CN104597576A - 用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构 - Google Patents

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李虎成
余焘
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Abstract

本发明公开一种用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，发射部分：激光器阵列发出的光在分光片上分成两束，一束经过分光片反射后入射到光接收器阵列，一束经过分光片透射后入射到第二组透镜阵列，经过全反射面后入射到第一组透镜阵列然后射出到外部的光纤阵列中；接收部分：在第一组透镜阵列Ⅱ的后端设置为全反射面，在全反射面的下端放置第二组透镜阵列Ⅱ，在第二组透镜阵列Ⅱ下方放置光接收器阵列；外部的光纤阵列中的光经过第一组透镜阵列Ⅱ后，经全反射面反射到下端的第二组透镜阵列Ⅱ，然后入射到光接收器阵列中。本发明的成本低廉，工艺简单，无需复杂的注塑光学结构，易于大批量生产。

Description

用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构
技术领域
本发明属于光器件、光纤通信领域，涉及一种应用于高速光通信器件、模块以及系统中的紧凑结构的并行多模光收发器件，尤其涉及一种用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构。
背景技术
来自云计算、数据中心、移动互联网等的建设导致了全球市场对宽带的强劲需求，光通信网络采用了有着巨大带宽资源和优异传输性能的光纤介质，可以满足不断增长的数据业务、网络资源等的要求。作为高速光纤通信的关键核心器件和技术，发展能够支撑40Gb/s、100Gb/s及其更快传输速率的光器件成为了全球研发和投资的重点。目前业界采用的解决方案是利用平行光学的方法，将多路光信号的收发封装在一个紧促的光模块内。例如，100G QSFP28SR4模块是将4路25Gb/s速率的光信号通过一维MT连接器并行发送到外部的4根光纤中，同时通过一维MT连接器接收4路25Gb/s速率的光信号到模块中。因此，如何实现小型化、低成本的40Gb/s、100Gb/s以及更快传输速率的并行传输光器件成为了重中之重，在这些光器件中，设计紧凑结构的并行多模光收发器件是其中的关键技术之一。
同时，由于多路激光器同时工作，每路激光器的在线监测光功率已经成为一个必不可少的功能。本发明通过最简单的方法，来实现了此功能。工艺操作简单，简化了注塑光学结构设计。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述的市场需求，提出了一种用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，本发明的成本低廉，工艺简单，无需复杂的注塑光学结构，易于大批量生产。
本发明的技术方案为：
一种用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，包含光发射部分和光接收部分，含有多路并行光学通路，其特征在于：
发射部分包含二组透镜阵列、分光片、激光器阵列、光探测芯片阵列，二组透镜阵列、激光器阵列和光探测芯片阵列均为等间距放置，在第一组透镜阵列的后端设置为全反射面，在全反射面的下端放置的第二组透镜阵列，在第二组透镜阵列下方放置的分光片，分光片下方放置激光器阵列，在激光器阵列的旁边放置用来监控发射光功率的光探测芯片阵列；激光器阵列发出的光在分光片上分成两束，一束经过分光片反射后入射到旁边的光探测芯片阵列，一束经过分光片后入射到第二组透镜阵列，经过全反射面后入射到第一组透镜阵列然后射出到外部的光纤阵列中；
光接收部分的第一组透镜阵列与发射部分的第一组透镜阵列在同一个平面内，并与外部的光纤阵列进行对接。
进一步的，所述的发射部分的第一组透镜阵列、第一组透镜阵列后端设置的全反射面、第二组透镜阵列三部分固放在一个注塑件中。
进一步的，发射部分每组透镜阵列的数目为4－12。
再进一步的，激光器阵列为分离的激光器等间距排列后形成的阵列或连成一体的激光器阵列。
所述接收部分包含二组透镜阵列、光接收器阵列，二组透镜阵列和光接收器阵列均为等间距放置，在第一组透镜阵列Ⅱ的后端设置为全反射面，在全反射面的下端放置第二组透镜阵列Ⅱ，在第二组透镜阵列Ⅱ下方放置光接收器阵列；外部的光纤阵列中的光经过第一组透镜阵列Ⅱ后，经全反射面反射到下端的第二组透镜阵列Ⅱ，然后入射到光接收器阵列中。
进一步的，所述的接收部分的第一组透镜阵列Ⅱ、第一组透镜阵列Ⅱ后端设置的全反射面、第二组透镜阵列Ⅱ三部分固放在一个注塑件中。
进一步的，发射部分的第一组透镜阵列和接收部分的第一组透镜阵列Ⅱ在注塑结构的同一个面上，且发射部分的第一组透镜阵列之间的间距和接收部分的第一组透镜阵列Ⅱ之间的间距不同。
再进一步的，发射部分的第二组透镜阵列和接收部分的第二组透镜阵列Ⅱ或者在注塑结构同一个面上，或者在注塑结构不同的面上，发射部分的第二组透镜阵列之间的间距和接收部分的第二组透镜阵列Ⅱ之间的间距不同。
本发明的成本低廉，工艺简单，无需复杂的注塑光学结构，易于大批量生产。
附图说明
图1为本发明的注塑光学结构正面图。
图2为本发明的注塑光学结构发射部分的光路图。
图3为本发明的注塑光学结构接收部分的光路图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1、图2、图3所示，本发明包含光发射部分和光接收部分，含有多路并行光学通路，其特征在于：发射部分包含二组透镜阵列(1.1.1，1.2)分光片1.3、激光器阵列1.5.1、光探测芯片阵列1.6，二组透镜阵列(1.1.1，1.2)、激光器阵列1.5.1和光探测芯片阵列1.6均为等间距放置，在第一组透镜阵列1.1.1的后端设置为全反射面1.7，在全反射面1.7的下端放置的第二组透镜阵列1.2，在第二组透镜阵列1.2下方放置的分光片1.3，分光片1.3下方放置激光器阵列1.5.1，在激光器阵列1.5.1的旁边放置的用来监控发射光功率的光探测芯片阵列1.6；激光器阵列1.5.1发出的光在分光片1.3上分成两束，一束经过分光片1.3反射后入射到旁边的光探测芯片阵列1.6，一束经过分光片1.3后入射到第二组透镜阵列1.2，经过全反射面1.7后入射到第一组透镜阵列1.1.1然后射出到外部的光纤阵列中；所述的发射部分的第一组透镜阵列1.1.1、第一组透镜阵列后端设置的全反射面1.7、第二组透镜阵列1.2三部分固放在一个注塑件中。
所述接收部分包含二组透镜阵列、光接收器阵列1.5.2，二组透镜阵列和光接收器阵列1.5.2均为等间距放置，在第一组透镜阵列Ⅱ1.1.2的后端设置为全反射面1.7，在全反射面1.7的下端放置第二组透镜阵列Ⅱ1.4，在第二组透镜阵列Ⅱ下方放置光接收器阵列；外部的光纤阵列中的光经过第一组透镜阵列Ⅱ1.4后，经全反射面1.7反射到下端的第二组透镜阵列Ⅱ1.4，然后入射到光接收器阵列1.5.2中；所述的接收部分的第一组透镜阵列Ⅱ1.1.2、第一组透镜阵列Ⅱ后端设置的全反射面1.7、第二组透镜阵列Ⅱ1.4三部分固放在一个注塑件中。
光接收部分的第一组透镜阵列1.1.2与发射部分的第一组透镜阵列1.1.1在同一个平面内，并与外部的光纤阵列进行对接。
如图1所示，发射部分的第一组透镜阵列1.1.1和接收部分的第一组透镜阵列Ⅱ1.1.2在同一个平面内，与外部的光纤阵列进行对接；且发射部分的第一组透镜阵列1.1.1之间的间距和接收部分的第一组透镜阵列Ⅱ1.1.2之间的间距不同。发射部分的第二组透镜阵列1.2和接收部分的第二组透镜阵列Ⅱ1.4或者在同一平面内，或者在不同的平面内。发射部分的第二组透镜阵列1.2之间的间距和接收部分的第二组透镜阵列Ⅱ1.4之间的间距不同。
如图2所示，发射部分的激光器阵列1.5.1发射的光经过分光片1.3后分成两束光，一束经过分光片1.3反射后射向监控光探测芯片阵列1.6，用来比例监控发射激光器阵列发出的光，一束经过分光片1.3透射后入射到第二组透镜阵列1.2，经过汇聚后经全反射面1.7反射后光束进入第一组透镜阵列1.1.1，然后入射进外部的光纤阵列。
如图3所示，接收部分包含等间距的第一组透镜阵列Ⅱ1.1.2，在第一组透镜阵列Ⅱ1.1.2的后端设置为全反射面1.7，在全反射面1.7的下端放置第二组透镜阵列Ⅱ1.4，在第二组透镜阵列Ⅱ1.4下方放置光接收器阵列1.5.2；外部的光纤阵列中的光经过第一组透镜阵列Ⅱ1.1.2后，经全反射面1.7反射到下端的第二组透镜阵列Ⅱ1.4，然后入射到光接收器阵列中1.5.2。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，包含光发射部分和光接收部分，含有多路并行光学通路，其特征在于：
发射部分包含二组透镜阵列、分光片、激光器阵列、光探测芯片阵列，二组透镜阵列、激光器阵列和光探测芯片阵列均为等间距放置，在第一组透镜阵列的后端设置为全反射面，在全反射面的下端放置的第二组透镜阵列，在第二组透镜阵列下方放置的分光片，分光片下方放置激光器阵列，在激光器阵列的旁边放置用来监控发射光功率的光探测芯片阵列；激光器阵列发出的光在分光片上分成两束，一束经过分光片反射后入射到旁边的光探测芯片阵列，一束经过分光片后入射到第二组透镜阵列，经过全反射面后入射到第一组透镜阵列然后射出到外部的光纤阵列中；
光接收部分的第一组透镜阵列与发射部分的第一组透镜阵列在同一个平面内，并与外部的光纤阵列进行对接。
2.根据权利要求1所述的用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，其特征在于：所述的发射部分的第一组透镜阵列、第一组透镜阵列后端设置的全反射面、第二组透镜阵列三部分固放在一个注塑件中。
3.根据权利要求1所述的用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，其特征在于：每组透镜阵列的数目为4－12。
4.根据权利要求1所述的用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，其特征在于：激光器阵列为分离的激光器等间距排列后形成的阵列或连成一体的激光器阵列。
5.根据权利要求1所述的用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，其特征在于：所述接收部分包含二组透镜阵列、光接收器阵列，二组透镜阵列和光接收器阵列均为等间距放置，在第一组透镜阵列Ⅱ的后端设置为全反射面，在全反射面的下端放置第二组透镜阵列Ⅱ，在第二组透镜阵列Ⅱ下方放置光接收器阵列；外部的光纤阵列中的光经过第一组透镜阵列Ⅱ后，经全反射面反射到下端的第二组透镜阵列Ⅱ，然后入射到光接收器阵列中。
6.根据权利要求5所述的用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，其特征在于：所述的接收部分的第一组透镜阵列Ⅱ、第一组透镜阵列Ⅱ后端设置的全反射面、第二组透镜阵列Ⅱ三部分固放在一个注塑件中。
7.根据权利要求1或5所述的用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，其特征在于：发射部分的第一组透镜阵列和接收部分的第一组透镜阵列Ⅱ在注塑结构的同一个面上，且发射部分的第一组透镜阵列之间的间距和接收部分的第一组透镜阵列Ⅱ之间的间距不同。
8.根据权利要求1或5所述的用在并行光模块上的带发射光功率监控的注塑光学结构，其特征在于：发射部分的第二组透镜阵列之间的间距和接收部分的第二组透镜阵列Ⅱ之间的间距不同。
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