CN107462956B - 光接收次模块和光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光接收次模块和光模块。本发明光接收次模块，包括：管帽、底座、第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片、屏蔽板、第一光探测器和第二光探测器；其中，管帽设置在底座上，形成密闭空间；屏蔽板固定在底座上；第一滤光片倾斜设置在屏蔽板上，用于将光信号透射至第二滤光片，以及反射至第三滤光片；第二滤光片和第一光探测器位于屏蔽板的一侧；第一光探测器设置在底座上，用于接收第二滤光片透射的光信号；第三滤光片和第二光探测器位于屏蔽板的另一侧；第二光探测器设置在底座上，用于接收第三滤光片透射的光信号。本发明将接收两路光信号的器件封装在一个同轴封装壳体中，光接收次模块的体积较小。

Description

光接收次模块和光模块
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光接收次模块和光模块。
背景技术
混合无源光网络(Combo Passive Optical Network，简称CPON)系统由于良好的兼容性能，可以实现(Gigabit-Capable PON，简称GPON)系统向XG-PON(即10G GPON)系统、XGS-PON(即对称10G GPON)系统的平滑过渡，越来越受到运营商的青睐。
图1为现有的CPON光模块用的光器件的结构示意图。传统的CPON系统光线路终端(Optical Line Terminal，简称OLT)中光发射接收次模块(Bi-Directional Optical Sub-Assembly，简称BOSA)方案，是基于自用空间光学的方案，如图1所示，需要采用4个同轴封装外壳(Transistor Out-line，简称TO)进行封装，BOSA的体积大。
发明内容
本发明提供一种光接收次模块和光模块，以克服现有技术中CPON系统OLT中BOSA的体积大，工艺复杂的问题。
第一方面，本发明提供一种光接收次模块，包括：
管帽、底座、第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片、屏蔽板、第一光探测器和第二光探测器；
其中，管帽设置在所述底座上，形成密闭空间；
屏蔽板固定在底座上；
第一滤光片倾斜设置在屏蔽板上，用于将光信号透射至第二滤光片，以及反射至第三滤光片；
第二滤光片和第一光探测器位于屏蔽板的一侧；第一光探测器设置在底座上，用于接收第二滤光片透射的光信号；
第三滤光片和第二光探测器位于屏蔽板的另一侧；第二光探测器设置在底座上，用于接收第三滤光片透射的光信号。
第二方面，本发明提供一种光模块，包括：
如第一方面中任一项中的光接收次模块。
本发明光接收次模块，包括：管帽、底座、第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片、屏蔽板、第一光探测器和第二光探测器；其中，管帽设置在底座上，形成密闭空间；屏蔽板固定在底座上；第一滤光片倾斜设置在所述屏蔽板上，用于将光信号透射至第二滤光片，以及反射至第三滤光片；第二滤光片和第一光探测器位于屏蔽板的一侧；第一光探测器设置在底座上，用于接收第二滤光片透射的光信号；第三滤光片和第二光探测器位于屏蔽板的另一侧；第二光探测器设置在底座上，用于接收第三滤光片透射的光信号，由于接收两路光信号的滤光片、光探测器等器件封装在一个同轴封装外壳中，相比现有的光模块光器件中两路光信号需要两个TO而言，减小了光模块中光接收次模块的体积，而且由于仅需要封装一个TO，因而减小了光模块的工艺复杂度，进一步的，由于在两组滤光片和光探测器之间设置了屏蔽板，减少了光电串扰。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的CPON光模块用的光器件的结构示意图；
图2为本发明光接收次模块一实施例的结构示意图；
图3为本发明光接收次模块一实施例的底座引脚示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
如图1所示，现有的CPON系统OLT BOSA主要由如下几部分组成：
(1)1577nm的电吸收调制激光器(Electro-Absorption Modulated Laser，简称EML)TO 11，用于传送1575～1580nm的XG-PON OLT或XGS-PON OLT的9.953Gbps的下行发射信号；
(2)1490nm的分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser，简称DFB)TO 12，用于传送1480～1500nm的GPON OLT的2.488Gbps的下行发射信号；
(3)1310nm的雪崩二极管(Avalanche Photo Diode，简称APD)TO 13，用于接收1290～1330nm的GPON OLT的1.244Gbps的上行接收信号；
(4)1270nm的APD TO 14，用于接收1260～1280nm的XG-PON OLT的2.488Gbps的上行接收信号，或者XGS-PON的9.953Gbps的上行接收信号；
(5)滤光片F1，用于将1577nm的下行发射信号和1490nm下行发射信号，进行合波；
(6)准直透镜L1，用于将合波后的下行发射信号转化成准直光；
(7)准直透镜L2，用于将上下行准直光转化成汇聚光，耦合进光纤；
(8)滤光片F3，用于将两路上行接收信号进行分光；这里的F3为小角度滤光片，角度优选13°；
(9)滤光片F2和F4，透光带分别设置在1290～1330nm和1260～1280nm，增加两路上行接收信号之间的隔离度，减少光串扰；
其中方框内的光路是准直光路；F3为小角度滤光片，确保1290～1330nm和1260～1280nm的分光。
由于上述的光模块包含4个TO，光器件BOSA的体积大，工艺复杂，并且由于受到1260～1280nm和1290～1330nm的10nm保护带的限制，在BOSA制作过程中，不得不引入平行光和小角度的耦合方式，无疑增加了BOSA的复杂度，同时增大了BOSA的体积。因此，本发明实施例主要针对上述问题进行改进，减小光接收组件的体积，从而减小光模块的体积。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图2为本发明光接收次模块一实施例的结构示意图。如图2所示，本发明实施例提供一种光接收次模块，包括：
管帽151、底座152、第一滤光片F5、第二滤光片F6、第三滤光片F7、屏蔽板H1、第一光探测器和第二光探测器；其中，管帽151设置在底座152上，形成密闭空间；屏蔽板H1固定在底座152上；第一滤光片F5倾斜设置在屏蔽板H1上，用于将光信号透射至第二滤光片F6，以及反射至第三滤光片F7；第二滤光片F6和第一光探测器位于屏蔽板H1的一侧；第一光探测器设置在底座152上，用于接收第二滤光片F6透射的光信号；第三滤光片F7和第二光探测器位于屏蔽板H1的另一侧；第二光探测器设置在底座152上，用于接收第三滤光片F7透射的光信号。
具体的，管帽151扣在底座152上，管帽151和底座152之间形成封闭空间，用于封装第一滤光片F5、第二滤光片F6、第三滤光片F7、屏蔽板H1、第一光探测器和第二光探测器。具体的，管帽的上部可以设置一透镜L3，具体可以为一具有汇聚功能的透镜，例如在管帽的上部设一通孔，用于放置透镜，该透镜可以将从光纤接收到的汇聚光转化为平行光，输入到光接收次模块内部，即封闭空间内；接收的光信号的波长范围例如为1260～1360nm。
第一滤光片F5，用于将接收到的光信号，分为透射光和反射光，即分别透射至第二滤光片F6，以及反射至第三滤光片F7；可选的，透射至第二滤光片F6的光信号的波长范围例如为1260～1285nm；反射至第三滤光片F7的光信号的波长范围例如为1285nm～1360nm。
可选的，第一滤光片的长度方向与管帽的光轴的夹角角度的范围为12-14度，在实际应用中，具体可以为13度。
具体的，第一滤光片F5为小角度滤光片，确保1260～1285nm和1285nm～1360nm的分光。
第二滤光片F6，将经第一滤光片F5透射的光信号透射至第一探测器；第三滤光片F7，将经第一滤光片F5反射的光信号透射至第二探测器。
第二滤光片F6和第一光探测器，以及第三滤光片F7和第二光探测器，分别位于屏蔽板H1的两侧，该屏蔽板H1用于隔离两组滤光片和光探测器，可以将封闭空间分割成空间上隔离的两部分，可以提升两路光信号之间的隔离度，并且提高抗电串扰的能力。
进一步的，第一光探测器和第一跨阻放大器(Trans-impedance Amplifier，简称TIA)电连接，用于将第二滤光片F6透射的光信号转换为电信号并输出；可选的，第一光探测器的接收的光信号的波长范围例如为1260～1280nm。上述波长范围的光信号经过光电转换之后进入XG-PON系统或者XGS-PON系统。
第二光探测器和第二TIA电连接，用于将第三滤光片F7透射的光信号转换为电信号并输出；可选的，第二光探测器接收的光信号的波长范围例如为1290～1330nm。上述波长范围的光信号经过光电转换之后进入GPON系统。
上述的光接收次模块，与图1所示的结构相比，只用了一个TO，就可以实现两路光信号的接收，体积减小，而且由于少封装一个TO，因此工艺较为简单，成本较低，生产效率高。
本实施例提供的光接收次模块，包括：管帽、底座、第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片、屏蔽板、第一光探测器和第二光探测器；其中，管帽设置在底座上，形成密闭空间；屏蔽板固定在底座上；第一滤光片倾斜设置在屏蔽板上，用于将光信号透射至第二滤光片，以及反射至第三滤光片；第二滤光片和第一光探测器位于屏蔽板的一侧；第一光探测器设置在底座上，用于接收第二滤光片透射的光信号；第三滤光片和第二光探测器位于屏蔽板的另一侧；第二光探测器设置在底座上，用于接收第三滤光片透射的光信号，由于接收两路光信号的滤光片、光探测器等器件封装在一个同轴封装外壳中，相比现有的光模块光器件中两路光信号需要两个TO而言，减小了光模块中光接收次模块的体积，而且由于仅需要封装一个TO，因而减小了光模块的工艺复杂度，进一步的，由于在两组滤光片和光探测器之间设置了屏蔽板，减少了光电串扰。
在上述实施例的基础上，进一步的，第二滤光片的设置方式可以通过如下两种：
第一种方式：
第二滤光片通过第一支架设置在屏蔽板的一侧；第一支架固定在屏蔽板或管帽或底座上。
第一种方式：
第二滤光片通过光学镀膜设置在第一光探测器上。
具体的，第二滤光片可以通过一个第一支架固定在屏蔽板的一侧，该第一支架具体可以固定在屏蔽板或管帽或底座上。
或，第二滤光片可以通过光学镀膜设置在第一光探测器上。
上述具体实施方式中，实现了如何固定第二滤光片。
在上述实施例的基础上，进一步的，第三滤光片的设置方式可以通过如下两种：
第一种方式：
第三滤光片通过第二支架设置在屏蔽板的另一侧；第二支架固定在屏蔽板或管帽或底座上。
第一种方式：
第三滤光片通过光学镀膜设置在第二光探测器上。
具体的，第三滤光片可以通过一个第二支架固定在屏蔽板的另一侧，该第二支架具体可以固定在屏蔽板或管帽或底座上。
或，第三滤光片可以通过光学镀膜设置在第二光探测器上。
上述具体实施方式中，实现了如何固定第三滤光片。
图3为本发明光接收次模块一实施例的底座引脚示意图。本实施例的光接收次模块中，第一光探测器与第一TIA的输入端电连接，第一TIA的输出端与底座的第一信号线引脚连接；
第二光探测器与第二TIA的输入端连接，第二TIA的输出端与底座的第二信号线引脚连接。
具体来说，由光纤发送过来的光信号，经第一滤光片分别透射和反射至第二滤光片和第三滤光片，第一光探测器接收到第二滤光片透射的光信号之后，将该光信号转化为电流信号输送给第一TIA，第一TIA将该电流信号转化为电压信号之后输出。
第二光探测器接收到第三滤光片透射的光信号之后，将该光信号转化为电流信号输送给第二TIA，第二TIA将该电流信号转化为电压信号之后输出。
如图3所示，底座优选8pin脚，其中电源VCC和地GND引脚，GPON系统与XG-PON(或XGS-PON)系统共用；两对信号线，第一信号线(高速信号线RDH+和RDH-)和第二信号线(低速信号线RDL+和RDL-)分别与第一TIA和第二TIA连接，两路高压偏压G-VOP、XG-VOP分别给GPON系统与XG-PON(或XGS-PON)系统提供工作所必须的反向偏压，可以确保GPON系统与XG-PON(或XGS-PON)系统的接收端同时工作。
进一步的，在实际应用中，第一光探测器可以为：雪崩二极管APD或PIN型的光电二极管；第二光探测器可以为：雪崩二极管APD或PIN型的光电二极管。
在上述实施例的基础上，进一步的，在实际应用中，屏蔽板的材质可以与底座的材质相同。
本实施例中，屏蔽板的材质与底座的材质相同可以在制作过程中一体成型，工艺简单。
可选的，屏蔽板由金属材料制成。
屏蔽板可以将管帽和底座形成的封闭空间分割成空间上隔离的两部分，可以提升两路光信号之间的隔离度，并且提高抗电串扰的能力。
在本发明的另一实施例中提供一种光模块，可以包括：
如上述实施例中任一项中的光接收组件。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种光接收次模块，其特征在于，包括：
管帽、底座、第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片、屏蔽板、第一光探测器和第二光探测器；
其中，所述管帽设置在所述底座上，形成密闭空间；
所述屏蔽板固定在所述底座上；
所述第一滤光片倾斜设置在所述屏蔽板上，用于将光信号透射至所述第二滤光片，以及反射至所述第三滤光片；
所述第二滤光片和所述第一光探测器位于所述屏蔽板的一侧；所述第一光探测器设置在所述底座上，用于接收所述第二滤光片透射的光信号；
所述第三滤光片和所述第二光探测器位于所述屏蔽板的另一侧；所述第二光探测器设置在所述底座上，用于接收所述第三滤光片透射的光信号。
2.根据权利要求1所述的光接收次模块，其特征在于，
所述第二滤光片通过第一支架设置在所述屏蔽板的一侧；所述第一支架固定在所述屏蔽板或所述管帽或所述底座上。
3.根据权利要求1所述的光接收次模块，其特征在于，
所述第二滤光片通过光学镀膜设置在所述第一光探测器上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光接收次模块，其特征在于，
所述第三滤光片通过第二支架设置在所述屏蔽板的另一侧；所述第二支架固定在所述屏蔽板或所述管帽或所述底座上。
5.根据权利要求1-3任一项所述的光接收次模块，其特征在于，
所述第三滤光片通过光学镀膜设置在所述第二光探测器上。
6.根据权利要求1-3任一项所述的光接收次模块，其特征在于，所述第一滤光片的长度方向与所述管帽的光轴的夹角角度的范围为12-14度。
7.根据权利要求1-3任一项所述的光接收次模块，其特征在于，
所述屏蔽板的材质与所述底座的材质相同。
8.根据权利要求1-3任一项所述的光接收次模块，其特征在于，所述屏蔽板由金属材料制成。
9.根据权利要求1-3任一项所述的光接收次模块，其特征在于，所述第一滤光片透射的光信号波长范围为1260～1285nm，所述第一滤光片反射的光信号波长范围为1285～1360nm；
所述第二滤光片透射的光信号波长范围为1260～1280nm；
所述第三滤光片透射的光信号波长范围为1290～1330nm。
10.一种光模块，其特征在于，包括：
如权利要求1-9任一项中所述的光接收次模块。
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