一种透镜耦合方法技术

本发明专利技术提供了一种透镜耦合方法，包括如下步骤：将透镜移动至与待耦合芯片耦合的位置，在靠近透镜一侧设置外部光源，外部光源发出激光，使激光通过透镜耦合到待耦合芯片的波导中；在靠近待耦合芯片一侧设置光电转化检测组件，通过光电转化检测组件将进入到待耦合芯片的光转化为响应电流；调整透镜位置进行耦合，当光电转化检测组件检测到响应电流最大时，固化对应透镜位置，即完成透镜耦合。该透镜耦合方法可使得平行光方案和汇聚光方案在同一个耦合平台上完成耦合，降低了工艺平台建设过程中人力、物力、生产场地和时间成本，方便快速切换不同类型的产品。换不同类型的产品。换不同类型的产品。

【技术实现步骤摘要】
一种透镜耦合方法


[0001]本专利技术属于光通信
，具体涉及一种透镜耦合方法。

技术介绍

[0002]双透镜平行光方案与单透镜汇聚光方案是现在普遍应用在光通信器件领域内的光路设计方案。一般TO封装的光器件采用单透镜汇聚光方案，BOX封装的光器件采用双透镜平行光方案。
[0003]双透镜平行光方案光学系统主要包括了两颗透镜，如图1所示，透镜A将激光器发出的发散光转换为平行光束；透镜B将上述平行光束转换为汇聚光束，通过耦合透镜B与光纤的相对位置，将汇聚光束耦合到光纤中，在该方案中，激光器是光源，入光纤光功率是指示耦合的指标。一般完成双透镜平行光方案的透镜耦合有两种方式：第一种，激光器发散光与耦合透镜B和光纤一起先进行耦合，在合适的位置，固定透镜B、光纤与激光器，再耦合透镜A，两个步骤都是由进入到光纤中的光功率做反馈提示；第二种，激光器发出光，耦合透镜A和光束质量分析仪做耦合，光束质量分析仪测试近场和远场光斑形状，确认透镜A相对于激光器的位置，在合适的位置，固定透镜A；再耦合透镜B与光纤，第一个步骤是光束质量分析仪读数做耦合反馈提示，第二个步骤是由进入到光纤中的光功率做耦合反馈提示。
[0004]双透镜平行光方案的透镜耦合系统能够更好的处理光纤通过光学系统之后的像差，同时光学元件与激光器都是经过耦合的，更容易获取更高的耦合效率，但是由于需要耦合两个透镜及适配器，所以耦合时间比“单透镜汇聚光方案光学系统”耦合时间更长；而且在双透镜平行光方案中，由于透镜A与激光器之间的相对位置要求很严格，由于封帽的精度比较低，透镜A一般不能为管帽的形式。另外，上述双透镜平行光的第一种耦合方式需要在发散光的条件下先耦合完适配器，再耦合靠近激光器的透镜，这种方案完全不可能用在TO等光器件，TO封装需要先完成激光器的气密封装；第二种耦合方式需要用在光束质量分析仪分析仪，抛开设备本身的成本不提，这种方案也不适用于常规TO的封装。
[0005]单透镜汇聚光方案光学系统只包括一颗透镜，如图2所示，透镜A将激光器发出的发散光转换为汇聚光束，通过耦合光纤与透镜A的相对位置，将汇聚光束耦合到光纤中。单透镜汇聚光方案光学系统的透镜一般不会与激光器单独做耦合，透镜A与激光器相对位置的确认一般在无源环境下进行的：一是通过贴片的方式确认透镜A相对于激光器的位置；二是通过将透镜A与金属部件做成管帽的形式，通过封帽的方式完成透镜与激光器芯片相对位置的固定。但是单透镜汇聚光方案的这两种耦合方式，透镜贴片或者封帽的精度依赖于物料本身的公差和设备的贴片精度，不可能用于平行光方案。
[0006]在建立双透镜平行光方案以及单透镜汇聚光方案工艺平台的过程中需要耗费大量的人力、物力、生产场地和时间成本，然而这两种工艺平台的不兼容使企业的产品种类有局限性。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是一种透镜耦合方法，使平行光方案和汇聚光方案可以在同一个耦合平台上完成耦合，降低了工艺平台建设过程中人力、物力、生产场地和时间成本，方便快速切换不同类型的产品。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种透镜耦合方法，包括如下步骤：将透镜移动至与待耦合芯片耦合的位置，在靠近透镜一侧设置外部光源，外部光源发出激光，使激光通过透镜耦合到待耦合芯片的波导中；在靠近待耦合芯片一侧设置光电转化检测组件，通过光电转化检测组件将进入到待耦合芯片的光转化为响应电流；调整透镜位置进行耦合，当光电转化检测组件检测到响应电流最大时，固化对应透镜位置，即完成透镜耦合。
[0009]进一步的，所述外部光源为发散光源或平行光源。
[0010]进一步的，所述外部光源为波长可调发散光源或波长可调平行光源，所述待耦合芯片为激光器芯片，所述光电转化检测组件为激光器自带的背光探测器或者外加的光探测器；在外部光源发出激光耦合到激光器芯片之前，先将外部光源波长调节到与激光器芯片波长一致，且外部光源波长光功率调节到10~20mW。
[0011]进一步的，在外部光源发出激光耦合到激光器芯片过程中，给激光器芯片加比阈值大1~2mA的电流驱动电流。
[0012]进一步的，所述外部光源为波长可调发散光源或波长可调平行光源，所述待耦合芯片为激光器芯片，所述光电转化检测组件包括光开关、波长计和光探测器；在外部光源发出激光耦合到激光器芯片过程中，先给激光器芯片加正常的工作电流，并通过光开关切换光路，将激光器芯片发出的背光送到波长计测试波长；测试完成后，给激光器芯片加比阈值大1~2mA的电流驱动电流，激光器芯片背面发出的激光，通过光开关切换光路到波长计端，波长计将读取到的波长反馈到外部光源，同时外部光源调节其发出的激光波长与激光器芯片波长一致，即完成波长测试；波长测试完成后，将光开关切换光路到光探测器一端，外部光源发出的激光通过透镜耦合到激光器芯片的波导中，激光从激光器芯片波导发光面进入，背光面发出，被光探测器接收，光探测器将光转化为响应电流，作为耦合的指示，响应电流最大时，固化透镜，完成透镜耦合过程。
[0013]进一步的，所述光开关采用光分路器。
[0014]进一步的，所述待耦合芯片为EML芯片，所述外部光源的波长与EML芯片波长处于同一波段，所述光电转化检测组件为电流表，该电流表与EML芯片的EA部分形成电流监测回路；外部光源发出的激光通过透镜耦合到EML芯片的波导中，激光从EML芯片波导发光面进入，被EA部分吸收接收，EA部分将吸收光转化为响应电流，作为耦合的指示，响应电流最大时，固化透镜，完成透镜耦合过程。
[0015]进一步的，所述外部光源的光功率为EML芯片正常出光功率的一半。
[0016]进一步的，上述透镜耦合方法包括多个待耦合芯片，每个待耦合芯片采用上述透镜耦合方法进行耦合。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的这种透镜耦合方法统一了两种工艺平台，使平行光方案和汇聚光方案可以在同一个耦合平台上完成耦合，降低了工艺平台建设过程中人力、物力、生产场地和时间成本，方便快速切换不同类型的产品。
[0018](2)本专利技术提供的这种透镜耦合方法可以将透镜设定为管帽形式，在封帽电极中设计平行光源，TO自带的背光探测器收集波导传过来的光，封帽前实现了平行光TO封帽的有源耦合，有源耦合完成后进行预封帽，固定透镜管帽和激光器芯片的位置，解决了传统TO封装由于封帽精度的问题不能使用平行光方案的问题。
[0019](3)本专利技术提供的这种透镜耦合方法采用外部光源加光，光源通过待耦合透镜及待耦合芯片的波导之后被探测器吸收产生光电流，通过光电流的强度反馈耦合位置，不需要给待耦合芯片加大电流，解决了在复杂结构下给激光器芯片加电的这一难题，避免了激光器芯片加电流的有源耦合过程。
[0020](4)本专利技术提供的这种透镜耦合方法利用激光器芯片背光测试波长，反馈调节外部光源波长，实现了耦合与波长测试的集成，提高了生产效率。
[0021]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透镜耦合方法，其特征在于，包括如下步骤：将透镜移动至与待耦合芯片耦合的位置，在靠近透镜一侧设置外部光源，外部光源发出激光，使激光通过透镜耦合到待耦合芯片的波导中；在靠近待耦合芯片一侧设置光电转化检测组件，通过光电转化检测组件将进入到待耦合芯片的光转化为响应电流；调整透镜位置进行耦合，当光电转化检测组件检测到响应电流最大时，固化对应透镜位置，即完成透镜耦合。2.如权利要求1所述的透镜耦合方法，其特征在于，所述外部光源为发散光源或平行光源。3.如权利要求2所述的透镜耦合方法，其特征在于，所述外部光源为波长可调发散光源或波长可调平行光源，所述待耦合芯片为激光器芯片，所述光电转化检测组件为激光器自带的背光探测器或者外加的光探测器；在外部光源发出激光耦合到激光器芯片之前，先将外部光源波长调节到与激光器芯片波长一致，且外部光源波长光功率调节到10~20mW。4.如权利要求3所述的透镜耦合方法，其特征在于，在外部光源发出激光耦合到激光器芯片过程中，给激光器芯片加比阈值大1~2mA的电流驱动电流。5.如权利要求2所述的透镜耦合方法，其特征在于，所述外部光源为波长可调发散光源或波长可调平行光源，所述待耦合芯片为激光器芯片，所述光电转化检测组件包括光开关、波长计和光探测器；在外部光源发出激光耦合到激光器芯片过程中，先给激光器芯片加正常的工作电流，并通过光开关切换光路，将激光器芯片发出的背光...

【专利技术属性】
技术研发人员：万仁，李林科，吴天书，杨现文，张健，
申请(专利权)人：武汉联特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：