CN102023349A - 具有高emi限值的光收发器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有高EMI屏蔽性能的光收发器。本发明的光收发器设置有由金属制成的光学插座、以及具有与所述光学插座组装在一起的金属盖的光学组件。所述金属盖将所述收发器的外部与内部电磁地隔离开。所述金属盖设置有板部分和边缘部分，其中，所述板部分形成供套管在不与金属盖接触的情况下穿过的开口，同时，所述边缘部分与所述插座相接触。

Description

具有高EMI限值的光收发器

技术领域

本发明涉及一种具有高电磁干扰(EMI)限值的光收发器。

背景技术

美国专利US6,817,782公开了一种具有金属壳体和两个光学端口的光收发器，每个光学端口使OSA套管露在外部。光学端口接纳外部光学连接器以进行光通信。在这种光收发器中，EMI屏蔽是必要的，以防止辐射从光收发器中向外泄漏，特别是在光收发器的操作速度超过10Gb/s或更大值的情况下。上述专利中公开的这种光收发器除了设置有金属壳体外，还设置有防止EMI辐射从套管附近泄漏的用于露出的套管的盘形顶盖。

本发明提供一种可以防止EMI辐射泄漏而不会影响导致光学插座与光学组件之间对不准的机械应力的装置。

发明内容

根据本发明的光收发器，包括金属框架、插座和光学组件。所述光学组件包括套管和主体，其中所述主体被包容在由所述框架和所述插座所形成的空间内。所述空间可以被电屏蔽以增加光收发器的EMI限值，但将套管露出以接纳光学连接器的部分除外。本发明的特征是，所述光收发器还包括金属盖，其固定在所述插座上并且具有开口，所述光学组件的所述套管穿过所述开口，但是所述金属盖与所述套管是物理上分离开的。由于如此构造本发明的金属盖，使得所述套管免受因将所述金属盖固定在所述插座上而产生的机械应力的影响，并且可以防止光学对不准，即使带有所述金属盖的所述光学组件对准并固定在所述插座上。

由于金属盖可以屏蔽所述套管的外周附近的部分，因此可以有效地减少EMI辐射从光收发器泄漏，尤其减少从光收发器前侧沿纵向传播的辐射从光收发器泄漏。

本发明的光收发器还可以设置由金属制成的侧盖，该侧盖覆盖所述光学组件的主体的整个侧部。所述侧盖可以具有Ω形横截面，其具有平坦顶部和一对向外翻折的腿部。所述腿部可以与所述光收发器的金属框架相接触，同时，所述平坦顶部可以与所述插座的后部相接触。

所述光收发器还可以设置有接地指部。所述插座的后部可具有悬突部分，并且所述接地指部的横截面可以具有与所述插座的所述悬突部分相匹配的形状。所述侧盖的所述平坦顶部可以通过所述接地指部与所述悬突部分相接触。

同时，所述接地指部可以与设置在所述主系统中的所述金属盒体相接触，所述光收发器插入所述金属盒体中；从而使所述光收发器的接地电位保持稳定。从而，本发明的所述侧盖可以与地相接触，确切地说，与所述主系统的机架地线相接触，这不仅仅可以使其接地电位保持稳定，还可以有效地通过所述机架地线屏蔽所述光学组件。

附图说明

当参考附图阅读以下对本发明的优选实施例的详细说明时，将会更好地理解本发明的上述及其它的目的、方面和优点，其中：

图1是根据本发明的安装有光学组件的光收发器的外观；

图2示出光收发器的前部，其中，插座接纳光学连接器中的一个以便于接收光；

图3是示出两个光学组件：ROSA和TOSA之间的位置关系、以及图1所示的光收发器中的金属盖；

图4示出从光收发器前方看到的安装在光收发器中的两个光学组件和金属盖；

图5是光收发器的前部的部分截面图，其中，插座和套管被剖开以示出其截面；

图6A和图6B示出金属盖，其中，图6A是从后面看到的视图；而图6B是从前面看到的视图；

图7示意性地示出在插座的凹槽中设置金属盖和光学组件的凸缘的过程；

图8是沿着图3中标记的线VIII-VIII截取的截面图；

图9示出在插座的凹槽中设置金属盖的过程；

图10示出图9所示的过程的后续过程；

图11示出根据本发明的第二实施例的组装有侧盖的光学组件；

图12是图11所示的侧盖的透视图；

图13示出安装有光学组件的光收发器，该光学组件附接有侧盖并且组装在插座内，其中插座和框架以其横截面示出；以及

图14是附接有侧盖的光学组件的侧视图。

具体实施方式

下面，将参考附图对根据本发明的优选实施例进行说明。在对附图的说明中，相同的数字或者相同的符号指的是相同的元件，不再重复解释。

(第一实施例)

图1示出的光收发器是与光学连接器C1耦合以接收光并与光学连接器C3耦合以发射光的装置，光学连接器C1、C3中的每一个从前方插入光收发器1中以与外部装置进行光通信。在下面的说明里，假定“前”与插设有光学连接器C 1和C3的一侧相对应，而“后”则与之相反。

光收发器1具有金属壳体3，金属壳体3包括框架3a和插座3b，插座3b组装在框架3a上并从框架3a向前延伸。插座3b的前端设置有两个开口5a和5b，光学连接器C1和C3从开口中插入。在开口5a和5b的深端设置有防止光学连接器从开口意外滑出的机构。

参考图2和图3，开口5a和5b中的每一个的深端设置有光学组件，这些光学组件分别具体为：用于接收连接器C1的光接收组件(ROSA)11和用于发射连接器C3的光发射组件(TOSA)13。ROSA11包括：典型地为半导体光电二极管(PD)的半导体器件，其将光信号转换为对应的电信号；以及光学耦合机构，其使连接器C1中的光纤与PD耦合。同时，TOSA 13包括：典型地为半导体激光二极管(LD)的另一个半导体器件，其将电信号转换为光信号；以及光学耦合机构，其使LD与固定在连接器C3中的光纤光学耦合。ROSA 11与TOSA 13保持并固定在插座3b上。

在ROSA 11与TOSA 13的后侧设置有电路板17。电路板17固定在框架3a上，并且电路板安装有各种电子部件，电子部件构成控制ROSA 11与TOSA 13的电路。ROSA 11通过挠性印刷电路(FPC)板21与电路板电连接，同时，另一个FPC板23将TOSA 13与电路板17上的其它电路电连接。

ROSA 11的前端设置有由树脂制成的套管11a，套管11a通过接纳固定在光学连接器C1中的插芯使得ROSA 11——特别是ROSA11中的PD——与光学连接器C 1光学耦合。如图4所示，套管11a具有供连接器C1的插芯插入的孔11b。该孔11b位于插座3b的开口5a的后部。从而，ROSA 11可以接收从固定在连接器C1的插芯内的光纤向后发射的光，并通过FPC板21将由光转换而成的电信号传送至电路板17上的电路。

类似地，TOSA 13的前端设置有由树脂制成的套管13a，套管13a接纳固定在连接器C3中的插芯，从而使TOSA 13中的LD与连接器C3中的光纤光学耦合。套管13a的前端也具有供插芯插入的孔13b。该孔13b位于插座3b的开口5b的后部。TOSA 13可以通过FPC板23与电路板17上的电路电耦合。于是，通过经由FPC板23从电路板17上的电路接收电信号，TOSA 13可以朝向固定在光学连接器C3中的光纤发射信号光。上述光收发器1可以通过连接器C1与ROSA 11之间的连接以及连接器C3与TOSA 13之间的连接在全双工模式下与光纤进行光通信。

当光收发器1在例如速度超过10Gbps的高速下操作时，由于电磁干扰(EMI)容易变成外围设备的噪声源，所以应该尽量地减少EMI辐射。根据本实施例的光收发器1将金属制成的插座3b与金属框架3a以不产生任何间隙的方式连续地组装，这可以将安装有ROSA 11、TOSA 13和电路板17的壳体3的内部空间与收发器1的外周部电隔离；从而可以有效地屏蔽内部空间。

然而，由于ROSA 11的套管11a和TOSA 13的套管13a需要接纳外部光学连接器，所以这些套管11a和13a不可避免地暴露于外部空间。外部空间指的是不由金属壳体3所屏蔽的区域，而内部空间指的是由金属壳体3所包围的区域。因此，从插座3b的开口5a和5b到套管11a和13a的区域对应于壳体3的外部空间。这种将套管11a和13a暴露在外部空间中的布置带来了EMI辐射的缺陷部分。此外，树脂制套管11a和13a固有地具有较小的EMI限值。

因此，如图4至图6所示，根据本实施例的光收发器1具有金属盖30，金属盖30将套管11a和13a接纳在其中央开口31a内。金属盖30可以由金属制成，优选由铝制成。如图6A和图6B所示，金属盖30具有带中央开口31a的板部分31，中央开口31a的尺寸稍微大于套管11a和13a的外径，这使得在套管11a与13a的外表面与开口31a的内侧边缘之间存在微小的间隙。金属盖30以与套管11a和13a分离的方式与插座3b组装在一起。

金属盖30还具有从板部分31的边缘向后延伸的边缘部分33。边缘部分33包括平行部分33a和拱形部分33c，开口31a置于平行部分33a之间，拱形部分33c将平行部分33a连接起来。在组装到插座3b上之前，边缘部分33沿光收发器1的纵向而扩大，也就是说，边缘部分33随着与板部分31远离而扩大。金属盖30可以通过对金属板旋压而形成。

金属盖30与插座3b组装在一起。具体地说，如图7和图8所示，插座3b设置有一对彼此面对的凹槽3c以接纳金属盖30。将金属盖30设置到凹槽3c内，使得沿着收发器1的纵向扩张的边缘部分33变形而端部收缩。将金属盖30的平行部分33a按压到对应凹槽3c的底部上以将金属盖30设置到插座3b内，同时，将板部分31的外周部按压到凹槽3c的侧部3e上，以设定金属盖30在纵向上的位置。如图7所示，凹槽3c还接纳有ROSA 11的凸缘11e或TOSA13的凸缘13e。然而，金属盖30的平行部分33a之间的距离被设定为稍宽于ROSA 11的直径和TOSA 13的直径；相应地，金属盖30被设定为与ROSA 11的凸缘11e以及TOSA 13的凸缘13e相分离。

在光收发器1的组装中，首先将金属盖30以边缘部分33朝后的方式安装在ROSA 11的套管11a上，使得凸缘11e被盖体30所覆盖，如图9所示。接下来，如图10所示，当先将金属盖30的拱形部分33c插入凹槽3c中时，ROSA 11和金属盖30被设置在凹槽3c内。盖体30的平行部分33a在发生变形的情况下与凹槽3c的底部3d接触。从而，金属盖30被可靠地设置在凹槽3c内，并且金属盖30与插座3b之间的电传导得以实现。边缘部分33的与拱形部分33c相对的部分形成为与凸缘11e和13e的外形匹配，并且边缘部分33的这部分大致上与板部分31呈直角；相应地，可以通过推挤这个部分33e将金属盖30手动地设置在凹槽3c内。可以通过与上述方法类似的过程将用于TOSA 13的另一个金属盖30与插座3b组装在一起。

插座3b可以具有与盖体30的拱形部分33c相接触的凹部，凹部的形状与盖体30的拱形形状匹配。在这种布置下，可以进一步缩小金属盖30与插座3b之间的间隙，以增加EMI限值。

从而，金属盖30可以在使套管11a和13a穿过的同时起到隔离壳体3的功能。由于金属盖30与插座3b电接触，金属盖30可以将壳体3的内部空间电屏蔽。从而，从前方看，根据本实施例的光收发器1可以屏蔽壳体3的除了供套管11a和13a穿过的金属盖30的开口31a以外的内部空间。该光收发器1还可以将壳体3的使套管11a和13a露出的开口抑制为最小，这可以有效地增加收发器1的EMI限值。

此外，ROSA 11与TOSA 13被设置并固定在插座3b上。具体地说，如图7所示，将插座3b的突起部3h设置在ROSA 11的凸缘11e与ROSA 11主体的前表面11d之间并且在TOSA 13的凸缘13e与TOSA 13主体的前表面13d之间；具体地说，突起部3h可以是用于安放ROSA 11或者TOSA 13的凸缘之间的部分的鞍部。同时；金属盖30也设置并固定在插座3b上。从而，金属盖30以及两个光学组件11和13独立地设置并固定在插座3b上。金属盖30与凸缘11e和13e相分离。因此，金属盖30不会对组件11和13起机械作用，这意味着两个组件11和13与各自的光学连接器C1和C3之间的光学耦合不受金属盖的影响。

在上述实施例中，金属盖30与套管11a和13a之间形成微小的间隙；但是金属盖30也可以与套管11a和13a的外表面相接触。即使在这种布置下，重要的是，金属盖30不会从机械方面影响套管11a和13a。金属盖优选由诸如铝等相对软的金属制成，从而即使金属盖30与套管相接触，也可以吸收施加在套管11a和13a上的机械应力。

(第二实施例)

图11是示出根据本发明的第二实施例的ROSA的立体图。图11示出的ROSA 11设置有具有圆形外形的金属盖30A，而第一实施例的金属盖30具有U形外形。在金属盖30A的板部分31的中央形成有供套管11a穿过的开口31a。开口31a的孔稍微大于套管11a的外径，这与第一实施例中的情况相同。

本实施例的金属盖30A设置有指部34，指部34从开口31a的边缘突起；但是指部34的内表面位于开口31a的假想圆的外侧。因此，在ROSA 11被设置在收发器中以后，指部34的内侧边缘不与套管11a相接触。指部34具有约0.3mm的长度，并具有在组装ROSA 11期间防止金属盖30A从套管11a上滑离的功能。

ROSA 11还具有侧盖40，其形状具体如图12所示。由金属板制成的侧盖40具有Ω形横截面，包括平坦顶部42和两条向外翻折的腿部41。在腿部41的根部形成有纵向开口，这使得不仅能够容易地形成向后的翻折，而且还可以软化翻折的腿部的弹性。在侧盖40的前边缘设置有指部44，这没有在图12中示出而是在图11中示出。ROSA 11的主体插入到侧盖40的中央开口中，并且指部44可以在组装期间防止侧盖40从ROSA 11的主体上滑离。

图13是组装有侧盖40的ROSA 11的立体图，其中ROSA 11被安装在收发器1内，而图14是收发器1的侧剖图。在图13和图14中，框架3a和插座3b被部分剖开以清楚地示出ROSA 11。

如图13和图14所示，侧盖40的腿部41与框架3a的底部相接触，同时，侧盖40的平坦顶部42与插座3b的悬突部分3f相接触。插座3b的后部设置有接地指部4，接地指部4的形状与插座3b的横截面相匹配。该接地指部4具有前部4a，前部4a向外弯曲以与主系统的盒体的内表面可靠地接触，其中图13中示出的收发器1可以通过插入上述盒体内来进行实际应用。由于接地指部4在其前部4a处与盒体相接触，所以可以稳定地将机壳接地线(机架地线)从主系统引导至光收发器1。侧盖40组装在ROSA 11的主体上从而将主体包围，侧盖40通过其平坦顶部42在悬突部分3f处与接地指部4相接触，并且侧盖40还通过其腿部41与框架3a相接触。从而，侧盖的布置不仅可以稳固机架地线，而且能可靠地防止EMI辐射从光收发器1中向外泄漏。金属盖40的从腿部41的底部到平坦顶部42的高度被设定为比从框架3a的底部到悬突部分3f的下侧的间隔略大1mm左右。因此，在组装光收发器1时，难以拆除金属盖40。此外，金属盖40的软化腿部41可导致对框架3a和插座3b的机械影响较小。

此外，由于侧盖40的指部44向内翻折，所以该指部44产生对ROSA 11的主体前表面的推斥力。该推斥力向前推动侧盖40，使得侧盖40的前边缘与接地指部4的后表面可靠地接触，这进一步稳固了机架地线。

尽管已参考附图并结合优选实施例对本发明进行了全面的说明，应该理解，各种变化和变型对本领域技术人员来说是显而易见的。应该将这些变化和变型理解为包含在由所附权利要求书所限定的本发明的范围内，除非它们脱离了本发明的范围。

Claims (15)

1.一种与光学连接器光学耦合的光收发器，包括：

金属框架；

插座，其与所述金属框架组装在一起；

光学组件，其包括套管和主体；以及

金属盖，其固定在所述插座上，所述金属盖具有开口，所述光学组件的所述套管穿过所述开口，

其中，所述金属盖与所述光学组件的所述套管是物理上分离开的。

2.如权利要求1所述的光收发器，

其中，所述金属盖的所述开口具有比所述套管的直径大的直径。

3.如权利要求1所述的光收发器，

其中，所述金属盖包括板部分和边缘部分，所述板部分设置有所述开口，所述边缘部分从所述板部分的边缘延伸，并且所述插座设置有凹槽，

所述金属盖的所述边缘部分设置在所述插座的凹槽中。

4.如权利要求3所述的光收发器，

其中，所述插座的所述凹槽设置有与所述金属盖的所述边缘部分抵接的底部。

5.如权利要求3所述的光收发器，

其中，所述插座的所述凹槽设置有与所述金属盖的所述板部分的外周部相接触的侧部。

6.如权利要求3所述的光收发器，

其中，在所述金属盖与所述插座组装在一起之前，所述金属盖的所述边缘部分随着远离所述板部分而扩大。

7.如权利要求3所述的光收发器，

其中，所述套管设置有凸缘，所述凸缘设置在所述插座的所述凹槽内，并且所述金属盖的所述边缘部分从所述板部分的整个边缘延伸出来，

所述凸缘具有比彼此相向的边缘部分之间的距离小的直径。

8.如权利要求3所述的光收发器，

其中，所述金属盖设置有从所述开口的内侧边缘突起的指部，所述指部的内表面位于所述开口的假想圆的外侧。

9.如权利要求3所述的光收发器，

其中，所述金属盖具有U形横截面，

与所述U形的彼此平行的边缘相对应的所述边缘部分设置在所述插座的所述凹槽中。

10.如权利要求1所述的光收发器，还包括：

由金属制成的侧盖，所述侧盖覆盖所述光学组件的所述主体的侧部，并且与所述插座和所述框架电接触。

11.如权利要求1所述的光收发器，

其中，所述侧盖具有Ω形横截面，所述Ω形横截面具有向外翻折的腿部和与所述腿部相对的平坦顶部，

所述腿部与所述框架相接触，并且所述平坦顶部与所述插座相接触。

12.如权利要求1所述的光收发器，

其中，所述侧盖设置有从所述侧盖的前边缘突起的指部，

所述指部与所述光学组件的所述主体的前面相接触。

13.如权利要求12所述的光收发器，还包括：

接地指部，

其中，所述插座的后侧具有悬突部分，所述接地指部具有与所述插座的所述悬突部分相匹配的横截面，

所述侧盖通过所述接地指部与所述插座相接触。

14.如权利要求13所述的光收发器，

其中，所述接地指部与盒体相接触，所述盒体中插有所述光收发器。

15.如权利要求1所述的光收发器，

其中，所述套管由树脂制成。

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