CN111694107A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本说明书提供了一种光模块，包括：电路板、透镜组件、激光芯片、光接收芯片以及滤光片；所述激光芯片以及所述光接收芯片设置在所述电路板表面；所述透镜组件罩设在所述激光芯片以及所述光接收芯片上；所述透镜组件包括光反射面、支撑斜面以及相对所述支撑斜面两侧凹陷的凹陷面，所述滤光片设置在所述支撑斜面上，所述凹陷面与所述滤光片之间由胶水填充；如此，在固定所述滤光片时，在所述凹陷面与所述滤光片之间填充胶水即可，避免了胶水任意流动以及滤光片通光表面也粘上胶水的问题。

Description

一种光模块

技术领域

本说明书涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

在光模块中的透镜组件是一体注塑成型的，安装时，将光发射芯片(激光芯片)和光接收芯片安装在印刷电路板上，再将透镜组件罩设在该印刷电路板上，即可简单实现透镜组件与激光芯片、光接收芯片等电器件的耦合，操作方便并能够降低成本。还有，光模块的滤光片是贴装在透镜组件内部的光传输路径上，而滤光片与透镜组件的固定是通过胶水粘合，由于胶水任意流动，经常会造成胶水渗入到滤光片的通光表面，且过多的胶水在固化过程中膨胀也会影响滤光片的位置，从而影响到光路。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，避免滤光片固定时上胶过多，胶水任意流动造成滤光片通光表面也粘上胶水的问题，本说明书提供了一种光模块。

根据本说明书实施例的第一方面，提供一种光模块，所述光模块包括：

电路板、透镜组件、激光芯片、光接收芯片以及滤光片；

所述激光芯片以及所述光接收芯片设置在所述电路板表面；所述透镜组件罩设在所述激光芯片以及所述光接收芯片上；所述透镜组件包括光反射面、支撑斜面以及相对所述支撑斜面凹陷的凹陷面，所述滤光片设置在所述支撑斜面上，所述凹陷面与所述滤光片之间由胶水填充；

其中，所述激光芯片发出的光经所述光反射面反射后，透过所述滤光片；和/或来自所述光模块外部的光由所述滤光片反射向所述光接收芯片。

本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本说明书实施例中，提供了一种光模块，所述电路板上激光芯片与光接收芯片沿光纤方向一字排列，所述光模块中的透镜组件包括光反射面、倾斜的支撑斜面以及滤光片，将所述滤光片倾斜固定在所述支撑斜面上，通过在光反射面与外部光纤之间装设滤光片，实现将所述激光芯片发射的光束与所述光接收芯片接收到的光束分开；另外，所述支撑斜面边缘凹陷形成凹陷面，所述凹陷面与所述滤光片之间由胶水填充，如此，在固定所述滤光片时，在所述凹陷面与所述滤光片之间填充胶水即可，所述支撑斜面上未涂有胶水，避免了胶水任意流动以及滤光片通光表面也粘上胶水的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。

图1是本说明书根据一示例性实施例示出的一种光模块封装好后的整体结构示意图。

图2是本说明书根据一示例性实施例示出的光模块的整体拆分示意图。

图3是本说明书根据一示例性实施例示出的光模块的局部拆分示意图。

图4为本说明书根据一示例性实施例示出的光模块中透镜组件的局部透视图。

图5为本说明书根据一示例性实施例示出的所述透镜组件6的侧俯视图。

图6为本说明书根据一示例性实施例示出的所述滤光片固定在所述透镜组件内时的侧俯视图。

图7为本说明书根据一示例性实施例示出的所述透镜组件的剖视图。

附图标记：

电路板1，连接器2，下壳体3，上壳体4，光纤带5，透镜组件6，光接收芯片7，激光芯片8，滤光片9，第一驱动芯片71，第二驱动芯片81，光反射面601、支撑斜面602，支撑底面603，凹陷腔604，空腔605，凹陷面606，点胶槽607，浅槽608，胶槽609。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

接下来对本说明书实施例进行详细说明。

图1是所述光模块封装好后的整体结构示意图。由图1所示，所述光模块内部包括有电路板1，所述电路板用于实现电信号向光束的转换或外部光束向电信号的转换。所述光模块一侧有连接器2，用于连接外部的光纤。所述光模块从外部看由下壳体3与上壳体4相互扣合封装成一体。所述光模块将内部电路板1工作触发产生的光束发送给外部的光纤和/或接收外部的光纤内的光束，并通过电路板将该光束转换成电信号。

图2是本说明书根据一示例性实施例示出的光模块的整体拆分示意图。由图2所示，所述光模块包括有电路板1，光接收芯片7以及激光芯片8，其中，所述激光芯片8以及所述光接收芯片7沿着光纤方向一字排列设置在所述电路板表面，所述光接收芯片7用于接收外部光纤传送过来的光束并将其转换为电信号，所述激光芯片8用于将电信号转换成光束传送给外部光纤；所述光模块还包括透镜组件6，所述透镜组件6罩设在所述激光芯片8以及所述光接收芯片7上，用于改变光束的传播方向；所述光模块还包括所述滤光片9，所述滤光片9固定在所述透镜组件6内，用于与所述透镜组件6配合，将所述激光芯片8发射出去的光束与外部接收到的光束分开。所述光模块还包括光纤带5，所述光纤带5一端连接至透镜组件6，另一端连接至所述连接器4。所述连接器4包括有固定所述光纤带的光纤支架。

图3是本说明书根据一示例性实施例示出的光模块的局部拆分示意图。由图3所示，所述电路板1上还包括有位于所述光接收芯片7一侧的第一驱动芯片71，所述第一驱动芯片71用于驱动所述光接收芯片7将由外部接收到的光束转换成电信号；所述电路板1上还包括有位于所述激光芯片8一侧的第二驱动芯片81，所述第二驱动芯片81用于驱动所述激光芯片8将内部电信号转换成发送给外部的光束。所述光接收芯片7与所述激光芯片8沿光纤方向一字排列，所述透镜组件罩设在所述激光芯片以及所述光接收芯片上。工作时，所述激光芯片8发射的光束垂直入射至所述透镜组件6，所述光接收芯片7垂直接收到由所述透镜组件6发出的光束，由于透镜组件内，所述激光芯片8向外部光纤发射的光束和/或外部光纤向所述光接收芯片发射的光束在透镜组件内的光路都是沿着光纤的方向，而所述光接收芯片7与所述激光芯片8沿光纤方向一字排列，可知所述激光芯片8向外部光纤发射的光束在透镜组件6内的光路与外部光纤向所述光接收芯片7发射的光束在在透镜组件6内的光路存在重合，都是沿着光纤方向。

基于上述得到的：激光芯片8向外部光纤发射的光束在透镜组件6内的光路与外部光纤向所述光接收芯片7发射的光束在在透镜组件6内的光路存在重合，为了保证将所述激光芯片8发射的光束与所述光接收芯片7接收的光束分离，将一滤光片9固定在所述透镜组件内。所述外部光纤向所述光接收芯片7发射的光束由滤光片的反射面反射后，垂直射向所述光接收芯片7，所述激光芯片8发射的光束在透镜组件内由滤光片的另一面射入，透过滤光片射出至外部光纤。

其中，所述电路板1上沿光纤方向一字排列的光接收芯片7以及激光芯片8为一组，在所述电路板1上可并排设置有多组沿光纤方向一字排列的光接收芯片7以及激光芯片8。

其中，所述透镜组件6连接有光纤带5，所述激光芯片8发射的光束经过透镜组件发送至光纤带5，所述光纤带5将待发送的光束经过透镜组件发送至光接收芯片7。

接下来，再对所述透镜组件的具体结构以及滤光片的固定作详细的描述。图4为本说明书根据一示例性实施例示出的光模块中透镜组件的局部透视图。如图4所示，所述透镜组件6包括有光反射面601、支撑斜面602，所述光反射面601布置在所述激光芯片的上方，将激光芯片发射的光束的传播方向由垂直于光纤的方向转换为与光纤方向一致的方向。所述支撑斜面602布置在所述光接收芯片的上方，外部光纤内的光束通过支撑斜面上滤光片的反射面反射垂直射入所述光接收芯片。

图4中，所述透镜组件还包括位于所述支撑斜面中间的凹陷腔604,以及位于所述支撑斜面与所述光反射面601之间的空腔605(由于图4为透视图，所述凹陷腔以及空腔的具体设置可参见图5)。其中，所述支撑斜面相对于所述光反射面靠近外部的光纤，也就是说，所述凹陷腔604相对于空腔605靠近外部的光纤。由于透镜组件中的光反射面601布置在所述激光芯片8的正上方，所述激光芯片8受驱动工作，发射出垂直与光纤方向的光束，所述光束垂直射到所述光反射面601的表面，发生反射，反射后的光束的传播方向转换为与光纤方向一致，发生反射后的光束先射向空腔605，然后再射向位于所述支撑斜面上的滤光片，透过所述滤光片后，所述光束射入所述凹陷腔中，最终，入射至外部的光纤中。其中，所述凹陷腔604用于提供空气与滤光片之间的交界面，以满足光反射的折射率要求。

当外部的光纤中有传送给所述光接收芯片7的光束时，所述光纤将所述光束发射至所述凹陷腔中，由于透镜组件中的支撑斜面602布置在所述光接收芯片的正上方，且滤光片与所述支撑斜面602接触的面为滤光片的反射面，即所述滤光片的反射面位于所述光接收芯片7的正上方，光纤向所述凹陷腔604中发射的光束射向所述滤光片的反射面，经过反射，使得所述光束的方向由与光纤方向一致转换为垂直与所述光接收芯片7，最后，经过反射后的光束垂直的射向所述光接收芯片7，所述光接收芯片7受驱动工作，将接收到的光束转换成电信号。

所述滤光片设置在所述支撑斜面上，所述光反射面601与所述支撑斜面602平行，也即是所述光反射面601与滤光片一表面平行。为了防止滤光片由于重力作用沿着所述支撑斜面602下滑，在透镜组件内还设置了支撑底面603，所述支撑斜面602与所述支撑底面603相交形成卡槽，所述滤光片装设在所述卡槽内。在一个较佳的实施例中，所述支撑斜面602的倾斜角为顺时针倾斜45度角。

在一个实施例中，所述支撑斜面602与所述支撑底面603相交形成的夹角为90度。由于滤光片固定时，是卡合在所述支撑斜面与所述支撑底面相交形成的卡槽内，故支撑斜面与所述支撑底面相交形成的夹角与滤光片的结构相匹配。一般情况下，所述滤光片为长方体或正方体的方形结构，故滤光片倾斜放置在卡槽内时，所述卡槽的夹角为90度。当然，所述撑靠面与所述支撑面相交形成的夹角也可以根据滤光片的实际结构来进行设定。

图5为本说明书实施例中所述透镜组件6的侧俯视图。由图5可知，所述滤光片9可以放置在支撑斜面602上，卡合在所述支撑斜面602与所述支撑底面603形成的卡槽中；在所述滤光片固定在所述支撑斜面602上后，所述支撑斜面602一侧与所述光反射面601之间存在有空腔605，当激光芯片发出的光束经过光反射面601反射后，沿着光纤的方向入射至空腔605，然后再入射至滤光片的一侧表面；所述支撑斜面602另一侧存在凹陷腔604，所述激光芯片的入射光束透过所述滤光片9后，经过凹陷腔604发射至外部的光纤，或者，外部光纤发送来的光束穿过所述凹陷腔604，射向所述滤光片的反射面，经过滤光片的反射面反射，发射至所述光接收芯片。所述凹陷腔604的作用是形成空气与滤光片之间的交界面，满足光反射的折射率要求。

将所述滤光片9固定在所述支撑斜面602上后，为了保证滤光片不发生横向的平移，需要用粘合胶将所述滤光片粘合在所述支撑斜面上，但在所述支撑斜面上涂胶时，由于支撑斜面倾斜，故其表面上的粘合胶由于重力向下流动，造成各处点胶不均，将所述滤光片压在所述支撑斜面上时，其表面多余的粘合胶会向两侧挤压出来，容易造成其他光学器件或滤光片表面也粘上胶水，同时，由于粘合胶向下流动，使得支撑斜面底部粘合胶多、顶部粘合胶少，造成固定在支撑斜面上的滤光片的倾斜角度发送变化，进而影响光路。

在一个实施例中，为解决上述问题，如图5所示，所述透镜组件6还包括相对所述支撑斜面凹陷的凹陷面606，所述凹陷面与所述滤光片之间由胶水填充。如图5或6所示，所述支撑斜面的两侧表面逐渐凹陷，分别形成低于所述支撑斜面的凹陷面606；也就是说，所述支撑斜面相对于所述凹陷面来说，为向上凸出的一倾斜面，所述支撑斜面可与所述凹陷面平行。

如图6所示，固定滤光片9时，先将滤光片放置在所述支撑斜面与所述支撑底面相交形成的卡槽中，然后在所述凹陷面606与所述滤光片9之间填充粘合胶，待粘合胶凝固后，即实现了通过粘合胶固定了所述滤光片，凹陷面606用于容纳固定滤光片的粘合胶。滤光片设置在支撑斜面上，滤光片的面积大于支撑斜面的面积范围，滤光片有部分面积区域超出支撑斜面的范围；具体地，在支撑斜面的边缘下陷形成凹陷面，该滤光片超出支撑斜面的部分位于凹陷面上方，该滤光片超出支撑斜面的部分与凹陷面之间形成空隙，在此空隙中点胶，如此，胶水通过凹陷面粘接滤光片，凹陷面与支撑斜面是不同的面，即避免了在所述支撑斜面上点胶，在所述凹陷面上点胶，使得粘合胶在凹陷面606与所述滤光片9之间完全填充，即可实现对所述滤光片的固定，故滤光片9压在支撑斜面上时，不会存在因胶水向两侧挤压造成对滤光片的通光表面的影响，也不会存在因为胶水不均造成滤光片的倾斜角度发生变化。

在一个实施例中，图7为本说明书实施例中所述透镜组件的剖视图，如图7可清楚的看到，所述透镜组件6内具有一倾斜的光反射面601、以及支撑斜面602；其中，所述支撑斜面与所述光反射面平行，所述支撑斜面的倾斜角为顺时针倾斜45度角。在所述支撑斜面602以及所述光反射面601之间存在一个空腔605，经过光反射面反射的光束通过空腔605射至所述支撑斜面602上滤光片的表面。所述支撑斜面的一侧具有凹陷腔604，其具体作用前面已经详述，此处不再赘述。基于图7，下面再详细的描述下在激光芯片发射光束与光接收芯片接收光束时，透镜组件内具体光路分别为：

在激光芯片发射光束时，所述激光芯片发射的光束经过光反射面601反射、经过空腔605、透过滤光片9，再经过凹陷腔604进入外部光纤。

在光接收芯片接收光束时，所述外部光纤发射的光束经过凹陷腔604，由滤光片9的反射面反射后，垂直射入所述光接收芯片。

在本实施例中，如图7所示，所述透镜组件内的支撑斜面602与所述凹陷面606交界，在所述凹陷面与所述滤光片之间由胶水填充。为了方便向所述凹陷面与所述滤光片之间填充胶水，所述透镜组件6还包括与所述凹陷面606邻近的点胶槽607，所述点胶槽607用于容纳点胶针头。实际应用中，采用点胶用的注射器向所述凹陷面与所述滤光片之间注射粘合胶水，而该注射器采用的点胶针头一般较小，容易丢失，现设计该点胶槽607，来收纳对应的点胶针头，并将其封装在透镜组件内部，防止点胶针头的丢失，在进行滤光片9的固定时，直接从所述点胶槽内取出点胶针头来使用，具有较好的使用便利性。

如图7所示，为了防止滤光片9落尘或者高低温时滤光片上凝霜露从而影响滤光片9的光学性能，在透镜组件6的上方还设置有一个浅槽608，所述浅槽608内可以放置一个盖板，通过盖板将透镜组件中的滤光片等光路元件遮盖住。

在一个实施例中，为保证滤光片处于一密封的空间内，可以在浅槽608的四周涂上粘合胶，然后将盖板盖设在所述浅槽608内，并通过粘合胶与所述浅槽粘接。其中，为了控制浅槽608内的胶水不会任意流动污染内部的滤光片等光路元件，在浅槽608内的四周分别设置了凹陷的胶槽609，用于容纳粘合盖板的粘合胶。

在一个实施例中，所述透镜组件具有注塑而成的一体式结构。其中，透镜组件采用的材料是聚醚酰亚胺，由于聚醚酰亚胺(Polyetherimide，简称PEI)是无定形聚醚酰亚胺所制造的超级工程塑料，具有最佳之耐高温及尺寸稳定性，以及抗化学性、阻燃、电气性、高强度、高刚性等等，采用该种材料注塑而成的透镜组件也具有较高的耐高温以及稳定性。

在一个实施例中，在透镜组件中还设置有排气孔。由于透镜组件中光路元件以及对应的光路径设计需要，透镜组件中存在多个中空的空腔，用于为光线提供传输路径。将透镜组件固定在印刷电路板上时，由于透镜组件内设置为密闭空间，若空腔内的空气容易膨胀，导致空间内气压增大，将会使得滤光片等光路元件的固定位置发生变化，从而导致光传输路径改变，影响光电信号转换的准确性。故透镜组件上设置有排气孔，用于将空腔内的空气排出，将空气排出后，再将所述排气孔封堵，完成透镜组件的密封。

上述实施例，描述了光模块中滤光片与用于固定所述滤光片的支撑斜面的结构限定关系，而对所述光模块中滤光片的数目并未做限定，所述光模块中可以有多个倾斜放置的滤光片以及对应的支撑斜面，多个滤光片的位置关系可以是相互并列，也可以是其他的排列顺序，其排列顺序也不做限定，可以根据实际需要设定。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种光模块，其特征在于，包括

电路板、透镜组件、激光芯片、光接收芯片以及滤光片；

所述激光芯片以及所述光接收芯片设置在所述电路板表面；所述透镜组件罩设在所述激光芯片以及所述光接收芯片上；所述透镜组件包括光反射面、支撑斜面以及相对所述支撑斜面凹陷的凹陷面，所述滤光片设置在所述支撑斜面上，所述凹陷面与所述滤光片之间由胶水填充；

其中，所述激光芯片发出的光经所述光反射面反射后，透过所述滤光片；和/或来自所述光模块外部的光由所述滤光片反射向所述光接收芯片。

2.根据权利要求1所述的一种光模块，其特征在于，所述支撑斜面中间具有凹陷腔，所述激光芯片发出的光束透过所述滤光片后，射入所述凹陷腔中。

3.根据权利要求1所述的一种光模块，其特征在于，所述透镜组件还包括支撑底面，所述支撑斜面与所述支撑底面相交形成卡槽，所述滤光片装设在所述卡槽内。

4.根据权利要求1所述的一种光模块，其特征在于，所述透镜组件还包括点胶槽，所述点胶槽用于向所述凹陷面点胶。

5.根据权利要求1所述的一种光模块，其特征在于，所述支撑斜面与所述光反射面平行。

6.根据权利要求1所述的一种光模块，其特征在于，还包括密封盖板，所述透镜组件表面具有凹槽，所述光反射面、所述支撑斜面、所述凹陷面以及所述滤光片设置在所述凹槽中，所述密封盖板密封所述凹槽。

7.根据权利要求6所述的一种光模块，其特征在于，所述凹槽设置有胶槽，所述胶槽内容纳有用于固定所述密封盖板的粘合胶。

8.根据权利要求1-7任一项所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件具有注塑而成的一体式结构。

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