一种转换边发射激光器出光方向的方法与流程

本发明涉及一种转换方法，特别是指一种转换边发射激光器出光方向使其应用在光模块中的方法。

背景技术：

1、众所周知，目前出现的激光发射器按其基本机构进行区别，主要分为，边发射激光器以及面发射激光器。

2、如图1所示，为边发射激光器的出光原理图，其发光方向1是沿平行于衬底表面的方向出射。

3、如图2所示，为面发射激光器的出光原理图，其发光方向1’是沿平行于衬底表面的方向出射。

4、在实际应用的时候，边发射激光器一般为单模激光器，其与单模光纤进行匹配，单模光纤是一种只能传输单个光模式的光纤。它的核心直径非常小，通常只有几个微米，因此只能传输一束非常细的光束。当光线进入单模光纤时，由于光线的传播速度不同，会导致光线在光纤中发生折射和反射。这些反射和折射会使光线沿着光纤的轴线传播，从而实现光信号的传输。由于单模光纤只能传输单个光模式，因此它的传输距离非常远，可以达到数百公里。

5、面发射激光器一般为多模激光器，其与多模光纤进行匹配，多模光纤是一种可以传输多个光模式的光纤。它的核心直径比单模光纤大得多，通常在几十个微米到几百个微米之间。当光线进入多模光纤时，由于光线的传播速度不同，会导致光线在光纤中发生折射和反射。这些反射和折射会使光线沿着光纤的轴线传播，从而实现光信号的传输。由于多模光纤可以传输多个光模式，因此它的传输距离相对较短，通常只能达到几公里。

6、总的来说，单模方式和多模方式的工作原理都是利用光线在光纤中的反射和折射来实现光信号的传输。它们的区别在于单模方式只能传输单个光模式，传输距离较远，而多模方式可以传输多个光模式，传输距离相对较短。

7、由于边发射激光器与面发射激光器的发光原理不同，所以两者匹配在光模块中的方式也完全不同。

8、如图3所示，为边发射激光器匹配在光模块中的示意图，边发射激光器设置在电路板2上，由于边发射激光器其发光方向1是沿平行于衬底表面的方向出射的，为了配合其发光方向1，光模块中的光学器件部分3也是设置在电路板2上并且位于激光器的一侧，以达到承接激光的目的，但是由于边发射激光器芯片的尺寸较小，所以其发光方向1较为靠近电路板2，在此种结构的限制下，在装配工艺中较难匹配光学器件部分3，其整体光学模组装配难度较高，生产成本也较高。

9、如图4所示，为面发射激光器匹配在光模块中的示意图，面发射激光器设置在电路板2’上，由于边发射激光器其发光方向1’是垂直于衬底表面的方向出射的，所以光模块中的光学器件部分3’不需要设置在电路板2’上，光学器件部分3’只需要设置在面发射激光器芯片的上方即可达到承接激光的目的，此种匹配方式，不但能够节省电路板2’上的器件空间，同时其整体光学模组装配难度也较低，生产成本也较低。

10、目前还没有出现能够利用边发射激光器芯片替换面发射激光器芯片，并利用面发射激光器芯片的封装工艺生产光模块的技术以及方法，而此是为现有技术的主要缺点。

技术实现思路

1、本发明所采用的技术方案为：一种转换边发射激光器出光方向的方法，包括如下步骤。

2、第一步、将边发射激光器芯片设置在转换器上，其中，该边发射激光器芯片包括侧向发光面、芯片第一电极端以及芯片第二电极端，该边发射激光器芯片从该侧向发光面发出激光光束，该激光光束与该侧向发光面相垂直，该转换器包括芯片装配面、电路板连接面、第一电极端以及第二电极端，其中，该芯片第一电极端与该第一电极端电连接，该芯片第二电极端与该第二电极端电连接，从而使该边发射激光器芯片电连接在该转换器上，其中，该芯片装配面与该电路板连接面之间形成第一调节夹角，该侧向发光面与该芯片装配面之间形成第二调节夹角，该激光光束与该电路板连接面之间形成激光出射角，该激光出射角＝该第一调节夹角+(90°—该第二调节夹角)。

3、第二步、将该转换器设置在光模块电路板上，该转换器与该光模块电路板电连接，该边发射激光器芯片所发出的该激光光束形成的光路与该光模块电路板之间形成光路出射角，该光路出射角等于该激光出射角。

4、第三步、将光学器件单元设置在该光路中，该光学器件单元与该边发射激光器芯片相对应设置在该光路中，该边发射激光器芯片所发出的该激光光束射入该光学器件单元中，该光学器件单元独立设置在该光模块电路板外部，该转换方法通过该第一调节夹角以及该第二调节夹角来确定该光路出射角，该转换方法通过调节该第一调节夹角以及该第二调节夹角来调节该光路出射角，使该边发射激光器芯片所发出的该激光光束射入该光学器件单元中。

5、如上所述，第一步中该第一调节夹角、该第二调节夹角以及该激光出射角都为直角，第二步中该光路出射角为直角，该光路沿与该光模块电路板垂直的方向向该光模块电路板上方射出，第三步中该光学器件单元设置在该光模块电路板上方。

6、如上所述，该转换器为立方体转换块，该转换器还包括转换器顶面以及三个转换器侧面，其中，该转换器顶面垂直连接在该芯片装配面顶部，三个该转换器侧面垂直环设在该电路板连接面上方，该转换器顶面与该侧向发光面相平行。

7、如上所述，该光模块电路板上设置有两个连接散热翼片，每一个该连接散热翼片都包括翼片板以及卡肋，其中，该卡肋设置在该翼片板的内侧，与两个该连接散热翼片相对应，在该转换器的两侧设置卡槽，该卡肋对应卡接在该卡槽中，使该转换器固定在该光模块电路板上方，该转换器的该卡槽中设置有卡槽电触片，与该卡槽电触片相对应在该卡肋外表面上设置有卡肋电触片，该卡肋电触片与该光模块电路板电连接，该卡槽电触片与该卡肋电触片电连接，使该转换器与该光模块电路板电连接，使该边发射激光器芯片与该光模块电路板电连接，该翼片板首先为固定支撑该转换器，其次，该翼片板为该转换器以及该边发射激光器芯片散热。

8、如上所述，每一个该连接散热翼片的顶部都设置有数个固定柱，该固定柱底部插接在该转换器顶部，该固定柱顶部插接在该光学器件单元中，通过数个该固定柱使该光学器件单元被架设在该转换器上方，并使该边发射激光器芯片与该光学器件单元对位。

9、如上所述，该转换器包括芯片装配板、电路板连接板以及角度连接器，其中，该芯片装配面位于该芯片装配板上，该边发射激光器芯片设置在该芯片装配板上，该芯片装配板通过引线与该光模块电路板电连接，该电路板连接面位于该电路板连接板上，该电路板连接板连接在该光模块电路板上，该角度连接器连接在该芯片装配板与该电路板连接板之间，该角度连接器将该芯片装配板架设在该光模块电路板上方，通过该角度连接器能够控制该第一调节夹角的数值。

10、如上所述，该角度连接器包括支撑针以及数个插接孔，其中，该支撑针一端固定连接在该电路板连接板上，数个该插接孔设置在该芯片装配板后端部，通过该支撑针插接在不同的该插接孔中来改变该第一调节夹角的数值。

11、如上所述，该角度连接器包括装配板孔位、数个电路板孔位以及连接片，其中，该装配板孔位设置在该芯片装配板上，数个该电路板孔位设置在该电路板连接板上，该连接片包括装配板连接端、电路板连接端以及连接片本体，其中，该装配板连接端以及该电路板连接端分别设置在连接片本体两端部，该装配板连接端固定连接在该装配板孔位中，该电路板连接端固定连接在一个该电路板孔位中，通过将该电路板连接端固定连接在不同该电路板孔位中以改变该第一调节夹角的数值。

12、如上所述，该连接片本体为弹性片，该芯片装配板的前端面上设置有定位杆，与该定位杆相对应，在该光学器件单元上设置杆孔，该定位杆插接在该杆孔中，通过该定位杆以及该杆孔将该芯片装配板与该光学器件单元固定连接在一起，以固定该边发射激光器芯片与该光学器件单元之间的对位关系，通过该连接片本体将该芯片装配板以及该光学器件单元弹性架设在该光模块电路板上方，以将该光学器件单元固定在光模块外壳上。

13、如上所述，该光学器件单元上设置有第一卡接部分，与该第一卡接部分相对应，在该光模块外壳上设置有第二卡接部分，该第一卡接部分卡接在该第二卡接部分中，以将该光学器件单元固定在该光模块外壳上，装配的时候，首先，通过该定位杆以及该杆孔将该芯片装配板与该光学器件单元固定连接在一起，以固定该边发射激光器芯片与该光学器件单元之间的对位关系，而后，将该第一卡接部分卡接在该第二卡接部分中，以将该光学器件单元固定在该光模块外壳上。

14、本发明的有益效果为：传统的单模激光器芯片当其装配在电路板上时，由于其是侧面出射激光的，所以传统的单模激光器芯片其所发出的激光光束都是与光模块电路板相平行的，为了承接激光光束，光学器件必须要与单模激光器芯片相对应而设置在光模块电路板，如此的设置方式光学器件必然会挤占电路板上有限的空间位置，提升电路板制作难度，另外，由于传统的单模激光器芯片其尺寸较小，而其所发出的激光光束又是与光模块电路板相平行的，所以激光光束与电路板之间的距离较小，为了准确接收激光光束势必会大大增加光学器件的装配工艺，并大幅度增加产品成本。本发明的设计思路为，通过设置该转换器能够调整该光路与该光模块电路板之间的该光路出射角，进而达到调整该激光光束出射方向的目的，将该激光光束的出射方向调整为向该光模块电路板上方发射时，该光学器件单元可以独立于该光模块电路板而设置在该光模块电路板上方即可，本发明的有益效果主要为：第一、该光学器件单元独立设置在该光模块电路板外部的方式能够简化该光模块电路板的加工难度，同时能够缩小该光模块电路板的物理尺寸，第二、该光学器件单元独立设置在该光模块电路板外部的方式能够，单独调整该光学器件单元的位置，更方便光学器件的校准，同时大幅度降低装配工艺难度，第三、通过设置该转换器能够调整该激光光束的出射方向，使器件模块化，适合大批量生产，并降低产品成本。