CN113296200B - 光模块 - Google Patents

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Abstract

本说明书提供一种光模块，包括：发射端组件和透光组件。所述透光组件包括用于传输光信号的第一光传输腔，所述第一光传输腔包括光传输面，所述发射端组件发出的光信号经所述光传输面传输至连接于所述光模块的光纤；所述光传输面设有第一光学膜层，所述第一光学膜层用于反射或衰减自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件。

Description

光模块
技术领域
本说明书涉及光传输技术领域，尤其涉及一种光模块。
背景技术
在光传输网络中，光模块通过光纤来发送和接收信号，透光模块作为光模块中的光路核心部件，其功能是将激光器发射的光耦合到光纤里，或者将光纤出射的光接收到光电接收器中。
但是目前的光模块，由于光遇到任何端面都会产生反射，因此有一部分光就不可避免地被原路返回到激光发射器中，这部分反射光会影响激光发射器的性能，如导致激光发射器相对强度噪声变大，从而影响整个光模块的性能。
发明内容
本说明书提出一种光模块，能够减少返回至发射端组件的光信号，提高光模块的性能。
根据本说明书实施例的第一方面，提供一种光模块，包括：发射端组件和透光组件；
所述透光组件包括用于传输光信号的第一光传输腔，所述第一光传输腔包括光传输面，所述发射端组件发出的光信号经所述光传输面传输至连接于所述光模块的光纤；所述光传输面设有第一光学膜层，所述第一光学膜层用于反射或衰减自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件。
进一步地，所述光传输面包括透射面和滤光面，所述透射面与所述滤光面相邻设置，所述透射面和所述滤光面中的至少一者设有所述第一光学膜层；
所述发射端组件发出的光信号经所述透射面传输至所述滤光面，再经所述滤光面传输至所述光纤。
进一步地，所述第一光学膜层包括逆光反射膜和衰减膜中的至少一种。
进一步地，所述透光组件还包括壳体部、第一透镜组以及第二透镜组；所述第一透镜组设于所述壳体部并与所述光纤相对准，所述第一透镜组用于将光信号耦合至所述光纤或将所述光纤中的光信号导出；所述第二透镜组设于所述壳体部并与所述发射端组件相对准，所述第二透镜组用于将所述发射端组件发出的光信号导出；
所述发射端组件发出的光信号经所述第二透镜组传输至所述透射面，再经所述透射面传输至所述滤光面，再经所述滤光面传输至所述第一透镜组，再经所述第一透镜组传输至所述光纤。
进一步地，所述第二透镜组设有第二光学膜层，所述第二光学膜层用于反射或衰减自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件。
进一步地，所述第二光学膜层包括衰减膜
进一步地，所述光传输面还包括第一反射面，与所述透射面相邻设置；所述发射端组件发出的光信号经所述第一反射面传输至所述透射面，再经所述透射面传输至所述滤光面，再经所述滤光面传输至所述光纤。
进一步地，还包括接收端组件，所述透光组件还包括用于传输所述光信号的第二光传输腔，所述第二光传输腔包括第二反射面；
自所述光纤导出的光信号经所述滤光面传输至所述第二反射面，再经所述第二反射面传输至所述接收端组件。
进一步地，所述透光组件还包括第三透镜组，所述第三透镜组设于所述壳体部并与所述接收端组件相对准，所述第三透镜组用于将光信号导入至所述接收端组件；
自所述光纤导出的光信号经所述滤光面传输至所述第二反射面，再经所述第二反射面传输至所述第三透镜组，再经所述第三透镜组导入至所述接收端组件。
进一步地，还包括电路板，所述壳体部、所述接收端组件以及所述发射端组件设置于所述电路板。
根据本说明书实施例的第二方面，提供一种光模块，包括：发射端组件和透光组件；
所述透光组件包括用于传输光信号的第一光传输腔，所述第一光传输腔包括用于传输光信号的至少两个光传输面，相邻两个所述光传输面之间倾斜连接；所述至少两个光传输面用于将所述发射端组件发出的光信号传输至连接于所述光模块的光纤以及用于反射自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件。
进一步地，所述至少两个光传输面包括透射面和滤光面，所述透射面与所述滤光面相邻设置并倾斜连接，所述滤光面靠近所述光纤设置，所述透射面靠近所述发射端组件设置；
所述发射端组件发出的光信号经所述透射面传输至所述滤光面，再经所述滤光面传输至所述光纤；
自所述光纤导出的至少一部分光信号经过所述滤光面和所述透射面中至少一者的反射，以减少自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件。
由以上技术方案可见，本说明书的光模块，通过在第一光传输腔的光传输面上设置第一光学膜层，能够反射或衰减自所述光纤导出的光信号返回至所述发射端组件，减少返回至发射端组件的光信号(即回损光)，降低发射端组件的回波损耗，从而提高光模块的性能，提高眼图质量，降低BER误码率等。
附图说明
图1和图2示出了本说明书一示例性实施例的一种光模块的结构示意图。
图3是根据本说明书的一个实施例的光模块的传输通道用于同时发送和接收光信号的示意图。
图4是根据本说明书的另一个实施例的光模块的传输通道用于同时发送和接收光信号的示意图。
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。
应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
本说明书提出一种光模块，能够减少返回至发射端组件的光信号，提高光模块的性能。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
参见图1和图2所示，本说明书实施例提供一种光模块，包括：接收端组件11、发射端组件12、透光组件13以及电路板14。接收端组件11、发射端组件12以及透光组件13均设置在电路板14上。
所述透光组件13包括用于传输光信号的第一光传输腔134和第二光传输腔135，所述第一光传输腔134包括光传输面134-0，所述发射端组件12发出的光信号(如图1中实线箭头所示)经所述光传输面134-0传输至连接于所述光模块的光纤15。所述光传输面134-0设有第一光学膜层，所述第一光学膜层用于反射或衰减自所述光纤15导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件12。
可选地，光模块还可以包括光纤包头16和第一连接器17，光纤15与光纤包头16连接，光纤包头16与第一连接器17连接，所述发射端组件12发出的光信号经所述光传输面134-0耦合到光纤包头16中，通过第一连接器17与外部器件的第二连接器18连接，并结合外部器件的外部光纤19将光信号发送出去。连接器可以将光纤与另一条光纤、发送器或接收器连接起来。光纤包头16可以使光纤15在连接器中准确地排列，可以由玻璃、塑料、金属或陶瓷材料制成。可选地，第一连接器17和第二连接器18可以采用MPO连接器。电路板14可以采用PCBA电路板。接收端组件11可以包括光电二极管(Photo Diode，PD)阵列。发射端组件12可以包括激光器阵列，这里的激光器可以是垂直腔面发射激光器(Vertical CavitySurface Emitting Laser，VSCEL)。
由于光遇到任何端面都会产生反射，因此有一部分光信号(如图1中虚线箭头所示)就不可避免地被原路返回到发射端组件12中。本说明书的光模块通过上述设置，在第一光传输腔134的光传输面134-0上设置第一光学膜层，能够反射或衰减返回至所述发射端组件12的光信号，被反射的光信号如图2中实线箭头所示，从而减少返回至发射端组件12的光信号(即回损光)，降低发射端组件12的回波损耗，从而提高光模块的性能，提高眼图质量，降低BER误码率等。可以理解的，由于光遇到任何一个面，都会发生反射，因此第一光传输腔134的光传输面134-0本身也具有一定的抗回损的作用，本申请通过在光传输面134-0上设置第一光学膜层，能够进一步起到增强反射回光的效果或者衰落回光的作用。
在一些可选的实施例中，所述透光组件13还包括壳体部136、第一透镜组131、第二透镜组132以及第三透镜组133。壳体部136用于装配前述部件，即第一透镜组131、第二透镜组132、第三透镜组133、第一光传输腔134、第二光传输腔135。可选地，透光组件13的壳体部136与电路板14之间可以通过胶水20(glue)连接在一起。
其中，所述第一透镜组131设于所述壳体部136并与所述光纤15相对准，所述第一透镜组131用于将光信号耦合至所述光纤15或将所述光纤15中的光信号导出。
所述第二透镜组132设于所述壳体部136朝向电路板14的一侧并与所述发射端组件12相对准，所述第二透镜组132用于将所述发射端组件12发出的光信号导出。
所述第三透镜组133设置于所述壳体部136朝向电路板14的一侧并与接收端组件11相对准。
第一光传输腔134的设置位置满足经由发射端组件12发出的光信号经第二透镜组132后传输至第一光传输腔134，经第一光传输腔134后再转换传输至第一透镜组131，再经第一透镜组131传输至光线包头16。
第二光传输腔135的设置位置满足由光纤15中导出的光信号经第一透镜组131传输至第一光传输腔134，经第一光传输腔134转换传输至第二光传输腔135，经第二光传输腔135转换传输至第三透镜组133，再经第三透镜组133导入至接收端组件11。
作为一个例子，所述光传输面134-0包括第一反射面134-1、透射面134-2以及滤光面134-3，第二光传输腔135包括第二反射面135-1。
其中，所述透射面134-2与所述滤光面134-3相邻设置，所述第一反射面134-1与所述透射面134-2相邻设置。所述透射面134-2和所述滤光面134-3中的至少一者设有所述第一光学膜层，第一反射面134-1未镀膜。
可选地，所述第一光学膜层包括逆光反射膜和衰减膜中的至少一种，逆光反射膜可以反射光信号，从而减少返回至发射器组件12的光信号。衰减膜可以衰减光信号，从而减少返回至发射器组件12的光信号。可以采用溅射镀膜法在透射面134-2或滤光面134-3或同时在上述两者上镀膜形成第一光学膜层。
可以理解的，可以在透射面134-2镀逆光反射膜，在滤光面134-3上镀衰减膜。或是在透射面134-2上镀衰减膜，在滤光面134-3上镀逆光反射膜。或是在透射面134-2和滤光面134-3上均镀逆光反射膜。或是在透射面134-2和滤光面134-3上均镀衰减膜。可以根据实际需要设置，本说明书对此不作限制。
在一些可选的实施例中，本说明书的光模块，通过在透光组件13上设置第一光学膜层，可以使光纤15所在的传输通道可以同时作为光接收通道和光发射通道，实现BIDI功能，即单纤双向光模块功能。由此，可以在不增加占用电路板面积和光纤数量的情况下，实现传输通道的加倍，进而实现传输速率的加倍。此外，本说明书的光模块的传输通道也可以在某一时刻作为光接收通道，在另一时刻作为光发射通道。可以根据实际需要设置，本说明书对此不作限制。
可以理解的，第一光传输腔134设置位置满足经第二透镜组132的光信号传输至第一光传输腔134后，经第一光传输腔134转换传输至第一透镜组131，或经第一透镜组131的光信号传输至第一光传输腔134后，经第一光传输腔转换至第二透镜组132。
第二光传输腔135的设置位置满足经第三透镜组133的光信号传输至第二光路转换结构135后，经第二光传输腔135转换传输至第一光传输腔134，经第一光传输腔134转换传输至第一透镜组131，或经第一透镜组131的光信号经第一光传输腔134转换传输至第二光传输腔135，经第二光传输腔135转换传输至第三透镜组133。
参见图3所示，在一实施例中，光模块的传输通道用于同时发送和接收光信号。接收端组件11靠近第二光传输腔135设置，发射端组件12靠近第一光传输腔134设置。所述发射端组件12发出的光信号传输至第一反射面134-1后，经第一反射面134-1反射至透射面134-2，经所述透射面134-2透射至所述滤光面134-3，再经所述滤光面134-3传输至所述光纤15。由于滤光面134-3设有光学膜层，可以使自所述光纤15导出的光信号经第一透镜组131传输至滤光面134-3后，经滤光面134-3透射至第二反射面135-1，经第二反射面135-1反射至第三透镜组133，再经第三透镜组133传输至接收端组件11，从而实现光模块的BIDI功能。
参见图4所示，在另一实施例中，光模块的传输通道用于同时发送和接收光信号。接收端组件11靠近第一光传输腔134设置，发射端组件12靠近第二光传输腔135设置。所述发射端组件12发出的光信号经第二透镜组132传输至滤光面134-3后，经第二反射面135-1反射至滤光面134-3，经滤光面134-3传输至所述光纤15。由于滤光面134-3设有光学膜层，可以使自所述光纤15导出的光信号经第一透镜组131传输至滤光面134-3后，经滤光面134-3透射至透射面134-2，经所述透射面134-2透射至第一反射面134-1，经第一反射面134-1反射至第三透镜组133，再经第三透镜组133传输至接收端组件11，从而实现光模块的BIDI功能。
在其他例子中，光模块的传输通道也可以仅作为光发射通道。发射端组件12发射的光信号经过第一反射面134-1反射至透射面134-2，经透射面134-2透射至滤光面134-3，经滤光面134-3透射至第一透镜组131，并由第一透镜组131耦合进光纤15中。
光模块的传输通道也可以仅作为光接收通道。光纤15传输的光信号经第一透镜组131导出至滤光面134-3，经滤光面134-3透射至第二反射面135-1，之后经第二反射面135-1反射至第三透镜组133，由第三透镜组133耦合至接收端组件11。
在一些实施例中，接收端组件11可以包括第一接收端组件和第二接收端组件，第二透镜组132与第一接收端组件相对准，第三透镜组133与第二接收端组件相对准，第一接收端组件与第二接收端组件的接收波长不同。在这种情况下，第一光传输腔134的设置位置满足经第一透镜组131的光信号传输至第一光传输腔134后，经第一光传输腔134转换传输至第二透镜组132，且第二光传输腔135的设置位置满足经第一透镜组131的光信号经第一光传输腔134转换传输至第二光传输腔135，经第二光传输腔135转换传输至第三透镜组133。由此，可以实现光纤15所在的传输通道同时作为不同波长的两个接收通道。
或者，发射端组件11可以包括第一发射端组件和第二发射端组件，第二透镜组132与第一发射端组件相对准，第三透镜组133与第二发射端组件相对准，第一发射端组件与第二发射端组件的发射波长不同。在这种情况下，第一光传输腔134的设置位置满足经第二透镜组132的光信号传输至第一光传输腔134后，经第一光传输腔134转换传输至第一透镜组131，第二光传输腔135的设置位置满足经第三透镜组133的光信号传输至第二光传输腔135后，经第二光传输腔135转换传输至第一光传输腔134，经第一光传输腔134转换传输至第一透镜组131。由此，可以实现光纤15所在的传输通道同时作为不同波长的两个发射通道。
在一些可选的实施例中，所述第二透镜组132可以设有第二光学膜层，所述第二光学膜层用于反射或衰减自所述光纤导出至少一部分的光信号返回至所述发射端组件12。可选地，所述第二光学膜层包括衰减膜。在对准于发射端组件12的第二透镜组132上镀衰减膜，可以起到衰减光的效果，从而进一步减小到达发射端组件12的回损光，提高光模块的性能。
目前常用的两种连接器是APC MPO连接器和PC MPO连接器，APC MPO连接器在防回损光的效果上要好于PC MPO连接器，因此价格也要高于后者。本说明书的光模块，通过上述设置，在透光组件13上设置第一光学膜层和第二光学膜层，可以大大减小返回到发射端组件12的回损光，提高光模块的性能，提高眼图质量，降低BER误码率等。可以使得光模块不必采用价格昂贵的APC MPO连接器。并且对于数据中心来说，因为需要用到各种25G、100G、200G或400G的光模块，因此如果尽可能地使用同一型号的配件(例如都采用PC MPO连接器)，可以大大减小安装，运营维护的难度，同时大大降低成本。
本说明书实施例还提供一种光模块，包括：接收端组件、发射端组件、透光组件以及电路板。收端组件、发射端组件以及透光组件均设置在电路板上。
所述透光组件包括用于传输光信号的第一光传输腔，所述第一光传输腔包括用于传输光信号的至少两个光传输面，相邻两个所述光传输面之间倾斜连接。所述至少两个光传输面用于将所述发射端组件发出的光信号传输至连接于所述光模块的光纤以及用于反射自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件。
本说明书的光模块通过上述设置，在透光组件上设置第一光传输腔，第一光传输腔设置至少两个光传输面，由于光遇到任何一个面都会发生反射，因此自光纤导出的光信号经过相互倾斜连接的至少两个光传输面后可以进行多次反射，能够减少返回至所述发射端组件的光信号(即回损光)，起到抗回损的作用，降低发射端组件的回波损耗，从而提高光模块的性能，提高眼图质量，降低BER误码率等。
在一些可选的实施例中，所述至少两个光传输面包括透射面和滤光面，所述透射面与所述滤光面相邻设置并倾斜连接，所述滤光面靠近所述光纤设置，所述透射面靠近所述发射端组件设置。所述发射端组件发出的光信号经所述透射面传输至所述滤光面，再经所述滤光面传输至所述光纤。自所述光纤导出的至少一部分光信号经过所述滤光面和所述透射面中至少一者的反射，以减少自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件。
可以理解的，光信号经过相邻设置并倾斜连接的透射面和滤光面，由于两者之间具有夹角，光信号经过后能够进行多次反射，减少返回至所述发射端组件的光信号。光传输面的数量越多，光信号经过反射的次数就越多，减少返回至所述发射端组件的光信号就越多。当然，光传输面的数量和设置角度可以根据实际情况(例如透镜组件的体积等)进行设置，本说明书对此不作限制。
需要说明的是，在一些可选的例子中，可以在本实施例的光模块的光传输面镀膜，形成和上述实施例的光模块同样的结构。可以理解的，由于光遇到任何一个面，都会发生反射，因此第一光传输腔的至少两个光传输面本身就具有一定的抗回损的作用，在光传输面上镀膜，能够进一步反射或衰减返回至所述发射端组件的光信号，从而起到增强反射回光的效果或者衰落回光的作用。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后，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公开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。
还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
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 (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：发射端组件和透光组件；
所述透光组件包括用于传输光信号的第一光传输腔，所述第一光传输腔包括光传输面，所述发射端组件发出的光信号经所述光传输面传输至连接于所述光模块的光纤；所述光传输面包括透射面和滤光面，所述透射面与所述滤光面相邻设置并倾斜连接，所述滤光面靠近所述光纤设置，所述透射面靠近所述发射端组件设置；所述发射端组件发出的光信号经所述透射面传输至所述滤光面，再经所述滤光面传输至所述光纤；
所述透射面和所述滤光面均设有第一光学膜层，所述第一光学膜层用于反射或衰减自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一光学膜层包括逆光反射膜和衰减膜中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述透光组件还包括壳体部、第一透镜组以及第二透镜组；所述第一透镜组设于所述壳体部并与所述光纤相对准，所述第一透镜组用于将光信号耦合至所述光纤或将所述光纤中的光信号导出；所述第二透镜组设于所述壳体部并与所述发射端组件相对准，所述第二透镜组用于将所述发射端组件发出的光信号导出；
所述发射端组件发出的光信号经所述第二透镜组传输至所述透射面，再经所述透射面传输至所述滤光面，再经所述滤光面传输至所述第一透镜组，再经所述第一透镜组传输至所述光纤。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第二透镜组设有第二光学膜层，所述第二光学膜层用于反射或衰减自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件。
5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述第二光学膜层包括衰减膜。
6.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述光传输面还包括第一反射面，与所述透射面相邻设置；
所述发射端组件发出的光信号经所述第一反射面传输至所述透射面，再经所述透射面传输至所述滤光面，再经所述滤光面传输至所述光纤。
7.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，还包括接收端组件，所述透光组件还包括用于传输所述光信号的第二光传输腔，所述第二光传输腔包括第二反射面；
自所述光纤导出的光信号经所述滤光面传输至所述第二反射面，再经所述第二反射面传输至所述接收端组件。
8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述透光组件还包括第三透镜组，所述第三透镜组设于所述壳体部并与所述接收端组件相对准，所述第三透镜组用于将光信号导入至所述接收端组件；
自所述光纤导出的光信号经所述滤光面传输至所述第二反射面，再经所述第二反射面传输至所述第三透镜组，再经所述第三透镜组导入至所述接收端组件。
9.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，还包括电路板，所述壳体部、所述接收端组件以及所述发射端组件设置于所述电路板。
10.一种光模块，其特征在于，包括：发射端组件和透光组件；
所述透光组件包括用于传输光信号的第一光传输腔，所述第一光传输腔包括用于传输光信号的至少两个光传输面，相邻两个所述光传输面之间倾斜连接；所述至少两个光传输面用于将所述发射端组件发出的光信号传输至连接于所述光模块的光纤以及用于反射自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件；
所述至少两个光传输面包括透射面和滤光面，所述透射面与所述滤光面相邻设置并倾斜连接，所述滤光面靠近所述光纤设置，所述透射面靠近所述发射端组件设置；
所述发射端组件发出的光信号经所述透射面传输至所述滤光面，再经所述滤光面传输至所述光纤；
自所述光纤导出的至少一部分光信号经过所述滤光面和所述透射面两者的反射，以减少自所述光纤导出的至少一部分光信号返回至所述发射端组件。
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