CN102508342B - 并行光模块及光纤连接器 - Google Patents

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Abstract

一种并行光模块,包括第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元一体封装成型。通过将第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元及散热单元按照设计的位置固设好之后,将其所有部件一体封装成型,减少了中间工艺环节,同时也降低了成本。

Description

并行光模块及光纤连接器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通讯领域,特别是涉及一种并行光模块及光纤连接器。
【背景技术】
[0002] 并行光模块是在一个单体结构中实现多路电信号转换成光信号并发送和接收功能的模块,模块结构的大小和尺寸按照相关通信标准有着严格的定义,体积小,集成度高。
[0003]目前并行光模块主要用于40G、80G、100G、120G的高速光传输系统,由于信号速率特别高,很难用一个光通道来实现,采用并行光模块就能用比较低的代价来实现相同功能,如实现40G光传输,就可以用4*10G的并行光模块来实现,而4*10G的并行光模块就是在模块中集成了 4路IOG光电信号转化和发送接受,IOG光电信号发送和接收,技术成熟可靠,易于低成本实现。
[0004] 并行光模块实现关键功能的部件主要有三种:
[0005] 1、承担电信号的接收和发射的TIA(Transimpedance Amplifier,跨阻放大器)、LA (Limit impedance amplifier,限阻放大器)、Driver (驱动)。
[0006] 2、承担光信号的接收和发射的F1D Array (Photo Diodes Array,光敏管阵列)、VCSEL Chip Array (Vertical Cavity Surfaceemitting Laser Chip Array,垂直腔面发身寸管阵列)。
[0007] 3、承担光信号发射和接收耦合到光纤中的光学器件。
[0008] 并行光模块传统的做法是采用分离器件封装加工技术:即将TIA、LA、Driver等集成电路和电路板做在一起,把F1D` Array、VCSEL Chip Array和有关稱合光纤用的LensArray (透镜阵列)和其他光学连接用器件封装在一起成并行光模块用的光组件,然后再把电路板和光组件再加上模块外壳最终组合成模块。这种光模块的设计和制作方式,对光组件的封装提出了很高的要求,加工难度大,成本高。
【发明内容】
[0009] 基于此,针对光组件的封装提出了很高、成本高的问题有必要提供一种制作简单、低成本的并行光模块。
[0010] 此外,还提供了一种制作简单、低成本的光纤连接器。
[0011] 一种并行光模块,包括第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元一体封装成型,其中,
[0012] 所述第一光纤阵列的光纤端面为45度角斜面,所述第一光纤阵列通过全反射将光纤接收的光信号耦合到所述光敏管阵列,所述第一光纤阵列的光纤端面与所述光敏管阵列相对;
[0013] 所述光敏管阵列与所述第一光纤阵列连接接收所述光信号,并将光信号转换成电信号,所述光敏管阵列与所述跨放限放单元相对;[0014] 所述跨放限放单元将所述电信号放大到所述并行光模块的输出标准,所述跨放限放单元与所述光敏管阵列连接固定在印刷电路板上;
[0015] 所述驱动单元将所述并行光模块接收到的电信号转换成驱动所述垂直腔面发射管阵列电流信号,所述驱动单元固定在印刷电路板上与所述跨放限放单元相邻;
[0016] 所述垂直腔面发射管阵列与所述驱动单元连接接收所述电流信号,并将所述电流信号转换成光信号发射出去,所述垂直腔面发射管阵列与所述驱动单元相对,且与所述光敏管阵列位于所述跨放限放单元及所述驱动单元同侧;
[0017] 所述第二光纤阵列光纤端面为45度角斜面,所述第二光纤阵列通过全反射将所述垂直腔面发射管阵列发射的光信号耦合到光纤中发射出去,所述第二光纤阵列的光纤端面与所述垂直腔面发射管阵列相对。
[0018] 优选地,还包括固定在所述印刷电路板的散热单元,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元及散热单元一体封装成型,所述光敏管阵列、垂直腔面发射管阵列紧贴在所述散热单元上。
[0019] 优选地,所述光敏管阵列、垂直腔面发射管阵列用银浆固定于所述散热单元。
[0020] 优选地,所述跨放限放单元、驱动单元及散热单元用银浆固定于所述印刷电路板。
[0021] 优选地,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列用点胶固定于所述印刷电路板。
[0022] 一种光纤连接器,包括并行光模块,所述并行光模块包括第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元一体封装成型,其中,
[0023] 所述第一光纤阵列的光纤端面为45度角斜面,所述第一光纤阵列通过全反射将光纤接收的光信号耦合到所述光敏管阵列,所述第一光纤阵列的光纤端面与所述光敏管阵列相对;
[0024] 所述光敏管阵列与所述第一光纤阵列连接接收所述光信号,并将光信号转换成电信号,所述光敏管阵列与所述跨放限放单元相对;
[0025] 所述跨放限放单元与所述光敏管阵列连接,将所述电信号放大到所述并行光模块的输出标准输出,所述跨放限放单元固定在印刷电路板上;
[0026] 所述驱动单元将所述并行光模块接收到的电信号转换成驱动所述垂直腔面发射管阵列电流信号,所述驱动单元固定在印刷电路板上与所述跨放限放单元相邻;
[0027] 所述垂直腔面发射管阵列与所述驱动单元连接接收所述电流信号,并将所述电流信号转换成光信号发射出去,所述垂直腔面发射管阵列与所述驱动单元相对,且与所述光敏管阵列位于所述跨放限放单元及所述驱动单元同侧;
[0028] 所述第二光纤阵列光纤端面为45度角斜面,所述第二光纤阵列通过全反射将所述垂直腔面发射管阵列发射的光信号耦合到光纤中发射出去,所述第二光纤阵列的光纤端面与所述垂直腔面发射管阵列相对。
[0029] 优选地,还包括固定在所述印刷电路板的散热单元,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元及散热单元一体封装成型,所述光敏管阵列、垂直腔面发射管阵列紧贴在所述散热单元上。
[0030] 优选地,所述光敏管阵列、垂直腔面发射管阵列用银浆固定于所述散热单元。[0031] 优选地,所述跨放限放单元、驱动单元及散热单元用银浆固定于所述印刷电路板。
[0032] 优选地,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列用点胶固定于所述印刷电路板。
[0033] 上述并行光模块中通过将第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元及散热单元按照设计的位置固设好之后,将其所有部件一体封装成型,减少了中间工艺环节,同时也降低了成本。
【附图说明】
[0034] 图1为一优选实施例中并行光模块的结构框图;
[0035] 图2为一优选实施例中第一光纤阵列与光敏管阵列对接的示意图;
[0036] 图3为一优选实施例中第二光纤阵列与垂直腔面发射管阵列对接的示意图;
[0037] 图4为一优选实施例中光纤连接器的俯视图;
[0038] 图5为图2中A的局部放大图;
[0039] 图6为一优选实施例中光纤连接器的侧视图;
[0040] 图7为图4中B的局部放大图。
【具体实施方式】
[0041] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0042] 如图1所不,一种并行光模块100,包括一体封装成型的第一光纤阵列110a、第二光纤阵列110b、光敏管阵列120、跨放限放单元130、驱动单元140、垂直腔面发射管阵列150。
[0043] 请参考图2,第一光纤阵列IlOa的光纤端面为45度角斜面,通过全反射将光纤接收的光信号耦合到光敏管阵列120。第一光纤阵列IlOa的光纤端面与所述光敏管阵列120相对。
[0044] 请参考图3,第二光纤阵列IlOb光纤端面为45度角斜面,通过全反射将垂直腔面发射管阵列150发射的光信号耦合到光纤中发射出去,第二光纤阵列IlOb的光纤端面与垂直腔面发射管阵列150相对。
[0045] 在优选实施例中,参考图7,光纤阵列110 (即图1不出的第一光纤阵列IlOa和第二光线阵列IlOb)用点胶固定在印刷电路板170,使得图1示出的并行光模块100不容易松动,牢固可靠。
[0046] 如图1所示,光敏管阵列120与第一光纤阵列IlOa连接接收光信号,并将光信号转换成电信号。
[0047] 跨放限放单元130与光敏管阵列120连接,将电信号放大到并行光模块100的输出标准输出。参考图5,跨放限放单元130固定在印刷电路板170上,跨放限放单元130与光敏管阵列120相对。
[0048] 驱动单元140将并行光模块100接收到的电信号转换成驱动垂直腔面发射管阵列150的电流信号。参考图5,驱动单元140固定在印刷电路板170上与跨放限放单元130相邻。[0049] 垂直腔面发射管阵列150与驱动单元140连接接收电流信号,并将电流信号转换成光信号发射出去。参考图5,垂直腔面发射管阵列150与驱动单兀140相对,且与光敏管阵列120位于跨放限放单元130及驱动单元140同侧。
[0050] 如图5所示,在优选的实施例中,还包括固定在印刷电路170的散热单元160,第一光纤阵列110a、第二光纤阵列110b、光敏管阵列120、跨放限放单元130、驱动单元140、垂直腔面发射管阵列150及散热单元160 —体封装成型,光敏管阵列120和垂直腔面发射管阵列150紧贴在所述散热单元160上。优选的散热单元160为热沉。
[0051] 在优选的实施例中,跨放限放单元130、驱动单元140及散热单元160用银浆固定于印刷电路板170。
[0052] 参考图7,在优选的实施例中,光敏管阵列120和垂直腔面发射管阵列150用银浆固定于散热单元160。
[0053] 参考图4和6,在优选的实施例中,并行光模块100还包括模块外壳180,模块外壳180可以将图5示出的第一光纤阵列110a、第二光纤阵列110b、光敏管阵列120、跨放限放单元130、驱动单元140、垂直腔面发射管阵列150、散热单元160及印刷电路板170收容在体内,模块外壳180对体内的各部件起保护作用,将各部件收容进体内后,形成一个完整的并行光模块100。
[0054] 上述并行光模块100和光纤连接器中通过将第一光纤阵列110a、第二光纤阵列110b、光敏管阵列120、跨放限放单元130、驱动单元140、垂直腔面发射管阵列150、散热单元160及印刷电路板170按照设计的位置固设好之后,将所有部件一体封装成型,减少了中间工艺环节,同时也降低了成本。
[0055] 如图4和图6所示,一种光纤连接器包括图1示出的并行光模块100,包括一体封装成型的第一光纤阵列110a、第二光纤阵列110b、光敏管阵列120、跨放限放单元130、驱动单元140、垂直腔面发射管阵列150。
[0056] 请参考图2,第一光纤阵列IlOa的光纤端面为45度角斜面,通过全反射将光纤接收的光信号耦合到光敏管阵列120。第一光纤阵列IlOa的光纤端面与所述光敏管阵列120相对。
[0057] 请参考图3,第二光纤阵列IlOb光纤端面为45度角斜面,通过全反射将垂直腔面发射管阵列150发射的光信号耦合到光纤中发射出去,第二光纤阵列IlOb的光纤端面与垂直腔面发射管阵列150相对。
[0058] 在优选实施例中,参考图7,光纤阵列110 (即图1不出的第一光纤阵列IlOa和第二光线阵列IlOb)用点胶固定在印刷电路板170,使得图1示出的并行光模块100不容易松
动,牢固可靠。
[0059] 如图1所示,光敏管阵列120与第一光纤阵列IlOa连接接收光信号,并将光信号转换成电信号。
[0060] 跨放限放单元130与光敏管阵列120连接,将电信号放大到并行光模块100的输出标准输出。参考图5,跨放限放单元130固定在印刷电路板170上,跨放限放单元130与光敏管阵列120相对。
[0061] 驱动单元140将并行光模块100接收到的电信号转换成驱动垂直腔面发射管阵列150的电流信号。参考图5,驱动单元140固定在印刷电路板170上与跨放限放单元130相邻。
[0062] 垂直腔面发射管阵列150与驱动单元140连接接收电流信号,并将电流信号转换成光信号发射出去。参考图5,垂直腔面发射管阵列150与驱动单兀140相对,且与光敏管阵列120位于跨放限放单元130及驱动单元140同侧。
[0063] 如图5所示,在优选的实施例中,还包括固定在印刷电路170的散热单元160,第一光纤阵列110a、第二光纤阵列110b、光敏管阵列120、跨放限放单元130、驱动单元140、垂直腔面发射管阵列150及散热单元160 —体封装成型,光敏管阵列120和垂直腔面发射管阵列150紧贴在所述散热单元160上。优选的散热单元160为热沉。
[0064] 在优选的实施例中,跨放限放单元130、驱动单元140及散热单元160用银浆固定于印刷电路板170。
[0065] 参考图7,在优选的实施例中,光敏管阵列120和垂直腔面发射管阵列150用银浆固定于散热单元160。
[0066] 参考图4和6,在优选的实施例中,并行光模块100还包括模块外壳180,模块外壳180可以将图5示出的第一光纤阵列110a、第二光纤阵列110b、光敏管阵列120、跨放限放单元130、驱动单元140、垂直腔面发射管阵列150、散热单元160及印刷电路板170收容在体内,模块外壳180对体内的各部件起保护作用,将各部件收容进体内后,形成一个完整的并行光模块100。
[0067] 上述光纤连接器中通过将并行光模块100的第一光纤阵列110a、第二光纤阵列110b、光敏管阵列120、跨放限放单元130、驱动单元140、垂直腔面发射管阵列150、散热单元160及印刷电路板170按照设计的位置固设好之后,将所有部件一体封装成型,减少了中间工艺环节,同时也降低了成本。
[0068] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种并行光模块,包括第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元,其特征在于,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元一体封装成型,其中, 所述第一光纤阵列的光纤端面为45度角斜面,所述第一光纤阵列通过全反射将光纤接收的光信号耦合到所述光敏管阵列,所述第一光纤阵列的光纤端面与所述光敏管阵列相对; 所述光敏管阵列与所述第一光纤阵列连接接收所述光信号,并将光信号转换成电信号,所述光敏管阵列与所述跨放限放单元相对; 所述跨放限放单元将所述电信号放大到所述并行光模块的输出标准,所述跨放限放单元与所述光敏管阵列连接固定在印刷电路板上; 所述驱动单元将所述并行光模块接收到的电信号转换成驱动所述垂直腔面发射管阵列电流信号,所述驱动单元固定在印刷电路板上与所述跨放限放单元相邻; 所述垂直腔面发射管阵列与所述驱动单元连接接收所述电流信号,并将所述电流信号转换成光信号发射出去,所述垂直腔面发射管阵列与所述驱动单元相对,且与所述光敏管阵列位于所述跨放限放单元及所述驱动单元同侧; 所述第二光纤阵列光纤端面为45度角斜面,所述第二光纤阵列通过全反射将所述垂直腔面发射管阵列发射的光信号耦合到光纤中发射出去,所述第二光纤阵列的光纤端面与所述垂直腔面发射管阵列相对; 所述并行光模块还包括固定在所述印刷电路板的散热单元,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元及散热单元一体封装成型,所述光敏管阵列、垂直腔面发射管阵列紧贴在所述散热单元上; 所述光敏管阵列、垂直腔面发射管阵列用银浆固定于所述散热单元; 所述跨放限放单元、驱动单元及`散热单元用银浆固定于所述印刷电路板; 所述并行光模块还包括模块外壳,所述模块外壳将所述第一光纤阵列、所述第二光纤阵列、所述光敏管阵列、所述跨放限放单元、所述驱动单元、所述垂直腔面发射管阵列、所述散热单元及所述印刷电路板收容在体内。
2.根据权利要求1所述的并行光模块,其特征在于,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列用点胶固定于所述印刷电路板。
3.一种光纤连接器,包括并行光模块,所述并行光模块包括第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元,其特征在于,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元一体封装成型,其中, 所述第一光纤阵列的光纤端面为45度角斜面,所述第一光纤阵列通过全反射将光纤接收的光信号耦合到所述光敏管阵列,所述第一光纤阵列的光纤端面与所述光敏管阵列相对; 所述光敏管阵列与所述第一光纤阵列连接接收所述光信号,并将光信号转换成电信号,所述光敏管阵列与所述跨放限放单元相对; 所述跨放限放单元与所述光敏管阵列连接,将所述电信号放大到所述并行光模块的输出标准输出,所述跨放限放单元固定在印刷电路板上;所述驱动单元将所述并行光模块接收到的电信号转换成驱动所述垂直腔面发射管阵列电流信号,所述驱动单元固定在印刷电路板上与所述跨放限放单元相邻; 所述垂直腔面发射管阵列与所述驱动单元连接接收所述电流信号,并将所述电流信号转换成光信号发射出去,所述垂直腔面发射管阵列与所述驱动单元相对,且与所述光敏管阵列位于所述跨放限放单元及所述驱动单元同侧; 所述第二光纤阵列光纤端面为45度角斜面,所述第二光纤阵列通过全反射将所述垂直腔面发射管阵列发射的光信号耦合到光纤中发射出去,所述第二光纤阵列的光纤端面与所述垂直腔面发射管阵列相对; 所述光纤连接器还包括固定在所述印刷电路板的散热单元,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列、光敏管阵列、跨放限放单元、垂直腔面发射管阵列、驱动单元及散热单元一体封装成型,所述光敏管阵列、垂直腔面发射管阵列紧贴在所述散热单元上; 所述光敏管阵列、垂直腔面发射管阵列用银浆固定于所述散热单元; 所述跨放限放单元、驱动单元及散热单元用银浆固定于所述印刷电路板; 所述并行光模块还包括模块外壳,所述模块外壳将所述第一光纤阵列、所述第二光纤阵列、所述光敏管阵列、所述跨放限放单元、所述驱动单元、所述垂直腔面发射管阵列、所述散热单元及所述印刷电路板收容在体内。
4.根据权利要求3所述的光纤连接器,其特征在于,所述第一光纤阵列、第二光纤阵列用点胶固定于所述印刷电 路板。
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