一种光学器件的制作方法

本实用新型涉及光通讯领域，具体涉及一种光学器件。

背景技术：

光纤通讯系统一般包含有各种光学元器件，涉及波分复用器，隔离器，环形器，分光探测器以及保偏器件等。通常一套模块或者系统，需要用到大量的光学器件，这些光学器件堆叠在一起，占据了一个较大空间，器件的小型化程度直接决定了整个模块或系统的外在体积大小。

随着模块或系统小型化的要求越来越高，对光学器件的小型化的要求也越来越高，特别是对光学器件的外径大小。同时，还需要保持光学器件的结构稳定性与最优的参数性能，特别是长期的可靠性与温度性能。

现有的光学器件中，封装时，两个准直器的耦合连接处通过一套管封装连接，然后通过套管的两端分别与两个准直器对应的外封件的端面对接粘接实现连接，套管和两外封件均需要足够的厚度，才能保证粘接结构的稳定性。这决定了该结构的器件存在一个最小尺寸。光学器件很难做到进一步地小型化。

现有的光学器件的封装还有待进一步优化。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种光学器件，克服现有的光学器件进一步小型化难度大的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光学器件，包括第一准直器和第二准直器，以及设于第一准直器和第二准直器之间的光学功能组件，所述光学器件还包括用于封装连接第一准直器和第二准直器的封装件,设于第一准直器和封装件之间并部分突出封装件设置的第一套件，以及设于第二准直器和封装件之间并部分突出封装件设置的第二套件。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述光学器件还包括套设于第一套件且与封装件的一端连接的第一外封件，以及套设于第二套件且与封装件的另一端连接的第二外封件。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述第一准直器包括第一光纤头、部分安装于封装件中的第一透镜结构，以及套设于第一光纤头和第一透镜结构的连接处的第三套件；所述第二准直器包括第二光纤头、部分安装于封装件中的第二透镜结构，以及套设于第二光纤头和第二透镜结构的连接处的第四套件，所述光学功能组件设于第一透镜结构和第二透镜结构之间。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述第一套件靠近光学功能组件的端面与其横截面之间的二面角为0～8°。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述第一透镜结构的端面与其横截面之间的夹角为4～12°，所述第二透镜结构的端面与其横截面之间的夹角为4～12°。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述第一光纤头包括第一毛细管，以及设于第一毛细管中的第一光纤、第二光纤，所述第一光纤和第二光纤的圆心连线与第一毛细管的轴线的距离为0～0.25mm。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述第一光纤头的端面与其横截面之间的夹角为4～12°，所述第二光纤头的端面与其横截面之间的夹角为4～12°。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述封装件包括用于安装第一准直器的第一槽孔，用于安装第二准直器的第二槽孔，以及设于第一槽孔和第二槽孔之间用于安装光学功能组件的第三槽孔，所述第一槽孔、第二槽孔和第三槽孔相互连通，且所述第一槽孔和第二槽孔的轴线相错设置。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述第一槽孔、第二槽孔和第三槽孔均为圆柱形槽孔，且所述第一槽孔和第二槽孔的直径均大于第三槽孔的直径。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述光学功能组件为滤光器件、分光器件、法拉第旋光器件中的一种。

本实用新型的有益效果在于，通过设置封装连接第一准直器和第二准直器的封装件，第一套件和第二套件，第一套件设于第一准直器和封装件之间并部分突出封装件设置，第二套件设于第二准直器和封装件之间并部分突出封装件设置，实现第一准直器和第二准直器的外封装可通过与第一套件和第二套件的外周粘接，及与封装件的两端面粘接，粘接接触面积大，无需设置比较厚的厚度，便可保证粘接结构的稳定性，进一步地减小光学器件的外径尺寸，整体结构紧凑，实现光学器件的小型化设计。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的光学器件(光学功能组件为滤光器件)的结构示意图；

图2是本实用新型的光学器件(光学功能组件为法拉第旋光学器件)的结构示意图；

图3是本实用新型的封装件应用于分光探测器件中的结构示意图；

图4是本实用新型的封装件的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种光学器件的优选实施例。

一种光学器件，包括第一准直器和第二准直器，以及设于第一准直器和第二准直器之间的光学功能组件30，所述光学器件还包括用于封装连接第一准直器和第二准直器的封装件40,设于第一准直器和封装件40之间并部分突出封装件40设置的第一套件50，以及设于第二准直器和封装件40之间并部分突出封装件40设置的第二套件60。

通过设置封装连接第一准直器和第二准直器的封装件40，第一套件50和第二套件60，第一套件50设于第一准直器和封装件40之间并部分突出封装件40设置，第二套件60设于第二准直器和封装件40之间并部分突出封装件40设置，实现第一准直器和第二准直器的外封装可通过与第一套件50和第二套件60的外周粘接，及与封装件40的两端面粘接，粘接接触面积大，无需设置比较厚的厚度，便可保证粘接结构的稳定性，进一步地减小光学器件的外径尺寸，整体结构紧凑，实现光学器件的小型化设计。

进一步地，所述光学器件还包括套设于第一套件50且与封装件40的一端连接的第一外封件70，以及套设于第二套件60且与封装件40的另一端连接的第二外封件80。装配时，第一外封件70套设于第一套件50上，且其端面与封装件40的一端面相吻合对接，第二外封件80套设于第二套件60上，且其端面与封装件40的另一端面相吻合对接，实现光学器件的整体封装，结构紧凑，稳定，其可保持长期的可靠性和温度性能。

其中，第一套件50的外表面一部分与封装件40的内表面贴合，一部分与第一外封件70的内表面贴合，第一套件50与封装件40和第一外封件70的接触面积大，使得第一外封件70、第一套件50和封装件40三者的配合封装结构稳定；第二套件60的外表面一部分与封装件40的内表面贴合，一部分与第二外封件80的内表面贴合，第二套件60与封装件40和第二外封件80的接触面积大，使得第二外封件80、第二套件60和封装件40三者的配合封装结构稳定，光学器件的整体结构稳定。第一外封件70和第二外封件80无需设置比较厚的厚度实现第一准直器和第二准直器的外封装，大大缩小光学器件的整体外径尺寸，使光学器件进一步地小型化。

进一步地，所述第一准直器包括第一光纤头11、部分安装于封装件40中的第一透镜结构12，以及套设于第一光纤头11和第一透镜结构12的连接处的第三套件13；所述第二准直器包括第二光纤头21、部分安装于封装件40中的第二透镜结构22，以及套设于第二光纤头21和第二透镜结构22的连接处的第四套件23，所述光学功能组件30设于第一透镜结构12和第二透镜结构22之间。第一光纤头11与第一透镜结构12完成相对位置的调试步骤之后，通过第三套件13套设于两者的连接处实现连接和封装，同理，第二光纤头21与第二透镜结构22完成相对位置的调试步骤之后，通过第四套件23套设于两者的连接处实现连接和封装。

现有对光纤头和透镜结构的封装连接有两种方案，方案一为通过两分别套设光纤头和透镜结构的套管的端面对接粘接固定，实现两者的封装连接，需要比较厚的厚度保证粘接结构的稳定性；方案二为光纤头与透镜结构通过裹胶封装连接固定，光纤头需要套设玻璃管，再与外封装件套接，避免外封装件与胶接触，其存在空气间隙，无法进一步压缩。本实用新型通过套件套设光纤头与透镜结构的连接处，实现两者的封装连接，与现有方案相比，剔除掉了旧有设计的冗余空间，结构紧凑，使光学器件进一步小型化的同时，仍然保持器件的结构稳定性与最优的参数性能，特别是长期的可靠性与温度性能。

其中，所述第三套件13和第四套件23均为管状体结构，且其材质为玻璃或陶瓷。

以及，所述第一透镜结构12和第二透镜结构22均可以是球透镜、聚焦透镜、非球面透镜等。

参考图3，所述第三套件13对第一光纤头11和第一透镜结构12的封装形式可应用于分光探测器中第一光纤头11和第一透镜结构12的封装连接，缩减分光探测器的外径尺寸。

本实施例中，所述第一套件50靠近光学功能组件30的端面与其横截面之间的二面角为0～8°。其中，第一套件50的端面与光学功能组件30的端面贴合，光学功能组件30的端面亦与第一套件50的横截面存在二面角，且为0～8°。此二面角的设置可补偿第一光纤头11与第一透镜结构12之间的光束耦合时产生的错位量，使得第一光纤头11与第一透镜结构12之间的轴向位移量接近为0，可将轴向位移量控制在5um以内。

进一步地，所述第一透镜结构12的端面与其横截面之间的夹角为4～12°，所述第二透镜结构22的端面与其横截面之间的夹角为4～12°。这两个角度的设置与第一套件50的端面与其横截面之间的二面角的角度匹配，补偿第一光纤头11与第一透镜结构12之间的轴向位移量。

本实施例中，所述第一光纤头11包括第一毛细管111，以及设于第一毛细管111中的第一光纤112、第二光纤113，所述第一光纤112和第二光纤113的圆心连线与第一毛细管111的轴线的距离为0～0.25mm。如果第一光纤头11与第一透镜结构12之间的位移量都在轴心，都被这个位移量替代，则第一光纤头11与第一透镜结构12的错位量可以很小。

其中，所述第一光纤头11的端面与其横截面之间的夹角为4～12°，所述第二光纤头21的端面与其横截面之间的夹角为4～12°。这两个角度的设置能确保回波损耗，保证光学器件的性能。

本实施例中，所述封装件40包括用于安装第一准直器的第一槽孔41，用于安装第二准直器的第二槽孔42，以及设于第一槽孔41和第二槽孔42之间用于安装光学功能组件30的第三槽孔43，所述第一槽孔41、第二槽孔42和第三槽孔43相互连通，且所述第一槽孔41和第二槽孔42的轴线相错设置。

通过设置封装件40，封装件40的第一槽孔41、第二槽孔42和第三槽孔43相互连通，且第一槽孔41和第二槽孔42的轴线相错设置，两者的轴线之间具有一定的间距，补偿光学耦合上面的错位量，与现有的通过将两准直器直接耦合好参数，套入圆管的方式相比，将两准直器之间调试转移到第一准直器和第二准直器内部的调试，大大减小器件的调试位移量，缩减光学器件整体的尺寸，剔除掉了旧有设计的冗余空间，整体结构紧凑，实现光学器件的小型化设计。

其中，所述第一槽孔41、第二槽孔42和第三槽孔43均为圆柱形槽孔，且所述第一槽孔41和第二槽孔42的直径均大于第三槽孔43的直径。所述光学功能组件30安装于第三槽孔43中，靠近封装件40中央的位置。封装件40在第一槽孔41和第二槽孔42之间的内表面形成环形凸起44。装配时，第一套件50的端面与环形凸起44的一端面贴合，第二套件60的端面与环形凸起44的另一端面贴合，装配方便。

以及，参考图4，第一槽孔41和第二槽孔42的轴线相错设置是指第一槽孔41和第二槽孔42的轴线不在同一直线上。两轴线具有一定的距离。

以及，所述光学耦合上面的错位量的产生主要是由于各种楔角面以及输入的光通常不在中轴线上等因素。

进一步地，所述光学器件还包括套设于第一光纤112和第二光纤113的橡胶帽90，对第一光纤112和第二光纤113具有缓冲作用。第三光纤212也可套设橡胶帽90。

本实施例中，第一套件50与封装件40之间，第二套件60与封装件40之间，第一外封件70与第一套件50之间，第二外封件80与第二套件60之间，均可使用适宜的粘着剂进行粘接，所述粘着剂可以是紫外固化胶，或者是紫外固化和热固化双固化胶。本实施例中优选使用紫外固化和热固化双固化胶进行粘接实现连接固定。光学器件的稳定性和可靠性好，温度稳定性优异，且装配简单、方便，提高生产效率和降低成本。

本实施例中，所述光学功能组件30为滤光器件31、分光器件、法拉第旋光器件32中的一种。所述光学功能组件30为滤光器件31、法拉第旋光器件32时所对应的光学器件的结构示意图分别对应图1和图2。

具体地，所述光学功能组件30为滤光器件31时，光学器件的结构示意图如图1所示。所述第二光纤头21包括第二毛细管211，以及设于第二毛细管211中的第三光纤212。以滤光器件31为滤光片为例，对光学器件的原理进行说明：光从第一光纤头11的第一光纤112进入，入射至第一透镜结构12，聚焦准直后入射至滤光片，并按照波长范围进行分光，分光后其中一束光透过滤光片，进入第二透镜结构22，再从第二光纤头21的第三光纤212中输出；另外一束反射回来，再次进入第一透镜结构12，并从第一光纤头11的第二光纤113输出。

所述光学功能组件30为法拉第旋光器件32时，光学器件的结构示意图如图2所示。光从第一光纤头11的其中一光纤进入，经第一透镜结构12，聚焦准直后入射至法拉第旋光器件32，然后输出至第二光纤头21，实现光的单方向传输，提高光波传输效率。

本实用新型的封装件40可广泛应用于波分复用器，保偏器件，隔离器，分光探测器，衰减器，法拉第旋转器等器件的封装，也可应用于各种光波导(激光传输)的功能器件封装。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。