專利名稱：光學(xué)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種光學(xué)模塊，具體地涉及一種耦合至光纖的光學(xué)模塊。
背景技術(shù)：
近來，在例如光通信中采用了這樣的光學(xué)模塊，其中諸如激光二極管的發(fā)光元件或諸如光電二極管的接收元件耦合至光纖。
以下將參照?qǐng)D1A和圖1B來描述根據(jù)第一傳統(tǒng)實(shí)施例的、傳統(tǒng)上采用的光學(xué)模塊。圖1A表示根據(jù)該傳統(tǒng)實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖(蓋沒有示出)。圖1B表示沿圖1A的線A-A剖取的剖視圖。外殼20通過在作為連接部分的凸緣26處的螺釘27而固定到用作散熱器(heat sink)10的板上。散熱器10例如由Cu或Al構(gòu)成。外殼20具有側(cè)壁22和底部24。底部24與凸緣26一體形成。側(cè)壁22和底部24例如由作為Fe-Ni-Co合金的KOVAR(商品名)構(gòu)成。在底部24的四個(gè)角部中的每個(gè)角部處設(shè)置凸緣26。在側(cè)壁22的表面處形成有開口23。光纖12插入到外殼20中。即，光纖12穿過外殼20的側(cè)壁22。光纖12通過第一固定部分14而固定在側(cè)壁22處。
光纖12的一個(gè)端部通過具有固定件40和光纖支承部分42的第二固定部分16而固定在外殼20的內(nèi)部。由透鏡支架34支承的透鏡32以及布置在下托架(submount)44上的激光二極管30位于光纖12的光軸上。光纖12光耦合至激光二極管30。固定件40以及下托架44固定在基座46上。下托架44固定在用于保持溫度恒定的熱模塊48(熱電冷卻器(TEC))上。熱模塊48固定在底部24上。光纖12固定至第一固定部分14和第二固定部分16。在該情況下，將固定光纖12的第一固定部分14的邊沿部分與固定光纖12的第二固定部分16的邊沿部分之間的距離定義為距離L。透鏡支架34可固定在基座46上，不過在圖1A和圖1B中透鏡支架34固定在下托架44上。
由于光學(xué)模塊承受的環(huán)境溫度的范圍為一40℃至85℃，因而由于散熱器10、外殼20和光纖12的線性熱膨脹系數(shù)之間的差異而使光纖12受到應(yīng)力作用(以下，稱為熱應(yīng)力)。日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2001-100066號(hào)公報(bào)(以下稱為文獻(xiàn)1)公開了由于光纖12會(huì)因熱應(yīng)力而斷裂或從固定部分脫落，因而可靠性可能會(huì)降低。文獻(xiàn)1公開了這樣一種技術(shù)(第二傳統(tǒng)實(shí)施例)，其中光纖12具有撓度，以抑制光纖12斷裂，或防止固定光纖12的第二固定部分16從基座46脫落。圖2表示根據(jù)該第二傳統(tǒng)實(shí)施例的光學(xué)模塊的剖視圖。與圖1A相同的部件和結(jié)構(gòu)具有相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)它們的詳細(xì)描述。如圖2所示，光纖12在第一固定部分14和第二固定部分16之間具有撓度。在該情況下，將光纖12的曲率半徑稱為r。
在根據(jù)第一傳統(tǒng)實(shí)施例的光學(xué)模塊中，除了由于熱應(yīng)力引起的上述可靠性降低之外，由于熱應(yīng)力使光纖12和激光二極管30之間的相對(duì)位置發(fā)生變化，因而還會(huì)發(fā)生光纖12和激光二極管30之間的光耦合率下降。在此情況下，不可能確保光學(xué)模塊的質(zhì)量。另一方面，在試圖通過根據(jù)第二傳統(tǒng)實(shí)施例的方法來確?？煽啃院唾|(zhì)量時(shí)，存在以下問題。由于光學(xué)或機(jī)械限制，光纖的曲率半徑r必須大于30mm(30mm表示極限曲率半徑)。因此，為了在-40℃至85℃的光學(xué)模塊溫度范圍內(nèi)將光纖的曲率半徑保持為小于30mm，有必要延長第一固定部分14和第二固定部分16之間的距離L。難以在試圖確?？煽啃院唾|(zhì)量的同時(shí)減小光學(xué)模塊的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種確保可靠性和質(zhì)量的小型光學(xué)模塊。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，優(yōu)選地，提供了一種光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊包括外殼、第一固定部分、第二固定部分以及兩個(gè)連接部分。所述外殼具有穿過其側(cè)壁的光纖。所述第一固定部分將所述光纖直接地或通過中間件間接地固定到所述外殼的側(cè)壁上。所述第二固定部分將所述光纖固定在所述外殼的內(nèi)部。所述兩個(gè)連接部分分別布置在所述外殼的兩個(gè)相對(duì)角部處，或者布置在所述外殼的在所述角部附近的兩個(gè)側(cè)邊處。所述第一固定部分和所述第二固定部分之間的距離小于6mm。
通過上述結(jié)構(gòu)，可減小作用到所述光纖上的熱應(yīng)力。從而可確保所述光學(xué)模塊的可靠性和質(zhì)量，并可減小所述光學(xué)模塊的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，提供了一種光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊包括外殼、第一固定部分、第二固定部分以及兩個(gè)連接部分。所述外殼具有穿過其側(cè)壁的光纖。所述第一固定部分將所述光纖直接地或通過中間件間接地固定到所述外殼的側(cè)壁上。所述第二固定部分將所述光纖固定在所述外殼的內(nèi)部。所述兩個(gè)連接部分分別布置在所述外殼的底部的、大致平行于所述光纖的插入方向并彼此相對(duì)的兩個(gè)側(cè)邊處。所述第一固定部分和所述第二固定部分之間的距離小于6mm。
通過上述結(jié)構(gòu)，可減小作用到所述光纖上的熱應(yīng)力。從而可確保所述光學(xué)模塊的可靠性和質(zhì)量，并可減小所述光學(xué)模塊的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，提供了一種光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊包括外殼、第一固定部分、第二固定部分以及緩沖件。所述外殼具有穿過其側(cè)壁的光纖。所述第一固定部分固定所述光纖。所述第二固定部分將所述光纖固定在所述外殼的內(nèi)部。所述緩沖件固定至所述側(cè)壁，并在所述側(cè)壁的內(nèi)側(cè)與所述第二固定部分之間延伸。所述第一固定部分將所述光纖直接地或通過中間件間接地固定到所述緩沖件上。所述第一固定部分和所述第二固定部分之間的距離小于6mm。
通過上述結(jié)構(gòu)，可減小作用到所述光纖上的熱應(yīng)力。從而可確保所述光學(xué)模塊的可靠性和質(zhì)量，并可減小所述光學(xué)模塊的尺寸。


下面將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中圖1A表示根據(jù)第一傳統(tǒng)實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖；圖1B表示沿圖1A的線A-A剖取的剖視圖；
圖2表示根據(jù)第二傳統(tǒng)實(shí)施例的光學(xué)模塊的剖視圖；圖3A表示根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖；圖3B表示沿圖3A的線B-B剖取的剖視圖；圖3C表示凸緣和外殼的底部的平面圖；圖4A至圖4H表示凸緣和外殼的底部的其它示例；圖5A至圖5C表示根據(jù)第二實(shí)施例和其它示例的凸緣和外殼的底部；圖6A表示根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖；圖6B表示沿圖6A的線C-C剖取的剖視圖；圖7表示根據(jù)第四實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖；圖8表示根據(jù)第五實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖；以及圖9表示根據(jù)第六實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
(第一實(shí)施例)根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)模塊具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中在外殼的底部的相對(duì)角部處布置有凸緣，所述凸緣用于將外殼安裝到散熱器上。圖3A表示根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖(蓋沒有示出)。圖3B表示沿圖3A的線B-B剖取的剖視圖。圖3C表示凸緣26a和26b以及外殼20的底部24的平面圖。該第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與第一傳統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的不同之處在于，在外殼20的底部的一個(gè)角部處布置凸緣26a，而在相對(duì)的角部處布置凸緣26b。第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與第一傳統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)在其它方面相同。與第一傳統(tǒng)實(shí)施例的部件和結(jié)構(gòu)相同的部件和結(jié)構(gòu)具有相同的附圖標(biāo)記，并省略詳細(xì)描述。如圖3C所示，凸緣26a和26b以及外殼20的底部24一體形成。外殼20的底部具有四個(gè)側(cè)邊L1至L4以及四個(gè)角部T1至T4。這里，每個(gè)角部T1至T4在側(cè)邊之間形成彎曲部分。在外殼的底部上，在角部T3處形成凸緣26a，在與角部T3相對(duì)的角部T1處形成凸緣26b。凸緣26a和26b沿與光纖12的插入方向大致平行的方向形成。
以下將對(duì)根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)模塊的制造方法進(jìn)行描述。首先，將激光二極管30以及容納透鏡32的透鏡支架34固定到下托架44上。接下來，將下托架44固定到基座46上。將基座46固定在固定于外殼20的底部24上的熱模塊48上。將固定件40布置在基座上。將作為套圈的光纖支承部分42固定至光纖12。通過形成在外殼20的側(cè)壁22處的開口23，將光纖12的前緣插入到固定件40中。將固定件40、光纖支承部分42以及光纖12布置并固定，以使得在光纖12與激光二極管30之間獲得期望的光耦合。因此，光纖12被固定到第二固定部分16。光纖12通過例如由玻璃構(gòu)成的第一固定部分14而固定到側(cè)壁22上。外殼20上設(shè)置有蓋(未示出)。外殼20由該蓋密封?？蓪?duì)第一固定部分14使用焊料等，只要能通過焊料將光纖12固定到外殼20的側(cè)壁22的開口23上即可。之后，通過凸緣26a和26b將根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)模塊連接到散熱器10上。
這里，下托架44、基座46、固定件40以及光纖支承部分42例如由諸如KOVAR的金屬、陶瓷等構(gòu)成。這些部件通過粘結(jié)、焊料、YAG焊接等而固定。在將光纖12固定到第二固定部分16上時(shí)，采用粘結(jié)、焊料等。
以下將描述根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)模塊能確?？煽啃院唾|(zhì)量的原因。光纖12的線性熱膨脹系數(shù)為0.55μ/℃。通常，外殼20的側(cè)壁22和底部24所用的KOVAR、Al2O3(氧化鋁)、CuW等的線性熱膨脹系數(shù)約為8μ/℃。散熱器10所用的Al、Cu等的線性熱膨脹系數(shù)約為20μ/℃。散熱器10、外殼20和光纖12的線性熱膨脹系數(shù)彼此相差很大。在根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)模塊中，形成外殼20底面的底部24通過凸緣26a和26b連接到散熱器10上，其中散熱器10的線性熱膨脹系數(shù)大于外殼20的底部24的線性熱膨脹系數(shù)。例如，如上所述，在根據(jù)第一傳統(tǒng)實(shí)施例的光學(xué)模塊中，外殼20的底部24的四個(gè)角部全都通過各個(gè)凸緣26而固定到散熱器10上。當(dāng)光學(xué)模塊的溫度升高時(shí)，底部24的四個(gè)角部由于散熱器10與外殼20的線性熱膨脹系數(shù)之間的差異而受到熱應(yīng)力。這樣，外殼20會(huì)膨脹得超過從其熱膨脹系數(shù)預(yù)期的膨脹長度的范圍。結(jié)果，因?yàn)楣饫w12的線性熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)小于散熱器10和外殼20的線性熱膨脹系數(shù)，所以光纖12受到熱應(yīng)力，從而沿其插入方向延伸。
在根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)模塊中，由于凸緣26a和26b布置在外殼20的底部24處，所以外殼20的底部24的固定到散熱器10上的角部T1和T3在光學(xué)模塊的溫度升高時(shí)受到應(yīng)力。由于角部T2和T4沒有固定，因此外殼20沿經(jīng)過角部T1和T3的方向延伸。因此，光纖12的在側(cè)邊L4中心附近的部分受到沿傾斜方向(即，沿不與光纖12的插入方向相平行的方向)的熱應(yīng)力。在第一傳統(tǒng)實(shí)施例中，光纖12受到沿插入方向的應(yīng)力。相比之下，在第一實(shí)施例中，光纖12受到沿所述傾斜方向的應(yīng)力。因此與第一傳統(tǒng)實(shí)施例相比，在該第一實(shí)施例中可減小沿光纖12的插入方向引起的熱應(yīng)力。類似地，在光學(xué)模塊溫度降低的情況下，可減小光纖12所受到的沿其插入方向的熱應(yīng)力?？煽啃院唾|(zhì)量的降低通常是由沿光纖12的插入方向引起的熱應(yīng)力而引起的，其中，可靠性的降低例如是由光纖12的斷裂或光纖12從固定部分脫落引起的，而質(zhì)量的降低是由光纖12與激光二極管30之間的光耦合率的減小引起的。然而，由于在本實(shí)施例中降低了熱應(yīng)力，因此可抑制由沿光纖12的插入方向引起的熱應(yīng)力而引起的可靠性和質(zhì)量的降低，從而可確?？煽啃院唾|(zhì)量。
接下來，將描述在光纖12與第二傳統(tǒng)實(shí)施例一樣具有撓度的情況下，對(duì)第一固定部分14和第二固定部分16之間的距離L的限制。在該情況下，光學(xué)模塊承受的最高環(huán)境溫度為Tmax(85℃)。光纖12沒有撓度。光纖12的熱膨脹系數(shù)與散熱器10和外殼20的材料的熱膨脹系數(shù)相比小得可以忽略。從而假設(shè)光纖12的長度不會(huì)由于溫度在范圍Tmax和Tmin之間的變化而改變。在溫度變到Tmin(-40℃)時(shí)，光纖12中產(chǎn)生的撓曲的曲率半徑r與距離L之間的關(guān)系由下式給出。
2×(2πr)×sin-1(L/2r)/360°＝L×(α×(Tmax-Tmin)+1)這里，α為散熱器10的線性熱膨脹系數(shù)。
可選擇構(gòu)成散熱器10的材料，并可將外殼連接到散熱器10上。優(yōu)選地，散熱器10采用Al，因?yàn)樵谏崞魍ǔＫ玫牟牧现蠥l的線性熱膨脹系數(shù)最大。以下將描述采用Al(其在散熱器10通常所用的材料中具有最大的線性熱膨脹系數(shù)α(23.6μ/℃))的情況。在該情況下，當(dāng)光纖12的撓曲的曲率半徑r大于作為上述極限曲率半徑的30mm時(shí)，距離L必須大于8mm。即，在-40℃至85℃的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)由于光纖12的撓度致使光纖12的曲率半徑r大于30mm時(shí)，距離L必須大于8mm。此外，考慮到加工余量，距離L必須大于10mm。
當(dāng)確定了距離L的下限時(shí)，就阻礙了光學(xué)模塊的小型化。在光纖12具有撓度時(shí)，需要在加工中進(jìn)行熟練的控制。即，必須將光學(xué)模塊加工成使得光纖12具有足以吸收熱應(yīng)力的撓度，而且撓曲的曲率半徑不大于極限曲率半徑。在此情況下，需要采用加工設(shè)備或工具的組裝操作，這是難以自動(dòng)化的。
因?yàn)樵诘谝粚?shí)施例中可減小光纖12受到的沿其插入方向的熱應(yīng)力，所以即使在第一固定部分14和第二固定部分16之間的距離L小于10mm時(shí)，也能確?？煽啃院唾|(zhì)量。傳統(tǒng)上，在距離L小于6mm時(shí)，難以使光纖12具有撓度。然而，在第一實(shí)施例中，即使在距離L小于6mm時(shí)，也可確?？煽啃院唾|(zhì)量并減小光學(xué)模塊的尺寸。此外，在光纖12具有撓度時(shí)，無需如同第二傳統(tǒng)實(shí)施例中那樣需要熟練的控制。優(yōu)選地，距離L小于5mm，更優(yōu)選地，距離L小于4mm。
圖4A至圖4G表示凸緣26a及26b和外殼20的底部24的示例。與圖3C的部件和結(jié)構(gòu)相同的部件和結(jié)構(gòu)具有相同的附圖標(biāo)記。在圖4A中，凸緣26a形成在角部T3處，而凸緣26b形成在角部T1處。凸緣26a和26b沿大致垂直于光纖12的插入方向的方向延伸。
在圖4B中，凸緣26a布置成與角部T3接觸，凸緣26b布置成與角部T1接觸，而角部T1和T3形成外殼20的底部的相對(duì)角部。凸緣26a形成在底部的在角部T3附近的側(cè)邊上，凸緣26b形成于在角部T1附近的相對(duì)側(cè)邊上，所述側(cè)邊沿大致垂直于光纖12的插入方向的方向延伸。
在圖4C中，凸緣26a形成在外殼20底部的在角部T3附近的側(cè)邊上，而凸緣26b形成于在角部T1附近的相對(duì)側(cè)邊上，所述側(cè)邊沿大致垂直于光纖12的插入方向的方向延伸。
在圖4D中，凸緣26a形成在外殼20底部的在角部T3附近的側(cè)邊上，而凸緣26b形成于在角部T1附近的相對(duì)側(cè)邊上，所述側(cè)邊沿大致平行于光纖12的插入方向的方向延伸。
在圖4E中，凸緣26a形成在角部T3處，而凸緣26b形成于在角部T1附近的側(cè)邊L2上。
在圖4F中，凸緣26a形成在角部T3處，而凸緣26b形成在角部T1處，凸緣26a和26b沿不平行于光纖12的插入方向的方向延伸。
圖4G和圖4H表示其中角部T1至T4形成矩形的頂點(diǎn)的情況，所述矩形形成外殼20的底部。在圖4G中，凸緣26a布置成與角部T3接觸，而凸緣26b布置成與角部T1接觸，其中角部T1和T3形成外殼20的底部的相對(duì)角部。凸緣26a形成在底部的在角部T3附近的側(cè)邊上，而凸緣26b形成于在角部T1附近的相對(duì)側(cè)邊上，所述側(cè)邊沿大致垂直于光纖12的插入方向的方向延伸。
在圖4H中，凸緣26a形成在角部T3處，而凸緣26b形成在角部T1處，其中角部T1和T3形成外殼20的底部的相對(duì)角部。而且，凸緣26a形成在外殼20的底部的一個(gè)側(cè)邊處，而凸緣26b形成在另一個(gè)側(cè)邊處，其中，所述側(cè)邊沿大致垂直于光纖12的插入方向的方向延伸。
如所述示例所示，熱應(yīng)力沿傾斜方向作用在光纖12上。因此與第一傳統(tǒng)實(shí)施例相比，沿光纖12的插入方向的熱應(yīng)力減小。從而能確保光學(xué)模塊的可靠性和質(zhì)量，并能減小光學(xué)模塊的尺寸。在凸緣26a形成于在角部T3附近的側(cè)邊L4上而凸緣26b形成于在角部T1附近的側(cè)邊L2上的情況下，凸緣26a可布置在相對(duì)于側(cè)邊L4中心的角部T3側(cè)，而凸緣26b可布置在相對(duì)于側(cè)邊L2中心的角部T1側(cè)。在此情況下，光纖12受到沿傾斜方向的熱應(yīng)力。從而與第一傳統(tǒng)實(shí)施例相比，可減小沿光纖12的插入方向的熱應(yīng)力。優(yōu)選地，凸緣26a更加靠近角部T3，而凸緣26b更加靠近角部T1，以便獲得充分的效果。盡管在第一實(shí)施例中，凸緣26a可形成在角部T3上或在角部T3附近，凸緣26b可形成在角部T1上或在角部T1附近，但凸緣26a也可形成在角部T4上或在角部T4附近，而凸緣26b也可形成在角部T2上或在角部T2附近。
(第二實(shí)施例)根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)模塊具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中用于將外殼固定到散熱器上的凸緣形成在外殼的底部處的、沿大致平行于光纖插入方向的方向并彼此相對(duì)的側(cè)邊上。圖5A至圖5C所示的第二實(shí)施例除了凸緣26a和26b的布置位置之外與第一實(shí)施例相同。因此省略詳細(xì)說明。圖5A至圖5C表示根據(jù)第二實(shí)施例和其它示例的外殼20的底部24以及凸緣26a和26b。在圖5A中，凸緣26a形成在側(cè)邊L3的中心處，而凸緣26b形成在側(cè)邊L1的中心處，所述側(cè)邊L1和L3在外殼20的底部處大致平行于光纖12的插入方向并相對(duì)。
在圖5B中，凸緣26a形成在側(cè)邊L3上，而凸緣26b形成在側(cè)邊L1上，所述側(cè)邊L1和L3在外殼20的底部處大致平行于光纖12的插入方向并相對(duì)。凸緣26a位于側(cè)邊L3的中心處，而凸緣26b與角部T4接觸。
在圖5C中，凸緣26a形成在側(cè)邊L3上，而凸緣26b形成在側(cè)邊L1上，所述側(cè)邊L1和L3在外殼20的底部處大致平行于光纖12的插入方向并相對(duì)。凸緣26a和26b布置成相對(duì)于光纖12的插入方向而彼此對(duì)稱地相對(duì)。
在第二實(shí)施例中，外殼20通過形成在側(cè)邊L1和L3上的凸緣26a和26b而固定到散熱器10上。當(dāng)光學(xué)模塊的溫度上升時(shí)，光纖12受到沿大致垂直于其插入方向的方向的應(yīng)力。由于外殼20趨于沿大致垂直于光纖12的插入方向的方向膨脹，因此光纖12受到的沿其插入方向的熱應(yīng)力減小。因此如第一實(shí)施例那樣，能確?？煽啃院唾|(zhì)量，而且能減小光學(xué)模塊的尺寸。
特別是在如圖5A和圖5C所示，凸緣26a和26b布置成相對(duì)于光纖12的插入方向相對(duì)的情況下，光纖12沿其插入方向幾乎不受應(yīng)力作用。因此可進(jìn)一步確?？煽啃院唾|(zhì)量，并可進(jìn)一步減小光學(xué)模塊的尺寸。
(第三實(shí)施例)在第三實(shí)施例中，在側(cè)壁和第一固定部分之間設(shè)置有緩沖件。圖6A表示根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖(蓋未示出)。圖6B表示沿圖6A的線C-C剖取的剖視圖。與根據(jù)第一傳統(tǒng)實(shí)施例的圖1A和圖1B不同，在側(cè)壁22和第一固定部分14之間設(shè)置有緩沖件18a。容納透鏡32的透鏡支架33直接地固定到基座46上。透鏡支架33可如第一實(shí)施例那樣布置在下托架44上。第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)在其它方面與第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同。與第一實(shí)施例的部件和結(jié)構(gòu)相同的部件和結(jié)構(gòu)具有相同的附圖標(biāo)記，并省略詳細(xì)描述。如圖6A和圖6B所示，緩沖件18a設(shè)置在側(cè)壁22的內(nèi)側(cè)與第一固定部分14之間，并固定在側(cè)壁22上，向側(cè)壁22的內(nèi)側(cè)突出。第一固定部分14布置在側(cè)壁22和第二固定部分16之間，并通過緩沖件18a固定到側(cè)壁22上。即，緩沖件18a連接至側(cè)壁22，并在側(cè)壁22與第二固定部分16之間延伸。光纖12通過緩沖件18a和第一固定部分14而固定到側(cè)壁22上。緩沖件18a朝外殼20的側(cè)壁22的內(nèi)側(cè)突出。當(dāng)緩沖件18a的突出部分根據(jù)溫度的變化而膨脹或收縮時(shí)，作用到光纖12上的熱應(yīng)力減小。
優(yōu)選地，緩沖件18a所用的材料的線性熱膨脹系數(shù)大于外殼20的底部24的線性熱膨脹系數(shù)。緩沖件18a例如由諸如Fe-Cr-Ni合金的SUS304或Fe-Cr合金的SUS 430構(gòu)成。當(dāng)光學(xué)模塊的溫度上升時(shí)，外殼20的側(cè)壁22及底部24膨脹，從而側(cè)壁22與第二固定部分16之間的距離增加。然而，第一固定部分14和側(cè)壁22之間的緩沖件18a膨脹。從而第一固定部分14和第二固定部分16之間的距離的膨脹長度是外殼20與緩沖件18a的膨脹長度之差。與第一傳統(tǒng)實(shí)施例相比，可減小作用到光纖12上的熱應(yīng)力。
此外，在緩沖件18a的線性熱膨脹系數(shù)大于外殼20的底部24的線性熱膨脹系數(shù)時(shí)，可進(jìn)一步減小作用到光纖12上的熱應(yīng)力。
此外，在第一固定部分14與第二固定部分16之間的距離L小于6mm時(shí)，可確?？煽啃院唾|(zhì)量并可減小光學(xué)模塊的尺寸。
(第四實(shí)施例)圖7表示根據(jù)第四實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖(蓋未示出，透視開口23并由細(xì)線示出)。第四實(shí)施例與第三實(shí)施例的不同之處在于，從側(cè)壁22的內(nèi)側(cè)至外側(cè)通過側(cè)壁22的供光纖12穿過的開口23設(shè)置緩沖件18b。第四實(shí)施例在其它方面與第三實(shí)施例相同。與第三實(shí)施例的部件和結(jié)構(gòu)相同的部件和結(jié)構(gòu)具有相同的附圖標(biāo)記，并省略詳細(xì)說明。通過穿過側(cè)壁22將緩沖件18b連接至側(cè)壁22，可容易地布置緩沖件18b。
(第五實(shí)施例)圖8表示根據(jù)第五實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖(蓋沒有示出，透視開口23并由細(xì)線示出)。第五實(shí)施例與第四實(shí)施例的不同之處在于，凸緣26a和26b布置成與第一實(shí)施例一樣。第五實(shí)施例在其它方面與第四實(shí)施例相同。與第四實(shí)施例的部件和結(jié)構(gòu)相同的部件和結(jié)構(gòu)具有相同的附圖標(biāo)記，并省略詳細(xì)說明。緩沖件18a和18b可布置成與第三實(shí)施例和第四實(shí)施例一樣。凸緣26a和26b可布置成與第一實(shí)施例、第二實(shí)施例以及這些實(shí)施例的其它示例一樣。從而可進(jìn)一步減小作用在光纖12上的熱應(yīng)力，可進(jìn)一步確保可靠性和質(zhì)量，并可進(jìn)一步減小光學(xué)模塊的尺寸。
與第一實(shí)施例和第三實(shí)施例至第五實(shí)施例一樣，對(duì)于散熱器10采用線性熱膨脹系數(shù)比外殼20的底部24的線性熱膨脹系數(shù)大的材料。即，外殼20具有凸緣26a和26b，并通過凸緣26a和26b連接到散熱器10上，散熱器10的線性熱膨脹系數(shù)大于形成外殼20底部的底部24的線性熱膨脹系數(shù)。
(第六實(shí)施例)圖9表示根據(jù)第六實(shí)施例的光學(xué)模塊的剖視圖。第六實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，第一固定部分14通過諸如套圈的中間件15將光纖12間接固定到外殼20上。光纖支承部分42在第一實(shí)施例至第五實(shí)施例中用作第二固定部分16的中間件。該中間件可由金屬、陶瓷、樹脂等構(gòu)成。第六實(shí)施例在其它方面與第五實(shí)施例相同。與第一實(shí)施例的部件和結(jié)構(gòu)相同的部件和結(jié)構(gòu)具有相同的附圖標(biāo)記，并省略詳細(xì)說明。在第一實(shí)施例至第五實(shí)施例以及它們的其它示例中，第一固定部分14和第二固定部分16可將光纖12直接地固定到外殼20上，或者第一固定部分14和第二固定部分16中的至少任一個(gè)可通過中間件15或光纖支承部分42將光纖12間接固定到外殼20上。如圖9所示，在光纖12通過中間件15或光纖支承部分42間接固定時(shí)，距離L為第一固定部分14和第二固定部分16之間的沒有通過中間件15或光纖支承部分42固定的部分的長度。
盡管第一實(shí)施例至第六實(shí)施例以及它們的示例是其中激光二極管30與光纖12光耦合的結(jié)構(gòu)，然而它們也可以用諸如光電二極管或發(fā)光二極管的半導(dǎo)體元件。即，所述光學(xué)模塊可具有與外殼內(nèi)部的光纖光耦合的半導(dǎo)體元件。
盡管在第一實(shí)施例至第六實(shí)施例以及它們的示例中，凸緣26a和26b與外殼20的底部24一體形成，然而凸緣26a和26b可由與外殼20的底部24不同的材料構(gòu)成。
盡管以上描述構(gòu)成了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離所附權(quán)利要求的適當(dāng)范圍和適當(dāng)含義的情況下可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)、修改和變化。
本發(fā)明基于2005年9月30日提交的日本專利申請(qǐng)No.2005-288895，這里通過引用并入其全部公開內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊包括外殼，該外殼具有穿過其側(cè)壁的光纖；第一固定部分，該第一固定部分將所述光纖直接地或通過中間件間接地固定到所述外殼的側(cè)壁上；第二固定部分，該第二固定部分將所述光纖固定在所述外殼的內(nèi)部；以及兩個(gè)連接部分，所述兩個(gè)連接部分分別布置在所述外殼的兩個(gè)相對(duì)角部處，或者布置在所述外殼的在所述角部附近的兩個(gè)側(cè)邊處，其中，所述第一固定部分和所述第二固定部分之間的距離小于6mm。
2.一種光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊包括外殼，該外殼具有穿過其側(cè)壁的光纖；第一固定部分，該第一固定部分將所述光纖直接地或通過中間件間接地固定到所述外殼的側(cè)壁上；第二固定部分，該第二固定部分將所述光纖固定在所述外殼的內(nèi)部；以及兩個(gè)連接部分，所述兩個(gè)連接部分分別布置在所述外殼的底部的、大致平行于所述光纖的插入方向并彼此相對(duì)的兩個(gè)側(cè)邊處，其中，所述第一固定部分和所述第二固定部分之間的距離小于6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于所述兩個(gè)連接部分分別布置在所述外殼的在所述角部附近的所述兩個(gè)側(cè)邊處；并且所述兩個(gè)側(cè)邊大致平行于所述光纖的插入方向并彼此相對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于所述兩個(gè)連接部分分別布置在所述外殼的在所述角部附近的所述兩個(gè)側(cè)邊處；并且所述兩個(gè)側(cè)邊大致垂直于所述光纖的插入方向并彼此相對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)模塊，其特征在于所述兩個(gè)連接部分布置成相對(duì)于所述光纖的插入方向而彼此對(duì)稱地相對(duì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，該光學(xué)模塊還包括一緩沖件，該緩沖件連接至所述側(cè)壁，并在所述側(cè)壁與所述第二固定部分之間延伸；其中所述第一固定部分通過所述緩沖件部分而固定到所述側(cè)壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述外殼通過所述兩個(gè)連接部分而連接到一板上；所述板的線性熱膨脹系數(shù)大于所述外殼的底部的線性熱膨脹系數(shù)。
8.一種光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊包括外殼，該外殼具有穿過其側(cè)壁的光纖；第一固定部分，該第一固定部分固定所述光纖；第二固定部分，該第二固定部分將所述光纖固定在所述外殼的內(nèi)部；以及緩沖件，該緩沖件固定至所述側(cè)壁，并在所述側(cè)壁的內(nèi)側(cè)與所述第二固定部分之間延伸，其中，所述第一固定部分將所述光纖直接地或通過中間件間接地固定到所述緩沖件上；并且所述第一固定部分和所述第二固定部分之間的距離小于6mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述緩沖件部分的熱膨脹系數(shù)大于所述外殼的底部的熱膨脹系數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述緩沖件穿過所述側(cè)壁并連接至所述側(cè)壁。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，該光學(xué)模塊還包括一光學(xué)半導(dǎo)體元件，該光學(xué)半導(dǎo)體元件與所述外殼內(nèi)部的光纖光耦合。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述外殼具有連接部分，并通過所述連接部分連接到一板上；所述板的線性熱膨脹系數(shù)大于所述外殼的底部的線性熱膨脹系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光學(xué)模塊。該光學(xué)模塊具有外殼、第一固定部分、第二固定部分以及兩個(gè)連接部分。所述外殼具有穿過其側(cè)壁的光纖。所述第一固定部分將所述光纖直接地或通過中間件間接地固定到所述外殼的側(cè)壁上。所述第二固定部分將所述光纖固定在所述外殼的內(nèi)部。所述兩個(gè)連接部分分別布置在所述外殼的兩個(gè)相對(duì)角部處，或者布置在所述外殼的在所述角部附近的兩個(gè)側(cè)邊處。所述第一固定部分和所述第二固定部分之間的距離小于6mm。
文檔編號(hào)G02B6/42GK1940609SQ200610159980
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者中川覺司, 渡邊一義 申請(qǐng)人:優(yōu)迪那半導(dǎo)體有限公司