具有键控结构以确保于光学次组件中为适当的插入方向的光学元件组件转让专利

申请号 : CN201780062930.1

文献号 : CN109844590B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 林恺声李贾斯汀廖浩翔

申请人 : 祥茂光电科技股份有限公司

摘要 :

本申请公开了一种键控光学元件组件,其可确保压入配合或与互补的光学次组件壳体的开口组合时具有适当的方向。在一实施例中,键控光学元件组件包含一底部,底部由第一端和沿着一纵轴设置于第一端对向的第二端所定义。第一弧形区域从第一端延伸到第二端并过渡到锥形区域。第二弧形区域从第二端延伸到第一端并过渡到锥形区域。因此,锥形区域延伸于第一弧形区域与第二弧形区域之间,并且大致上从第二弧形区域向第一弧形区域变小/变窄。底部的最终形状大致上被描述为不对称的泪滴形状。

权利要求 :

1.一种光学元件组件,包含:

一底部,包含至少一侧壁,该底部用以在与一光学次组件壳体组合时形成一干涉配合,该至少一侧壁沿着一纵轴从该底部的一第一端延伸至该底部的一第二端,该至少一侧壁定义出一第一弧形区域以及一第二弧形区域,该第一弧形区域位于该底部的该第一端,该第二弧形区域位于该底部的该第二端;

其中,该至少一侧壁更定义出一锥形区域,该锥形区域延伸于该第一弧形区域和该第二弧形区域之间,该锥形区域包含连接该第一弧形区域的一第一横向宽度,及连接该第二弧形区域的一第二横向宽度,该第二横向宽度大于该第一横向宽度;以及一安装面,由该底部定义,以组合到至少一光学元件,其中该底部的该至少一侧壁定义为泪滴形状。

2.如权利要求1所述的光学元件组件,更包含一光学元件,其中该光学元件通过一安装结构与该底部的该安装面组合,该安装结构以远离该底部的该安装面的方向延伸。

3.如权利要求2所述的光学元件组件,其中该安装结构与该底部为一体成形。

4.如权利要求2所述的光学元件组件,其中该安装结构与该安装面共同延伸。

5.如权利要求1所述的光学元件组件,其中连接该第一弧形区域的该第一横向宽度与连接该第二弧形区域的该第二横向宽度的一比例为1:2。

6.如权利要求1所述的光学元件组件,更包含一光学元件,该光学元件与该安装面组合,其中该光学元件为至少一透镜、一滤镜及/或一反射镜。

7.一种光学次组件,包含:

一壳体,具有多个侧壁,该些侧壁定义出一腔体及至少一第一开口而用以与一光学元件组件组合;以及一光学元件组件,至少部分地设置于该第一开口内,该光学元件组件包含:一底部,包含至少一侧壁,该底部用以与该壳体的该第一开口形成一摩擦配合,该底部的该至少一侧壁沿着一纵轴从该底部的一第一端延伸至该底部的一第二端,其中该至少一侧壁定义出一第一弧形区域以及一第二弧形区域,该第一弧形区域位于该底部的该第一端,该第二弧形区域位于该底部的该第二端;

其中,该底部的该至少一侧壁更定义出一锥形区域,该锥形区域延伸于该第一弧形区域和该第二弧形区域之间,该锥形区域包含连接该第一弧形区域的一第一横向宽度,及连接该第二弧形区域的一第二横向宽度,该第二横向宽度大于该第一横向宽度;以及一安装面,由该底部定义,以组合到至少一光学元件,其中该底部的该至少一侧壁定义为泪滴形状。

8.如权利要求7所述的光学次组件,更包含一光学元件,其中该光学元件通过一安装结构与该底部的该安装面组合,该安装结构以远离该底部的该安装面的方向延伸。

9.如权利要求8所述的光学次组件,其中该安装结构与该底部为一体成形。

10.如权利要求9所述的光学次组件,其中该安装结构与该安装面共同延伸。

11.如权利要求7所述的光学次组件,其中连接该第一弧形区域的该第一横向宽度与连接该第二弧形区域的该第二横向宽度的一比例为1:2。

12.如权利要求7所述的光学次组件,更包含一光学元件,该光学元件与该安装面组合,其中该光学元件为至少一透镜、一滤镜及/或一反射镜。

13.一种光学收发模组,包含:

一收发壳体;

一光学发送次组件(TOSA),具有多个晶体管外形罐型激光封装,该多个晶体管外形罐型激光封装固定连接到该光学发送次组件且位于该收发壳体内,以发射不同频道波长的光学信号,该光学发送次组件包含:一壳体,包含至少一第一侧壁及一第二侧壁,该至少一第一侧壁与该第二侧壁位于该壳体相对两侧并沿着一第一轴从一第一端延伸至一第二端而形成由该壳体的一内表面所定义的一腔体,该第一侧壁定义出至少一开口;

至少一光学元件组件,至少部分设置于该至少一开口,该至少一光学元件组件包含:一底部,包含至少一侧壁,该底部用以与该壳体的该至少一开口形成一摩擦配合,该至少一侧壁沿着一纵轴从该底部的一第一端延伸至该底部的一第二端,其中该至少一侧壁定义出一第一弧形区域以及一第二弧形区域,该第一弧形区域位于该底部的该第一端,该第二弧形区域位于该底部的该第二端;

其中该底部的该至少一侧壁更定义出一锥形区域,该锥形区域延伸于该第一弧形区域和该第二弧形区域之间,该锥形区域包含连接该第一弧形区域的一第一横向宽度,及连接该第二弧形区域的一第二横向宽度,该第二横向宽度大于该第一横向宽度;

一安装面,由该底部定义,以组合到至少一光学元件;以及

一光学元件,与该安装面组合并延伸至该壳体的该腔体内;

一多频道光学接收组件(ROSA),位于该收发壳体以接收不同频道波长的光学信号,其中该底部的该至少一侧壁定义为泪滴形状。

14.如权利要求13所述的光学收发模组,其中该光学元件通过一安装结构与该底部的该安装面组合,该安装结构以远离该底部的该安装面的方向延伸。

15.如权利要求14所述的光学收发模组,其中该安装结构与该底部为一体成形。

16.如权利要求15所述的光学收发模组,其中该安装结构与该安装面共同延伸。

17.如权利要求15所述的光学收发模组,其中该收发器为四通道小封装可插拔收发器模组,且该光学发送次组件用以以每频道至少10Gbps的传输速率以及以2公里到至少10公里的传输距离以四个不同频道波长传输。

说明书 :

具有键控结构以确保于光学次组件中为适当的插入方向的光

学元件组件

技术领域

[0001] 本申请关于一种光学收发模组,尤其关于一种具有键控底部的光学元件,当光学元件与光学次组件壳体组合时键控底部帮助确保正确对准。

背景技术

[0002] 光学收发器用于发送及接收光学信号,以用于包括网络数据中心、有线电视宽频以及光纤入户(FTTH)等的多种应用,但不限于此。例如相比于通过铜缆的传输,光学收发器在更长的距离上提供更高的速度与频宽。例如就维持光效率(功率)、热管理、介入损失(insertion loss)及制造合格率等而言,欲以较低的成本在较小的光学收发模组中提供更高速度的需求是富有挑战的。
[0003] 光学收发器可以包含用于发送和接收光学信号的一个或多个光学发射次组件(transmitter optical subassembly,TOSA)及光学接收次组件(receiver optical subassembly,ROSA)。在有限的壳体内以不牺牲频道分配与收发器性能的方式来设计与制造适合的TOSA和ROSA,其复杂性随着光学收发壳体的尺寸缩小持续增加并且引发不容小觑的问题。

发明内容

附图说明

[0004] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0005] 图1示意地绘示出一实施例的光学收发器,光学收发器包含光学发射次组件(transmitter optical subassembly,TOSA)和光学接收次组件(receiver optical subassembly,ROSA)。
[0006] 图2为具有TOSA和ROSA的一实施例的小封装可插拔收发器(small form-factor pluggable transceiver)的立体图。
[0007] 图3A为与本申请一致的一实施例的键控光学元件组件的立体图。
[0008] 图3B为与本申请图3A一致的实施例的键控光学元件组件的另一立体图。
[0009] 图4为与本申请一致的一实施例的键控光学元件组件的底部的平面图,并示出键控光学元件组件的安装面未与光学元件组合。
[0010] 图5A为适合安装于图4实施例的底部的一实施例的安装组件的立体图。
[0011] 图5B为图5A的实施例的安装组件的侧向立体图。
[0012] 图6为图5A的实施例的安装组件的另一立体图。
[0013] 图7为与本申请的图3A一致的实施例的键控光学元件组件的另一立体图。
[0014] 图8A为与本申请一致的一实施例的光学次组件壳体和复数个相关的键控光学元件组件的分解图。
[0015] 图8B为用于接收与本申请一致的的键控光学元件组件的一实施例的光学次组件壳体的俯视图。
[0016] 图9为与本申请一致的一实施例的光学发射次组件(TOSA)的部分侧面剖视图。

具体实施方式

[0017] 如上所述,持续缩小光学收发器与相关元件出现了许多不容小觑的挑战。举例来说,光学元件组件可以在制造时压入配合(press-fit)到光学次组件中,其中光学次组件例如光学发射次组件(transmitter optical subassembly,TOSA)和光学接收次组件(receiver optical subassembly,ROSA)。此光学元件组件可以包含一底部,底部设计成通过压入配合(press-fit)与光学次组件壳体组合,这样的方式也可以被视为摩擦配合(friction-fit)或干涉配合(interference-fit),并且此光学元件组件可以更提供用于与光学元件组合的一安装面,光学元件例如为滤镜、反射镜或光电二极管。光学元件可以直接安装于安装面,或通过设计成使光学元件保持特定方向的安装件来间接地安装。在任何情况下,当光学元件组件压入配合至光学次组件壳体时,为了使相关的光学元件确保其标称性能,光学元件组件必须以正确的方式定位。即使是光学元件中相当小的错位,例如几微米,也会大幅降低光功率。
[0018] 因此,本申请针对一种键控光学元件组件,此键控光学元件组件提供具有键控或不对称形状的底部。在光学元件组件压入配合或与互补(或对应)的光学次组件壳体的开口以其他方式组合时,该键控形状确保键控光学元件组件具有期望/适当的方向。在一实施例中,底部的键控形状由沿着一纵轴设置且彼此相对的第一端和第二端定义出。第一弧形区域从第一端朝向第二端延伸并过渡到锥形区域中。第二弧形区域从第二端朝向第一端延伸并过渡到锥形区域中。因此,锥形区域延伸于第一弧形区域和第二弧形区域之间,并且大致上从第二弧形区域向第一弧形区域变小/变窄。底部的最终形状大致上可例如被描述为泪滴形、梨形、梨形曲线。图4示出具有键控形状的底部的一实施例,并将会更加详细地讨论于下。
[0019] 在一实施例中,键控光学元件组件的底部也定义出至少一安装面。安装面配置为与光学元件(或光学零件)组合,光学元件如滤镜、反射镜、激光二极管、透镜、扩散镜、偏光镜、棱镜、分光镜、绕射光栅及任何其他适合的主动或被动光学元件。在一些实施例中,各光学元件间接地使用从底部安装面向外延伸的安装件而与安装面组合。因此,举例来说,如本文概略所述,光学元件是指直接安装于安装面的元件,或是通过诸如为滤镜架或反射镜架的中间组件所安装的元件。一旦光学元件与安装面组合,光学元件具有一相对底部的方向。换句话说,一旦光学元件与底部组合,光学元件的方向可以被描述为相对于底部固定的方向。因此,位于次组件壳体开口内的底部的方向也决定了光学元件的方向。如此一来,当底部压入配合至开口时,底部的键控形状与开口相对应的键控形状决定了底部与光学元件两者的方向。
[0020] 虽然公开于此的实施例和情境特别涉及TOSA,这些技术同样适用于其他例如为光学接收次组件(ROSA)的次组件。再者,所公开的技术也可适用于小封装光学次组件(small form-factor optical subassembly),其中小封装光学次组件包含一个或多个制造时与次组件壳体的开口组合的光学元件。
[0021] 这里所使用的“组合”是指任何接触、组合、连结等等,而“光学组合”是指使得光从一元件传至另一元件的组合。如此“组合的”装置不需要相互直接连结,可以通过中间元件或装置分开,其中中间元件或装置可以操纵或调整信号。同样地,这里所使用的术语“直接组合”或“直接光学组合”是指允许光从一元件传到另一元件且不需要使用诸如为光纤的中间装置的任何光学连接。
[0022] 这里所使用的单数表示,如“一”、“一个”、“该”,不限于单数形式,除非文中特别表示,也可以涵盖多个形式。
[0023] 有时本申请的一个或多的态样可以用范围描述。在此情况下,除非另有明确说明,应理解所述范围仅为示例。此外,应理解所述范围包含了所有落入该范围的独立数值,如同这些数值被明确描述。此外,仅管次范围被明确描述,但应理解范围包含落入所述范围的这些次范围。举例来说,仅管数值和范围被明确描述,但应理解1至10的范围包含2、3、4…等,也包含2至10、3至10、2至8等范围。
[0024] 光学收发系统与操作的实施例
[0025] 请参照图1,一实施例的光学收发器100包含用来发送光学信号的TOSA 125和用来接收信号的ROSA 130。在一些实施例中,TOSA 125是多频道的TOSA而ROSA 130是多频道的ROSA。如图所示,收发器壳体105包含TOSA 125及ROSA 130。发送连接电路115和接收连接电路120于收发器壳体105中分别提供电性连接到TOSA 125和ROSA 130。发送连接电路115和接收连接电路120可以通过数据总线(data bus)110连接到外部系统。在某些情况下,数据总线110为38销连接器(38-pin connector),38销连接器名为“QSFP+10Gbs 4X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev.4.8(于下文简称为QSFP+)”的SFF-8436规格相符合。
[0026] 在任何情况下,发送连接电路115电耦合至TOSA 125中的电子元件(例如晶体管外形(transistor outline,TO)罐型激光封装(can laser packages),而接收连接电路120电耦合至ROSA 130中的电子元件(例如光电二极管封装)。发送连接电路115和接收连接电路120至少包含导电路径以提供电性连接,也可以包含附加电路。TOSA 125与光学接面接口
135组合。光学接面接口135可以包含LC连接接口,然而其他连接器类型也在本申请的范围内。
[0027] 在光学接面接口135包含二重或双向LC插口的情况下,LC连接接口提供光学连接至TOSA 125以及提供光学连接至ROSA 130。LC连接接口可以配置为接收且耦合配套的LC连接器140,使得外光纤155的发送光纤150得以光耦合至TOSA 125,而外光纤155的接收光纤145得以光耦合至ROSA 130。
[0028] TOSA 125包含至少一个TO罐型激光封装以及至少一个光学元件,其中TOSA 125用于产生至少一个相关的频道波长,TOSA 125将相关频道的波长耦合至发送光纤150中。特别是,TOSA 125将通过发送连接电路115所接收到的电信号转换为使用至少一个激光于发送光纤150传输的调变光学信号。激光可以例如为分布回馈激光(distributed feedback laser,DFB laser)。TOSA 125也可以包含监控光二极管(monitor photodiode),监控光二极管用于监控从激光发出的光。TOSA 125可以更进一步包含一个或多个温度控制装置,温度控制装置例如电阻加热器及/或热电冷却器(TEC),温度控制装置用于控制激光的温度,以控制或稳定激光波长。
[0029] ROSA 130包含至少一个光电二极管封装及光学元件,光学元件例如反射镜或滤镜并用于接收光学信号。ROSA 130能侦测、放大并转换经由接收光纤145所接收的光学信号,并且提供转换后的光学信号作为电信号,电信号通过接收连接电路120输出。在某些情况下,光电二极管封装包含整合转换阻抗放大器(integrated transimpedance amplifier,TIA)
[0030] 请参照图2,详细描述了具有TOSA和ROSA的小封装可插拔光学收发器200(small form-factor(SFF)pluggable optical transceiver)的一实施例。在一实施例中,光学收发器200可以实现QSFP+规格,但其他实施例也在本申请的范围内。如图所示,光学收发器200包含收发壳体105、位于收发壳体105的一区域的TOSA 125,以及位于收发壳体105的另一区域的ROSA 130。TOSA 125电耦合到发送柔性印刷电路板(transmit FPC)205并电耦合到位于收发壳体105一端的光学接面接口135。ROSA 130电耦合到接收柔性印刷电路板(receive FPC)210并电耦合到位于收发壳体105一端的光学接面接口135。
[0031] 在一些实施例中,TOSA 125包含至少一个TO罐型激光封装215。各TO罐型激光封装215可以包含激光二极管。TO罐型激光封装215的输出功率可以例如于1.85mW至2W的范围内;但其他输出功率也在本申请的范围内。ROSA 130包含至少一个光电二极管封装220。各光电二极管封装可以例如包含光电二极管及TIA。在一些实施例中,各光电二极管提供约为-13dBm或更低的灵敏度。各TO罐型激光封装215光耦合至第一光纤,且各光电二极管封装
220光耦合至第二光纤。TOSA 125可以包含一个或多个压入配合光学元件组件,光学元件组件例如反射镜、滤镜等等。进一步讨论如下,TOSA 125可以配置为具有开口以接收并组合键控光学元件组件。键控光学元件组件的键控结构可以用来确保光学次组件于制造时相关的光学元件有适当的方向与对齐。
[0032] 键控光学组件的实施例
[0033] 如本文所述,一种键控光学元件组件公开于此并且能与如图2的光学收发器200一起使用。此键控光学元件组件300一并表示于图3A和图3B。在一实施例中,键控光学元件组件300包含底部305,底部305由至少一侧壁306定义。底部305可以具有一厚度T,底部305大致上为均匀或非均匀。底部305包含如安装面307的至少一安装面。安装面307可以配置为与光学元件325组合。如图所示,光学元件325为一薄膜WDM滤镜。在其他实施例中,光学元件325可以包含其他光学元件,光学元件例如包含其他种类的滤镜、平面镜、激光二极管、透镜、扩散镜、偏光镜、棱镜等等,仅举几例。在一些实施例中,光学元件325与从底部305的安装面307向外延伸的安装件310组合。安装件310也可以被称为安装结构310。安装件310及/或光学元件325可以与底部305共同延伸。在其他情况下,安装件310及/或光学元件325可以自底部305的边缘320偏移一距离,形成一偏移面315。换句话说,安装件310及/或光学元件
325可以不必与底部305共同延伸。在其他情况下,安装件310及/或光学元件325与底部305共同延伸。在某些情况下,光学元件325一体成形使得底部305和安装件得以由单一件金属或其他适合刚性材料形成(如一体成形)。在其他情况下,光学元件325由多个部件形成。在任何情况下,光学元件组件300可以由金属或其他适合的刚性材料形成。
[0034] 请参照图4,并额外参考图3A、图3B,光学元件组件300的底部305包含由多个弧形区域所定义的形状,底部305大致上类似于例如泪滴形、梨形、梨形曲线等。举例来说,如图4所示,第一弧形区域425从底部305的第一端415朝向第二端420延伸。第二弧形区域430从底部305的第二端420朝向第一端415延伸。如图4所示,第一端415和第二端420代表于底部305的纵轴LA的相对两端。第一弧形区域425和第二弧形区域430可以底部305的纵轴LA为中心,且在一些实施例中底部305可以对称于纵轴LA。但在其他情况下,取决于所需的配置,底部305可以不必对称于纵轴LA。
[0035] 如图所示,第一弧形区域425与第二弧形区域430通过锥形区域410相连接。锥形区域410可以是实质上平坦的表面,如图所示,锥形区域410分别延伸于第一弧形区域425和第二弧形区域430之间。过渡到锥形区域410内可以使得第一弧形区域425及/或第二弧形区域430的斜率于通常表示为435和440的过渡区域处实质上等于锥形区域410的斜率。在一些实施例中,锥形区域410的斜率可以由宽度W1和W2定义,也可以称为横向宽度。在一些情况下,锥形区域410相对于纵轴LA的斜率大约为的45度±20度。
[0036] 或者,第一弧形区域425及/或第二弧形区域430可以过渡到一个或多个实质上平行纵轴LA的平坦表面,且该一个或多的平坦表面可以过渡到锥形区域410中。锥形区域410大致上从第二宽度W2向第一宽度W1变小/变窄而无关乎锥形区域410的位置。
[0037] 最终形状大致上类似一个或多个泪滴形、梨形、梨形曲线等。在一些实施例中,此形状可以为基于对应梨形曲线方程式的曲线:
[0038] r2=(x2+y2)(1+2x+5x2+6x3+6x4+4x5+x6-3y2-2xy2+8x2y2+8x3y2+3x4y2+2y4+4xy4+3x2y4+y6)
[0039] 其中r可以为常数,x可以为沿着纵轴LA的长度,y可以为垂直于纵轴LA的宽度。当上述方程式绘制于二维直角座标系统,最终的二维形状大致上可以描述为梨形。
[0040] 如图所示,底部305的形状也可以至少部分地基于底部305的各种横向宽度的比例。举例来说,根据一实施例,第一宽度W1大约为1毫米(mm)且第二宽度W2大约为1.5mm。因此第一宽度W1与第二宽度W2的比例可以为2:3。但第一宽度W1与第二宽度W2的比例不限于2:3。举例来说,第一宽度W1与第二宽度W2的比例可以为包含任何介于1:4至4:1之间的比例。
[0041] 此外,底部305的形状也可以至少部分地基于从第一过渡区域435到第二过渡区域440所量测的锥形区域410的长度L1。在一些实施例中,长度L1可以为1.0mm。如此一来,长度L1与第一宽度W1的比例可以为1:1,及/或长度L1与第二宽度W2的比例可以为2:3。但长度L1与第一宽度W1的比例不限于1:1,且长度L1与第二宽度W2的比例不限于2:3。举例来说,长度L1与第一宽度W1的比例可以为任何介于1:4至4:1之间的比例。再者,长度L1与第二宽度W2的比例不限于2:3。举例来说,长度L1与第二宽度W2的比例可以为任何介于1:4至4:1之间的比例。
[0042] 底部305的形状也可以至少部分地基于从第一端415到第一过渡区域435所量测的高度H1及/或从第二端420到第二过渡区域440所量测的高度H2。在一些实施例中,高度H1为0.5mm且高度H2为1.3mm。如此一来,高度H1与第一宽度W1的比例可以为1:2且高度H2与第二宽度W2的比例可以为13:15。但高度H1与第一宽度W1的比例不限于1:2。举例来说,高度H1与第一宽度W1的比例可以为任何介于1:4至4:1之间的比例。再者,高度H2与第二宽度W2的比例不限于13:15。举例来说,高度H2与第二宽度W2的比例可以为任何介于1:4至4:1之间的比例。
[0043] 底部305的形状也可以至少部分地基于第三宽度W3。在一些实施例中,第三宽度W3可以为1.7mm。如此一来,第三宽度W3与第一宽度W1的比例可以为13:10且第三宽度W3与第二宽度W2的比例可以为13:15。但第三宽度W3与第一宽度W1的比例不限于13:10。举例来说,第三宽度W3与第一宽度W1的比例可以为任何介于1:4至4:1之间的比例。再者,第三宽度W3与第二宽度W2的比例不限于13:15。举例来说,第三宽度W3与第二宽度W2的比例可以为任何介于1:4至4:1之间的比例。
[0044] 再者,尽管上述说明描述第一宽度W1及/或第二宽度W2的相对比例,但是底部305的形状不限于基于该些比例。因此,举例来说,底部305的形状可以至少一部份地基于高度H1与长度L1的比例。举例来说,高度H1与长度L1的比例可以为1:2。但高度H1与长度L1的比例不限于1:2。举例来说,高度H1与长度L1的比例可以为任何介于1:4至4:1之间的比例。
[0045] 本申请不限于上述的特定示例比例。其他比例也可以被利用于描绘底部305的形状以提供“键控”不对称形状以确保适当的对齐和方向。因此,可以为任何形状,取决于所需的配置,最终形状可以为规则或不规则的形状。例如,虽然图示说明底部305大致上具有泪滴形,但底部305的形状不限于此。举例来说,底部305可以形成多种形状,例如三角形、梯形、五边形、八边形、星形及/或其组合。只要底部305不对称于至少一轴就形成键控形状,因此多种替代和置换于本申请领域是显而易见的。
[0046] 接者,底部305的最终形状使底部305基本上可以一个方向在光学次组件壳体的相对应的开口内被接收。如此一来,底部305可以描述为被键入光学次组件壳体的相关的开口,光学次组件壳体例如TOSA 125的壳体。因此,当光学元件325(图3B)及/或安装件310组合到底部305的安装面307时,位于开口的底部305的方向决定了位于光学次组件的光学元件325的方向。
[0047] 如图5A所示,一实施例的安装件310包含安装面505,安装面配置于与底部305的安装面307组合。安装件310的安装面505可以利用如粘合剂、焊接、机械配合(如螺纹配合、摩擦配合等等)或上述任意组合的方式与底部305组合。在一些实施例中,安装件310和底部305可以通过如铸造、成型、加工或其他适合的方式一体成形(例如单块(monolithic))。
[0048] 如图5B所示,安装件310可以包含第一安装弧形区域535和第二安装弧形区域540。第一安装弧形区域535和第二安装弧形区域540可以分别具有大致上对应底部305的第一弧形区域425和第二弧形区域430的形状。因此,安装件310可以准确地描述为具有依照底部
305的形状。在一些情况下,当安装件310与底部305组合时,底部305的第一弧形区域425可以与第一安装弧形区域535同心,且底部305的第二弧形区域430可以与第二安装弧形区域
540同心。安装件310可以包含锥形安装区域545,当安装件310与底部305结合时,锥形安装区域545可以大致上平行于底部305的锥形区域410的至少一部份。锥形安装区域545可以过渡到第一安装弧形区域535的一端及/或第二安装弧形区域540的一端。
[0049] 安装件310可以包含一个或多个对准元件510,对准元件510用来将光学元件325与延伸于安装件310的光学路径515对齐。光学路径515可以由垂直侧壁520所提供的开口所定义。将安装件310的光学路径515定位使得当底部305在光学次组件壳体的开口内被接收时,通过光学次组件的光束530也通过光学路径515,并且入射到光学元件325。举例来说,图9表示多个对齐于光学路径的光学元件组件延伸于TOSA壳体。光学路径515可以与垂直面520的中心及/或光学元件安装面525对齐,但其他实施例也在本申请的范围内。
[0050] 如图6所示,光学元件安装面525可以凹入安装件310使得光学元件325不会超出安装件310的前表面605。举例来说,光学元件325可以与安装件310的前表面605齐平。然而,在其他实施例中,光学元件325可以延伸超过安装件310的前表面605。在一些实施例中,光学元件325可以与安装件310组合使得其与光学元件安装面525共同延伸。在其他实施例中,光学元件325可以与安装件310组合使得其仅覆盖光学元件安装面525的一部份。
[0051] 如图7所示,一旦安装件310与底部305组合,安装件310自底部305的边缘320的偏距可以为常数或非常数。举例来说,偏移面315的第一宽度OSW1可以小于偏移面315的至少一个额外的第二宽度OSW2。该偏移面315的至少一个额外的第二宽度OSW2可以于底部305定义出一个或多个阶梯区域705。该一个或多个阶梯区域705可以包含大致上平坦的表面,阶梯区域705垂直于底部305的侧壁306及安装件310的垂直面520的两者或其中的一。在其他实施例中,安装件310可以与底部305组合使得安装件310与底部305的边缘320的至少一部分之间没有偏距。
[0052] 不论光学元件325是否利用安装件310与底部305组合,光学元件325的方向可以相对于底部305固定。因此,当底部305压入配合至具有互补形状的光学次组件壳体的开口,光学元件325于壳体内的光学对齐至少部份地将基于开口内的底部305的方向。
[0053] 请参照图8A,具有多个侧壁803的光学次组件壳体800包含至少一开口805,开口805从光学次组件壳体800的外表面810过渡并进入腔体815,腔体815延伸于光学次组件壳体800。腔体815可以由光学次组件壳体800的一个或多个侧壁803所定义。
[0054] 开口805可以大致上具有与底部305对应或互补的形状。举例来说,当底部305具有泪滴形、梨形或梨形曲线形状时,开口805可以具有第一弧形开口端820和第二弧形开口端825,其清楚表示于图8B。锥形开口区域830可以延伸于第一弧形开口端820和第二弧形开口端825之间。锥形开口区域830可以大致上平行于底部305的锥形区域410。为了方便在底部
305的侧壁306和开口805的侧壁807之间的接面形成压入配合,开口805的尺寸在至少一维度上小于底部305。举例来说,第一开口宽度OW1可以小于底部305的宽度W1及/或第二开口宽度OW2可以小于底部305的宽度W2。
[0055] 随着底部305压入配合至开口805,安装件310及/或光学元件325延伸入腔体815。底部305的形状与开口805的形状使底部305基本上于开口805中具有单一方向,使得安装件
310及/或光学元件325延伸入腔体815。因此,一旦底部305至少部分地压入开口805中,光学元件325即对齐于基于底部305上光学元件325的位置/方向的水平面。腔体815内光学元件
325的垂直位置应使得当光束530进入腔体815时光束530通过光学元件325。换句话说,光学元件325在光束530的光束路径中,这将于下方参考图9更进一步地描述。在一些实施例中,当底部305的底面835大致上与光学次组件壳体800的外表面810齐平时,光学元件325垂直对齐于腔体815内。因此,底部305的底面835可以形成至少一部份的侧壁,该侧壁定义光学次组件800的壳体。在其他实施例中,例如当底部305为于外表面810的上方或下方的一预定距离时,光学组件325垂直对齐。该预定距离可以例如由以下方式来决定:在压入配合的过程中,当底部305压入配合至开口805时通过测量光束530输出功率的变化量来决定。在此情况下,当获得期望的输出电压时光学元件325可被视为以适当的方式于腔体815内对齐。因此,在压入配合过程完成之后,光学元件325可以于腔体815内对齐使得通常标示为530的光束可以从光学次组件壳体800的第一端840通过光学元件325,然后于光学次组件壳体800的第二端845离开。
[0056] 举例来说,请参照图9,光学次组件壳体800表示为组装成多频道的TOSA 125。为了清楚和实用,多频道的TOSA 125以半透明壳体800表示。如图所示,多频道的TOSA 125包含具有多个侧壁的光学次组件壳体800,该侧壁沿着平行于轴905的方向从光学次组件壳体800的第一端840到第二端845延伸。多个侧壁的内表面于光学次组件壳体800内定义出腔体
815。如图所示,键控光学元件组件300-1至300-3配置为压入配合至壳体800的滤镜组件。多频道的TOSA 125更包含多个与壳体800组合的TO罐型激光封装910-1至910-4。键控光学元件组件300-1至300-3的滤镜可以光学对齐并且与通常沿轴905延伸的光束路径组合。同样地,TO罐型激光封装910-1至910-4可以光学对齐并且将各激光装置与光束路径组合。因此,在使用上,多频道的TOSA 125可以复用(multiplex)多个频道波长且沿着光束路径发射多个频道波长,以通过如发射光纤150(图1)来传送多个信号。
[0057] 在一些实施例中,为了防止或减少污染物进入光学次组件壳体800,可以施加例如为密封剂的间隙填料到开口805和底部305之间的交界。间隙填料于开口805与底部305之间交界的应用大致上公开于美国专利申请序号No.15137794,题为《Techniques for Reducing Ingress of Foreign Matter Into an Optical Subassembly》,于2016年4月25日提交,参考此文献并合并于此。
[0058] 其他实施例
[0059] 根据本申请的一方面,公开了一种光学元件组件。光学元件组件包含底部,底部包含至少一侧壁,底部用以在与光学次组件壳体组合时形成干涉配合,至少一侧壁定义出第一弧形区域以及第二弧形区域,第一弧形区域于底部的第一端,第二弧形区域于底部的第二端,其中至少一侧壁更定义出锥形区域,锥形区域延伸于第一弧形区域和第二弧形区域之间,锥形区域包含连接第一弧形区域的第一宽度,及连接第二弧形区域的第二宽度,第二宽度大于第一宽度,以及安装面由底部定义以组合到至少一光学元件。
[0060] 根据本申请的另一方面,公开了一种光学次组件。光学次组件包含壳体具有多个壳体侧壁,壳体侧壁定义腔体,开口从至少一壳体侧壁的外表面过渡到腔体,以及光学元件次组件至少部分设置于开口内,光学次组件元件包含底部,底部包含至少一侧壁,底部用以与壳体的开口形成摩擦干涉,底部的至少一侧壁定义出第一弧形区域以及第二弧形区域,第一弧形区域于底部的第一端,第二弧形区域于底部的第二端,其中底部的至少一侧壁更定义出锥形区域,锥形区域延伸于第一弧形区域和第二弧形区域之间,锥形区域包含连接第一弧形区域的第一宽度,及连接第二弧形区域的第二宽度,第二宽度大于第一宽度,以及安装面由底部定义以组合到至少一光学元件。
[0061] 根据本申请的其他方面,公开了一种光学收发器模组。光学收发器模组包含收发壳体,光学发送次组件(transmitter optical subassembly,TOSA)具有多个晶体管外形(transistor outline,TO)罐型激光封装(can laser packages),该些TO罐型激光封装固定连接到光学发送次组件且位于该收发壳体内,以发射不同频道波长的光学信号,TOSA包含壳体,壳体包含至少第一侧壁及第二侧壁,至少第一侧壁及第二侧壁位于壳体相对两侧并沿着第一轴从第一端延伸至第二端而形成由壳体的一内表面锁定一的腔体,第一侧壁定义至少一开口,至少一光学元件组件至少部分设置于至少一侧壁开口,各至少一光学元件组件包含底部,底部包含至少一侧壁,底部用以与壳体的至少一侧壁开口形成摩擦配合,底部的至少一侧壁定义出第一弧形区域以及第二弧形区域,第一弧形区域位于底部的第一端,第二弧形区域位于底部的第二端,其中底部的至少一侧壁更定义锥形区域,锥形区域延伸于第一弧形区域和第二弧形区域之间,锥形区域包含连接第一弧形区域的第一宽度,及连接第二弧形区域的第二宽度,第二宽度大于第一宽度,安装面由底部定义以组合到至少一光学元件,以及光学元件与安装面组合并延伸至壳体的腔体,多频道光学接收组件(receiver optical assembly,ROSA)位于收发壳体用来接收不同频道波长的光学信号。
[0062] 本申请的原理描述于此,本领域具有通常知识者应理解本文描述仅作为示例并不限制本申请的范围。除了本文所述的实施例,其他实施例也在本申请的范围内。本领域具有通常知识者所做的修改和替换被认为于本申请的范围内,并不限制本申请。