CN106950658B - 光收发组件 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种光收发组件，包括电路板、导光主体、波分复用滤光片、第一反射面、激光器和探测器，导光主体固定在电路板的上表面，且导光主体上具有第一腔，第一腔的开口朝向电路板，发射透镜和接收透镜形成在第一腔的底壁上，发射透镜的凸面的凸出方向和接收透镜的凸面的凸出方向均朝向电路板；可以方便发射透镜与接收透镜在导光主体注塑成型后的脱模，使得两个透镜可以一次成型在导光主体上，省去了两个透镜之间的校准动作，简化光收发组件的结构及工艺，消除二次装配所带来的公差，保证良率和生产效率；发射透镜与接收透镜二者的凸面突出方向相同，使得二者内的光路可以同时对准，提高耦合效率。

Description

光收发组件

技术领域

本发明涉及光纤接入的终端技术，尤其涉及一种光收发组件。

背景技术

光收发组件(BOSA，bidirectionalopticalsub－assembly)是作为接入网终端产品的核心部件(成本占比40％以上)，用于实现光信号和电信号的转换功能。

请参见图1，现有技术中的光收发组件包括电路板91、贴合在电路板91上的主体元件92及插接在主体元件92内的插入元件93；电路板91上设置载体94和探测器95，探测器95直接与电路板91贴装电连接，载体94上设置激光器96，激光器96与电路板91电连接。插入元件93上设置有第一透镜931，用于将激光器96的光线进行准直。主体元件92上设置有第二透镜922和第三透镜932，第二透镜922与第一透镜931同轴设置，且主光轴平行于电路板91。第三透镜932与探测器95对应设置，以使光线聚集后射向探测器95，第三透镜932的主光轴垂直于电路板91。

上述的光收发组件中，由于第一透镜931与第二透镜922同轴设置，且轴向垂直于第三透镜932，使得三者无法一体成型在同一主体元件92上，只能将第一透镜931设置在插入元件93上，主体元件92与插入元件93之间的装配不可避免地造成第一透镜931与第二透镜922、第三透镜932之间的相对位置公差变差，会造成耦合时两个光路无法同时对准或者其中一路的耦合效率偏低。另外，由于激光器96的出光方向(激光器的Z轴方向)和探测器95的进光方向(探测器的Z轴方向)的耦合容差较大，其他方向(X/Y轴)容差较小；现有技术的激光器96的出光方向和探测器95的进光方向不在同一方向(耦合时激光器容差较好的Z轴方向受探测器容差较差的X/Y轴方向影响，造成激光器96和探测器95同时耦合时整体的耦合容差变，出现耦合效率下降以及无法同时对准等不良。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种光收发组件，能够降低相对位置公差，提高耦合效率。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明的实施例提供了一种光收发组件，包括电路板、导光主体、波分复用滤光片、第一反射面、激光器和探测器，所述导光主体固定在所述电路板的上表面，且所述导光主体上具有第一腔，所述第一腔的开口朝向所述电路板的上表面，所述第一腔的底壁包括第一凸出部和第二凸出部，所述第一凸出部用于形成发射透镜，所述第二凸出部用于形成接收透镜；所述发射透镜和所述接收透镜均包括一凸面，所述发射透镜的凸面的凸出方向和所述接收透镜的凸面的凸出方向均朝向所述电路板的上表面；

所述第一反射面位于所述波分复用滤光片和所述接收透镜之间，且所述第一反射面和所述波分复用滤光片之间以及所述第一反射面与所述接收透镜之间均是相隔离的；

第一光信号穿过所述波分复用滤光片后到达所述第一反射面并被所述第一反射面反射，被反射后的所述第一光信号穿过所述接收透镜到达所述探测器处，由所述探测器将所述第一光信号转化为第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述电路板；

来自所述电路板的第二电信号触发所述激光器生成第二光信号，所述第二光信号穿过所述发射透镜后，被传输到所述波分复用滤光片并在所述波分复用滤光片处发生反射，反射后的所述第二光信号被输出。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述导光主体还具有第二腔，所述第二腔的开口朝向是背离所述电路板的上表面的，所述第二腔内具有一斜槽，所述波分复用滤光片设置在所述斜槽内。第二腔的开口朝向与第一腔的开口朝向相反，方便在成型中第一腔和第二腔的开模；利用斜槽可以方便设置波分复用滤光片。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一反射面为所述第二腔的一斜壁，利用第二腔在导光主体上形成第一反射面，便于加工制备。

结合第一方面或第一方面的前述任一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述光收发组件还包括一载体，所述载体位于所述第一腔和所述电路板的上表面围合的空间内，且所述载体的下表面与所述电路板的上表面相贴合，所述载体的上表面设有所述激光器和所述探测器，所述载体的上表面和所述载体的下表面相对。探测器与激光器固定在同一个载体上，利于三者之间的对准定位以及与电路板、导光主体之间的对准耦合。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述载体的上表面设有一隔离件，所述隔离件将所述载体的上表面分成第一区域和第二区域，其中，所述激光器位于所述第二区域，所述探测器位于所述第一区域；所述隔离件用于阻挡所述第二光信号，以避免所述第二光信号传输到所述第一区域，以及用于阻挡所述第一光信号，以避免所述第一光信号传输到所述第二区域。利用隔离件可以对载体的上表面分隔为两个区域，激光器和探测器分别设置在两个区域，从而利用隔离件将第一光信号和第二光信号隔离开，避免二者相互干扰；且隔离件设置在载体上，使得隔离件与载体连接为一个整体，可以方便装配。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，在所述激光器发射的所述第二光信号的传输方向朝向所述隔离件且与所述电路板所在的平面之间的夹角小于90度的情况下，所述光收发组件还包括第二反射面，所述第二反射面为所述隔离件的一个斜面；

所述激光器发射的所述第二光信号传输到所述第二反射面，并在所述第二反射面发生反射，被反射后的所述第二光信号将会穿过所述发射透镜。

利用第二反射面实现第二光信号的反射，使得第二光信号可以经反射后射向发射透镜；第二反射面为隔离件上的一个斜面，可以方便第二反射面的设置，且利于实现第二反射面与激光器之间的定位；同时可以将激光器直接设置在第二区域上，可以减小激光器与电路板之间的距离，方便二者之间的电连接。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述隔离件具有一朝向所述第二区域的侧壁，所述激光器固定在所述侧壁上，所述激光器的发光源正对所述发射透镜的凸面，所述第二光信号从所述激光器的发光源发出后，朝向所述发射透镜的凸面传输，并将穿过所述发射透镜。可以简化载体的结构，同时可以将第二光信号直接射向发射透镜，减小对隔离件另一侧第一光信号的干涉。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，沿垂直于所述电路板所在平面的方向上，所述接收透镜和所述电路板的上表面之间的最大距离小于所述隔离件的顶面与所述电路板的上表面之间的最小距离。接收透镜相对隔离件的顶面均靠近电路板的上表面，隔离件的顶面位于接收透镜之上，第二光信号从接收透镜出射后不会越过隔离件，从而能够更好地将第一光信号和第二光信号隔离。

结合第一方面，在第一方面的第八种可能的实现方式中，沿垂直于所述电路板所在平面的方向上，所述接收透镜和所述电路板的上表面之间的最小距离大于零且小于所述发射透镜和所述电路板的上表面之间的最小距离。使得接收透镜和发射透镜不在一个平面上，从而降低第一光信号与第二光信号之间的相互干涉。

第二方面，本发明还提供了另一种光收发组件，包括电路板、导光主体、波分复用滤光片、第一反射面、激光器和探测器，所述导光主体固定在所述电路板的上表面，且所述导光主体上具有第一腔，所述第一腔的开口朝向所述电路板的上表面，所述第一腔的底壁包括第一凸出部和第二凸出部，所述第一凸出部用于形成发射透镜，所述第二凸出部用于形成接收透镜；所述发射透镜和所述接收透镜均包括一凸面，所述发射透镜的凸面的凸出方向和所述接收透镜的凸面的凸出方向均朝向所述电路板的上表面；

所述第一反射面位于所述波分复用滤光片和所述发射透镜之间，且所述第一反射面和所述波分复用滤光片之间以及所述第一反射面与所述发射透镜之间均是相隔离的；

第一光信号传输到所述波分复用滤光片并在波分复用滤光片处发生反射，反射后的第一光信号穿过所述接收透镜到达所述探测器处，由所述探测器将所述第一光信号转化为第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述电路板；

来自所述电路板的第二电信号触发所述激光器生成第二光信号，所述第二光信号穿过所述发射透镜后到达所述第一反射面并被所述第一反射面反射，被反射后的第二光信号穿过所述波分复用滤光片，穿过所述波分复用滤光片的所述第二光信号被输出。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述导光主体还具有第二腔，所述第二腔的开口朝向是背离所述电路板的上表面的，所述第二腔内具有一斜槽，所述波分复用滤光片设置在所述斜槽内。第二腔的开口朝向与第一腔的开口朝向相反，方便在成型中第一腔和第二腔的开模；利用斜槽可以方便设置波分复用滤光片。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述第一反射面为所述第二腔的一斜壁，利用第二腔在导光主体上形成第一反射面，便于加工制备。

结合第二方面或第二方面的前述任一种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述光收发组件还包括一载体，所述载体位于所述第一腔和所述电路板的上表面围合的空间内，且所述载体的下表面与所述电路板的上表面相贴合，所述载体的上表面设有所述激光器和所述探测器，所述载体的上表面和所述载体的下表面相对。探测器与激光器固定在同一个载体上，利于三者之间的对准定位以及与电路板、导光主体之间的对准耦合。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述载体的上表面设有一隔离件，所述隔离件将所述载体的上表面分成第一区域和第二区域，其中，所述激光器位于所述第二区域，所述探测器位于所述第一区域；所述隔离件用于阻挡所述第二光信号，以避免所述第二光信号传输到所述第一区域，以及用于阻挡所述第一光信号，以避免所述第一光信号传输到所述第二区域。利用隔离件可以对载体的上表面分隔为两个区域，激光器和探测器分别设置在两个区域，从而利用隔离件将第一光信号和第二光信号隔离开，避免二者相互干扰；且隔离件设置在载体上，使得隔离件与载体连接为一个整体，可以方便装配。

结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，在所述激光器发射的所述第二光信号的传输方向朝向所述隔离件且与所述电路板所在的平面之间的夹角小于90度的情况下，所述光收发组件还包括第二反射面，所述第二反射面为所述隔离件的一个斜面；

所述激光器发射的所述第二光信号传输到所述第二反射面，并在所述第二反射面发生反射，被反射后的所述第二光信号将会穿过所述发射透镜。

利用第二反射面实现第二光信号的反射，使得第二光信号可以经反射后射向发射透镜；第二反射面为隔离件上的一个斜面，可以方便第二反射面的设置，且利于实现第二反射面与激光器之间的定位；同时可以将激光器直接设置在第一区域上，可以减小激光器与电路板之间的距离，方便二者之间的电连接。

结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述隔离件具有一朝向所述第二区域的侧壁，所述激光器固定在所述侧壁上，所述激光器的发光源正对所述发射透镜的凸面，所述第二光信号从所述激光器的发光源发出后，朝向所述发射透镜的凸面传输，并将穿过所述发射透镜。可以简化载体的结构，同时可以将第二光信号直接射向发射透镜，减小对另一侧第一光信号的干涉。

结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，所述接收透镜和所述电路板的上表面之间的最大距离小于所述隔离件的顶面与所述电路板的上表面之间的最小距离。接收透镜相对隔离件的顶面均靠近电路板的上表面，隔离件的顶面位于接收透镜之上，第二光信号从接收透镜出射后不会越过隔离件，从而能够更好地将第一光信号和第二光信号隔离。

结合第二方面，在第二方面的第八种可能的实现方式中，沿垂直于所述电路板所在平面的方向上，所述接收透镜和所述电路板的上表面之间的最小距离大于零且小于所述发射透镜和所述电路板的上表面之间的最小距离。使得接收透镜和发射透镜不在一个平面上，从而降低第一光信号与第二光信号之间的相互干涉。

本发明提供的光收发组件，发射透镜与接收透镜二者的凸面均朝向电路板突出，可以方便发射透镜与接收透镜在导光主体注塑成型后的脱模，使得两个透镜可以一次成型在导光主体上，省去了两个透镜之间的校准动作，简化光收发组件的结构及工艺，消除二次装配所带来的公差，保证良率和生产效率；发射透镜与接收透镜二者的凸面突出方向相同，使得二者内的光路可以同时对准，提高耦合效率；利用波分复用滤光片可以实现第一光信号和第二光信号沿不同方向行进，同时波分复用滤光片、第一反射面可以将第一光信号、第二光信号反射，使得第一光信号可以反射至接收透镜，第二光信号可以反射到光纤中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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是现有技术中光收发组件的结构示意图；

图2是本发明第一实施例提供的光收发组件的结构示意图；

图3是图1中光收发组件的导光元件的结构示意图；

图4是图1中光收发组件的载体的结构示意图；

图5是本发明第二实施例提供的光收发组件的结构示意图；

图6是本发明第三实施例提供的光收发组件的结构示意图；

图7是本发明第四实施例提供的光收发组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例进行说明。

参见图2，为本发明中第一实施例提供的一种光收发组件的示意图。应当知道，光收发组件用于实现将电信号转化成光信号(简称“电光转化”)并传导至光纤中、以及将光纤内传递过来的光信号进行传导并转化成电信号(简称“光电转化”)。

图2所示的光收发组件包括电路板100、导光主体1、波分复用滤光片3、第一反射面14、激光器21和探测器22。导光主体1固定于电路板100，导光主体1上一体成型有多个透镜，并安装有光学部件，多个透镜与光学部件配合形成发射光路和接收光路，以使光线沿预定路线行进。从光纤9内传递到光收发组件中光信号为第一光信号，第一光信号能够通过接收光路传导至探测器22，探测器22能够接收第一光信号并转化为第一电信号，并将第一电信号传输给电路板；激光器21能够将电路板100传递过来的第二电信号转化为第二光信号，第二电信号通过发射光路传导至光纤9内。

参见图2所示，导光主体1上具有第一腔10a，第一腔10a的开口朝向电路板100的上表面，第一腔10a的底壁包括第一凸出部和第二凸出部。可以理解的，根据第一腔10a的开口方向，第一腔10a的底壁即为朝向电路板100的腔壁。第一凸出部用于形成发射透镜11，第二凸出部用于形成接收透镜12。使得第一凸出部和第二凸出部和第一腔10a的底壁是一体的，即发射透镜11及接收透镜12是一体成型在导光主体1上的，使得二者的位置通过模具在注塑过程中即可确定，从而避免了二次装配带来的公差，保证良率和生产效率。

发射透镜11和接收透镜12均包括一凸面，发射透镜11的凸面的凸出方向和接收透镜12的凸面的凸出方向均朝向电路板100的上表面。可以方便发射透镜11与接收透镜12在导光主体注塑成型后的脱模，同时使得二者内的光路在装配时可以同时对准，提高耦合效率。发射透镜11用于对激光器21产生的第二光信号进行准直，接收透镜12用于对射向探测器22的第一光信号进行聚焦。

发射透镜11与接收透镜12二者的主光轴可以为相互平行，也可以为略有夹角，以方便导光主体1与激光器21、探测器22之间的对准耦合。发射透镜11与接收透镜12二者的主光轴可以实质垂直于电路板100。所谓的实质垂直是指可以是垂直的，也可以偏离垂直少许的角度，也即近似垂直，例如偏离5°等。其中，允许偏离的角度，可以是由工艺误差造成的，也可以是本领域技术人员根据技术方案的实际应用场景结合公知技术确定出来的。

本实施例中，导光主体1上还一体成型有光纤端透镜13，光纤9内传过来的第一光信号可以通过光纤端透镜13射入，激光器21生成的第二光信号可以通过光纤端透镜13出射到光纤9内。光纤端透镜13与发射透镜11二者的主光轴之间形成有夹角，光纤端透镜13与接收透镜12二者的主光轴之间形成有夹角，即光纤端透镜13与发射透镜11、接收透镜12之间的主光轴为非平行状态；使得光纤端透镜13与发射透镜11的凸面突出方向不同。

光纤端透镜13的主光轴与发射透镜11的主光轴之间形成有夹角，该夹角可以为实质的90度，即可以使得光纤端透镜13的轴向为平行于电路板100；当然，也可以为大于0度小于180度之间的任意角度。对该“实质的90度”的理解可以参见前述对“实质垂直”的解释，此处不再赘述。

第一反射面14位于波分复用滤光片3和接收透镜12之间，第一反射面14和波分复用滤光片3之间以及第一反射面14与接收透镜12之间均是相隔离的；以便于光信号的传递。第一反射面14与波分复用滤光片3能够使得光信号发生反射，以改变光路行进方向，实现光路在光纤端透镜13与发射透镜11之间角度的转换、以及光路在光纤端透镜13与接收透镜12之间角度的转换。

波分复用滤光片(WDM，Wavelength Division Multiplexing)3用于以使第一光信号和第二光信号沿不同的光路行进，第一光信号及第二光信号在经过WDM3后的传输方向不同。WDM3可以使具有特定波长的光在WDM3处发生透射，并使具有其他波长的光在WDM3处发生反射，从而令具有特定波长的光和具有其他波长的光的传输方向不同。例如，波长小于1515nm的光在传输到WDM3处后会发生透射，波长大于1515nm的光在传输到WDM3处后会发生反射，从而波长小于1515nm的光和波长大于1515nm的光在经过WDM3时沿不同传输方向行进。本实施例中，WDM3用于使第一光信号穿过、使第二光信号反射。

光纤端透镜13、WDM3、第一反射面14及接收透镜12等光学器件之间可以形成一条入射光路，以将接收到的第一光信号传导至探测器22处。第一光信号穿过WDM3后到达第一反射面14并被第一反射面14反射，被反射后的第一光信号穿过接收透镜12到达探测器22处，由探测器22将第一光信号转化为第一电信号，并将第一电信号传输给电路板100。

发射透镜11、WDM3、及光纤端透镜13等光学器件之间可以形成一条出射光路，以将激光器21生成的第二光信号出射到光纤9中。来自电路板100的第二电信号触发激光器21生成第二光信号，第二光信号穿过发射透镜11后，被传输到WDM3并在WDM3处发生反射，发射后的第二光信号被输出。

参见附图3，导光主体1内还光纤端透镜13设置有圆孔16，圆孔16的第一端口位于导光主体1的侧壁上，圆孔16的第二端口位于导光主体1的腔体内，圆孔16的第一端口和圆孔16的第二端口是相对的。圆孔16与图2所示的光纤9的外径相匹配，圆孔16与光纤端透镜13同轴设置。所谓“圆孔16与光纤9的外径相匹配”，是指圆孔16与光纤9过盈配合，光纤9可以直接插入在该圆孔16内，从而将光纤9固定在该圆孔16内。光纤9与导光主体1之间无需耦合对准。进一步参见附图3，可知，导光主体1上还设置有透光孔17，透光孔17与圆孔16同轴设置，且透光孔17的孔径小于圆孔16的孔径。透光孔17的第一端口与圆孔16的第二端口相连通，透光孔17的第二端口设置有光纤端透镜13，透光孔17的第一端口和透光孔17的第二端口是相对的。光纤端透镜13当光纤9插入到圆孔16内后，由于透光孔17的孔径较小，光纤9不会插入到透光孔17中，从而不会接触到光纤端透镜13，进而避免对光纤端透镜13造成磨损。

如图2所示，导光主体1上还具有第二腔10b，第二腔10b的开口朝向是背离电路板100的上表面的，第二腔10b内具有一斜槽15，WDM3设置在斜槽15内。

如图3所示，斜槽15包括两个相对的内壁，该两个相对的内壁相互平行且均为斜面，WDM3固定在该两个斜面之间。所谓的斜面是指该两个相对的内壁中的任一内壁所在的平面均不垂直于电路板100所在平面。也即，任一内壁所在的平面和电路板100所在平面之间的夹角中的锐角应当是小于90度的。具体的，任一内壁所在的平面和电路板100所在平面之间的夹角和光路设计相关，该夹角通常在30－60度之间。进一步地，斜槽15位于反光镜14与光纤端透镜13之间。两个斜面之间的间距与WDM3的厚度相匹配，通常为0.15－0.5mm之间。所谓的厚度相匹配是指WDM3装配在斜槽中后，不会产生松动。因此，WDM3可以直接贴装在斜槽15中，无需耦合对准，以方便装配连接。

斜槽15具有一安装口，WDM3可以从该安装口装入到斜槽15中，安装口位于第二腔10b的腔底面上，以便于开模注塑成型，同时方便将WDM3装入到斜槽15中。

第一反射面14为第二腔10b的一斜壁。所谓的斜壁是指斜壁所在的平面不垂直于也不平行于电路板100所在平面，具体可以参见前述关于“斜面”的说明，此处不再赘述。斜壁的倾斜角度即斜壁与电路板100所在平面之间的夹角与光路设计相关，通常在30°－60°。

第一腔10a与第二腔10b分别位于导光主体1上相对的两面处，且发射透镜11及接收透镜12均设置在第一腔10a中并朝向电路板100，斜槽15及第一反射面14均形成在第二腔10b的腔壁上，该结构设计使得导光主体1在注塑成型后利于开模，方便加工制备，且方便WDM3在导光主体1上的贴装，同时利于发射透镜11、接收透镜12与激光器21、探测器22之间的耦合对准，利于装配。

光收发组件还包括一载体20，载体20位于第一腔10a和电路板的上表面围合的空间内，且载体20的下表面与电路板100的上表面相贴合，载体20的上表面设有激光器21和探测器22，载体20的上表面和载体20的下表面相对。

探测器22与激光器21设置在同一个载体20上，利于三者之间的对准定位以及与电路板100、导光主体1之间的对准耦合，避免现有技术中探测器22与激光器21设置在不同载体20上分别与电路板100装配所造成的公差较大的问题，激光器21与探测器22的相对位置公差较小，利于耦合对准时两个光路同时对准，并同时保证两个光路的耦合效率较高。

载体20固定于电路板100，并通过金丝键合将激光器21和探测器22与电路板100进行电连接。电路板100设置有金属盘(Pad)用于和载体20之间通过焊料焊接，以及提供和激光器21、探测器22的通过金丝键合连接。

如图4所示，载体20的上表面设有一隔离件203，隔离件203将载体20的上表面分为第一区域202和第二区域201，其中，激光器21位于第二区域201，探测器22位于第一区域202。隔离件203用于阻挡第二信号，以避免第二信号传输到第一区域202，以及用于阻挡第一光信号，以避免第一光信号传输到第二区域201。

利用隔离件203可以对载体20的上表面分隔为两个区域，激光器21和探测器22分别设置在两个区域，从而利用隔离件20将第一光信号与第二光信号隔离开，避免相互干扰。且隔离件设置在载体上，可以方便隔离件的装配。隔离件203可以与载体20为一体式结构，二者一体加工成型形成一个整体，以方便加工制备。在激光器21发射的第二光信号的传输方向朝向隔离件203且与电路板100所在的平面之间的夹角小于90度的情况下，光收发组件还包括第二反射面204，第二反射面204为隔离件20的一个斜面。激光器21发射的第二光信号传输到第二反射面204，并在第二反射面204发生反射，被反射后的第二光信号将会穿过发射透镜11。利用第二反射面204的反射，使得激光器21的初始出光方向可以为平行或近似平行于电路板100，并通过出射反光镜204改变为朝上，激光器21可以直接设置在第二区域201上，减小激光器21与电路板100之间的距离，以方便激光器21与电路板100之间的电路连接。

如图4所示，隔离件203整体呈等腰梯形，倾斜面形成于等腰梯形的一个腰边上，以方便隔离件203的加工成型。当然，在其他实施方式中，隔离凸条也可以为直角梯形，倾斜面形成在其斜腰边上；或者隔离件203可以为三角形。

载体20可以为硅或者陶瓷材料制成。载体20上的出射反光镜204的角度、尺寸与光路设计相关，其可以将激光器21的光线反射至发射透镜11即可。出射反光镜204与电路板100之间的夹角通常为30－60度之间，出射反光镜204的高度通常是200～500um之间。

如图4所示，载体20上设置有激光定位标示205和探测定位标示206，激光器21设置在激光定位标示205处，探测器22设置在探测定位标示206处。通过在载体20上设置激光定位标示205和探测定位标示206，可以实现激光器21与探测器22的高精度定位，保证激光器21及探测器22贴装在载体20上后二者之间的相对位置公差最小，满足设计要求。

如图2所示，探测器22与接收透镜12之间还设置有带通滤光片4，用以分离出某一波段的单色光。带通滤光片4能够使指定波长范围的光透射，其他波长的光反射，从而避免其他波长的光干扰。导光主体1上一体成型有支架18，支架18位于接收透镜12处，带通滤光片4安装至支架18上。支架18具有与带通滤光片4相匹配的安装，具体的，带通滤光片4可以直接贴装于支架18，无需耦合对准。

光收发组件的发射信号流向为：电路板100上的第二电信号通过激光器21转化成第二光信号发出，光信号经过载体20上的一个第二反射面204改变方向以朝向远离电路板100的方向出射，通过耦合对准进入发射透镜11后成为准直光，准直光在导光主体1中传输到WDM3进行反射，反射后的准直光传输到光纤端透镜13后发生汇聚，汇聚后的光信号传输进入光纤。

从远端传输过来的第一光信号通过导光主体1内的光纤9射入，该入射光传输到光纤端透镜13后，经光纤端透镜13准直成为准直光，准直光传输到WDM3透射过去，透射光传输到反光镜14进行反射，该反射光传输到接收透镜12后汇聚形成汇聚光，汇聚光通过带通滤光片4过滤并经过耦合对准后，传输到探测器22，探测器22将光信号转化成电信号后传输给电路板100。

本发明提供的光收发组件装配过程如下。导光主体1一体注塑成型，其材料可以为PEI(Polyetherimide，聚醚酰亚胺)或者其他的可通光的、低收缩率的、可在高温工作的材料。开模后其上直接形成发射透镜11、接收透镜12、光纤端透镜13和第一反射面14，还形成有圆孔16、透光孔17、第二腔10b、斜槽15、第一腔10a、支架18等结构。光纤9、WDM3、和带通滤光片4分别可以通过胶水直接粘接在导光主体1上，从而形成发射光路和接收光路用于光信号的传输。光纤9、WDM3和带通滤光片4在导光主体1上均可以直接贴装，无需耦合对准，从而方便装配。

将载体20装配到电路板100上，并通过金丝键合将激光器21和探测器22与电路板100进行电连接；电路板100设置有金属盘用于和载体20之间通过焊料焊接，以及提供和激光器21、探测器22的通过金丝键合连接。给激光器21和探测器22供电使其工作，将装配好的电路板100和导光主体1进行X/Y/Z三轴对位耦合。

对位耦合效率可以通过发射光功率监控和接收响应度监控的参数进行判断。发射光功率监控为：电流源给激光器21进行指定电流驱动，激光器21发光后通过光收发组件的光纤传输到光分路器，通过光分路器传输到光功率计，读取光功率的大小。接收响应度监控为：光源发出指定光功率大小的光信号，通过光分路器传输给光收发组件，光收发组件中的探测器22将光信号转换成光电流；电压源提供给探测器22工作电压，并通过电流表读取光电流的大小。

耦合合格后将电路板100与导光主体1进行固定连接，可以通过胶水或者焊料进行固定。

本发明提供的光收发组件，导光主体1上的发射透镜11和接收透镜12在与一体化载体上的激光器21和探测器22同时对准耦合时，可以减少有效组装时的校准动作，满足光收发组件发射光功率和接收响应度的规格要求，保证良率及生产效率，有效降低光收发组件成本。发射透镜11和接收透镜12设计成型在同一个导光主体1上，它们之间的位置公差可以合理控制到最小；激光器21和探测器22设计装配在同一个载体上，它们之间的位置公差也可以有效控制；发射透镜11和接收透镜12的凸弧面均朝向电路板100突出，使得激光器21和探测器22的最大耦合容差方向设计为同一个方向，整体的耦合容差最佳。导光主体1上的发射透镜11和接收透镜12的凸面突出方向相同，可以一次成型，简化结构及工艺，消除二次装配带来的公差。

将发射透镜11和接收透镜12成型在同一个主体结构部件即导光主体1上，激光器21和探测器22也装配在同一个载体上，它们之间的位置公差取决于结构件的制造公差，同时调整激光器21和探测器22的位置，保证其最大耦合容差方向为同一个方向。导光主体1上的发射透镜11及接收透镜12在与载体20上的激光器21及探测器22同时对准耦合时，由于相对位置公差最小，耦合容差最佳，从而保证了两个光路可以同时对准，耦合效率最大，满足光收发组件的规格指标要求，提升了光收发组件的工程可实现性。

请参见图5，在本发明第二实施例提供的光收发组件中，光收发组件包括电路板100、导光主体1、WDM3、第一反射面14、激光器21、探测器22及载体20，WDM3、第一反射面14、激光器21、探测器22及载体20均可以与第一实施例相同，其具体实施方式可以参见第一实施例，此处不再赘述。本实施例中，发射透镜11至波分复用滤波片3之间的光路上还设置有光隔离器5，利用光隔离器5可以避免激光器21受到反射光的影响。

导光主体1的第一腔10a的底壁为阶梯状，发射透镜11相对接收透镜12靠近电路板100，利用阶梯结构，可以使得发射透镜11与接收透镜12之间错位，不再处于同一平面上，以避免出射光与入射光之间相互干涉影响。同时，阶梯结构使得发射透镜11与波分复用滤波片3之间的间距较大，方便在二者之间设置光隔离器5。

载体20上还设置有背光探测器23，背光探测器23位于背离激光器21出光方向的一侧，背光探测器23电连接于电路板100。背光探测器23用于将接收到的激光器21背向光转换成电流，并反馈给电路板100上的驱动电路；驱动电路根据反馈的电流值的偏差调整激光器21的驱动电流，从而保持在不同温度下激光器21光功率的一致性。

请参见图6，在本发明第三实施例提供的光收发组件中，光收发组件包括电路板100、导光主体1、WDM3、第一反射面14、激光器21、探测器22及载体20，WDM3、第一反射面14均可以与第一实施例相同，其具体实施方式可以参见第一实施例，此处不再赘述。

载体20安装于电路板100，激光器21及探测器22均设置在载体20上。载体20上设置有隔离件203，隔离件203将载体的上表面分为第一区域和第二区域，激光器21位于第二区域，探测器22位于第一区域。激光器21与探测器22分别设置在隔离件203的两侧，隔离件203的作用与前述实施例相同，利用隔离件203可以将探测器22与激光器21之间的第二光信号与第一光信号隔离开，避免相互干扰。

本实施例中，隔离件203具有一朝向第二区域的侧壁，激光器21固定在侧壁上，激光器21的发光源正对发射透镜11的凸面，第二光信号从激光器21的发光源正对发射透镜11的凸面，第二光信号从激光器21的发光源发出后，朝向发射透镜11的凸面传输，并穿过发射透镜。激光器的发光源是指激光器发射出光信号的部件，或者说光信号是从激光器的发光源处输出的。激光器21直接固定在隔离件203的侧面上。第一光信号由激光器直接射向发射透镜。激光器21的出射光直接射向发射透镜11，从而无需在隔离件203上设置出射反光镜204，简化载体20的结构，同时可以将第二光信号直接射向发射透镜11，减小对隔离件203另一侧第一光信号的干涉。利用隔离件203即可以实现激光器21的固定，又可以实现第一光信号与第二光信号之间的隔离，从而简化结构。

沿垂直于电路板100所在平面的方向上，接收透镜12和电路板100的上表面之间的最小距离大于零且小于发射透镜11和电路板100的上表面之间的最小距离；使得接收透镜12和发射透镜11不在一个平面上，从而降低第一光信号与第二光信号之间的相互干涉。

更具体地，导光主体1的10a内设置有接收凸台19，接收凸台19突出方向朝向电路板100，接收透镜12设置在接收凸台19朝向电路板100的表面上，使得接收透镜12与发射透镜11不在一个平面上，且接收透镜12相对发射透镜11更加靠近电路板100。导光主体1的其余结构可以与第一实施例相同，此处不再赘述。垂直于电路板100所在平面的方向上，接收透镜12和电路板100的上表面之间的最大距离小于隔离件203的顶面与电路板100的上表面之间的距离。接收透镜12相对发射透镜11及隔离件203的顶面均靠近电路板100的上表面，隔离件203的顶面高于接收透镜12，利用隔离件203与接收凸台19之间的配合，可以将第一光信号与第二光信号有效隔离，避免二者之间发生干涉。

载体20上还设置有背光探测器23，背光探测器23位于背离激光器21出光方向的一侧，背光探测器23的作用与第二实施例相同，此处不再赘述。

在上述实施方式中，WDM3与发射透镜11相对应设置，反光镜14与接收透镜12相对应设置，使得发射透镜11相对于接收透镜12更加靠近光纤端透镜13，WDM3用于对第二光信号进行反射，反光镜14用于对第一光信号进行反射。当然在其他实施方式中，还可以是WDM3与接收透镜12相对应配合，反光镜14与发射透镜11相对应配合，使得接收透镜12相对于发射透镜11更加靠近光纤端透镜13，WDM3用于对第一光信号进行反射，反光镜14用于对第二光信号进行反射。如本发明第四实施例提供的光收发组件。

请参见图7，在本发明第四实施例提供的光收发组件中，光收发组件包括电路板100导光主体1、WDM3、第一反射面14、激光器21、探测器22和载体20。导光主体1安装在电路板100的上表面。

导光主体1上一体注塑成型有光纤端透镜13、发射透镜11、接收透镜12、第一腔10a、第二腔10b、斜槽15、支架18等结构。

导光主体1上具有第一腔10a，第一腔10a的开口朝向电路板100的上表面，第一腔10a的底壁包括第一凸出部和第二凸出部。第一凸出部用于形成接收透镜12，第二凸出部用于形成发射透镜11。使得第一凸出部和第二凸出部和第一腔10a的底壁是一体的，发射透镜11及接收透镜12是一体成型在导光主体1上的，使得二者的位置通过模具在注塑过程中即可确定，从而避免了二次装配带来的公差保证良率和生产效率。

发射透镜11和接收透镜12均包括一凸面，发射透镜11的凸面的凸出方向和接收透镜12的凸面的凸出方向均朝向电路板100的上表面。可以方便发射透镜11与接收透镜12在导光主体注塑成型后的脱模，同时使得二者内的光路在装配时可以同时对准，提高耦合效率。发射透镜11用于对激光器21产生的第二光信号进行准直，接收透镜12用于对射向探测器22的第一光信号进行聚焦。

发射透镜11、接收透镜12及光纤端透镜13三者的主光轴之间的关系可以与第一实施例相同，发射透镜11与接收透镜12二者的主光轴可以为相互平行，也可以为略有夹角，以方便导光主体1与激光器21、探测器22之间的对准耦合。发射透镜11与接收透镜12二者的主光轴可以实质垂直于电路板100。

光纤端透镜13与发射透镜11二者的主光轴之间形成有夹角，光纤端透镜13与接收透镜12二者的主光轴之间形成有夹角，即光纤端透镜13与发射透镜11、接收透镜12之间的主光轴为非平行状态；使得光纤端透镜13与发射透镜11的凸面突出方向不同。光纤端透镜13的主光轴与发射透镜11的主光轴之间的夹角可以为实质的90度。光纤端透镜13处的结构可以与前述任一实施例相同，可以参见前述实施例的相关描述。第一反射面14位于波分复用滤光片3和发射透镜12之间，第一反射面14和波分复用滤光片3之间以及第一反射面14与发射透镜12之间均是相隔离的；以便于光信号的传递。第一反射面14与波分复用滤光片3能够使得光信号发生反射，以改变光路行进方向，实现光路在光纤端透镜13与发射透镜11之间角度的转换、以及光路在光纤端透镜13与接收透镜12之间角度的转换。

本实施例中，WDM3与接收透镜12相对应设置，第一反射面14与发射透镜11相对应设置，使得接收透镜12相对于发射透镜11更加靠近光纤端透镜13，WDM3用于对第一光信号进行反射，第一反射面14用于对第二光信号进行反射，从而实现第二光信号在光纤端透镜13与发射透镜11之间的角度转化、第一光信号在光纤透镜13与接收透镜12之间的角度转换。

第一光信号传输到所述WDM3并在所述WDM3处发生反射，反射后的第一光信号穿过所述接收透镜12到达所述探测器22处，由所述探测器22将所述第一光信号转化为第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述电路板100。

来自所述电路板100的第二电信号触发所述激光器21生成第二光信号，所述第二光信号穿过所述发射透镜11后到达所述第一反射面14并被所述第一反射面14反射，被反射后的第二光信号穿过所述WDM3，穿过所述WDM的所述第二光信号被输出。

发射透镜11、接收透镜12、支架18、载体20、激光器21及探测器22等均位于第一腔10a中。

本实施例中，载体20的形状与第三实施例相同，载体20的上表面设有一隔离件203，隔离件203将载体20的上表面分为第一区域202和第二区域201，其中，激光器21位于第二区域201，探测器22位于第一区域202。隔离件203用于阻挡第二信号，以避免第二信号传输到第一区域202，以及用于阻挡第一光信号，以避免第一光信号传输到第二区域201。

隔离件203具有一朝向第二区域的侧壁，激光器21固定在侧壁上，激光器21的发光源正对发射透镜11的凸面，第二光信号从激光器21的发光源正对发射透镜11的凸面，第二光信号从激光器21的发光源发出后，朝向发射透镜11的凸面传输，并穿过发射透镜。

激光器21直接固定在隔离件203的侧面上。第一光信号由激光器21直接射向发射透镜11。激光器21的出射光直接射向发射透镜11，从而无需在隔离件203上设置出射反光镜204，简化载体20的结构，同时可以将第二光信号直接射向发射透镜11，减小对隔离件203另一侧第一光信号的干涉。利用隔离件203即可以实现激光器21的固定，又可以实现第一光信号与第二光信号之间的隔离，从而简化结构。

同第三实施例相类似，沿垂直于电路板100所在平面的方向上，接收透镜12和电路板100的上表面之间的最小距离大于零且小于发射透镜11和电路板100的上表面之间的最小距离；使得接收透镜12和发射透镜11不在一个平面上，从而降低第一光信号与第二光信号之间的相互干涉。

更具体地，导光主体1的10a内设置有接收凸台19，接收凸台19突出方向朝向电路板100，接收透镜12设置在接收凸台19朝向电路板100的表面上，使得接收透镜12与发射透镜11不在一个平面上，且接收透镜12相对发射透镜11更加靠近电路板100。导光主体1的其余结构可以与第一实施例相同，此处不再赘述。

沿垂直于电路板100所在平面的方向上，接收透镜12和电路板100的上表面之间的最大距离小于隔离件203的顶面与电路板100的上表面之间的距离。接收透镜12相对发射透镜11及隔离件203的顶面均靠近电路板100的上表面，隔离件203的顶面高于接收透镜12，利用隔离件203与接收凸台19之间的配合，可以将第一光信号与第二光信号有效隔离，避免二者之间发生干涉。

接收透镜12设置在接收凸台19上，发射透镜11、接收透镜12、载体20的顶面三者与电路板100的上表面之间的距离关系构成的结构设计可以避免发射光信号与第一光信号之间的相互干扰。与第三实施例的不同之处在于，激光器21、探测器22及载体20整体变换了位置，以使得激光器、发射透镜11与第一反射面14相配合形成一光路，探测器22、接收透镜12与WDM3相配合形成一光路。

导光主体1上还具有第二腔10b，第二腔10b的开口朝向是背离电路板100的上表面的，第二腔10b内具有一斜槽15，WDM3设置在斜槽15内。第一反射面14为第二腔10b的一斜壁。斜槽15与第一反射面14的具体结构与第一实施例相同，可以参见第一实施例中关于斜槽及第一反射面14的描述。

发射透镜11至波分复用滤波片3之间的光路上还设置有光隔离器5，利用光隔离器5可以避免激光器21受到反射光的影响。本实施例中，发射透镜11至波分复用滤波片3的光路之间需要经过第一反射面14，因而光隔离器5可以设置在发射透镜11与第一反射面14之间，也可以设置在波分复用滤波片3与第一反射面14之间。作为优选，光隔离器5设置在波分复用滤波片3与第一反射面14之间。第二腔10b的腔底面注塑形成有隔离槽，隔离槽的开口朝上，光隔离器5设置在该隔离槽中。以方便在导光主体1注塑成型时形成隔离槽，从而方便光隔离器5的装配。

在本发明的一个实施例中，激光器21设置在载体20的隔离件21的侧壁上，当然在其他实施例中，载体20还可以采用如第一实施例中载体的结构，激光器21、探测器22与载体20三者之间的位置关系可以与第一实施例相同，激光器21发出的第二光信号经隔离件21上第二反射面的反射后再射向发射透镜11。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明实施例进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实施例方案的范围。

Claims (9)

1.一种光收发组件，其特征在于，包括电路板、导光主体、波分复用滤光片、第一反射面、激光器和探测器，所述导光主体固定在所述电路板的上表面，且所述导光主体上具有第一腔，所述第一腔的开口朝向所述电路板的上表面，所述第一腔的底壁包括第一凸出部和第二凸出部，所述第一凸出部用于形成发射透镜，所述第二凸出部用于形成接收透镜；所述发射透镜和所述接收透镜均包括一凸面，所述发射透镜的凸面的凸出方向和所述接收透镜的凸面的凸出方向均朝向所述电路板的上表面；

所述第一反射面位于所述波分复用滤光片和所述接收透镜之间，且所述第一反射面和所述波分复用滤光片之间以及所述第一反射面与所述接收透镜之间均是相隔离的；

第一光信号穿过所述波分复用滤光片后到达所述第一反射面并被所述第一反射面反射，被反射后的所述第一光信号穿过所述接收透镜到达所述探测器处，由所述探测器将所述第一光信号转化为第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述电路板；

来自所述电路板的第二电信号触发所述激光器生成第二光信号，所述第二光信号穿过所述发射透镜后，被传输到所述波分复用滤光片并在所述波分复用滤光片处发生反射，反射后的所述第二光信号被输出；

所述导光主体还具有第二腔，所述第二腔的开口朝向是背离所述电路板的上表面的，所述第二腔内具有一斜槽，所述波分复用滤光片设置在所述斜槽内。

2.根据权利要求1所述的光收发组件，其特征在于，所述第一反射面为所述第二腔的一斜壁。

3.根据权利要求1至2任一项所述的光收发组件，其特征在于，所述光收发组件还包括一载体，所述载体位于所述第一腔和所述电路板的上表面围合的空间内，且所述载体的下表面与所述电路板的上表面相贴合，所述载体的上表面设有所述激光器和所述探测器，所述载体的上表面和所述载体的下表面相对。

4.根据权利要求3所述的光收发组件，其特征在于，所述载体的上表面设有一隔离件，所述隔离件将所述载体的上表面分成第一区域和第二区域，其中，所述激光器位于所述第二区域，所述探测器位于所述第一区域；所述隔离件用于阻挡所述第二光信号，以避免所述第二光信号传输到所述第一区域，以及用于阻挡所述第一光信号，以避免所述第一光信号传输到所述第二区域。

5.根据权利要求4所述的光收发组件，其特征在于，在所述激光器发射的所述第二光信号的传输方向朝向所述隔离件且与所述电路板所在的平面之间的夹角小于90度的情况下，所述光收发组件还包括第二反射面，所述第二反射面为所述隔离件的一个斜面；

所述激光器发射的所述第二光信号传输到所述第二反射面，并在所述第二反射面发生反射，被反射后的所述第二光信号将会穿过所述发射透镜。

6.根据权利要求4所述的光收发组件，其特征在于，所述隔离件具有一朝向所述第二区域的侧壁，所述激光器固定在所述侧壁上，所述激光器的发光源正对所述发射透镜的凸面，所述第二光信号从所述激光器的发光源发出后，朝向所述发射透镜的凸面传输，并将穿过所述发射透镜。

7.根据权利要求4所述的光收发组件，其特征在于，沿垂直于所述电路板所在平面的方向上，所述接收透镜和所述电路板的上表面之间的最大距离小于所述隔离件的顶面与所述电路板的上表面之间的最小距离。

8.根据权利要求1所述的光收发组件，其特征在于，沿垂直于所述电路板所在平面的方向上，所述接收透镜和所述电路板的上表面之间的最小距离大于零且小于所述发射透镜和所述电路板的上表面之间的最小距离。

9.一种光收发组件，其特征在于，包括电路板、导光主体、波分复用滤光片、第一反射面、激光器和探测器，所述导光主体固定在所述电路板的上表面，且所述导光主体上具有第一腔，所述第一腔的开口朝向所述电路板的上表面，所述第一腔的底壁包括第一凸出部和第二凸出部，所述第一凸出部用于形成接收透镜，所述第二凸出部用于形成发射透镜；所述发射透镜和所述接收透镜均包括一凸面，所述发射透镜的凸面的凸出方向和所述接收透镜的凸面的凸出方向均朝向所述电路板的上表面；

所述第一反射面位于所述波分复用滤光片和所述发射透镜之间，且所述第一反射面和所述波分复用滤光片之间以及所述第一反射面与所述发射透镜之间均是相隔离的；

第一光信号传输到所述波分复用滤光片并在波分复用滤光片处发生反射，反射后的第一光信号穿过所述接收透镜到达所述探测器处，由所述探测器将所述第一光信号转化为第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述电路板；

来自所述电路板的第二电信号触发所述激光器生成第二光信号，所述第二光信号穿过所述发射透镜后到达所述第一反射面并被所述第一反射面反射，被反射后的第二光信号穿过所述波分复用滤光片，穿过所述波分复用滤光片的所述第二光信号被输出；

所述导光主体还具有第二腔，所述第二腔的开口朝向是背离所述电路板的上表面的，所述第二腔内具有一斜槽，所述波分复用滤光片设置在所述斜槽内。