CN108508550B - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤通信技术领域，具体涉及一种光模块，其包括：电路板、激光芯片、光探测芯片及透镜组件，激光芯片及光探测芯片位于电路板表面，透镜组件罩设在激光芯片及光探测芯片上方，透镜组件包括第一反射面、第二反射面及聚焦透镜，激光芯片发出的光经过聚焦透镜后射向第一反射面及第二反射面，光探测芯片接收经第二反射面反射的光，第一反射面在聚焦透镜上的投影覆盖聚焦透镜的中心且宽度小于聚焦透镜的直径，第二反射面在聚焦透镜上的投影覆盖聚焦透镜的边缘。本发明的光模块通过其第一反射面与第二反射面的配合，保证了对光信号的检测的同时，提高了光信号的质量，有利光信号的传输。

Description

一种光模块

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，具体涉及一种光模块。

背景技术

在现有光通信技术中，其主要依靠激光器发出的光信号在通过传输光路后耦合到光纤以实现信号传输；而为了对传输光路中的光信号进行检测，其会在传输光路中会设有分光器件，用于改变部分传输光路中的光信号的传输方向，并使其耦合到光电探测器中，以实现对光信号进行检测。

中国实用新型公告号为：CN203149147U，专利名称为：光学器件及光模块的专利文件中公开了一种具有分光功能的光学器件；但在其技术方案中，由于其传输光全反射面与检测光反射面的连接点基本与准直透镜的中心相重合，故从准直透镜中射出的光被传输光全反射面与检测光反射面地分为传输光与检测光两部分，其中，传输光与检测光中的光通量相当；而在实际的光通信过程中，光纤中所接收到的光通量越多，其信号质量越好越能满足通信的要求，故其要求传输光路中的更多光信号能传输光全反射面进入至光纤中，而在现有技术方案其将传输光路中的大量光信号用于检测，其导致光纤所接收到的光信号质量不佳，不利于光信号的传输。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种能增强传输光的分光强度的光模块。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明是一种光模块，包括：

电路板、激光芯片、光探测芯片及透镜组件，所述激光芯片及所述光探测芯片分别位于所述电路板表面，所述透镜组件罩设在所述激光芯片及所述光探测芯片上方，

所述透镜组件包括第一反射面、第二反射面及第三聚焦透镜，所述激光芯片发出的光经过所述第三聚焦透镜后射向所述第一反射面及所述第二反射面，所述光探测芯片接收经所述第二反射面反射的光，所述第一反射面在所述第三聚焦透镜上的投影覆盖所述第三聚焦透镜的中心且宽度小于所述第三聚焦透镜的直径，所述第二反射面在所述第三聚焦透镜上的投影覆盖所述第三聚焦透镜的边缘。

本发明的光模块通过其第一反射面与第二反射面的配合，使得从第三聚焦透镜射出的光束中有较大面积的光通过第一反射面进行输出，并且由于与第一反射面所对应的第一投影面覆盖于第三聚焦透镜的中心上，故光束中心具有较大光通量的部分用于进行输出，而剩余的光通量较小的部分通过第二反射面输送至光探测芯片中，使其提高了光纤所接收到的光通量，提高了光信号的质量，有利光信号的传输。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为本发明光模块的整体结构示意图；

图2为本发明光模块的光路原理示意图；

图3为本发明光模块中各器件的位置关系示意图；

图4为本发明中的平行光的光通量分布图；

图5为本发明光模块中第一、第二投影面位置关系图。

标号说明：100、透镜组件；101、第一反射面；102、第二反射面；103、第三聚焦透镜；104、第一聚焦透镜；105、第三反射面；106、第二聚焦透镜；1011、第一投影面；1012、分光线；1021、第一投影面；200、光纤；300、光探测芯片；400、激光芯片。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面对本发明的一种光模块进行具体描述，请参阅图1，其包括：

电路板(未图示)、激光芯片400、光探测芯片300及透镜组件100，激光芯片400及光探测芯片300分别位于电路板(未图示)表面，透镜组件100罩设在激光芯片400及光探测芯片300上方，

透镜组件100包括第一反射面101、第二反射面102及第三聚焦透镜103，激光芯片400发出的光经过第三聚焦透镜103后射向第一反射面101及第二反射面102，通过第三聚焦透镜103进入到透镜组件100内的平行光在第一反射面101和第二反射面102的配合下分为前光与背光两部分；其中，第一反射面101用于将通过第三聚焦透镜103的一部分光作为前光，并将其反射至光纤200中，第二反射面102用于将通过第三聚焦透镜103的另一部分光作为背光，并将其反射至光探测芯片300中；光探测芯片300接收经第二反射面102反射的光，第一反射面101在第三聚焦透镜103上的投影覆盖第三聚焦透镜103的中心且宽度小于第三聚焦透镜103的直径，第二反射面102在第三聚焦透镜103上的投影覆盖第三聚焦透镜103的边缘。其中，第三聚焦透镜103将从激光芯片400入射的光转换为平行光后，再输入至透镜组件100内部。

其中，该透镜组件100可以为中空的结构，也可以为实心的透明物体。

请参阅图2至图3，在本实施例中，透镜组件100上还设有：第一聚焦透镜104，第一聚焦透镜104设置于透镜组件100的第三侧面上，第三侧面连接于第一侧面与第二侧面之间；第一聚焦透镜104与光纤200相对准。第一反射面101将经过第三聚焦透镜103后的光反射向第一聚焦透镜104，并在通过第一聚焦透镜104后进行输出。

在本实施例中，光探测芯片300与第二反射面102之间设有第三反射面105和第二聚焦透镜106，第三反射面105与第二反射面102相对准，第二聚焦透镜106设置于透镜组件100的第二侧面上，且第二聚焦透镜106的两侧分别与第三反射面105和光探测芯片300相对准。

本发明在使用过程中，激光芯片400所发出的光通过进光口进入透镜组件100的内部，并且通过第三聚焦透镜103将入射光转换为平行光；入射到透镜组件100内部的平行光的在第一反射面101和第二反射面102的配合下，分为用于信号传输的前光和用于信号检测的背光，并分别进入至传输光路和检测光路中；其中，前光经过第一反射面101反射至第一聚焦透镜104中，再通过第一聚焦透镜104的聚焦进入至光纤200中，以实现光纤200的信号传输；而背光依次经过第二反射面102和第三反射面105的反射后，通过第二聚焦透镜106的聚焦进入光探测芯片300中。

请参阅图4，由于激光芯片400所发出光的光通量分布一般表现为中间强边缘弱，呈高斯分布；而在本发明中，为了能保证用前光光信号的质量，其必须要保证入射至透镜组件100内部的平行光能更多被分到传输光路中，故其需要将前光与背光的分光比增大，即减小背光的分光，故在本实施例中，第一反射面101在进光口上的垂直投影形成有第一投影面1011，第二反射面102在进光口上的垂直投影形成有第二投影面1021；第一投影面1011与第二投影面1021相互配合并完整地覆盖于进光口上，第一投影面1011的宽度小于进光口的直径，进光口中其余的区域被第二投影面1021所覆盖；第一投影面1011的面积大于第二投影面1021的面积，且第一投影面1011覆盖于进光口的中心上。第一投影面1011的面积设置为大于第二投影面1021的面积，使得前光的光量比背光的光量要多，并且第一投影面1011覆盖于进光口的中心上，使得平行光中间光通量较强的部分被分配到前光中；而由于第二反射面102的宽度大于第一反射面101的宽度，且第一反射面101的宽度小于进光口的直径，故第一投影面1011两侧或三侧边缘上的光被分到检测光路中，而将第一投影面1011两侧或三侧边缘上的光被分到检测光路中将有效地保证背光的光通量；由于入射平行光光斑边缘处的小部分光被分到背光，但由于光斑边缘处的能量变化是很敏感的，而实际加工过程中第一反射面101和第二反射面102所构成的V槽与第三聚焦透镜103中心相对位置肯定是会有公差，就可能造成背光的光通量较小；并且前光与背光的分光比还受到激光发射角的影响，而激光器的发射角也是有公差的，所以也会导致背光的光通量较小的情况；如果背光的光通量太小，将导致光探测芯片300无法对背光进行检测；故在本实施例中，将第一投影面1011两侧或三侧边缘上的光被分到检测光路中将有效地保证背光的光通量，其将在保证信号传输的质量同时，确保背光能被光探测芯片300所检测到。

请参阅图5，在本实施例中，第一投影面1011由三段分光线1012与进光口的边缘相连接所围成，第二投影面1021三面环绕在第一投影面1011的三段分光线1012的外侧，即将第一投影面1011的三段分光线1012以外的光均分配至背光中，由于第二投影面1021处于进光口的边缘，故其光通量较低，若将此部分的光分配到背光中，其对光通量极大的前光来讲，其影响将较低，但对于背光来说，其将三个边缘上的光分配至背光中，其将极大限度地避免因生产中的公差而导致光通量太小，进而使得光探测芯片300无法对背光进行检测的现象发生。

优选地，第一投影面1011的面积是第二投影面1021的面积的3-10倍，该比例能有效保证光信号的传输质量，同时也不影响对光信号的检测。

本实施例中，第一反射面101、第二反射面102和第三反射面105均为全反射平面镜；将第一反射面101、第二反射面102和第三反射面105均设置为全反射平面镜，将有效地避免因光透射而造成的传输损失，有效地保证了传输的效率。

在本实施例中，第一反射面101和第二反射面102与第三聚焦透镜103的光轴之间的夹角均为45°。

在本实施例中，第二反射面102与第三反射面105之间的夹角为90°，且第二反射面102与第三反射面105之间通过第二侧面相连接。

本发明的光模块还包括：光纤200，光模块中的第一反射面101将经过第三聚焦透镜103后的光进行反射，并传输至光纤200中；光模块中的第三聚焦透镜103与激光芯片400相对准，光模块中的第一聚焦透镜104与光纤200相对准，光模块中的第二聚焦透镜106与光探测芯片300相对准。

其中，本实施例中光探测芯片300为光电二极管，该光电二极管对背光信号进行接收，并对信号质量进行检测；光纤与外部的通讯器件相连接，用于实现通讯器件之间的信号传输。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板、激光芯片、光探测芯片及透镜组件，所述激光芯片及所述光探测芯片分别位于所述电路板表面，所述透镜组件罩设在所述激光芯片及所述光探测芯片上方，

所述透镜组件包括第一反射面、第二反射面及第三聚焦透镜，所述激光芯片发出的光经过所述第三聚焦透镜后射向所述第一反射面及所述第二反射面，所述光探测芯片接收经所述第二反射面反射的光，所述第一反射面在所述第三聚焦透镜上的投影覆盖所述第三聚焦透镜的中心且宽度小于所述第三聚焦透镜的直径，所述第二反射面在所述第三聚焦透镜上的投影覆盖所述第三聚焦透镜的边缘；所述第一反射面在所述第三聚焦透镜上的垂直投影形成有第一投影面，所述第二反射面在所述第三聚焦透镜上的垂直投影形成有第二投影面；所述第一投影面由三段分光线与第三聚焦透镜的边缘相连接所围成，所述第二投影面三面环绕在所述第一投影面的三段分光线的外侧。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一投影面的面积是所述第二投影面的面积的3-10倍。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件还包括：第一聚焦透镜，所述第一反射面将经过所述第三聚焦透镜后的光反射向所述第一聚焦透镜，并在通过所述第一聚焦透镜后进行输出。

4.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述光探测芯片与所述第二反射面之间设有第三反射面和第二聚焦透镜，通过所述第二反射面反射的光进入至所述第三反射面后，再通过所述第三反射面的反射传输至第二聚焦透镜中，所述第二聚焦透镜与所述光探测芯片相对准。

5.根据权利要求3或4所述的光模块，其特征在于，所述第一反射面、第二反射面和第三反射面均为全反射平面。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述第一反射面和第二反射面与所述第三聚焦透镜的光轴之间的夹角均为45°。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第二反射面与第三反射面之间的夹角为90°。

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