuǎn)動(dòng)激光器，使其光束直接發(fā)射到光纖。這樣可減少自由度的度數(shù)，使得激光器和光纖之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)更容易和更便宜。此外，通過消除某些自由度，減小了重合效應(yīng)。此外，該系統(tǒng)可設(shè)計(jì)成使用球透鏡，其成本較低并通常用于光學(xué)系統(tǒng)。
因?yàn)檩^少的DOF，還可以實(shí)現(xiàn)更好的熱穩(wěn)定性，因?yàn)闊崾浠狙豘軸，其不如沿X軸和Y軸的熱失配那樣敏感。
現(xiàn)在參考圖2和圖3，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件固定板的截面圖和透視圖。在這個(gè)示例中，為了便于解釋，固定板49用于固定激光器，但應(yīng)當(dāng)知道，除了激光器或代替激光器外，也可包括其他的光電元件。在這個(gè)實(shí)施例中，固定板49包括基本平行管狀或箱形的基板62和接觸片52，54和56，位于基板62的至少一個(gè)主表面。接觸片52，54，56互相電絕緣，如圖3所示，并分別包括并連接到導(dǎo)電(一般是電鍍或金屬化的)的城堡形結(jié)構(gòu)61，位于基板62的相對(duì)的上和下邊，其從基板62的一個(gè)主側(cè)面延伸到相對(duì)的主側(cè)面。應(yīng)當(dāng)知道，基板62可用任何方便的比較剛性的電介質(zhì)或絕緣材料，如陶瓷或類似材料，形成。接觸片52，54和/或56可包括金、金-錫、鉑、或類似材料，以便提供適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性。
在這個(gè)實(shí)施例中，基板62設(shè)計(jì)成允許設(shè)置電子元件，比如電阻器58和/或激光器60，于基板上。應(yīng)當(dāng)知道，激光器60可包括半導(dǎo)體激光器或類似的光發(fā)射器件，其中激光器60可設(shè)置成側(cè)面上下活動(dòng)。此外，應(yīng)當(dāng)知道，其他的電子元件也可使用，在這個(gè)實(shí)施例中使用電阻器和激光器只是用于說明。
在這個(gè)實(shí)施例中，電阻器58位于和電連接到接觸片52，激光器60位于和電連接到接觸片54。此外，激光器60的一側(cè)連接到電阻器58的一側(cè)，以接收直流電；并連接到接觸片56以接收射頻信號(hào)。應(yīng)當(dāng)知道，盡管三個(gè)接觸片(即接觸片53、54、56)顯示于這個(gè)實(shí)施例，這是為了簡(jiǎn)化和便于討論，可以想到任何數(shù)量的接觸片都可形成，這取決于希望的應(yīng)用場(chǎng)合。
在優(yōu)選實(shí)施例中，激光60位于城堡形結(jié)構(gòu)，激光器60發(fā)射的光束51可在紙面?zhèn)鬏?即，邊發(fā)射激光器，如圖2所示)或進(jìn)入紙面(垂直空腔表面發(fā)射激光器)，基本不受基板62的干涉。因此，可以看到，激光器60可以是邊發(fā)射激光器或垂直空腔表面發(fā)射激光器。基板62的底邊57(見圖2)可以位于支撐上(未顯示)，激光器60位于基板60的上邊59附近。在這個(gè)實(shí)施例中，接觸片53、54，56和電子元件(如電阻器58和激光器60)設(shè)計(jì)成和定位成，使連接線可方便地用于電連接各種元件。
例如，在一些實(shí)施例中，希望通過連接線53電連接電阻器58到激光器60。此外，在一些實(shí)施例中，希望通過連接線55電連接激光器60到接觸片56。應(yīng)當(dāng)知道，在某些實(shí)施例中使用多個(gè)連接線。在這個(gè)實(shí)施例中，使用單個(gè)連接線53和單個(gè)連接線55是為了簡(jiǎn)化和便于討論。
現(xiàn)在參考圖4，其顯示了固定板49和支撐板64的分解圖。支撐板64可用任何方便的支撐材料形成，比如陶瓷，并可包括導(dǎo)線通路。例如在優(yōu)選實(shí)施例中，支撐板64包括觸點(diǎn)65、66、67、68和69，其中觸點(diǎn)65和68通過通路70或?qū)щ姵潜そY(jié)構(gòu)電連接。固定板49可固定地設(shè)置到支撐板64，使得固定板49上的接觸片對(duì)準(zhǔn)和電連通到支撐板64上的接觸片，以減少連接長(zhǎng)度和提供高速操作。
例如，在圖4中，位于基板62的接觸片63(例如其可以是電流回路)與接觸片66對(duì)齊，接觸片52與接觸片66對(duì)齊。固定板49可通過任何方便的方式，如粘接，環(huán)氧樹脂、釬焊或類似方式，連接和牢固地保持到板64。應(yīng)當(dāng)知道，所顯示的電連接和物理設(shè)置的觸點(diǎn)65、66、67、68和69及通路70只是用于說明，也可以有其他的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參考圖5，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的光電組裝組件71的透視分解圖。在這個(gè)實(shí)施例中，光電組裝組件71包括支撐板64，牢固地連接到固定板49，如前面所作討論。監(jiān)控光電二極管72位于支撐板64的上表面，以監(jiān)控激光器60的能量輸出。監(jiān)控光電二極管72可位于支撐板64上，如圖5和6所示，監(jiān)控光電二極管72可通過使用環(huán)氧樹脂34或類似材料定位于固定板49，如圖7所示。環(huán)氧樹脂34可極大地增加激光器60和監(jiān)控光電二極管72的光學(xué)耦合效率。監(jiān)控光電二極管72設(shè)置成可檢測(cè)從激光器60發(fā)出的光束44。光束44可直接發(fā)射到監(jiān)控光電二極管72(見圖7)或光束44可反射到另外的表面，比如基板62(見圖5和圖6)，并引導(dǎo)到監(jiān)控光電二極管72。
在這個(gè)實(shí)施例中，參考圖5，包括位于激光器60附近的光學(xué)聚焦系統(tǒng)，在此示例中其包括透鏡支撐件74，帶有透鏡支撐結(jié)構(gòu)73。透鏡支撐件74和透鏡支撐結(jié)構(gòu)73能夠保持聚焦透鏡(未顯示)固定于相對(duì)激光器60的適當(dāng)位置，以便與光束51相互作用。聚焦透鏡可以是焊球網(wǎng)格陣列(BGA)或類似的透鏡，可通過真空系統(tǒng)(真空透鏡保持器)、環(huán)氧樹脂、或類似方式保持在適當(dāng)位置。
應(yīng)當(dāng)知道，透鏡支撐結(jié)構(gòu)73和透鏡支撐件74，或其他透鏡結(jié)構(gòu)可形成固定板49或支撐板64(見圖4)，或本文介紹的任何其他結(jié)構(gòu)的整體部分。使透鏡結(jié)構(gòu)成為激光器固定結(jié)構(gòu)(即圖4中的固定板49或支撐板64)的一部分可極大地幫助激光器的光束聚焦到光纖。這種結(jié)構(gòu)非常適合“端射”設(shè)計(jì)，即其具有共軸的激光器和光纖光軸。這種設(shè)置具有直接的好處，透鏡和激光器結(jié)構(gòu)是機(jī)械剛性的并且局部互相連接，可比較其他的透鏡和激光器固定到分開的結(jié)構(gòu)的設(shè)置。由于熱失配或機(jī)械變形導(dǎo)致的不對(duì)準(zhǔn)對(duì)于透鏡和激光器之間關(guān)鍵的耦合沒有什么影響，一般地，一微米的移動(dòng)將導(dǎo)致發(fā)射到纖維的能量的50％喪失。
在優(yōu)選實(shí)施例中，帶有窗口75的頂蓋76位于透鏡支撐件74的附近，提供激光器60與支撐板64的密封。但是，應(yīng)當(dāng)知道激光器60在某些應(yīng)用中不需要密封，在這個(gè)實(shí)施例中使用密封只是為了說明。
參考圖8，其顯示了模塊82的實(shí)施例。如圖8所示，固定板49可通過與圖1所示的模塊10類似的方式位于間隔環(huán)43上。在這個(gè)實(shí)施例中，激光器60能夠直接發(fā)射光束51到光學(xué)透鏡系統(tǒng)36，如圖所示。因此，不再需要透鏡塊46(見圖1)來引導(dǎo)光束51，因此，需要較少的元件。
參考圖9，其顯示了光電組裝組件80，其帶有位于支撐板64的上表面的TO窗口蓋83。TO窗口蓋83包括窗口81，其允許光束51通過。TO窗口蓋83可使用電阻焊接(凸焊)、激光焊、釬焊或類似焊接方式，牢固地連接到支撐板64。在這個(gè)實(shí)施例中，固定板49上的觸點(diǎn)63通過導(dǎo)電通路86電連接到支撐板64的后或下表面上的接觸片85，固定板49上的觸點(diǎn)54通過導(dǎo)電通路86電連接到支撐板64的后或下表面上的接觸片87。接觸片85和87分別提供了與觸點(diǎn)63，54的外或內(nèi)的電連通。應(yīng)當(dāng)知道，組裝組件80可包括基本上任何數(shù)量的接觸片，在這個(gè)實(shí)施例中使用兩個(gè)接觸片(即接觸片85，87)只是為了說明。
參考圖10，其顯示了光電模塊90，模塊包括帶有TO窗口蓋83的組裝組件80。應(yīng)當(dāng)知道，模塊80的設(shè)計(jì)和操作類似于模塊10，如圖1所示。但是，其他結(jié)構(gòu)也可以。模塊90設(shè)計(jì)成，使得組裝組件80可與光學(xué)透鏡組件36對(duì)準(zhǔn)并牢固地保持在適當(dāng)位置。
參考圖11，其顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一光電組裝組件100。在這個(gè)實(shí)施例中，固定板49位于支撐板64上，如前面所介紹的，多個(gè)導(dǎo)電通路106從支撐板64的上表面延伸到下或后表面。環(huán)101位于支撐板64的上表面并圍繞外周面延伸。環(huán)102位于環(huán)101上，環(huán)103位于環(huán)102上，形成了封閉99。封閉99基本圍繞固定板49，如圖所示。帶有窗口81的頂蓋104位于環(huán)103的附近，提供了光束51進(jìn)出封閉99的通路。應(yīng)當(dāng)知道，頂蓋104可用相關(guān)光束(即光束51)的波長(zhǎng)可透過的材料制造，使得如果需要，不再設(shè)置單獨(dú)的窗口。
應(yīng)當(dāng)知道，環(huán)101、102、103可用科伐合金或具有適當(dāng)熱電性能的類似材料制造。此外，應(yīng)當(dāng)知道，組裝組件100可包括一個(gè)或多個(gè)環(huán)，這個(gè)實(shí)施例中使用三個(gè)環(huán)(即環(huán)101、102、103)只是為了說明。此外，應(yīng)當(dāng)知道，在優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)101、102、103的形狀基本是橢圓的。但是環(huán)101、102和103可具有其他適合的形狀，比如矩形或類似形狀。
在優(yōu)選實(shí)施例中，通路106可提供激光器60和如柔性導(dǎo)線107之間的電連通。柔性導(dǎo)線107電連接到PCB板108，其一般包括控制電路或類似電路。此外，應(yīng)當(dāng)知道在某些實(shí)施例中，如果需要，通路106可安裝小直徑的彈簧加載的接觸銷。
參考圖12，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的組裝組件110。在這個(gè)實(shí)施例中，激光器60和PCB板108之間的電連通的實(shí)現(xiàn)是通過在支撐板64的上表面形成觸點(diǎn)106，以便在封閉99和外部之間延伸，使觸點(diǎn)106位于支撐板64和環(huán)101之間。但是，應(yīng)當(dāng)知道，觸點(diǎn)106可包括其他結(jié)構(gòu)，比如，多層層疊陶瓷結(jié)構(gòu)(即支撐板64)的一個(gè)或多個(gè)中間層。柔性導(dǎo)線107可通過釬焊或類似方法電連接到觸點(diǎn)106。
參考圖13，其顯示了組裝組件111的另一實(shí)施例。其顯示出環(huán)101、102、103。在這個(gè)實(shí)施例中，開口114穿過支撐板64。固定板49設(shè)計(jì)成通過開口114延伸，上端位于封閉99內(nèi)，下端延伸到封閉99外面。固定板49可使用環(huán)氧樹脂，釬焊，銅焊或玻璃絕緣層，或類似方式固定到適當(dāng)位置，使得光束51通過窗口81發(fā)射。在這個(gè)實(shí)施例中，基板62設(shè)計(jì)成，驅(qū)動(dòng)電路105可直接位于觸點(diǎn)106。此外或可選擇，柔性導(dǎo)線107電連接到到PCB板108，板108包括控制電路或類似電路，導(dǎo)線可連接到觸點(diǎn)106。因?yàn)榻M裝組件111的新結(jié)構(gòu)，柔性導(dǎo)線107可制造的短些，以減少噪音和提高速度。
參考圖14，其顯示了組裝組件112，該組件使用了TO窗口蓋83，帶有端部115和側(cè)面116。在這個(gè)實(shí)施例中，開口114通過端部材料層109形成，該材料可包括科伐合金、陶瓷或類似材料。固定板49延伸通過開口114，進(jìn)入TO窗口蓋83形成的封閉，使得光束51引導(dǎo)通過位于端部115的窗口81。固定板49可使用環(huán)氧樹脂，釬焊、銅焊、玻璃絕緣層或類似方式，固定到適當(dāng)位置，提供密封。在這個(gè)實(shí)施例中，基板62設(shè)計(jì)成，驅(qū)動(dòng)電路105可直接位于觸點(diǎn)106。此外，觸點(diǎn)106與TO窗口蓋83絕緣，以減少組裝組件112的噪音和串話干擾。此外或可選擇，柔性導(dǎo)線107電連接到到PCB板108，板108包括控制電路或類似電路，導(dǎo)線可連接到觸點(diǎn)106。因此，柔性導(dǎo)線107可制造的短些，以減少噪音和提高速度。
參考圖15，其顯示了組裝組件113，該組件使用了TO窗口蓋83，帶有端部115和側(cè)面116。在這個(gè)實(shí)施例中，固定板49位于支撐板64的一個(gè)主表面，如上所述。TO窗口蓋83固定到支撐板64的主表面，圍繞和密封安裝到固定板49上的光電元件。窗口81形成于TO窗口蓋83的側(cè)面116，以便與固定到固定板49的光電元件對(duì)準(zhǔn)。在這個(gè)實(shí)施例中，支撐板64設(shè)計(jì)成，驅(qū)動(dòng)電路105可直接位于主表面上的觸點(diǎn)106。此外或可選擇，柔性導(dǎo)線107電連接到到PCB板108，板108包括控制電路或類似電路，導(dǎo)線可連接到由TO窗口蓋83形成的封閉外的觸點(diǎn)106。因此，柔性導(dǎo)線107可制造的短些，以減少噪音和提高速度。
因此，提出了一種新的和改進(jìn)的光學(xué)元件固定和連接機(jī)構(gòu)。該光學(xué)元件固定和連接機(jī)構(gòu)允許光束直接引導(dǎo)到光纖系統(tǒng)，使得光學(xué)對(duì)準(zhǔn)得到簡(jiǎn)化。此外，公開了位于組裝模塊的光學(xué)元件固定和連接機(jī)構(gòu)的多個(gè)實(shí)施例，其中所述機(jī)構(gòu)允許激光器與外部控制電路有高速電連通。
對(duì)本文中用于說明的實(shí)施例的變化和改進(jìn)對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員是很容易作到的。在這些改進(jìn)和變化未脫離本發(fā)明的精神的情況下，這些改進(jìn)和變化屬于本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍只由下面權(quán)利要求的完整解釋來限定。
已經(jīng)用清楚和準(zhǔn)確的術(shù)語對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了完整的介紹，使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠了解和實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，包括光電固定板，包括基本為平行管狀的基板，所述基板具有相對(duì)的主表面，和在兩個(gè)主表面之間延伸的相對(duì)邊；多個(gè)電接觸片，設(shè)置在一個(gè)主表面上并互相電絕緣，其中一個(gè)電接觸片設(shè)計(jì)成具有物理和電固定其上的光電器件；和相對(duì)邊中的一個(gè)設(shè)置成可固定所述光電固定板到支撐表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)還包括物理連接到一個(gè)相對(duì)邊的支撐板，并具有電連接到至少一些所述電接觸片的電跡線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)還包括固定到光電固定板和支撐板中一個(gè)上的透鏡結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)還包括固定到一個(gè)電接觸片的半導(dǎo)體激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)還包括固定到支撐板表面的控制電子裝置，并通過電跡線電連接到所述半導(dǎo)體激光器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)還包括監(jiān)控光電二極管，固定到固定板和支撐板中的一個(gè)，以接收激光器產(chǎn)生的光束。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)還包括半導(dǎo)體激光器，帶有兩個(gè)電觸點(diǎn)，所述激光器物理固定到第一電接觸片，所述激光器的兩個(gè)電觸點(diǎn)中的一個(gè)電連接到所述第一電接觸片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)還包括固定到并電連接到第二接觸片的電阻器，所述激光器的兩個(gè)電觸點(diǎn)中的另一個(gè)觸點(diǎn)電連接到所述電阻器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述激光器的兩個(gè)電觸點(diǎn)中的另一觸點(diǎn)電連接到第三接觸片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述固定板包括陶瓷。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述電接觸片包括金、金-錫、鉑、和類似材料。
12.一種光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，包括光電固定板，包括基本為平行管狀的基板，所述基板帶有在兩個(gè)主表面之間延伸的固定邊；多個(gè)電接觸片，設(shè)置在一個(gè)主表面上并互相電絕緣，其中一個(gè)電接觸片設(shè)計(jì)成具有物理和電固定其上的光電器件；支撐板，物理連接到所述固定邊，并具有電連接到至少一些所述電接觸片的電跡線；和光電元件，具有兩個(gè)電觸點(diǎn)，所述光電元件固定到第一接觸片，所述兩個(gè)電觸點(diǎn)中的第一電觸點(diǎn)連接到所述第一接觸片，第二電觸點(diǎn)電連接到到第二接觸片。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)還包括固定到所述支撐板的封閉形成結(jié)構(gòu)，可封閉所述光電固定板和所述光電元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述封閉形成結(jié)構(gòu)包括TO殼體。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)還包括固定到所述光電固定板和所述支撐板中一個(gè)的透鏡結(jié)構(gòu)。
16.一種固定和連接光電元件的方法，包括步驟提供光電固定板，其包括基本為平行管狀的基板，帶有在主表面之間延伸的固定邊；在一個(gè)主表面上形成多個(gè)電接觸片，所述接觸片互相電絕緣，一個(gè)電接觸片設(shè)計(jì)成具有物理和電固定其上的光電器件；提供具有電跡線的支撐板，并物理連接所述支撐板到所述固定板的固定邊；電連接所述固定板上的至少一些電接觸片到所述支撐板上的電跡線；提供帶有兩個(gè)電觸點(diǎn)的光電元件；和固定所述光電元件到第一接觸片，兩個(gè)電觸點(diǎn)中的第一觸點(diǎn)連接到所述第一接觸片，第二觸點(diǎn)電連接到第二接觸片。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟，固定封閉形成結(jié)構(gòu)到所述支撐板，封閉光電固定板和光電元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述封閉形成結(jié)構(gòu)包括TO殼體。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述提供光電元件的步驟包括提供半導(dǎo)體激光器和電阻器，所述固定步驟包括物理固定所述激光器到第一電接觸片，并將所述激光器的一個(gè)觸點(diǎn)電連接到第一電接觸片；固定電阻器到第二接觸片，電連接所述電阻器到第二接觸片，并電連接所述激光器的另一觸點(diǎn)到所述電阻器。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟，固定監(jiān)控光電二極管到所述光電固定板和所述支撐板中的一個(gè)，以便接收所述激光器產(chǎn)生的光束。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟，固定透鏡結(jié)構(gòu)到所述光電固定板和所述支撐板中的一個(gè)。
全文摘要
提出了一種光電元件固定和連接機(jī)構(gòu)，包括光電固定板，其帶有基本為平行管狀的基板，基板有相對(duì)的主表面和在兩個(gè)主表面之間延伸的固定邊。多個(gè)電接觸片設(shè)置在一個(gè)主表面上并互相電絕緣。一個(gè)電接觸片設(shè)計(jì)成具有可物理和電固定其上的光電器件。支撐板物理連接到固定邊，并具有連接到至少一些電接觸片的電跡線。帶有兩個(gè)電觸點(diǎn)的光電元件固定到第一接觸片，一個(gè)觸點(diǎn)連接到該片，第二個(gè)觸點(diǎn)連接到第二接觸片。
文檔編號(hào)H01S5/022GK1711646SQ200380103421
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2003年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者M·H·艾利菲, P·J·愛德華茲, B·S·萊文, R·W·穆斯克, J·J·范登伯格, B·M·扎波爾斯基 申請(qǐng)人:布克哈姆技術(shù)公共有限公司