CN109116469B - 光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光模块。该光模块包括：基板、光纤阵列、阵列波导光栅芯片、耦合器、光纤和适配器，其中，基板的第一端开设有N个第一槽体，基板的第二端开设有N个第二槽体，两个相邻的第二槽体之间的间距大于两个相邻的第一槽体之间的间距，光纤阵列第一端的光纤分别置于N个第一槽体中，光纤阵列第二端的光纤分别置于N个第二槽体中，N为正整数，阵列波导光栅芯片的出光孔与光纤阵列的第一端对接，以使阵列波导光栅芯片中的光传入光纤阵列中，阵列波导光栅芯片的进光孔与耦合器相耦合，耦合器与光纤相连接，光纤与适配器相连接。从而可增大阵列波导光栅芯片的pitch间距。

Description

光模块

技术领域

本申请涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

在光纤通信领域，光模块是不可或缺的一个通讯模块，解复用器(demultiplexe，DEMUX)是光模块的一个组成部分，其作用是将混合光信号分解为多路光波长信号，用于光模块的光路解复用。

现有的一种基于平面光波导分路器(Planar Lightwave Circuit Splitter，PLC)芯片(chip)的DEMUX由光纤、玻璃耦合器、阵列波导光栅芯片和用于保护阵列波导光栅芯片的玻璃板组成。随着光模块技术的高速发展，光模块传输速率越来越高，逐渐从低速到100Gb/s、200Gb/s以及400Gb/s发展。

上述现有DEMUX中，低速光模块中的阵列波导光栅芯片的出光孔间距(pitch间距)一般较小，而高速光模块尤其是传输速率为400Gb/s的光模块，对阵列波导光栅芯片的pitch间距要求变大，而pitch间距大的阵列波导光栅芯片整体尺寸也会变大并且价格昂贵，同时会使得DEMUX整体尺寸变大，不利于小型化封装，导致光模块的整体尺寸变大，不利于小型化封装。

发明内容

本申请提供一种光模块，使用出光孔较小的阵列波导光栅芯片，增加了出射光的间距，减小光模块的成本。

本申请提供一种光模块，包括：

基板、光纤阵列、阵列波导光栅芯片、耦合器、光纤和适配器；

其中，基板的第一端开设有N个第一槽体，基板的第二端开设有N个第二槽体，两个相邻的第二槽体之间的间距大于两个相邻的第一槽体之间的间距，光纤阵列第一端的光纤分别置于N个第一槽体中，光纤阵列第二端的光纤分别置于N个第二槽体中，N为正整数，阵列波导光栅芯片的出光孔与光纤阵列的一端对接，以使阵列波导光栅芯片中的光传入光纤阵列中；

阵列波导光栅芯片的进光孔与耦合器相耦合，耦合器与光纤相连接，光纤与适配器相连接。

本申请提供的光模块，包括基板、光纤阵列、阵列波导光栅芯片、耦合器、光纤和适配器，其中，基板的第一端开设有N个第一槽体，基板的第二端开设有N个第二槽体，两个相邻的第二槽体之间的间距大于两个相邻的第一槽体之间的间距，光纤阵列第一端的光纤分别置于N个第一槽体中，光纤阵列第二端的光纤分别置于N个第二槽体中，光纤阵列第一端的光纤间距小于光纤阵列第二端的光纤间距；

在光信号传输过程中，适配器接收到光信号之后，光信号通过光纤传输到耦合器，由耦合器将光信号耦合到阵列波导光栅芯片里，接着由阵列波导光栅芯片将光信号传输至光纤阵列的第一端，从光纤阵列的第二端射出；

由于光纤阵列第一端的光纤间距小于光纤阵列第二端的光纤间距，所以从光纤阵列第二端出射的光间距大于进入光纤阵列第一端时的光间距，总之，本申请中通过基板上第一槽体和第二槽体以及光纤阵列的设置，将传输至光纤阵列的光信号的光间距由小变大，既避免了使用大尺寸的阵列波导光栅芯片，又满足了高速率传输对光纤阵列间距不能太小的要求。

附图说明

为了清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请提供的光模块结构示意图；

图2为本申请提供的一种光模块实施例的结构示意图；

图3为本申请提供的一种光模块中基板、光纤阵列和盖板组成的部件的结构俯视图；

图4为基板的左视图；

图5为本申请提供的一种光模块中耦合器与阵列波导光栅芯片之间的耦合角度以及部件与阵列波导光栅芯片之间的耦合角度示意图；

图6为光纤阵列在基板上的放置示意图；

图7为本申请提供的一种光模块中盖板的示意图；

图8为本申请提供的一种光模块中基板和光纤阵列另一端的示意图。

附图标记说明：

部件-1；

阵列波导光栅芯片-4；

耦合器-5；

光纤-6；

适配器-7；

盖板-10；

基板-11；

光纤阵列-12；

第一盖板-13；

第二盖板-14；

第一槽体-111；

第二槽体-112；

上壳体-120；

下壳体-110；

电路板-200；

光纤-201；

光发射模块-202；

光接收模块-204；

接收端组件-205；

金手指-208。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有的解复用器中，低速光模块中的阵列波导光栅芯片的pitch间距一般较小，其中，pitch间距是指解复用器将光信号分解为多路光波长信号时，该多路光波长信号两两之间的间距，下文中pitch间距也称为光间距，而高速光模块对阵列波导光栅芯片的pitch间距要求变大，但是pitch间距大的阵列波导光栅芯片整体尺寸也会变大并且价格昂贵，同时会使得解复用器整体尺寸变大，不利于小型化封装，为解决这一问题，本申请提供一种光模块，包括基板、光纤阵列、阵列波导光栅芯片、耦合器、光纤和适配器，其中的基板、光纤阵列和盖板组成的部件可增大pitch间距，从而可避免较大阵列波导光栅芯片的使用，减小光模块的整体尺寸和成本。下面结合附图详细说明本申请的技术方案。

图1为本申请提供的光模块结构示意图。如图1所示，本申请提供的一种光模块包括上壳体120、下壳体110及电路板200，在电路板上设置有光发射模块202及光接收模块204。上壳体120及下壳体110结合形成封装电路板200、光发射模块202及光接收模块204的腔体。

光发射模块202中包含有多个激光芯片，多个激光芯片发射的多个波长的光信号合并成一路光后，通过发射光纤201传出光模块，进而进入外部通信光纤中。具体地，光发射模块202设置在电路板200长度方向的一端边缘，在电路板200长度方向的另一端边缘设置有用于与光模块外部进行电通信的金手指208。

电路板200上还设置有接收端组件205，下面结合附图详细说明接收端组件205的结构。

图2为本申请提供的一种光模块实施例的结构示意图，如图2所示，本实施例的光模块可以包括：基板、光纤阵列、阵列波导光栅芯片4、耦合器5、光纤6和适配器7，其中基板和光纤阵列组成图2中所示的部件1，可选的，还包括用于固定光纤阵列的盖板。图3为本申请提供的一种光模块中基板和光纤阵列组成的部件的结构俯视图，如图3所示，本实施例的部件1包括基板11、光纤阵列12和用于固定光纤阵列12的盖板10，可选的，光纤阵列包含N个光纤，N为正整数，图3所示中光纤阵列的个数为4个，N的取值取决于阵列波导光栅芯片4将光信号分解为几路光波长信号，本实施例中例如分解为4路光波长信号，则N为4。

本实施例中，图4为基板的左视图，如图4所示，基板11的第一端开设有N个第一槽体111，基板11的第二端开设有N个第二槽体112，两个相邻的第二槽体112之间的间距大于两个相邻的第一槽体111之间的间距，光纤阵列12第一端的光纤分别置于N个第一槽体111中，光纤阵列12第二端的光纤分别置于N个第二槽体112中，N为正整数，阵列波导光栅芯片4的出光孔与光纤阵列12的第一端对接，以使阵列波导光栅芯片4中的光传入光纤阵列12中。

阵列波导光栅芯片4的进光孔与耦合器5相耦合，耦合器5与光纤6相连接，光纤6与适配器7相连接。

需要说明的是，光纤阵列12所包含的光纤的个数N取决于阵列波导光栅芯片4的出光孔的个数，若光纤阵列12所包含的光纤的个数为N，基板11的第一端开设有至少N个第一槽体111，基板11的第二端开设有至少N个第二槽体112。

可选的，两个相邻的第二槽体112之间的间距相等，两个相邻的第一槽体111之间的间距相等。

图4所示实施例中N以4为例。可选的，第一槽体111和第二槽体112为V型槽或半圆形槽，图4所示实施例中第一槽体111和第二槽体112为V型槽。

本实施例中，可选的，光模块还包括电路板及位于电路板表面的光接收芯片，光纤阵列位于第二槽体112的一端为斜面，斜面用于将光反射到光接收芯片。光纤阵列中光纤的间距与光接收芯片阵列光敏面之间的间距对应。

具体地，光接收芯片成阵列排布，相对于低速接收芯片而言，高速接收芯片的体积增大，相邻芯片间的两个光敏面之间的距离增加，使得应用于低速接收芯片的阵列波导光栅芯片的出射光间距，无法应用于高速接收芯片。

具体地，上述斜面的角度可以为40°～45°的，相应地，为了研磨光纤阵列的角度，基板11的对应端也为角度为40°～45°的斜面，可选的，两个斜面的角度相同。图8为本申请提供的一种光模块中基板和光纤阵列另一端的示意图，如图8所示光纤阵列位于第二槽体112的一端为42°角的斜面，基板11的对应端也为42°角的斜面，便于研磨光纤阵列的角度。

可选的，阵列波导光栅芯片4具有第一倾斜端面，第一倾斜端面的倾斜角度可以为82°、84°、96°或98°，耦合器5具有第二倾斜端面，第二倾斜端面的倾斜角度可以为82°、84°、96°或98°，第一倾斜端面与第二倾斜端面贴合，以实现阵列波导光栅芯片4与耦合器5的耦合。图5为本申请提供的一种光模块中耦合器与阵列波导光栅芯片之间的耦合角度以及部件与阵列波导光栅芯片之间的耦合角度示意图，如图5所示，第一倾斜端面和第二倾斜端面的角度为82°。本实施例中，部件1与阵列波导光栅芯片之间的耦合角度也为82°、84°、96°或98°。

可选的，本实施例中，阵列波导光栅芯片4相邻两个出光孔的间距与两个相邻的第一槽体111之间的间距相同。阵列波导光栅芯片4相邻两个出光孔的间距是小于两个相邻的第二槽体112之间的间距的。

图6为光纤阵列在基板上的放置示意图，图6中仅示出了光纤阵列中2个光纤的放置位置，如图6所示，本实施例中，光纤阵列在基板上放置时，光纤阵列第一端的光纤分别置于N个第一槽体111中，光纤阵列第二端的光纤分别置于N个第二槽体112中。基板11的中间部位低于基板11的两端，光纤阵列12分布在基板11上。

本实施例中，进一步地，图7为本申请提供的一种光模块中盖板的示意图，请参照图7，盖板10包括第一盖板13和第二盖板14，第一盖板13设置在N个光纤阵列12上面且位于基板11的第一端，第二盖板13设置在N个光纤阵列12上面且位于基板11的第二端。即就是在基板11的两端设置两个盖板：第一盖板13和第二盖板14。

可选的，本实施例中基板、第一盖板13及第二盖板14的材质为玻璃或硅。

本实施例的光模块的工作原理为：通过适配器7接收到光信号之后，光信号通过光纤6传输到耦合器5，由耦合器5将光信号耦合到阵列波导光栅芯片4里，接着由阵列波导光栅芯片4将光信号分解成N路pitch间距为第一间距的光信号传输到由基板和光纤阵列组成的部件1，最后由部件1将N路pitch间距为第一间距的光信号转换为N路pitch间距为第二间距的光信号，第二间距为两个相邻的第二槽体之间的间距，第二间距大于第一间距，从而可增大阵列波导光栅芯片的pitch间距，因此光模块中依然可使用pitch间距较小的阵列波导光栅芯片，进而减小光模块的整体尺寸和成本。

本实施例提供的解复用器，包括基板、光纤阵列、阵列波导光栅芯片、耦合器、光纤和适配器，其中，基板的第一端开设有N个第一槽体，基板的第二端开设有N个第二槽体，两个相邻的第二槽体之间的间距大于两个相邻的第一槽体之间的间距，光纤阵列第一端的光纤分别置于N个第一槽体中，光纤阵列第二端的光纤分别置于N个第二槽体中，在光信号传输过程中，适配器接收到光信号之后，光信号通过光纤传输到耦合器，由耦合器将光信号耦合到阵列波导光栅芯片里，接着由阵列波导光栅芯片将光信号分解成N路pitch间距为第一间距的光信号传输至光纤阵列的第一端，从光纤阵列的第二端射出，由于光纤阵列第一端的光纤间距小于光纤阵列第二端的光纤间距，所以从光纤阵列第二端出射的光间距大于进入光纤阵列第一端时的光间距，总之，本实施例中通过基板上第一槽体和第二槽体以及光纤阵列的设置，将传输至光纤阵列的光信号的光间距由小变大，既避免了使用大尺寸的阵列波导光栅芯片，又满足了高速率传输对光纤阵列间距不能太小的要求。

下面采用一个具体的实施例，以pitch间距从250um增大到750um为例，N等于4为例来详细说明本申请提供的解复用器。

请参照图1-图8，本实施例的光模块可以包括：基板11、光纤阵列12、用于固定光纤阵列12的盖板10、阵列波导光栅芯片4、耦合器5、光纤6和适配器7。其中，由基板、光纤阵列和盖板组成的部件1与阵列波导光栅芯片4以82°或98°相耦合，阵列波导光栅芯片4具有角度为82°、84°、96°或98°的第一倾斜端面，耦合器5具有角度为82°、84°、96°或98°的第二倾斜端面，第一倾斜端面与第二倾斜端面贴合，以实现阵列波导光栅芯片4的进光孔与耦合器5的耦合，耦合器5与光纤6相连接，光纤6与适配器7相连接。阵列波导光栅芯片4的出光孔与光纤阵列12的第一端对接，以使阵列波导光栅芯片4中的光传入光纤阵列12中。

本实施例中，基板11的第一端开设有4个第一槽体111，4个第一槽体111之间有相等的250um长的间距，基板11的第二端开设有4个第二槽体112，4个第二槽体112之间有相等的750um长的间距，本实施例中第一槽体111和第二槽体112为V型槽。

本实施例中，光纤阵列在基板上放置时，光纤阵列12第一端的光纤分别置于N个第一槽体111中，光纤阵列12第二端的光纤分别置于N个第二槽体112中。基板11的中间部位低于基板11的两端，光纤阵列12中的4个光纤均匀分布在基板11上。盖板10包括第一盖板13和第二盖板14，第一盖板13设置在光纤阵列12的4个光纤上面且位于基板11的第一端，第二盖板13设置在光纤阵列12的4个光纤上面且位于基板11的第二端。

本实施例中，光纤阵列12位于第二槽体112的一端为角度为42°的斜面，基板11的另一端为角度为42°角的斜面，便于研磨光纤阵列12的角度。

本实施例的解复用器的工作原理为：通过适配器7接收到光信号之后，光信号通过光纤6传输到耦合器5，由耦合器5将光信号耦合到阵列波导光栅芯片4里，接着由阵列波导光栅芯片4将光信号分解成4路pitch间距为250um的光信号传输到由基板、光纤阵列和盖板组成的部件1，最后由部件1将4路pitch间距为250um的光信号转换为4路pitch间距为750um的光信号，pitch间距是原来的3倍，从而可增大pitch间距，因此依然可使用pitch间距较小的阵列波导光栅芯片，进而减小光模块的整体尺寸和成本。

本实施例提供的解复用器，包括基板、光纤阵列、阵列波导光栅芯片、耦合器、光纤和适配器，基板的第一端开设有N个第一槽体，基板的第二端开设有N个第二槽体，两个相邻的第二槽体之间的间距大于两个相邻的第一槽体之间的间距，光纤阵列第一端的光纤分别置于N个第一槽体中，光纤阵列第二端的光纤分别置于N个第二槽体中，在光信号传输过程中，适配器接收到光信号之后，光信号通过光纤传输到耦合器，由耦合器将光信号耦合到阵列波导光栅芯片里，接着由阵列波导光栅芯片将光信号分解成N路pitch间距为250um的光信号传输到由基板和光纤阵列组成的部件，由于基板上开设的两个相邻的第二槽体之间的间距为750um，两个相邻的第一槽体之间的间距为250um，从而该部件可将N路pitch间距为250um的光信号转换为N路pitch间距为750um的光信号，从而可增大阵列波导光栅芯片的pitch间距，本申请中通过基板上第一槽体和第二槽体以及光纤阵列的设置，将传输至光纤阵列的光信号的pitch间距由小变大，既避免了使用大尺寸的阵列波导光栅芯片，又满足了高速率传输对光纤阵列间距不能太小的要求。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

基板、光纤阵列、阵列波导光栅芯片、耦合器、光纤和适配器；

其中，所述基板的第一端开设有N个第一槽体，所述基板的第二端开设有N个第二槽体，两个相邻的所述第二槽体之间的间距大于两个相邻的所述第一槽体之间的间距，所述光纤阵列第一端的光纤分别置于所述N个第一槽体中，所述光纤阵列第二端的光纤分别置于所述N个第二槽体中，N为正整数，所述阵列波导光栅芯片的出光孔与所述光纤阵列的第一端对接，以使所述阵列波导光栅芯片中的光传入所述光纤阵列中；

所述阵列波导光栅芯片的进光孔与所述耦合器相耦合，所述耦合器与所述光纤相连接，所述光纤与所述适配器相连接；

还包括电路板及位于所述电路板表面的光接收芯片，所述光纤阵列位于所述第二槽体的一端为斜面，所述斜面用于将光反射到所述光接收芯片。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述阵列波导光栅芯片具有第一倾斜端面，所述耦合器具有第二倾斜端面，所述第一倾斜端面与所述第二倾斜端面贴合，以实现所述阵列波导光栅芯片与所述耦合器的耦合。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述阵列波导光栅芯片相邻两个出光孔的间距与两个相邻的第一槽体之间的间距相同。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第一槽体和所述第二槽体为V型槽或半圆形槽。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板设置在所述光纤阵列上面且位于所述基板的第一端，所述第二盖板设置在所述光纤阵列上面且位于所述基板的第二端。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，两个相邻的第二槽体之间的间距相等，两个相邻的第一槽体之间的间距相等。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述基板的中间部位低于所述基板的两端，所述光纤阵列分布在所述基板上。

8.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述基板、所述第一盖板及所述第二盖板的材质为玻璃或硅。

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