CN107045166A - 光模块 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种光模块，所述光模块包括印刷电路板、光发射元件、光接收元件、以及与光发射元件和光接收元件对应设置的光纤端口，所述印刷电路板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述光接收元件安装于印刷电路板的第二表面上，所述光发射元件安装于所述印刷电路板的第一表面上或靠近所述印刷电路板的端面处。本申请中光发射元件和光接收元件置于印刷电路板两侧，有效减少光发射元件与光接收元件的信号串扰，提高了光模块的性能；无需采用屏蔽部件，避免了屏蔽部件造成的空间紧张问题。

Description

光模块

技术领域

本申请属于光通信技术领域，具体涉及一种光模块。

背景技术

光模块由光电子器件、功能电路和光口端等组成。其中，光电子器件包括发射和接收两部分。简单的说，光模块的主要功能就是实现光电转换，在发送端将电信号转换成光信号，通过光纤传送后，在接收端再将光信号转换成电信号，从而实现信息的传输。

目前常用的光模块采用光发射元件与光接收元件包含在同一个平面空间中，参图1所示以现有技术中QSFP+光模块的结构为例说明，QSFP+光模块包括壳体1、以及位于该壳体1内的光纤连接器2、光发射组件3、光接收组件4和印刷电路板5，光发射组件3和光接收组件4与光纤连接器2光耦合，并与印刷电路板5电连接。其中，光发射组件3和光接收组件4分别包括光发射元件和光接收元件，且光发射元件和光接收元件以左右排列的方式布置在壳体1内，光信号从光发射组件和光纤连接器传到光纤端，光纤端光信号从光纤端发射被光接收组件接收，从而实现光信号的发射和接收。

现有技术中，由于光接收元件与光发射元件处于同一空间内，且距离靠的比较近，发射端信号容易串入到接收端。为了降低串扰，通常采用屏蔽部件从中间分隔，以便抑制信号被传播到光接收元件中，但此种设置屏蔽部件的方式，屏蔽部件占用了一定的空间，造成了壳体内电路板上安装空间紧张的问题。

因此针对上述问题，有必要提供一种光模块。

发明内容

本申请一实施例提供一种光模块，所述光模块包括印刷电路板、光发射元件、光接收元件、以及与光发射元件和光接收元件对应设置的光纤端口，所述印刷电路板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述光接收元件安装于印刷电路板的第二表面上，所述光发射元件安装于所述印刷电路板的第一表面上或靠近所述印刷电路板的端面处。

一实施例中，所述印刷电路板的第一表面和第二表面上分别设有第一信号连接线和第二信号连接线，所述光发射元件通过第一信号连接线与印刷电路板的第一表面电连接，所述光接收元件通过第二信号连接线与印刷电路板的第二表面电连接。

一实施例中，所述光发射元件发出的光信号通过光纤传输至光纤端口，所述光纤端口通过光纤将来自外部的光信号传输至光接收元件。

本申请另一实施例还提供一种光模块，所述光模块包括印刷电路板、光发射组件、光接收组件、以及与光发射组件和光接收组件对应设置的光纤端口，所述光发射组件包括光发射元件，所述光接收组件包括光接收元件，所述印刷电路板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述光接收组件全部或部分安装于印刷电路板的第二表面上，所述光发射组件全部或部分安装于所述印刷电路板的第一表面上或靠近所述印刷电路板的端面处。

一实施例中，所述印刷电路板的第一表面和第二表面上分别设有第一信号连接线和第二信号连接线，所述光发射元件通过第一信号连接线与印刷电路板的第一表面电连接，所述光接收元件通过第二信号连接线与印刷电路板的第二表面电连接。

一实施例中，所述光发射组件还包括位于光发射元件和光纤端口之间光路中的第一耦合透镜、及相互配合安装的光纤插针和插针接口。

一实施例中，所述印刷电路板上固定安装有固定件，所述第一耦合透镜和插针接口固定安装于所述固定件上，光纤插针与插针接口可插拔安装。

一实施例中，所述光发射组件包括激光器，所述激光器设置于所述固定件上，且靠近所述印刷电路板的端面设置，所述激光器与所述印刷电路板通过金属连线实现电性连接。

一实施例中，所述光模块还包括壳体，所述固定件与壳体导热连接。

一实施例中，所述光接收组件还包括位于光接收元件和光纤端口之间光路中的第二耦合透镜、及光纤接口，所述第二耦合透镜和光纤接口固定安装于印刷电路板的第二表面上方。

与现有技术相比，本申请的技术方案中，

光发射元件和光接收元件置于印刷电路板两侧，有效减少光发射元件与光接收元件的信号串扰，提高了光模块的性能；

避免了光发射元件和光接收元件同处于印刷电路板两侧，无需采用屏蔽部件，避免了屏蔽部件造成的空间紧张问题。

附图说明

图1是现有技术中光模块的平面结构示意图；

图2是本申请第一实施方式中光模块的侧视结构示意图；

图3是本申请第二实施方式中光模块的侧视结构示意图；

图4是本申请第三实施方式中光模块的侧视结构示意图；

图5是本申请第四实施方式中光模块的侧视结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向（旋转90度或其他朝向），并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

当元件或层被称为在另一部件或层“上”、与另一部件或层“连接”时，其可以直接在该另一部件或层上、连接到该另一部件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当部件被称为“直接在另一部件或层上”、“直接连接在另一部件或层上”时，不能存在中间部件或层。

参图2所示，介绍本申请第一实施方式中的光模块100，其包括印刷电路板120、光发射元件110、光接收元件130以及光纤端口140。光发射元件110可以为激光器等光信号发射元件，光接收元件130可以为光电探测器等光信号接收元件。光发射元件110发出的光光信号通过光纤传输至光纤端口140，光纤端口140通过光纤将来自外部的光光信号传输至光接收元件130。

其中，本实施方式中光纤端口140为双向光纤端口，其与光发射元件110和光接收元件130对应设置，可以用于接收从光发射元件110发射的光信号，也可以用于发送光信号至光接收元件130。在其他实施方式中光纤端口也可以设为若干单向光纤端口，包括用于接收光信号的接收光纤端口和用于发射光信号的发射光纤端口。

印刷电路板120包括相对设置的第一表面1201和第二表面1202，光发射元件110和光接收元件130分别安装于印刷电路板的第一表面1201和第二表面1202上。具体地，光发射元件110和光接收元件130可以通过粘胶固定的方式安装于印刷电路板120的表面上。

在印刷电路板120的第一表面1201和第二表面1202分别设有第一信号连接线和第二信号连接线（未图示），该第一信号连接线和第二信号连接线可以为金线，光发射元件110和光接收元件130分别通过第一信号连接线和第二信号连接线与印刷电路板120电连接，用于传输电信号。另外，在印刷电路板120相对于光纤端口140的另一端还可以设置金手指端，用于和其他器件电连接。

进一步地，本实施方式中的光模块还可以包括壳体（未图示），印刷电路板固定安装于壳体内部，光纤端口固定安装于壳体一侧，印刷电路板、光接收元件、光发射元件及光纤端口容置于壳体内以封装成一个光模块。

另外，为了提高光模块的散热性能，可以将光发射元件和光接收元件紧贴外壳安装，还可以在壳体中设置一个或多个与壳体导热连接的散热结构。

本实施方式中，光发射元件发射的光信号传输至光纤端口，光接收元件接收来自光纤端口传输的光信号，光发射元件和光接收元件置于印刷电路板两侧，有效减少光发射元件与光接收元件的信号串扰，提高了光模块的性能，同时避免两者同处于同一空间采用屏蔽部件造成的空间紧张问题。

参图3所示，介绍本申请第二实施方式中的光模块200，其包括印刷电路板220、光发射组件210、光接收组件230以及光纤端口240。

具体地，光发射组件210包括光发射元件211、第一耦合透镜212、光纤插针213及插针接口214。光发射元件211可以为激光器等光信号发射元件，第一耦合透镜212、光纤插针213及插针接口214位于光发射元件211与光纤端口240之间的光路中。

光接收组件230包括光接收元件（未图示，其位于第二耦合透镜232的底部）、第二耦合透镜232、及光纤接口233。光接收元件可以为光电探测器等光信号接收元件，第二耦合透镜232、及光纤接口233位于光接收元件与光纤端口240之间的光路中。

其中，本实施方式中光纤端口240为双向光纤端口，其与光发射元件211和光接收元件对应设置，可以用于将从光发射元件211发射的光信号传递出去，也可以用于接收外部传来的光信号然后传递至光接收元件。在其他实施方式中光纤端口也可以设为若干单向光纤端口，包括用于接收光信号的接收光纤端口和用于发射光信号的发射光纤端口。

印刷电路板220包括相对设置的第一表面2201和第二表面2202，光发射元件211和光接收元件分别安装于印刷电路板的第一表面2201和第二表面2202上。具体地，光发射元件211和光接收元件可以通过粘胶固定的方式安装于印刷电路板120的表面上。

在印刷电路板220的第一表面2201和第二表面2202分别设有第一信号连接线和第二信号连接线（未图示），光发射元件211和光接收元件分别通过第一信号连接线和第二信号连接线与印刷电路板220电连接，用于传输电信号。另外，在印刷电路板220相对于光纤端口240的另一端还可以设置金手指端，用于和其他器件电连接。

本实施方式中印刷电路板220上固定安装有固定件221，固定件221呈弯折状，包括一与印刷电路板220平行设置的平行安装部2211、及一与印刷电路板220垂直的垂直安装部2212，固定件221的平行安装部2211与印刷电路板220的第二表面2202部分贴合固定，垂直安装部2212与印刷电路板220的侧边具有一段距离。

第一耦合透镜212固定安装于垂直安装部2212与印刷电路板220之间的平行安装部2211上，且与光发射元件211对应设置。插针接口214固定安装于垂直安装部2212上，且与第一耦合透镜212位置相对；光纤插针213与插针接口214可插拔式相互安装，光纤插针213通过光纤与光纤端口240连接。

第二耦合透镜232及光纤接口233固定安装于印刷电路板220的第二表面2202上，且位于光接收元件与光纤端口240之间的光路中，图3中光纤接口233是为了便于说明将其示意于印刷电路板220的上方，在实际安装时直接安装于印刷电路板220的第二表面2202上，光纤接口233和第二耦合透镜232之间通过对插的方式进行安装，以实现光路的连通。

优选地，上述第一耦合透镜212、第二耦合透镜232及光纤接口233均通过粘胶固定的方式固定安装于印刷电路板220上。

本实施方式中光模块为并行传输的光模块，光模块的传输光路分为发射（TX）光路和接收（RX）光路，具体光路原理如下：

发射（TX）光路，光发射元件211位于印刷电路板220的下方，通过第一信号连接线实现电信号的连接，发出的光信号经过第一耦合透镜212汇聚到光纤插针213的端面，然后通过光纤传输至光纤端口240，实现光信号的发射。

接收（RX）光路，光接收元件位于印刷电路板220的上方，光纤端口240的光信号传输至光纤接口233端面后，经第二耦合透镜232汇聚到光接收元件上，实现光信号的接收。

进一步地，本实施方式中的光模块还可以包括壳体（未图示），印刷电路板固定安装于壳体内部，光纤端口固定安装于壳体一侧，壳体的形状根据印刷电路板、固定件、光接收元件、光发射元件及光纤端口等的形状进行设计，以封装成一个光模块。

另外，为了提高光模块的散热性能，可以将光发射元件和光接收元件紧贴外壳安装，还可以在壳体中设置一个或多个与壳体导热连接的散热结构。

本实施方式中，光发射组件中光发射元件发射的光信号传输至光纤端口，光接收组件中光接收元件接收来自光纤端口传输的光信号，光发射元件和光接收元件置于印刷电路板两侧，有效减少光发射元件与光接收元件的信号串扰，提高了光模块的性能，同时避免两者同处于同一空间采用屏蔽部件造成的空间紧张问题。

参图4所示，介绍本申请第三实施方式中的光模块300，其包括印刷电路板320、光发射组件310、光接收组件330以及第一光纤端口341和第二光纤端口342。

具体地，光发射组件310包括光发射元件311、和第一耦合透镜312。光发射元件311可以为激光器等光信号发射元件，第一耦合透镜212位于光发射元件211与第一光纤端口341之间的光路中。

光接收组件330包括光接收元件（未图示，其位于第二耦合透镜332的底部）、第二耦合透镜332、及光纤接口333。光接收元件可以为光电探测器等光信号接收元件，第二耦合透镜332、及光纤接口333位于光接收元件与第二光纤端口342之间的光路中。

印刷电路板320包括相对设置的第一表面3201和第二表面3202，光发射元件211和光接收元件分别安装于印刷电路板的第一表面2201和第二表面2202上。与第二实施方式相同地，在印刷电路板上设置有固定件321，第一耦合透镜安装于固定件321上，且靠近印刷电路板的端面处设置。

与第二实施方式不同的是，本实施方式中的光模块设有第一光纤端口和第二光纤端口共两个端口，第一光纤端口与光发射组件相配合，用于将从光发射元件发射的光信号传递出去，第二光纤端口与光接收组件相配合，用于接收外部传来的光信号然后传递至光接收元件，以实现双纤双向结构的光模块。

本实施方式中以光纤端口进行说明，其通过光纤与光发射组件或光接收组件进行通信，在其他实施方式中也可以为其他形势的端口，此处不再一一举例进行说明。

参图3所示，介绍本申请第四实施方式中的光模块400，其包括印刷电路板420、光发射组件410、光接收组件430以及光纤端口440。

具体地，光发射组件410包括光发射元件411、第一耦合透镜412、光纤插针413及插针接口414。光发射元件411可以为激光器等光信号发射元件，第一耦合透镜412、光纤插针413及插针接口414位于光发射元件411与光纤端口440之间的光路中。

光接收组件430包括光接收元件（未图示，其位于第二耦合透镜432的底部）、第二耦合透镜432、及光纤接口433。光接收元件可以为光电探测器等光信号接收元件，第二耦合透镜432、及光纤接口433位于光接收元件与光纤端口440之间的光路中。

进一步地，印刷电路板420上固定安装有固定件421，固定件421呈弯折状，包括一与印刷电路板420平行设置的平行安装部4211、及一与印刷电路板420垂直的垂直安装部4212，固定件421的平行安装部4211与印刷电路板420的第二表面4202部分贴合固定，垂直安装部4212与印刷电路板420的侧边具有一段距离。

本实施方式中的光模块400与第二实施方式中的光模块200结构大致相同，不同之处在于，本实施方式中的光发射元件411（激光器等）设置于固定件421上，且靠近印刷电路板420的端面设置，光发射元件411与印刷电路板420通过金属连线4111实现电性连接。

进一步地，光模块400还包括壳体（未图示），固定件421与壳体导热连接，如此设置，光发射元件411散发的热量可以通过固定件421直接传导至壳体上散发，光发射元件411散发的热量不会传导至印刷电路板420上，提高了整个光模块的散热性能。

另外，本发明的第三实施方式光模块300中的光发射元件311也可以同样采用本实施方式中的安装方式，光发射元件311设置于固定件321上，且靠近印刷电路板320的端面设置，光发射元件311与印刷电路板320通过金属连线实现电性连接，其余结构与第三实施方式相同，如此同样可以提高光模块300的散热性能。

应当理解的是，本申请的光模块并不限于包括上述实施方式中的光学元器件，在其他实施方式中还可以在光模块内增加其他光学元器件，如反射镜、环形器、波分复用解复用器件等。

本申请通过上述实施方式，具有以下有益效果：

光发射元件和光接收元件置于印刷电路板两侧，有效减少光发射元件与光接收元件的信号串扰，提高了光模块的性能；

避免了光发射元件和光接收元件同处于印刷电路板两侧，无需采用屏蔽部件，避免了屏蔽部件造成的空间紧张问题。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括印刷电路板、光发射元件、光接收元件、以及与光发射元件和光接收元件对应设置的光纤端口，所述印刷电路板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述光接收元件安装于印刷电路板的第二表面上，所述光发射元件安装于所述印刷电路板的第一表面上或靠近所述印刷电路板的端面处。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述印刷电路板的第一表面和第二表面上分别设有第一信号连接线和第二信号连接线，所述光发射元件通过第一信号连接线与印刷电路板的第一表面电连接，所述光接收元件通过第二信号连接线与印刷电路板的第二表面电连接。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光发射元件发出的光信号通过光纤传输至光纤端口，所述光纤端口通过光纤将来自外部的光信号传输至光接收元件。

4.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括印刷电路板、光发射组件、光接收组件、以及与光发射组件和光接收组件对应设置的光纤端口，所述光发射组件包括光发射元件，所述光接收组件包括光接收元件，所述印刷电路板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述光接收组件全部或部分安装于印刷电路板的第二表面上，所述光发射组件全部或部分安装于所述印刷电路板的第一表面上或靠近所述印刷电路板的端面处。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述印刷电路板的第一表面和第二表面上分别设有第一信号连接线和第二信号连接线，所述光发射元件通过第一信号连接线与印刷电路板的第一表面电连接，所述光接收元件通过第二信号连接线与印刷电路板的第二表面电连接。

6.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述光发射组件还包括位于光发射元件和光纤端口之间光路中的第一耦合透镜、及相互配合安装的光纤插针和插针接口。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述印刷电路板上固定安装有固定件，所述第一耦合透镜和插针接口固定安装于所述固定件上，光纤插针与插针接口可插拔安装。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述光发射组件包括激光器，所述激光器设置于所述固定件上，且靠近所述印刷电路板的端面设置，所述激光器与所述印刷电路板通过金属连线实现电性连接。

9.根据权利要求7或8所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括壳体，所述固定件与壳体导热连接。

10.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述光接收组件还包括位于光接收元件和光纤端口之间光路中的第二耦合透镜、及光纤接口，所述第二耦合透镜和光纤接口固定安装于印刷电路板的第二表面上方。