CN107462987B - 光路控制系统及光模块 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种光路控制系统及光模块，光路控制系统包括第一会聚作用组件、准直作用组件及第二会聚作用组件，当若干光束依次经过所述第一会聚作用组件、所述准直作用组件及所述第二会聚作用组件时，所述第一会聚作用组件将若干光束会聚，所述准直作用组件将若干光束准直，所述第二会聚作用组件将每一光束会聚成一光点。本申请通过第一会聚作用组件、准直作用组件及第二会聚作用组件的作用实现入射光束间距的调整，结构简单，减少了光路器件个数，大大减小了整个光路控制系统的体积，从而缩小整个光模块的尺寸，降低成本；第一会聚作用组件、准直作用组件及第二会聚作用组件之间的相对位置容易固定，提高了聚焦位置的相对精度。

Description

光路控制系统及光模块

技术领域

本申请涉及光通信元件制造技术领域，尤其涉及一种光路控制系统及光模块。

背景技术

在光通讯中，由于相互对接的光通讯设备的信道间距不同，往往需要将光路间距调整到合适的范围之后再进行耦合传输。另外，由于光电探测器口径较小，发散的光束难以全部耦合进光电探测器内，导致信号损失。

如图1所示，在传统的多路平行光路系统中，通过光路控制系统1来调整光路间距，改变光路的间距及聚焦的方法需要使用到多个物镜2及多个棱镜3，物镜2与棱镜3之间的间距以及多个棱镜3之间的间距较大，导致整个光路控制系统1的体积庞大，不利于光模块的小型化；另外，光路控制系统1包括多个部件，部件之间的相对位置需要精确调控，组装工艺较为复杂。

发明内容

本申请一实施例提供一光路控制系统，其可以减小整个光路控制系统的体积，提高光路控制精度，所述光路控制系统包括第一会聚作用组件、准直作用组件及第二会聚作用组件，当若干光束依次经过所述第一会聚作用组件、所述准直作用组件及所述第二会聚作用组件时，所述第一会聚作用组件将相互平行的若干光束会聚成一个光点，所述准直作用组件将若干光束准直，所述第二会聚作用组件将每一光束会聚成一光点，射向所述第一会聚作用组件的所述若干光束之间相互平行，且每一光束内的若干光线相互平行。

一实施例中，当若干光束射向所述准直作用组件时，所述若干光束会聚于所述第一会聚作用组件与所述准直作用组件之间。

一实施例中，所述第一会聚作用组件的焦点与所述准直作用组件的焦点重合，所述若干光束会聚于所述准直作用组件的焦点处，且每一光束内的若干光线会聚于所述准直作用组件的焦点处。

一实施例中，所述第一会聚作用组件的焦距大于所述准直作用组件的焦距。

一实施例中，所述第一会聚作用组件为聚焦透镜或凹面反射镜其中之一，所述准直作用组件为聚焦透镜或凹面反射镜其中之一。

一实施例中，所述第一会聚作用组件、所述准直作用组件及所述第二会聚作用组件一体成型。

本申请一实施例提供一种光模块，包括壳体、与外部设备相对接的光收发接口、位于壳体内的光发射组件和/或光接收组件，还包括位于所述光发射组件和/或光接收组件与所述光收发接口之间的光路控制系统，所述光路控制系统为如上所述的光路控制系统，所述光路控制系统实现所述光发射组件和/或光接收组件与所述光收发接口之间的光信号的传输。

一实施例中，所述光收发接口和所述光路控制系统之间还设有波分复用器，所述波分复用器用于将光路控制系统传来的多路光合成一路光传输至光收发接口及/或所述波分复用器用于将光收发接口传送的一路光分成多路光传输至所述光路控制系统。

与现有技术相比，本申请的技术方案通过第一会聚作用组件、准直作用组件及第二会聚作用组件的作用实现入射光束间距的调整，结构简单，减少了光路器件个数，大大减小了整个光路控制系统的体积，从而缩小整个光模块的尺寸，降低成本；第一会聚作用组件、准直作用组件及第二会聚作用组件之间的相对位置容易固定，提高了聚焦位置的相对精度。

附图说明

图1是现有技术光路控制系统结构示意图；

图2是本申请一实施方式的光模块剖视图；

图3是本申请一实施方式的光电接收器件结构示意图；

图4是本申请第一实施方式的光路控制系统结构示意图；

图5是本申请第二实施方式的光路控制系统结构示意图；

图6是本申请第三实施方式的光路控制系统结构示意图；

图7是本申请第四实施方式的光路控制系统结构示意图；

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夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

另外，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。

参图2和图3，介绍本申请光模块100的一具体实施方式。在本实施方式中，该光模块100包括壳体10、与外部设备相对接的光收发接口11、光学组件、用于承载光学组件的承载板20、电路板30以及连接承载板20及电路板30的电性连接器件40。

光学组件封装在壳体10内，光学组件可为光发射组件或光接收组件，壳体10可为金属壳体。这里，需要说明的是，本申请中所提到的光模块100可以例如是：发射机OSA(TOSA)，此时，所述的光学组件一般包括半导体激光二极管(LD)；接收机OSA(ROSA)，此时，所述的光学组件一般包括光电探测器(PD)；又或者是同时具有发送和接收功能，此时，所述的光学组件一般同时包括半导体激光二极管和光电探测器。光模块100能够适合于以各种不同的每秒数据速率进行光信号的发送的接收，所述每秒数据速率包括但不限于：1千兆每秒(Gbit)、2Gbit、4Gbit、8Gbit、10Gbit、20Gbit、100Gbit或其它带宽的光纤链路。此外，其它类型和配置的光模块或具有在一些方面与在此示出和描述不同的元件的光模块，也可受益于在此所揭示的原理。

光模块100可以从主机装置接收携带数据的电信号，以携带数据的光信号的形式传输到光纤(图中未示)上，所述主体装置可以是能够与光模块100通信的任何系统。

光模块100还可包括波分复用器件50、光路控制系统60，光路控制系统60位于光学组件与所述光收发接口11之间，当光学组件为光发射组件时，光发射组件发出的光线传输至光路控制系统60，所述波分复用器50用于将光路控制系统60传来的多路光合成一路光传输至光收发接口11，当光学组件为光接收组件时，所述波分复用器50用于将光收发接口11传送的一路光分成多路光传输至所述光路控制系统60，而后光路控制系统60将光传输至光接收组件。

结合图3，以光学组件为光接收组件为例，光接收组件包括若干光电接收器件70，若干光电接收器件70呈阵列排布，由于光电接收器件70之间的间距是确定的，为了让由光路控制系统60传播的光束分别耦合进若干光电接收器件70内，必须控制入射至光电接收器件70处的光束之间的最终间距与若干光电接收器件70之间的间距一致。由于波分复用器件50发出的若干光束之间的初始间距与所需的最终间距之间存在差异，故需要借助位于波分复用器件50及光电接收器件70之间的光路控制系统60来调整光束的间距，使光束进入若干光电接收器件70内。另外，由于光电接收器件70的口径较小，发散的光束难以全部耦合进光电接收器件70内，因此，光路控制系统60还需辅助每一光束实现会聚。需要说明的是，根据光路可逆原理，当光学组件为光发射组件时，也可参考上述说明。

如图4所示，所述光路控制系统60包括第一会聚作用组件61、准直作用组件62及第二会聚作用组件63，当若干光束(A、B、C、D)依次经过所述第一会聚作用组件61、所述准直作用组件62及所述第二会聚作用组件63时，所述第一会聚作用组件61将若干光束(A、B、C、D)会聚，所述准直作用组件62将若干光束(A、B、C、D)准直，所述第二会聚作用组件63将每一光束会聚成一光点。

本申请通过第一会聚作用组件61、准直作用组件62及第二会聚作用组件63的作用实现入射光束间距的调整。一方面，结构简单，减少了光路器件个数，大大减小了整个光路控制系统60的体积，从而使整个光模块100内部有更多空间进行元件的布局，降低成本；另一方面，第一会聚作用组件61、准直作用组件62及第二会聚作用组件63之间的相对位置固定，提高了聚焦位置的相对精度。本申请的第一会聚作用组件61通过改变光束传播方向而预先将若干入射光束(A、B、C、D)进行会聚，减小光束传播空间，减小了整个光路控制系统60的体积。

本实施方式的第二会聚作用组件63为透镜阵列，其包括与准直作用组件62出射的光束一一对应的若干透镜。如此，由准直作用组件62出射的准直光通过透镜阵列后会聚成若干不重叠的光点(a、b、c、d)。这里，由于透镜阵列的工艺很容易达到非常高的位置精度(例如各个透镜之间的间距误差极小、各个透镜的曲率一致性较佳等)，聚焦后的各个光点之间的相对位置精度极高。

在本实施方式中，所述若干入射光束(A、B、C、D)分别会聚成若干光点(a、b、c、d)，所述若干光点(a、b、c、d)不重叠，若干光点(a、b、c、d)对应若干光电接收器件70，形成的若干光点(a、b、c、d)位于同一直线上。

在本实施方式中，第一会聚作用组件61、准直作用组件62及第二会聚作用组件63可以共同安装在同一支撑座(未标示)上，以固定第一会聚作用组件61、准直作用组件62及第二会聚作用组件63的相对位置。当然，在其他实施例中，第一会聚作用组件61、准直作用组件62及第二会聚作用组件63可以一体成型，例如通过光学塑料一体成型，成型后的第一会聚作用组件61、准直作用组件62及第二会聚作用组件63之间可留有间隙或填充介质。

如图4所示，在本申请第一实施方式中，第一会聚作用组件61为第一聚焦透镜61a，准直作用组件62为第二聚焦透镜62a，第二会聚作用组件63为透镜阵列63a。当光束透过所述第一聚焦透镜61a时，若干光束于第一聚焦透镜61a及第二聚焦透镜62a之间实现会聚，而后会聚的光束再次发散而传输至第二聚焦透镜62a，第二聚焦透镜62a将若干光束准直而形成若干平行光束，平行光束在后续透镜阵列63a的会聚作用下分别会聚成若干不重叠的光点(a、b、c、d)。

在本实施方式中，通过控制第一聚焦透镜61a、第二聚焦透镜62a、透镜阵列63a的设计要素、入射光束与第一聚焦透镜61a的相对关系、第一聚焦透镜61a与第二聚焦透镜62a之间的相对关系及透镜阵列63a与第二聚焦透镜62a之间的相对关系等，可以实现各种状态的若干入射光束(A、B、C、D)分别会聚成若干不重叠的光点(a、b、c、d)。

具体的，第一聚焦透镜61a的设计要素包括：第一聚焦透镜61a的焦距、第一聚焦透镜61a的大小、第一聚焦透镜61a与波分复用器50之间的间距等等；第二聚焦透镜62a的设计要素包括：第二聚焦透镜62a的焦距、第二聚焦透镜62a的大小等等；透镜阵列63a的设计要素包括：透镜阵列63a中的各个透镜之间的间距、每一透镜的曲率等等；入射光束与第一聚焦透镜61a的相对关系包括：入射光束于第一聚焦透镜61a入射面上的入射位置、入射光束的入射角度等等；第一聚焦透镜61a与第二聚焦透镜62a之间的相对关系包括：第一聚焦透镜61a及第二聚焦透镜62a之间的间距、第一聚焦透镜61a及第二聚焦透镜62a的焦点的相对位置关系、第一聚焦透镜61a及第二聚焦透镜62a于上下前后方向上的相对位置关系等等；透镜阵列63a与第二聚焦透镜62a之间的相对关系包括：透镜阵列63a及第二聚焦透镜62a之间的间距、透镜阵列63a及第二聚焦透镜62a于上下前后方向上的相对位置关系等等。通过上述设计，可以有效适应各种不同的入射情况，使得各种情况下均可有效调整光束之间的间距。如此，无论入射光束是何种光束或者入射光束与第一聚焦透镜61a入射面的关系如何，都可以通过所述第一聚焦透镜61a、所述第二聚焦透镜62a及所述透镜阵列63a的调节及选择有效控制光点与光电接收器件70的相对位置，使得若干不重叠的光点分别耦合进对应的光电接收器件70。

在本实施方式中，第一聚焦透镜61a与第二聚焦透镜62a的焦点重叠，第一聚焦透镜61a的焦距大于第二聚焦透镜62a的焦距、以及入射光束为四束相互平行的入射光束(A、B、C、D)。相邻两条入射光束之间的初始间距为L，四条平行入射光束均入射至第一聚焦透镜61a的入射面上，通过第一聚焦透镜61a的会聚作用后，若干光束会聚于所述第一聚焦透镜61a及第二聚焦透镜62a之间，而后继续传播。这里，若干光束于所述第一聚焦透镜61a的焦点f(亦即第二聚焦透镜62a的焦点)处会聚，光束经过所述第二聚焦透镜62a而准直形成四束平行出射光束，四束平行出射光束于透镜阵列63a的会聚作用下分别会聚成四个相互分隔的光点(a、b、c、d)。相邻两个光点之间的间距为l，即光束之间的最终间距为l，该最终间距l与若干光电接收器件70之间的间距对应。如此，光束可顺利耦合进入光电接收器件70内。相邻两条入射光束之间的初始间距可以不都为L，光束之间的最终间距也可不都为l，可据实际情况而定。这里，出射光束为会聚光束，四束会聚出射光束的焦点在光电接收器件70上，如此，可以达到最佳耦合效率。

在本实施方式中，每一入射光束内的若干光线相互平行。每一入射光束经过第一聚焦透镜61a后，每一入射光束内的若干光线会聚于焦点f处，而后在第二聚焦透镜62a的准直作用下每一入射光束内的若干光线再次成为相互平行的光线，通过透镜阵列63a上对应的透镜的会聚作用形成光点。

在本实施方式中，由于第一聚焦透镜61a的焦距大于第二聚焦透镜62a的焦距，利用第一聚焦透镜61a及第二聚焦透镜62a的“会聚-发散-会聚”作用，不仅可以有效减小光束之间的间距，每一光束的直径也相应地减小，从而使得若干光束可以顺利耦合进对应的光电接收器件70内。

需要说明的是，在其他实施方式中，入射光束(A、B、C、D)不一定相互平行，例如入射光束(A、B、C、D)为发散光束或会聚光束，每一光束内的光线也不一定相互平行。

如图5所示，在本申请第二实施方式中，第一会聚作用组件61为聚焦透镜61b，准直作用组件62为凹面反射镜62b，第二会聚作用组件63为透镜阵列63b。当光束透过所述聚焦透镜61b时，若干光束于聚焦透镜61b及凹面反射镜62b之间实现会聚，而后会聚的光束再次发散而传输至凹面反射镜62b的反射面处，凹面反射镜62b将若干光束准直而形成若干平行光束，而后平行光束在透镜阵列63b的会聚作用下分别会聚成若干不重叠的光点(a、b、c、d)。

在本实施方式中，通过控制聚焦透镜61b、凹面反射镜62b及透镜阵列63b的设计要素、入射光束与聚焦透镜61b的相对关系、聚焦透镜61b与凹面反射镜62b之间的相对关系、透镜阵列63b与凹面反射镜62b之间的相对关系及透镜阵列63b的设计要素等，可以实现各种状态的若干入射光束(A、B、C、D)分别会聚成若干不重叠的光点(a、b、c、d)。

具体的，聚焦透镜61b的设计要素包括：聚焦透镜61b的焦距、聚焦透镜61b的大小、聚焦透镜61b与波分复用器50之间的间距等等；凹面反射镜62b的设计要素包括：凹面反射镜62b的反射面的曲率、凹面反射镜62b的大小等等；透镜阵列63b的设计要素包括：透镜阵列63b中的各个透镜之间的间距、每一透镜的曲率等等；入射光束与聚焦透镜61b的相对关系包括：入射光束于聚焦透镜61b入射面上的入射位置、入射光束的入射角度等等；聚焦透镜61b与凹面反射镜62b之间的相对关系包括：聚焦透镜61b及凹面反射镜62b之间的间距、聚焦透镜61b及凹面反射镜62b的焦点的相对关系、聚焦透镜61b及凹面反射镜62b于上下前后方向上的相对位置关系等等；透镜阵列63b与凹面反射镜62b之间的相对关系包括：透镜阵列63b及凹面反射镜62b之间的间距、透镜阵列63b及凹面反射镜62b于上下前后方向上的相对位置关系等等。通过上述设计，可以有效适应各种不同的入射情况，使得各种情况下均可有效调整光束之间的间距。如此，无论入射光束是何种光束或者入射光束与聚焦透镜61b入射面的关系如何，都可以通过所述聚焦透镜61b、所述凹面反射镜62b及所述透镜阵列63b的调节及选择有效控制光点与光电接收器件70的相对位置，使得若干不重叠的光点分别耦合进对应的光电接收器件70。

在本实施方式中，以聚焦透镜61b与凹面反射镜62b的焦点重叠，聚焦透镜61b的焦距大于凹面反射镜62b的焦距、以及入射光束为四束相互平行的入射光束(A、B、C、D)为例，相邻两条入射光束之间的初始间距为L，四条平行入射光束均入射至聚焦透镜61b的入射面上，通过聚焦透镜61b的会聚作用后，若干光束会聚于所述聚焦透镜61b及凹面反射镜62b之间，而后继续传播，这里，以若干光束于所述聚焦透镜61b的焦点f(亦即凹面反射镜62b的焦点)处会聚为例，光束经过所述凹面反射镜62b而准直形成四束平行出射光束，四束平行出射光束于透镜阵列63b的会聚作用下分别会聚成四个相互分隔的光点(a、b、c、d)。相邻两个光点之间的间距为l，即光束之间的最终间距为l，该最终间距l与若干光电接收器件70之间的间距对应，如此，光束可顺利耦合进入光电接收器件70内。相邻两条入射光束之间的初始间距可以不都为L，光束之间的最终间距也可不都为l，可据实际情况而定。这里，由于出射光束为平行光束，四束平行出射光束垂直入射至光电接收器件70上，如此，可以达到最佳耦合效率。

在本实施方式中，每一入射光束内的若干光线相互平行。每一入射光束经过聚焦透镜61b后，每一入射光束内的若干光线会聚于焦点f处，而后在凹面反射镜62b的准直作用下每一入射光束内的若干光线再次成为相互平行的光线，通过透镜阵列63b上对应的透镜的会聚作用形成光点。

在本实施方式中，由于聚焦透镜61b的焦距大于凹面反射镜62b的焦距，利用聚焦透镜61b及凹面反射镜62b的“会聚-发散-会聚”作用，不仅可以有效减小光束之间的间距，每一光束的直径也相应地减小，从而使得若干光束可以顺利耦合进对应的光电接收器件70内。

需要说明的是，在其他实施方式中，入射光束(A、B、C、D)不一定相互平行，例如入射光束(A、B、C、D)为发散光束或会聚光束，每一光束内的光线也不一定相互平行。

如图6所示，在本申请第三实施方式中，第一会聚作用组件61为第一凹面反射镜61c，准直作用组件62为第二凹面反射镜62c，第二会聚作用组件63为透镜阵列63c。具体的，当光束射向所述第一凹面反射镜61c反射面时，若干光束于第一凹面反射镜61c及第二凹面反射镜62c之间实现会聚，而后会聚的光束再次发散而传输至第二凹面反射镜62c反射面，第二凹面反射镜62c将若干光束准直而形成若干平行光束，而后平行光束在透镜阵列63c的会聚作用下分别会聚成若干不重叠的光点(a、b、c、d)。

在本实施方式中，通过控制第一凹面反射镜61c、第二凹面反射镜62c及透镜阵列63c的设计要素、入射光束与第一凹面反射镜61c的相对关系、第一凹面反射镜61c与第二凹面反射镜62c之间的相对关系及透镜阵列63c与第二凹面反射镜62c之间的相对关系等，可以实现各种状态的若干入射光束(A、B、C、D)分别会聚成若干不重叠的光点(a、b、c、d)。

具体的，第一凹面反射镜61c的设计要素包括：第一凹面反射镜61c的反射面的曲率、第一凹面反射镜61c的大小、第一凹面反射镜61c与波分复用器50之间的间距等等；第二凹面反射镜62c的设计要素包括：第二凹面反射镜62c的反射面的曲率、第二凹面反射镜62c的大小等等；入射光束与第一凹面反射镜61c的相对关系包括：入射光束于第一凹面反射镜61c入射面上的入射位置、入射光束的入射角度等等；第一凹面反射镜61c与第二凹面反射镜62c之间的相对关系包括：第一凹面反射镜61c及第二凹面反射镜62c之间的间距、第一凹面反射镜61c及第二凹面反射镜62c的焦点的相对关系、第一凹面反射镜61c及第二凹面反射镜62c于上下前后方向上的相对位置关系等等；透镜阵列63c与第二凹面反射镜62c之间的相对关系包括：透镜阵列63c及第二凹面反射镜62c之间的间距、透镜阵列63c及第二凹面反射镜62c于上下前后方向上的相对位置关系等等。通过上述设计，可以有效适应各种不同的入射情况，使得各种情况下均可有效调整光束之间的间距。如此，无论入射光束是何种光束或者入射光束与第一凹面反射镜61c入射面的关系如何，都可以通过所述第一凹面反射镜61c、所述第二凹面反射镜62c及所述透镜阵列63c的调节及选择有效控制光点与光电接收器件70的相对位置，使得若干不重叠的光点分别耦合进对应的光电接收器件70。

在本实施方式中，以第一凹面反射镜61c与第二凹面反射镜62c的焦点重叠，第一凹面反射镜61c的焦距大于第二凹面反射镜62c的焦距、以及入射光束为四束相互平行的入射光束(A、B、C、D)为例，相邻两条入射光束之间的初始间距为L，四条平行入射光束均入射至第一凹面反射镜61c的入射面上，通过第一凹面反射镜61c的会聚作用后，若干光束会聚于所述第一凹面反射镜61c及第二凹面反射镜62c之间，而后继续传播，这里，以若干光束于所述第一凹面反射镜61c的焦点f(亦即第二凹面反射镜62c的焦点)处会聚为例，光束经过所述第二凹面反射镜62c而准直形成四束平行出射光束，四束平行出射光束于透镜阵列63c的会聚作用下分别会聚成四个相互分隔的光点(a、b、c、d)。相邻两个光点之间的间距为l，即光束之间的最终间距为l，该最终间距l与若干光电接收器件70之间的间距对应，如此，光束可顺利耦合进入光电接收器件70内。相邻两条入射光束之间的初始间距可以不都为L，光束之间的最终间距也可不都为l，可据实际情况而定。这里，由于出射光束为平行光束，四束平行出射光束垂直入射至光电接收器件70上，如此，可以达到最佳耦合效率。

在本实施方式中，每一入射光束内的若干光线相互平行。每一入射光束经过第一凹面反射镜61c后，每一入射光束内的若干光线会聚于焦点f处，而后在第二凹面反射镜62c的准直作用下每一入射光束内的若干光线再次成为相互平行的光线，通过透镜阵列63c上对应的透镜的会聚作用形成光点。

在本实施方式中，由于第一凹面反射镜61c的焦距大于第二凹面反射镜62c的焦距，利用第一凹面反射镜61c及第二凹面反射镜62c的“会聚-发散-会聚”作用，不仅可以有效减小光束之间的间距，每一光束的直径也相应地减小，从而使得若干光束可以顺利耦合进对应的光电接收器件70内。

需要说明的是，在其他实施方式中，入射光束(A、B、C、D)不一定相互平行，例如入射光束(A、B、C、D)为发散光束或会聚光束，每一光束内的光线也不一定相互平行。

如图7所示，在本申请第四实施方式中，第一会聚作用组件61为凹面反射镜61d，准直作用组件62为聚焦透镜62d，第二会聚作用组件63为透镜阵列63d。具体的，当光束射向所述凹面反射镜61d的反射面时，若干光束于凹面反射镜61d及聚焦透镜62d之间实现会聚，而后会聚的光束再次发散而传输至聚焦透镜62d，聚焦透镜62d将若干光束准直而形成若干平行光束，而后平行光束在透镜阵列63d的会聚作用下分别会聚成若干不重叠的光点(a、b、c、d)。

在本实施方式中，通过控制凹面反射镜61d、聚焦透镜62d及透镜阵列63d的设计要素、入射光束与凹面反射镜61d的相对关系、凹面反射镜61d与聚焦透镜62d之间的相对关系及透镜阵列63d与聚焦透镜62d之间的相对关系等，可以实现各种状态的若干入射光束(A、B、C、D)分别会聚成若干不重叠的光点(a、b、c、d)。

具体的，凹面反射镜61d的设计要素包括：凹面反射镜61d的反射面的曲率、凹面反射镜61d的大小、凹面反射镜61d与波分复用器50之间的间距等等；聚焦透镜62d的设计要素包括：聚焦透镜62d的焦距、聚焦透镜62d的大小等等；透镜阵列63d的设计要素包括：透镜阵列63d中的各个透镜之间的间距、每一透镜的曲率等等；入射光束与凹面反射镜61d的相对关系包括：入射光束于凹面反射镜61d入射面上的入射位置、入射光束的入射角度等等；凹面反射镜61d与聚焦透镜62d之间的相对关系包括：凹面反射镜61d及聚焦透镜62d之间的间距、凹面反射镜61d及聚焦透镜62d的焦点的相对关系、凹面反射镜61d及聚焦透镜62d于上下前后方向上的相对位置关系等等；透镜阵列63d与聚焦透镜62d之间的相对关系包括：透镜阵列63d及聚焦透镜62d之间的间距、透镜阵列63d及聚焦透镜62d于上下前后方向上的相对位置关系等等。通过上述设计，可以有效适应各种不同的入射情况，使得各种情况下均可有效调整光束之间的间距。如此，无论入射光束是何种光束或者入射光束与凹面反射镜61d入射面的关系如何，都可以通过所述凹面反射镜61d、所述聚焦透镜62d及所述透镜阵列63d的调节及选择有效控制光点与光电接收器件70的相对位置，使得若干不重叠的光点分别耦合进对应的光电接收器件70。

在本实施方式中，以凹面反射镜61d与聚焦透镜62d的焦点重叠，凹面反射镜61d的焦距大于聚焦透镜62d的焦距、以及入射光束为四束相互平行的入射光束(A、B、C、D)为例，相邻两条入射光束之间的初始间距为L，四条平行入射光束均入射至凹面反射镜61d的入射面上，通过凹面反射镜61d的会聚作用后，若干光束会聚于所述凹面反射镜61d及聚焦透镜62d之间，而后继续传播，这里，以若干光束于所述凹面反射镜61d的焦点f(亦即聚焦透镜62d的焦点)处会聚为例，光束经过所述聚焦透镜62d而准直形成四束平行出射光束，四束平行出射光束于透镜阵列63d的会聚作用下分别会聚成四个相互分隔的光点(a、b、c、d)。相邻两个光点之间的间距为l，即光束之间的最终间距为l，该最终间距l与若干光电接收器件70之间的间距对应，如此，光束可顺利耦合进入光电接收器件70内。相邻两条入射光束之间的初始间距可以不都为L，光束之间的最终间距也可不都为l，可据实际情况而定。这里，由于出射光束为平行光束，四束平行出射光束垂直入射至光电接收器件70上，如此，可以达到最佳耦合效率。

在本实施方式中，每一入射光束内的若干光线相互平行。每一入射光束经过凹面反射镜61d后，每一入射光束内的若干光线会聚于焦点f处，而后在聚焦透镜62d的准直作用下每一入射光束内的若干光线再次成为相互平行的光线，通过透镜阵列63d上对应的透镜的会聚作用形成光点。

在本实施方式中，由于凹面反射镜61d的焦距大于聚焦透镜62d的焦距，利用凹面反射镜61d及聚焦透镜62d的“会聚-发散-会聚”作用，不仅可以有效减小光束之间的间距，每一光束的直径也相应地减小，从而使得若干光束可以顺利耦合进对应的光电接收器件70内。

需要说明的是，在其他实施方式中，入射光束(A、B、C、D)不一定相互平行，例如入射光束(A、B、C、D)为发散光束或会聚光束，每一光束内的光线也不一定相互平行。

综上所述，本申请通过第一会聚作用组件61的预先会聚作用、准直作用组件62的准直作用及第二会聚作用组件63的再次会聚作用实现入射光束耦合进入光电接收器件70，如此，光路控制系统可以同时实现光束会聚及光束方向、间距控制，整合性能较佳；其次，本申请仅需提供第一会聚作用组件61、准直作用组件62及第二会聚作用组件63，且三者之间的间距无需太大，结构简单，减少了光路器件个数，大大减小了整个光路控制系统60的体积，从而缩小整个光模块100的尺寸，降低成本；再者，第一会聚作用组件61、准直作用组件62及第二会聚作用组件63之间的相对位置固定，提高了聚焦位置的相对精度；另外，最终的出射光束垂直入射至光电接收器件70上，可以达到最佳耦合效率。

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 (8)

1.一种光路控制系统，其特征在于，包括第一会聚作用组件、准直作用组件及第二会聚作用组件，当若干光束依次经过所述第一会聚作用组件、所述准直作用组件及所述第二会聚作用组件时，所述第一会聚作用组件将相互平行的若干光束会聚成一个光点，所述准直作用组件将若干光束准直，所述第二会聚作用组件将每一光束会聚成一光点，射向所述第一会聚作用组件的所述若干光束之间相互平行，且每一光束内的若干光线相互平行。

2.根据权利要求1所述的光路控制系统，其特征在于，当若干光束射向所述准直作用组件时，所述若干光束会聚于所述第一会聚作用组件与所述准直作用组件之间。

3.根据权利要求1所述的光路控制系统，其特征在于，所述第一会聚作用组件的焦点与所述准直作用组件的焦点重合，所述若干光束会聚于所述准直作用组件的焦点处，且每一光束内的若干光线会聚于所述准直作用组件的焦点处。

4.根据权利要求3所述的光路控制系统，其特征在于，所述第一会聚作用组件的焦距大于所述准直作用组件的焦距。

5.根据权利要求1所述的光路控制系统，其特征在于，所述第一会聚作用组件为聚焦透镜或凹面反射镜其中之一，所述准直作用组件为聚焦透镜或凹面反射镜其中之一。

6.根据权利要求1所述的光路控制系统，其特征在于，所述第一会聚作用组件、所述准直作用组件及所述第二会聚作用组件一体成型。

7.一种光模块，包括壳体、与外部设备相对接的光收发接口、位于壳体内的光发射组件和/或光接收组件，其特征在于，还包括位于所述光发射组件和/或光接收组件与所述光收发接口之间的光路控制系统，所述光路控制系统为权利要求1至6中任一权利要求所述的光路控制系统，所述光路控制系统实现所述光发射组件和/或光接收组件与所述光收发接口之间的光信号的传输。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述光收发接口和所述光路控制系统之间还设有波分复用器，所述波分复用器用于将光路控制系统传来的多路光合成一路光传输至光收发接口及/或所述波分复用器用于将光收发接口传送的一路光分成多路光传输至所述光路控制系统。