CN110690925A - 一种结构紧凑型一体式光学引擎装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光纤通信技术领域的一种结构紧凑型一体式光学引擎装置，包括下壳体和上壳体，所述下壳体顶部一侧开有出光端口，所述安装板的一侧设有与出光端口位置相对应输出端口，所述下壳体的内部安装有光学引擎，所述光学引擎的内部分别设有第一反射面、第二反射面和第三反射面，所述光学引擎的正下方设有PCB板，所述PCB板的顶部两侧分别设有激光器和监控器，所述菲涅尔透镜的底部设有集光镜组，所述集光镜组的两侧安装有可变光阑，将激光器与监控器集成在一块PCB板上的设计，兼具对发射光聚焦和监控功能，且结构紧凑，易于加工，有利于发射光的传输，通过可变光阑和集光镜组，可以提高光能量利用率。

Description

一种结构紧凑型一体式光学引擎装置

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，具体为一种结构紧凑型一体式光学引擎装置。

背景技术

社交APP的兴起引发人们对于高速数据交换的关注，实时快速的数据传输交换成为人们新一轮的刚需，而下面这项技术主要应用于高速数据中心的数据传输交换，例如百度数据中心、阿里数据中心、腾讯数据中心等。

该技术采用多路并行的850nm vcsel激光器，采用短距离的光纤做媒介，利用激光的高速度与高带宽，达到大数据的短时间交换，提升吞吐量，提升网络质量，缩短时延。

这一切的核心技术在于多通道多速率的交换机，而光传输部分的核心在于高速的光引擎。光引擎乃是用多颗或者阵列式的vcsel芯片为发射核心产生高速激光，同理，接收端也是采用多颗或者阵列式的接收芯片。数据到达发射端以后，经过驱动器使vcsel芯片发光，多路的激光同时到达接收端，再经过光电转换芯片还原成电信号，完成一次数据传输。

目前光引擎可以同时进行4路、8路、12路、24路的光信号同时传输，假使每路信号的速率为25Gb/s(电的极限速率)，那么24路的光引擎最大传输速率为25x24＝600Gb/s，若是单路12.5G，则12.5x24＝300Gb/s。光引擎由于集成度非常高，所以体积可以做的很小，且光引擎目前已经趋于标准化，只要后端的驱动和放大器做好，贴装不同的光引擎就可以做成不通速率的光电模块，例如SFP+、CXP等。

目前国内对于高速数据传输的缺口很大，BAT对于大数据的传输很是看重，可以说光引擎是一个朝阳产业，随着科技的进步，日后5G的应用，数据的需求会越来越大，而这一切的关键转换物料----光引擎则会越发展越好，但是但目前光学引擎的加工难度大，而且输出的光束光学均匀性差，基于此，本发明设计了一种结构紧凑型一体式光学引擎装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑型一体式光学引擎装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种结构紧凑型一体式光学引擎装置，包括下壳体和上壳体，所述下壳体顶部一侧开有出光端口，所述上壳体的顶部通过固定件安装有安装板，所述安装板的一侧设有与出光端口位置相对应输出端口，所述下壳体的内部安装有光学引擎，所述光学引擎的内部分别设有第一反射面、第二反射面和第三反射面，所述第一反射面位于第二反射面和第三反射面之间，所述光学引擎的正下方设有PCB板，所述PCB板的顶部两侧分别设有激光器和监控器，所述监控器的底部两侧分别设有与激光器和监控器位置相对应的菲涅尔透镜和第一非球透镜，所述菲涅尔透镜的底部设有集光镜组，所述集光镜组的两侧安装有可变光阑，所述光学引擎的左侧壁设有第二非球透镜，所述第二非球透镜位于第三反射面的一侧，所述光学引擎的左侧安装有第四反射面，所述第四反射面位于出光端口的下方。

优选的，所述下壳体的外壁四周分别开有相对称的凹槽和空腔，所述凹槽的内部开有定位孔一，所述下壳体的顶部均匀设有定位孔二，所述定位孔二位于凹槽的两侧。

优选的，所述上壳体的底部两侧均匀设有与定位孔二相匹配的定位柱一，两组所述定位柱一之间安装有与凹槽相匹配的凸块，所述凸块的外壁设有与定位孔一相匹配的定位柱二。

优选的，所述第一反射面和第二反射面为相互垂直设置，所述第四反射面呈°角倾斜设置。

优选的，所述集光镜组包括多个沿中心线方向排列的透镜，且集光镜组的光焦度为正。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，将激光器与监控器集成在一块PCB板上的设计，兼具对发射光聚焦和监控功能，且结构紧凑，易于加工，并且通过菲涅耳透镜、第一反射面、第二反射面、第三反射面和第四反射面，对发射光传播方向进行改变，有利于发射光的传输，通过可变光阑和集光镜组，限制光通过的量，通过调节可变光阑的孔径，可以提高光能量利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明上壳体结构示意图；

图3为本发明下壳体内部结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-下壳体，2-上壳体，3-出光端口，4-安装板，5-输出端口，6-凹槽，7-定位孔一，8-定位孔二，9-空腔，10-定位柱一，11-凸块，12-定位柱二，13-光学引擎，14-第一反射面，15-第二反射面，16-第三反射面，17-第四反射面，18-PCB板，19-激光器，20-监控器，21-菲涅尔透镜，22-第一非球透镜，23-集光镜组，24-可变光阑，25-第二非球透镜。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种结构紧凑型一体式光学引擎装置，包括下壳体1和上壳体2，所述下壳体1顶部一侧开有出光端口3，所述上壳体2的顶部通过固定件安装有安装板4，所述安装板4的一侧设有与出光端口3位置相对应输出端口5，所述下壳体1的内部安装有光学引擎13，所述光学引擎13的内部分别设有第一反射面14、第二反射面15和第三反射面16，所述第一反射面14位于第二反射面15和第三反射面16之间，所述光学引擎13的正下方设有PCB板18，所述PCB板18的顶部两侧分别设有激光器19和监控器20，所述监控器13的底部两侧分别设有与激光器19和监控器20位置相对应的菲涅尔透镜21和第一非球透镜22，所述菲涅尔透镜21的底部设有集光镜组23，所述集光镜组23的两侧安装有可变光阑24，所述光学引擎13的左侧壁设有第二非球透镜25，所述第二非球透镜25位于第三反射面16的一侧，所述光学引擎13的左侧安装有第四反射面17，所述第四反射面17位于出光端口3的下方。

其中，所述下壳体1的外壁四周分别开有相对称的凹槽6和空腔9，所述凹槽6的内部开有定位孔一7，所述下壳体1的顶部均匀设有定位孔二8，所述定位孔二8位于凹槽6的两侧，所述上壳体2的底部两侧均匀设有与定位孔二8相匹配的定位柱一10，两组所述定位柱一10之间安装有与凹槽6相匹配的凸块11，所述凸块11的外壁设有与定位孔一7相匹配的定位柱二12，所述第一反射面14和第二反射面15为相互垂直设置，所述第四反射面17呈45°角倾斜设置，所述集光镜组24包括多个沿中心线方向排列的透镜，且集光镜组24的光焦度为正。

本实施例的一个具体应用为：发射光从激光器19发出，通过可变光阑24和集光镜组23，可变光阑24可以限制光通过的量，通过调节可变光阑的孔径，改变通过光的量，出射后的光束入射到可变光阑24上，未被可变光阑24阻挡的光束会继续通过入射到集光镜组23上，经过集光镜组23后光束传播方向会发生改变，光束会变成准直光束，可以提高光能量利用率，然后发射光经由菲涅耳透镜21分为两路出射光：其中，一路出射光依次经第一反射面14和第三反射面16变更传播方向，再经由第一非球透镜22聚焦到监控器20内；另一路出射光经过第二反射面变15更传播方向，再经由第二非球透镜25和第四反射面17从出光端口3射出，并通过输出端口5进行输出，输出端口5采用24路LensArray，传输速度可达600Gbps，激光器19与监控器20集成在一块PCB板18上的设计，兼具对发射光聚焦和监控功能，且结构紧凑，易于加工。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例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例或示例中。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例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种结构紧凑型一体式光学引擎装置，包括下壳体(1)和上壳体(2)，其特征在于：所述下壳体(1)顶部一侧开有出光端口(3)，所述上壳体(2)的顶部通过固定件安装有安装板(4)，所述安装板(4)的一侧设有与出光端口(3)位置相对应输出端口(5)，所述下壳体(1)的内部安装有光学引擎(13)，所述光学引擎(13)的内部分别设有第一反射面(14)、第二反射面(15)和第三反射面(16)，所述第一反射面(14)位于第二反射面(15)和第三反射面(16)之间，所述光学引擎(13)的正下方设有PCB板(18)，所述PCB板(18)的顶部两侧分别设有激光器(19)和监控器(20)，所述监控器(13)的底部两侧分别设有与激光器(19)和监控器(20)位置相对应的菲涅尔透镜(21)和第一非球透镜(22)，所述菲涅尔透镜(21)的底部设有集光镜组(23)，所述集光镜组(23)的两侧安装有可变光阑(24)，所述光学引擎(13)的左侧壁设有第二非球透镜(25)，所述第二非球透镜(25)位于第三反射面(16)的一侧，所述光学引擎(13)的左侧安装有第四反射面(17)，所述第四反射面(17)位于出光端口(3)的下方。

2.根据权利要求1所述的一种结构紧凑型一体式光学引擎装置，其特征在于：所述下壳体(1)的外壁四周分别开有相对称的凹槽(6)和空腔(9)，所述凹槽(6)的内部开有定位孔一(7)，所述下壳体(1)的顶部均匀设有定位孔二(8)，所述定位孔二(8)位于凹槽(6)的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种结构紧凑型一体式光学引擎装置，其特征在于：所述上壳体(2)的底部两侧均匀设有与定位孔二(8)相匹配的定位柱一(10)，两组所述定位柱一(10)之间安装有与凹槽(6)相匹配的凸块(11)，所述凸块(11)的外壁设有与定位孔一(7)相匹配的定位柱二(12)。

4.根据权利要求1所述的一种结构紧凑型一体式光学引擎装置，其特征在于：所述第一反射面(14)和第二反射面(15)为相互垂直设置，所述第四反射面(17)呈45°角倾斜设置。

5.根据权利要求1所述的一种结构紧凑型一体式光学引擎装置，其特征在于：所述集光镜组(24)包括多个沿中心线方向排列的透镜，且集光镜组(24)的光焦度为正。

Images