CN108873197A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种光模块，壳体的一侧设置有光接收适配器和光发射适配器，壳体内设置有激光器阵列、发射端光复用组件和第一位移棱镜；PCB板的一端设置在壳体内，激光器阵列与PCB板的上表面电连接。PCB板的下表面设置有光接收器阵列；第一位移棱镜将来自光接收适配器的光向PCB板的下表面方向传播，经接收端光复用组件后通过反射面反射向光接收器阵列。激光器阵列和发射端光复用组件设置在壳体内对应PCB板上表面区域，而接收的光经第一位移棱镜传播到PCB板的下表面，实现接收端的元器件与发射端的元器件位于PCB不同侧，当光模块工作时，接收端和发射端的元器件之间不会发生串扰，而且上述布置方式，提高了壳体利用率。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

在光通信领域中，光模块是实现光电转换的重要装置。如图1所示，光模块一般包括光接收器、光发射器和PCB板。光接收器和光发射器独立设置在PCB板上，PCB板上设置有电子电路，光接收器和光发射器均与PCB板上的电子电路电连接。对应光接收器和光发射器还分别设置第一管壳a和第二管壳b,光接收器中的元器件布置在第一管壳a内，光发射器中的元器件布置在第二管壳b内。第一管壳a和第二管壳b保护光接收器和光发射器中的元器件不受破坏。

但是，第一管壳a和第二管壳b对应的管壳空间相对比较狭小，因此布置光接收器和光发射器的元器件时比较困难。为了解决上述问题，现有技术中将第一管壳a和第二管壳b替换为一个管壳。如图2所示，图2中的管壳设置了一个公共布置区域，公共布置区域内划分为A区域和B区域，其中，A区域和B区域可以分别布置光接收器和光发射器的元器件。这样，由于此时的管壳空间相当于原来独立管壳空间的两倍，因此在布置光接收器和光发射器的元器件时相对比较容易。

虽然图2中提供的管壳可以使得光接收器和光发射器的元器件布置更加简易，但是由于布置光接收器和光发射器元器件的区域没有任何的隔离，因此当光模块工作时，容易导致光接收器和光发射器的元器件之间发生串扰，影响光模块的正常工作。

发明内容

本申请提供了一种光模块，以解决现有技术中光接收器和光发射器管壳带来的问题。

第一方面，本申请提供了一种光模块，包括：壳体，壳体的一侧设置有光接收适配器和光发射适配器，壳体内设置有激光器阵列、发射端光复用组件和第一位移棱镜；PCB板，PCB板的一端设置在壳体内；激光器阵列与PCB板的上表面电连接，激光器阵列发出的多路光经发射端光复用组件合成一路，通过光发射适配器传输出去；PCB板的下表面设置有光接收器阵列；第一位移棱镜将来自光接收适配器的光向PCB板的下表面方向传播；接收端光复用组件，将来自第一位移棱镜的光分为多路光；反射面，将来自接收端光复用组件的光反射向光接收器阵列。

由于本申请中光发射端的激光器阵列和发射端光复用组件设置在壳体内对应PCB板上表面，而接收的光经第一位移棱镜传播到PCB板的下表面，进而实现接收端的元器件与发射端的元器件位于PCB不同侧，因此当光模块工作时，接收端和发射端的元器件之间不会发生串扰，而且上述布置方式，可以充分利用壳体的空间，提高了壳体利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为传统光模块的结构示意图；

图2为现有技术中一种管壳的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光模块的剖视图；

图4为本申请实施例提供的一种光模块的正面结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种光模块的背面结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种光模块的光接收器端的局部放大图；

图1-6中，符号表示为：1-壳体，2-PCB板，3-光接收适配器，4-光发射适配器，5-激光器阵列，6-发射端光复用组件，7-光接收器阵列，8-第一位移棱镜，9-接收端光复用组件，10-反射面，11-凹槽，12-凹槽，13-第二位移棱镜，14-第一棱镜，15-第二棱镜，16-硅透镜阵列，17-固定支架，18-接收端盖板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，下面结合附图对本申请实施例中技术方案作进一步详细的说明。

参见图3，为本申请实施例提供的光模块的剖视图，本实施例中的光模块包括壳体1，PCB板2的一端与壳体1固定连接，壳体1的一侧设置有光接收适配器3和光发射适配器4。光接收适配器3和光发射设配器4均对应设置一调节套筒，光接收适配器3和光发射设配器4分别与对应的调节套筒的一端通过穿透焊连接，调节套筒的另一端通过底焊固定设置在管壳1上。

与传统的壳体不同，本实施例中壳体1分为上下两层，具体地壳体1内设置有一隔板12，隔板将壳体1内的空间划分为第一壳腔和第二壳腔，其中第一壳腔的一侧与第一隔板之间设置有一卡槽，PCB板1的一端固定设置在卡槽内，隔板相对卡槽的另一端设置一通道，通道连通第一壳腔和第二壳腔。光接收适配器3和光发射设配器4等高设置在壳体1对应第一壳腔的位置。需要指出地，传统的光模块中的PCB板完全设置在壳体内或者PCB板通过信号线与壳体内的元器件电连接，而本实施例中的PCB板2只是一端嵌设在壳体1内，而且PCB板2嵌入壳体1的一端宽度是小于或等于壳体1的宽度。

参见图4，激光器阵列5和发射端光复用组件6设置在第一壳腔内，且激光器阵列5和发射端光复用组件6固定设置在隔板12上。用户端处理的电信号经PCB板2上的电子电路传输给激光器阵列5，激光器阵列5将传输过来的电信号转换为光信号，经发射端透镜聚焦后进入到发射端光复用组件6，最终激光器阵列5发出的多路光经所述发射端光复用组件6合成一路通过光发射设配器4传输出去。

为了避免光模块中接收端和发射端的元器件设置在同一壳体内产生串扰，如图5所示，本申请实施例中设置第一位移棱镜8，第一位移棱镜8固定设置在所述通道内。光接收设配器3传输过来的多路光是平行入射到PCB板2上表面对应的区域，光的方向与PCB板2上表面平行。但是，本实施例中的接收端光复用组件9是设置在对应PCB板2下表面区域的第二壳腔，因此光接收适配器传输过来的光无法直接传输给接收端光复用组件9。本实施例中的第一位移棱8将来自所述光接收适配器3的光向所述PCB板的下表面方向传播。

具体地，第一位移棱镜5的入光面对应光接收适配器3的出光端，第一位移棱镜5的出光面对应接收端光复用组件9的入光面。光经第一位移棱镜5传输后从出光面射出的光进入到接收端光复用组件6的入光面。

从光接收适配器4传输出来的多路光可能会出现光线的分散，因此在光接收适配器3与第一位移棱镜8之间设置有准直透镜(图中未示出)，准直透镜嵌设在壳体1的侧壁内对应调节套筒的位置，准直透镜的入光面和出光面分别对应光接收适配器4的出光端和第一位移棱镜8的入光面，准直透镜用于将光接收适配器4的多路出射光准直为一路平行光入射到第一位移棱镜8的入光面。接收端光复用组件9包括不同的膜片，准直光进入到接收端光复用组件9后，接收端光复用组件9将准直光按照初始入射时光的波长，将每路光分别从不同的膜片传出。

本申请实施例中的提到的接收端光复用组件9是一种基于薄膜滤波片技术的光复用组件，以4路接收端光复用组件为例说明。目前最常用的构成4个波长复用的光复用组件，其包含1个侧面镀有增透膜和高反膜的斜方棱镜，4个贴装在斜方棱镜另一个侧面的薄膜滤波片膜片。工作原理简述如下：同波长的光束从增透膜处入射进入光复用组件，其中，第一个波长的光束从第一薄膜滤波片膜片处出来，第二个波长的光束被第一薄膜滤波片膜片反射至光复用组件，再经高反膜反射后从光复用组件的第二薄膜滤波片膜片处出来；依次类推，第三个波长的光从膜片增透膜处入射经2次折返后从光复用组件的第三薄膜滤波片膜片处出来，第四个波长的光从膜片增透膜处入射经3次折返后从光复用组件的第四薄膜滤波片膜片处出来。

本实施例中，光接收器阵列7设置在PCB板2的下表面，对应设置反射面10，反射面10将来自接收端光复用组件9的光反射向所述光接收器阵列7。接收端光复用组件9和反射面10之间还设置有第二位移棱镜13，第二位移棱镜13用于将接收端光复用组件9的出射光向PCB板2下表面方向传播。

参见图6，接收端光复用组件9、第二位移棱镜13和反射面10依次相邻设置，接收端光复用组件9设置在第二壳腔内，第二位移棱镜13和反射面10设置在壳体1外侧的PCB板2下表面区域，第二位移棱镜13的入光面和出光面分别对应接收端光复用组件9的出光面和反射面。由于本实施例中的PCB板2相对靠近第一壳腔一侧，第二位移棱镜13和反射面10与接收端光复用组件9不在一个水平面上，因此第二位移棱镜13需要将从接收端光复用组件9出光面传输出来的光向PCB板2下表面方向传播。本实施例中的反射面8也可以为棱镜，例如45°棱镜。

由上述可知，接收端光复用组件9处理后会将准直光中的光按照不同的波长分为多路不同波长的光传输出来，因此进入到第二位移棱镜13的光会分散不集中。为了使得进入到第二位移棱镜13的光能汇聚到一起，因此在接收端光复用组件9与第二位移棱镜13之间设置第一棱镜14。具体地，所述壳体底面向壳体内部凸起形成一凹槽11，第一棱镜14设置在凹槽11内，第一棱镜14用于将接收端光复用组件9的多组出射光聚焦至第二位移棱镜7的入光面。

为了使得入射至反射面8的光进一步汇聚，第二位移棱镜13与反射面10之间设置第二棱镜15，第二棱镜15设置在PCB板2下表面区域上，第二棱镜15用于将第二位移棱镜13的出射光进一步聚焦为一准直光，在反射面10上形成一光斑。本实施例中第一棱镜14和第二棱镜15均为凸透镜，对入射光线具有聚焦能力，而且第二棱镜15的光线聚焦能力更强。

本实施例中，光接收器阵列7具体设置在壳体外侧的PCB板下表面位置，光接收器阵列7的入光面对应反射面10，光接收器阵列7用于将入射光进行耦合。本实施例中反射面10与光接收器阵列7之间设置有硅透镜阵列16，硅透镜阵列16通过一固定支架17贴合在光接收器阵列7的入光面上。硅透镜阵列16可以提高入射到光接收器阵列7的入射光能量。

本申请实施例提供的光模块还包括IC控制器，IC控制器固定在PCB板2下表面相邻光接收器阵列7的位置，IC控制器与光接收器阵列7电连接。从反射面10反射出的光经硅透镜阵列16后进入到光接收器阵列7，光信号在光接收器阵列7中进行耦合后，转换为电信号，光信号转换的电信号经IC控制器传输出去。

在本实施例前面提到，第二位移棱镜13和反射面10与接收端光复用组件9不在一个水平面上。在本申请提供的另一示意性实施例中，光模块还包括接收端盖板18，第二位移棱镜13和反射面10均固定设置在接收端盖板18上，同样的第二棱镜15也固定设置在接收端盖板18上位于第二位移棱镜13和反射面10之间的位置，在本实施例中，硅透镜阵列16设置在反射面10与光接收器阵列7之间。接收端盖板18的设置既可以对第二位移棱镜13、反射面10、光接收器阵列7、第二棱镜15和硅透镜阵列16等光学元器件进行保护，还可以通过移动盖板18实现光模块中接收端组件达到最佳耦合状态。

可选地，本实施例中的光模块还设置有处理器和存储器，存储器存储有可执行指令代码，处理器用于读取存储器中的可执行指令代码控制光模块中的可执行组件。

处理器通常是控制光模块的整体操作，例如信号类型的处理、信号输出等。处理器可以是通用处理器，例如，中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。处理器也可以是微处理器(MCU)。处理器还可以包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(ASIC)，可编程逻辑器件(PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(FPGA)等。

存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

本实施例提供的光模块还包括微电源组件，微电源组件为光模块的各种用电组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为光模块生成、管理和分配电力相关联的组件。

通信接口，通信接口为光模块中的各个部件和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。

通信组件，通信组件被配置为光模块和其他设备之间有线或无线方式的通信。光模块可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

由上述实施例可知，本申请实施例提供了一种光模块，包括：壳体1，壳体1的一侧设置有光接收适配器3和光发射适配器4，壳体1内设置有激光器阵列5、发射端光复用组件6和第一位移棱镜8；PCB板2，PCB板2的一端设置在壳体1内；激光器阵列5与PCB板2的上表面电连接，激光器阵列5发出的多路光经发射端光复用组件6合成一路，通过光发射适配器4传输出去；PCB板2的下表面设置有光接收器阵列7；第一位移棱镜8将来自光接收适配器3的光向PCB板2的下表面方向传播；接收端光复用组件9，将来自第一位移棱镜8的光分为多路光；反射面10，将来自接收端光复用组件9的光反射向光接收器阵列7。由于本申请中光发射端的激光器阵列5和发射端光复用组件6设置在壳体内对应PCB板上表面区域，而接收的光经第一位移棱镜8传播到PCB板2的下表面，进而实现接收端的元器件与发射端的元器件位于PCB板2不同侧，因此当光模块工作时，接收端和发射端的元器件之间不会发生串扰，而且上述布置方式，可以充分利用壳体的空间，提高了壳体利用率。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的一侧设置有光接收适配器和光发射适配器，所述壳体内设置有激光器阵列、发射端光复用组件和第一位移棱镜；

PCB板，所述PCB板的一端设置在所述壳体内；所述激光器阵列与所述PCB板的上表面电连接，所述激光器阵列发出的多路光经所述发射端光复用组件合成一路，通过所述光发射适配器传输出去；所述PCB板的下表面设置有光接收器阵列；所述第一位移棱镜将来自所述光接收适配器的光向所述PCB板的下表面方向传播；

接收端光复用组件，将来自所述第一位移棱镜的光分为多路光；

反射面，将来自所述接收端光复用组件的光反射向所述光接收器阵列。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述壳体底面向壳体内部凸起形成一凹槽，光通过所述凹槽射向所述反射面。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述壳体内设置一隔板，所述激光器阵列和所述发射端光复用组件固定设置在所述隔板的上表面；所述隔板将壳体内部划分为第一壳腔和第二壳腔，所述第一壳腔和第二壳腔之间设置一通道，所述第一位移棱镜固定设置在所述通道内。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光接收适配器和光发射适配器等高设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的光模块，其特征在于，所述光接收适配器与所述第一位移棱镜之间设置有准直透镜，所述准直透镜嵌设在所述壳体的侧壁内，所述准直透镜用于将所述光接收适配器的出射光准直为一路光信号聚焦至所述第一位移棱镜的入光面。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述接收端光复用组件和所述反射面之间还设置有第二位移棱镜，所述第二位移棱镜用于将接收端光复用组件的出射光向所述PCB板下表面方向传播。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，还包括第一棱镜，所述第一棱镜设置在所述凹槽内，所述第一棱镜聚焦光。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述第二位移棱镜与所述反射面之间设置有第二棱镜，所述第二棱镜用于将所述第二位移棱镜的出射光聚焦至所述反射面。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述反射面与所述PD阵列之间设置有硅透镜阵列，所述硅透镜阵列通过一固定支架贴合在所述PD阵列的入光面上。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，还包括接收端盖板，所述第二位移棱镜和所述反射面固定在所述接收端盖板上，所述接收端盖板与所述PCB板的下表面固定连接。