CN105785524A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光模块，涉及光通信领域。本发明实施例提供的光模块包括电路板、光纤、光纤支架及透镜组件，光纤支架及透镜组件分别置于电路板的同侧表面，光纤支架包括第一透镜、光纤凹槽及光纤止位，第一透镜位于光纤支架的表面，光纤凹槽位于光纤支架的内部，光纤凹槽用于放置光纤，光纤的端面朝向第一透镜，光纤止位位于光纤端面及第一透镜之间;透镜组件的表面具有第二透镜，第二透镜朝向第一透镜。光纤凹槽放置光纤，实现了通过光纤支架承载光纤，光纤支架的表面具有第一透镜，光纤的端面朝向第一透镜，使第一透镜与光纤之间建立光连接，透镜组件的表面具有第二透镜，第二透镜朝向第一透镜，使得第一透镜与第二透镜之间建立光连接。

Description

一种光模块

技术领域

本发明实施例涉及光通信领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

图1为已有技术的一种光模块。如图1所示，已有技术的一种光模块包括电路板1、芯片2、透镜组件3及光纤4。在电路板1的表面放置芯片2，该芯片可以是激光芯片，也可以是光探测芯片；在芯片2的上方放置透镜组件3，在透镜组件3的一侧具有光纤插口，光纤4通过光纤插口插入透镜组件3中，实现了光纤4与透镜组件3之间的光连接，芯片通过透镜组件实现对光的发射/接收。

然而，上述已有技术提供的光模块较适于连接单根光纤，当连接多根光纤时，上述光模块中的光纤插口无法容纳多根光纤，现有技术提供的常规解决方案为增加光纤插口的数量，然而上述光纤插口的结构占用的空间尺寸较大，光模块的体积无法为之提供足够的空间。

发明内容

本发明实施例提供一种光模块，提供了一种光纤与透镜组件之间光连接的方案。

为了实现上述发明目的，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种光模块，包括电路板、光纤、光纤支架及透镜组件，光纤支架及透镜组件分别置于电路板的同侧表面，

光纤支架包括第一透镜、光纤凹槽及光纤止位，第一透镜位于光纤支架的表面，光纤凹槽位于光纤支架的内部，光纤凹槽用于放置光纤，光纤的端面朝向第一透镜，光纤止位位于光纤端面及第一透镜之间;

透镜组件的表面具有第二透镜601，第二透镜601朝向第一透镜。

本发明实施例提供的光模块，光纤支架的内部具有光纤凹槽，光纤凹槽放置光纤，实现了通过光纤支架承载光纤，

光纤支架的表面具有第一透镜，光纤的端面朝向第一透镜，使得第一透镜与光纤之间建立光连接，

透镜组件的表面具有第二透镜601，第二透镜601朝向第一透镜，使得第一透镜与第二透镜601之间建立光连接，进而实现了光纤与透镜组件之间的光连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为已有技术的一种光模块；

图2为本发明实施例提供的一种光模块结构示意图；

图3为本发明实施例提供的光纤支架结构图；

图4为本发明实施例光纤支架剖面图；

图5为插入光纤凹槽中光纤的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的透镜组件结构图；

图7为本发明实施例提供的底座205结构示意图；

图8为本发明实施例提供的光纤支架仰视图；

图9为本发明实施例提供的透镜组件仰视图；

图10为本发明实施例提供的光模块结构爆炸图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

光模块作为光通信系统中的一个节点，其作用是将光射入光纤204中，和/或接收来自光纤204的光。

图2为本发明实施例提供的一种光模块结构示意图。如图2所示，本发明实施例提供的光模块包括芯片（图中未示出）、电路板201、透镜组件202、光纤支架203及光纤204。透镜组件202及光纤支架203位于电路板201的同侧表面，芯片位于透镜组件202及电路板201之间，光纤支架203用于放置光纤204。

光纤204是一种光波导，此处的光纤204可以采用其他光波导材料进行替换。

芯片可以是激光芯片，也可以是光探测芯片。芯片的数量可以一个，也可以是多个。当芯片为激光芯片时，激光芯片发出的光通过透镜组件202射向光纤支架203，由光纤支架203传入光纤204，从而将光信号通过光纤204传输出去；当芯片为光探测芯片时，从光纤204传来的光通过光纤支架203进入透镜组件202，由透镜组件202进入光探测芯片，从而接收从光纤204传来的光。

可以是一个芯片对应一根光纤204，也可以是多个芯片对应一根光纤204，也可以是一个芯片对应多根光纤204。

本发明实施例提供的光纤支架203包括第一透镜301、表面开口303及光纤凹槽302。第一透镜301位于光纤支架203的一侧表面；在光纤支架203的表面开设表面开口303，使得光纤凹槽302暴露出来；光纤凹槽302位于光纤支架203的内部，光纤凹槽302用于放置光纤204。

具体地，图3为本发明实施例提供的光纤支架结构图，如3所示，光纤支架203为外表面为方形面的结构体。第一透镜301位于光纤支架203的一侧表面，表面开口303位于光纤支架203另一侧表面，光纤凹槽302位于光纤支架203这一结构体的内部，具体为光纤支架203内部的圆形空腔。表面开口303所在的侧面与第一透镜301所在的侧向相互垂直。光纤凹槽302中放置光纤204，表面开口303将光纤凹槽302暴露出来，便于通过表面开口303向光纤凹槽302中注入胶水。

图3为本发明的一种具体的实施例，不是唯一的结构形态。设置表面开口303的目的是便于向光纤凹槽302中注入胶水，所以表面开口303的位置没有特别的限定，只要能将光纤凹槽302暴露出来即可，表面开口303的数量可以是一个，也可以是多个，表面开口303的面积及形状都可以根据实际需要设置。

图4为本发明实施例光纤支架剖面图。如图4所示，光纤凹槽302在光纤支架203的表面具有开口401，光纤204的一端通过开口401插入光纤凹槽302，光纤端面朝向光纤支架203表面的第一透镜301。光通过光纤端面出入光纤204，光纤端面朝向第一透镜301，使得光纤204与第一透镜301之间建立光连接，光能够从光纤204射入第一透镜301，也可以通过第一透镜301射入光纤204。具体地，第一透镜301为聚光透镜，其焦点落入光纤204上。

通过表面开口303向光纤凹槽302注入胶水，通过胶水将光纤204固定在光纤凹槽302中。

如图4所示，光纤凹槽302包括光纤固定槽403及光纤插槽404，光纤固定槽403与光纤插槽404的交界处具有截止面405，光纤固定槽403的直径大于光纤插槽404的直径，光纤固定槽403的中心轴线与光纤插槽404的中心轴线重合，光纤插槽404的末端具有光纤止位402。

图5为插入光纤凹槽中光纤的结构示意图。光纤204的结构包括芯层501、包层502及保护层503。包层502包裹芯层501，光在芯层501中传播，光在芯层501与包层502的交界面发生全反射，使得光被约束在芯层501中。由于芯层501与包层502的材质较为脆弱，所以在包层502的表面覆盖有保护层503，由保护层503包裹保护包层502。

如图5所示，部分光纤段的包层502表面没有覆盖包层502，部分光纤段的包层502表面覆盖有包层502。光纤204中，芯层501与包层502形成的截面尺寸很小，而保护层503较厚，芯层501、包层502及保护层503形成的光纤截面尺寸很大。

光纤端面处的包层502表面未覆盖保护层503，向光纤凹槽302插入光纤204时，光纤204的端面在光纤止位402处停止插入，包层502表面未覆盖保护层503的部分光纤204位于光纤插槽404中，包层502表面覆盖保护层503的部分光纤204位于光纤固定槽403中。

实现光传输，对相关器件的固定位置精度要求较高。在实际制作过程中，由于光纤固定槽403需要包裹固定光纤204保护层503，所以尺寸较大，实际生产产生的误差较大，具体的，孔径的直径0.126~0.130mm，而光纤直径为0.125±0.001mm，所以光纤在孔径中会有较大的翘动空间，装配引起的公差在而200μm左右，针对30μm的光斑、50μm的光纤(芯层+包层)来讲，这种较大的翘动空间会影响光准确进入光纤，不满足上述精度要求。而包裹固定光纤204包层502需要的尺寸较小，实际生产产生的误差较小，透镜组件和光纤之间在组装时有公差引起的偏移20μm左右，但是相对于200μm讲只有十分之一，可以承受。所以可以将光纤204的包层502从保护层503中裸露出来，在光纤凹槽302中制作光纤插槽404，由光纤插槽404包裹固定光纤204的包层502。

光纤204的末端朝向第一透镜301，光纤止位402位于光纤204的末端与第一透镜301之间。可选的，光纤204的中心轴线与第一透镜301的中心轴线重合。

通过表面开口303向光纤凹槽302中注入胶水，胶水在光纤固定槽403中将光纤204与光纤凹槽302连接，截止面405阻止胶水流入光纤插槽404中。

光从光纤204射出并照射到表面物体上时，会形成光斑。本发明实施例中，光纤204形成的光斑面积小于第一透镜301的面积。光纤204插入光纤插槽404中，由光纤插槽404加持固定住光纤204。由于第一透镜301、光纤插槽404都是光纤支架203的组成结构，第一透镜301与光纤插槽404之间的位置关系比较精确，通过光纤插槽404加持光纤204，可以使光纤204与第一透镜301之间的位置关系精确固定。

从设计层面讲，光纤204的中心轴线与第一透镜301的中心轴线重合，但是实践中有误差存在。光斑面积小于第一透镜301的面积，使得光纤204在光线插槽中即使存在一定的位置偏移，都可以使光纤204发射/接收的光完全通过第一透镜301。

具体地，光纤支架203可以放置单根光纤204，也可以放置多根光纤204。

图6为本发明实施例提供的透镜组件结构图。如图6所示，透镜组件202的表面具有第二透镜601。当光模块装配完成，透镜组件202的第二透镜601朝向光纤支架203的第一透镜301。透镜组件202还包括反光面602，由反光面602改变光的传播方向，使得第二透镜601与透镜组件202下的芯片建立光连接。

具体地，第二透镜601位于透镜组件202与电路板201相垂直的表面，芯片位于电路板201与透镜组件202之间，第二透镜601与芯片处于相互垂直的不同平面，由反光面602改变光的传播方向，实现第二透镜601与芯片之间的光连接。第二透镜可以是聚焦透镜。

由此，光纤固定在光纤支架上，光纤支架的表面具有第一透镜，透镜组件的表面具有第二透镜，第一透镜朝向第二透镜，来自光纤的光在第一透镜处聚焦转变为平行光。光纤发出的光是发散的，当发散的光经第一透镜聚焦转变为平行光后，不仅使得光斑的面积增大，而且实现了光的汇聚。

第二透镜接收来自第一透镜的平行光，实现了使得光可以从光纤经第一透镜进入第二透镜，透镜组件中的光可以从第二透镜经第一透镜进入光纤。

进一步，本发明实施例提供的光模块还包括底座205。如图2所示，底座205位于电路板201与光纤支架203之间。

图7为本发明实施例提供的底座结构示意图；图8为本发明实施例提供的光纤支架仰视图；图9为本发明实施例提供的透镜组件仰视图。

如图7所示，底座205具有第一插合部701，如图8所示，光纤支架203具有第一插接部801，光纤支架203通过第一插接部801与底座205的第一插合部701进行连接，使光纤支架203固定在底座205上。

进一步，底座205还包括第二插合部702，透镜组件202具有第二插接部901，透镜组件202通过第二插接部901与底座205的第二插合部702进行连接，使透镜组件202与底座205之间固定。

光纤支架203固定在底座205上，透镜组件202与底座205固定，使得光纤支架203与透镜组件202之间的位置关系固定，利于光纤支架203上第一透镜301与透镜组件202上的透镜建立位置上的对应关系。

在实际生产过程中，需要在电路板201上建立光纤204、光纤支架203、透镜组件202及芯片之间的精确的光连接，而将上述几个组件在电路板201上依次放置，放置的位置偏差较大。本发明实施例中，采用底座205作为基准，如图7所示，第二插合部702位于底座205的一侧边缘，其通孔形状作为定位标记，芯片以该定位标记为参照铺设在电路板201上，由此底座205与芯片之间建立了精确的位置关联。光纤支架203的第一插接部801与底座205的第一插合部701结合，使得光纤支架203与底座205之间建立了精确的位置关联，透镜组件202的第二插接部901与底座205的第二插合部702结合，使得透镜组件202与底座205之间建立的精确的位置关联。以底座205作为位置关系的连接，芯片、透镜组件202与光纤204之间之间建立了精确的位置关系，可以实现较佳的光连接。

进一步的，如图8、图9所示，光纤支架203具有第三插接部802，透镜组件202具有第三插合部902，第三插接部802与第三插合部902结合，实现光纤支架203与透镜组件202之间的固定。

图10为本发明实施例提供的光模块结构爆炸图。如图10所示，第一芯片1001、第一芯片驱动1101A、第二芯片1002及第二芯片驱动1002A分别位于透镜组件202与电路板201之间，装配完成后，透镜组件202与电路板201之间形成腔体，腔体用于容纳第一芯片、第一芯片驱动、第二芯片及第二芯片驱动。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种光模块，其特征在于，包括电路板、光纤、光纤支架及透镜组件，所述光纤支架及所述透镜组件分别置于所述电路板的同侧表面，

所述光纤支架包括第一透镜、光纤凹槽及光纤止位，所述第一透镜位于所述光纤支架的表面，所述光纤凹槽位于所述光纤支架的内部，所述光纤凹槽用于放置所述光纤，所述光纤的端面朝向所述第一透镜，所述光纤止位位于所述光纤端面及所述第一透镜之间；

所述透镜组件的表面具有第二透镜，所述第二透镜朝向所述第一透镜。

2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光纤凹槽包括光纤固定槽及光纤插槽，所述光纤包括包层及保护层，部分所述包层表面覆盖所述保护层，所述光纤固定槽固定所述保护层，所述光纤插槽固定未覆盖保护层的包层。

3.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架还包括表面开口，所述表面开口使所述光纤凹槽暴露出来。

4.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述光纤凹槽在所述光纤支架的表面具有开口，所述光纤通过所述开口插入所述光纤凹槽中。

5.如权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述光纤的中心轴线与所述第一透镜的中心轴线重合。

6.如权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架中放置多根光纤。

7.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，还包括底座，所述底座位于所述电路板及所述光纤支架之间，所述底座具有第一插合部，所述光纤支架具有第一插接部，所述第一插合部与所述第一插接部结合，使所述光纤支架固定在所述底座上。

8.如权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述底座还具有第二插合部，所述透镜组件具有第二插接部，所述第二插合部与所述第二插接部结合，使所述底座与所述透镜组件连接。