CN114153035A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供光模块，包括：电路板；光发射芯片组件，用于发射多束不同波长的信号光；第一透镜组件，罩设在光发射芯片组件上，传输并改变信号光的传播方向；第一透镜组件包括第一容纳腔和第二容纳腔，第一容纳腔的底部设置第一反射面，第二容纳腔覆盖容纳光发射芯片组件，第一反射面在第二容纳腔方向的投影覆盖光发射芯片组件中的光发射芯片，第一反射面用于反射光发射芯片组件发射的多束不同波长的信号光；第二透镜组，设置在第一容纳腔，准直第一反射面反射的多束不同波长的信号光；光复用组件，设置在第一容纳腔，将第二透镜组准直后的多束不同波长的信号光合波成一束信号光。本申请提供的光模块，便于实现单光纤中多个波长的信号光同时传输。

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

随着云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式发展，光通信技术的发展进步变的愈加重要。而在光通信技术中，光模块是实现光电信号相互转换的工具，是光通信设备中的关键器件之一，并且随着光通信技术发展的需求光模块的传输速率不断提高。

通常为提高光模块传输速率，可采用增加光模块中的传输通道，如将传统包括一组光发射次模块(发射一种波长的光)和一组光接收次模块(接收一种波长的光)的光模块改进为包括两组光发射次模块(每一组发射一种波长的光)和两组光接收次模块(每一组接收一种波长的光)。如此，将使光模块中光发射次模块和光接收次模块在光模块中的占有体积不断增大，进而不利于光模块进一步发展。

发明内容

本申请提供了一种光模块，便于实现单光纤中多个波长的信号光同时传输。

第一方面，本申请提供的一种光模块，包括：

电路板；

光发射芯片组件，包括多个光发射芯片，设置在所述电路板上，用于发射多束不同波长的信号光；

第一透镜组件，罩设在所述光发射芯片组件上，传输并改变所述光发射芯片组件发射信号光的传播方向；

其中，所述第一透镜组件包括设置在顶部的第一容纳腔和设置在底部的第二容纳腔，所述第一容纳腔的底部设置第一反射面，所述第二容纳腔覆盖容纳所述光发射芯片组件，所述第一反射面在所述第二容纳腔方向的投影覆盖所述光发射芯片组件中的光发射芯片，所述第一反射面用于反射所述光发射芯片组件发射的多束不同波长的信号光；

所述光模块还包括：

第二透镜组，包括多个透镜，设置在所述第一容纳腔，用于准直所述第一反射面反射的多束不同波长的信号光；

光复用组件，设置在所述第一容纳腔，用于将所述第二透镜组准直后的多束不同波长的信号光合波成一束信号光。

本申请提供的光模块中，第一透镜组件包括第一容纳腔和第二容纳腔，第一容纳腔的底面设置第一反射面且第一容纳腔内设置第二透镜组和光复用组件，第二容纳腔下覆盖容纳的光发射芯片组件包括多个光发射芯片。光发射芯片组件可以发射多束不同波长的信号光，多束不同波长的信号光传输至第一反射面、经第一反射面反射改变传输方向，然后经第二透镜组传输至设置在第一容纳腔的光复用组件，经光复用组件合波成一束信号光，最后传输至光纤，实现单光纤中多个波长的信号光同时传输。本申请提供的光模块中，仅是通过第一透镜组件以及设置在其第一容纳腔的光复用组件，完成多束不同波长信号光的合束，提高了光模块中耦合多通道时的耦合精度。

第二方面，本申请提供的一种光模块，包括：

电路板；

光接收芯片组件，包括多个光接收芯片，设置在所述电路板上，用于接收来自光模块外部不同波长的信号光；

光解复用组件，用于将来自光模块外部包括不同波长的一束信号光分束成多束信号光；

第二透镜组件，罩设在所述光接收芯片组件上，用于传输并改变来自光模块外部的信号光的传播方向；

第五透镜组，包括多个透镜，用于分别聚焦所述光解复用组件分束的多束的信号光；

其中，所述第二透镜组件包括设置在顶部的第三容纳腔和设置在底部的第四容纳腔，所述第三容纳腔的底部设置第二反射面，所述第四容纳腔覆盖容纳所述光接收芯片组件，所述第二反射面在所述第四容纳腔方向的投影覆盖所述光接收芯片组件中的光接收芯片，所述光解复用组件和所述第五透镜组设置在所述第三容纳腔内，所述第二反射面用于反射多束的信号光至所述光接收芯片组件中相应的光接收芯片。

本申请提供的光模块中，第二透镜组件包括第三容纳腔和第四容纳腔，第三容纳腔的底面设置第二反射面且第三容纳腔内设置第五透镜组和光解复用组件，第四容纳腔下覆盖容纳的光接收芯片组件包括多个光接收芯片，光接收芯片组件可以接收多束不同波长的信号光；在具体适应中，光模块外部的一束具有不同波长的信号光传输至第二透镜组件，经设置在第三容纳腔的光解复用组件分束成不同波长的多束信号光并分别经第五透镜组传输至第二反射面，经第二反射面反射至光接收芯片组件中相应的光接收芯片，实现光模块接收单光纤中多个波长的信号光的功能。本申请提供的光模块中，仅是通过第二透镜组件以及设置在其第三容纳腔的光解复用组件，完成一束包括不同波长信号光的分束，提高了光模块中耦合多通道时的耦合精度。

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为光通信终端连接关系示意图；

图2为光网络单元结构示意图；

图3为本申请实施例中提供的一种光模块的结构示意图；

图4为本申请实施例中提供的一种光模块的分解结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种光模块的内部结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种第一透镜组件的立体图一；

图7为本申请实施例提供的一种第一透镜组件的立体图二；

图8为本申请实施例提供的一种第一透镜组件承载其他光器件的结构示意图；

图9为图8的剖视图；

图10为本申请实施例提供的一种第一透镜组件的剖视图一；

图11为本申请实施例提供的一种第一透镜组件的剖视图二；

图12为本申请实施例提供的一种第一透镜组件设置在电路板上的剖视图；

图13为本申请实施例提供的一种第一透镜组件的使用状态图；

图14为本申请实施例提供的一种光复用组件的工作原理图；

图15为本申请实施例提供的一种第二透镜组件设置在电路板上的剖视图；

图16为本申请实施例提供的一种第二透镜组件的使用状态图；

图17为本申请实施例提供的一种光解复用组件的工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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作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。

光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输；而计算机等信息处理设备使用的是电信号，为了在光纤/光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接，就需要实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光纤通信技术领域中实现上述光、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、I2C信号、数据信号以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。

图1为光通信终端连接关系示意图。如图1所示，光通信终端的连接主要包括光网络单元100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接。

光纤的101一端连接远端服务器，网线103的一端连接本地信息处理设备，本地信息处理设备与远端服务器的连接由光纤101与网线103的连接完成；而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络单元100完成。

光模块200的光口对外接入光纤101，与光纤101建立双向的光信号连接；光模块200的电口对外接入光网络终端100中，与光网络终端100建立双向的电信号连接；在光模块内部实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤与光网络终端之间建立信息连接；具体地，来自光纤的光信号由光模块转换为电信号后输入至光网络终端100中，来自光网络终端100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。

光网络终端具有光模块接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接；光网络终端具有网线接口104，用于接入网线103，与网线103建立双向的电信号连接；光模块200与网线103之间通过光网络终端100建立连接，具体地，光网络终端将来自光模块的信号传递给网线，将来自网线的信号传递给光模块，光网络终端作为光模块的上位机监控光模块的工作。

至此，远端服务器通过光纤101、光模块200、光网络单元100及网线103，与本地信息处理设备之间建立双向的信号传递通道。

常见的信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；光网络单元100是光模块200的上位机，向光模块200提供数据信号，并接收来自光模块200的数据信号，常见的光模块200上位机还有光线路终端等。

图2为光网络单元结构示意图。如图2所示，在光网络单元100中具有电路板105，在电路板105的表面设置笼子106；在笼子106中设置有电连接器，用于接入金手指等光模块电口；在笼子106上设置有散热器107，散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起结构。

光模块200插入光网络单元中，具体为光模块的电口插入笼子106中的电连接器，光模块200的光口与光纤101连接。

笼子106位于电路板上，将电路板上的电连接器包裹在笼子中；光模块200插入笼子中，由笼子固定光模块200，光模块200产生的热量通过光模块壳体传导给笼子，最终通过笼子上的散热器107进行扩散。

图3为本申请实施例提供的一种光模块200的结构示意图，图4为本申请实施例提供光模块200的分解结构示意图。如图3和图4所示，本申请实施例提供的光模块200包括上壳体201、下壳体202、解锁部件203及电路板300。

上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的包裹腔体，包裹腔体的外轮廓一般呈现为方形体形状。具体的，下壳体202包括主板以及位于主板两侧、与主板垂直设置的两个侧板；上壳体201包括盖板，盖板盖合在上壳体201的两个侧板上，以形成包裹腔体；上壳体201还可以包括位于盖板两侧、与盖板垂直设置的两个侧壁，由两个侧壁与两个侧板结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。

两个开口具体可以是在同一方向的两端开口(204、205)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口204，电路板300的金手指从电口204伸出，插入光网络单元等上位机中，另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接光模块200内部的光收发器件，电路板300、光收发器件等光电器件位于包裹腔体中。

采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板300等器件安装到壳体中，由上壳体201、下壳体202形成光模块最外层的封装保护壳体。上壳体201及下壳体202一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；一般不会将光模块200的壳体做成一体结构，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽结构无法安装，也不利于生产自动化。

解锁部件203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，用于实现光模块与上位机之间的固定连接，或解除光模块与上位机之间的固定连接。

解锁部件203具有与上位机笼子匹配的卡合结构；拉动解锁部件203的末端可以在使解锁部件203在外壁的表面相对移动；光模块插入上位机的笼子里，由解锁部件203的卡合结构将光模块固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁部件203，解锁部件203的卡合结构随之移动，进而改变卡合结构与上位机的连接关系，以解除光模块与上位机的卡合关系，从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。

电路板300上设置有光发射芯片、光发射芯片的驱动芯片、光接收芯片、跨阻放大芯片、限幅放大芯片及微处理器芯片等，其中光发射芯片与光接收芯片直接贴装在光模块的电路板上，此种形态业内称为COB封装。

电路板300通过电路走线将光模块中的用电器件按照电路设计连接在一起，以实现供电、电信号传输及接地等电功能；同时电路板300还有承载的各器件的功能，如电路板承载透镜组件。

电路板一般为硬性电路板，硬性电路板由于其相对坚硬的材质，还可以实现承载作用，如硬性电路板可以平稳的承载芯片；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中，具体地，在硬性电路板的一侧末端表面形成金属引脚/金手指，用于与电连接器连接。

在本申请实施例中，光模块还包括透镜组件，透镜组件设置电路板300上。具体的，透镜组件与电路板300形成包裹光发射芯片组件或光接收芯片组件的腔体，光发射芯片组件或光接收芯片组件位于该腔体中。透镜组件用于传输光束并在传输过程中改变光束传输方向。在使用中：光发射芯片组件中光芯片发出的光经透镜组件传输并反射后进入光纤中；或者，来自光纤的光经透镜组件反射后进入光接收芯片中，透镜组件不仅起到密封光芯片的作用，同时也建立了光芯片与光纤之间的光连接。透镜组件同时罩设在光发射芯片组件或光接收芯片组件上方，便于利用较少器件实现改变光发射芯片发射的信号光或来自光模块外部的信号光的传播方向。在本申请实施例中，光发射芯片组件通过透镜组件罩设，或光接收芯片组件通过透镜组件罩设，还可以光发射芯片组件和光接收芯片组件分别通过透镜组件罩设。进而在本申请实施例中，透镜组件的数量可以为1个，还可以为2个等。

在本申请实施例中，透镜组件不仅可以设置在电路板300靠近光口的一端，还可以设置在电路板300的中部，具体可根据光模块的实际需要进行选择。图5为本申请实施例提供的一种光模块的内部结构示意图，图5示出了一种透镜组件设置在电路板300靠近光口的一端的结构示意图。在本申请实施例中，透镜组件采用罩设式的方式设置在光发射芯片组件或光接收芯片组件的上方；其中：光发射芯片组件中包括若干光发射芯片，通常每一光发射芯片用于发射一种波长的信号光，进而光发射芯片组件用于发射多束不同波长的信号光；光接收芯片组件中包括若干光接收芯片，通常每一光接收芯片用于接收一种波长的信号光，进而光接收芯片组件用于接收不同多束不同波长的信号光。光发射芯片组件中包括2个、3个、4个等光发射芯片，光接收芯片组件中包括2个、3个、4个等光接收芯片。

且如图5所示，在本实施例中包括两个透镜组件，为便于描述将一个透镜组件称为第一透镜组件，另一个透镜组件称为第二透镜组件，进一步将罩设在光发射芯片组件上的透镜组件称为第一透镜组件，将罩设在光接收芯片组件上的透镜组件称为第二透镜组件。如图5所示，两个透镜组件包括第一透镜组件400和第二透镜组件500，但图5中第一透镜组件400和第二透镜组件500的相对位置仅是一个示例，但不构成对本申请透镜组件设置位置的具体限定。

进一步，高速率数据传输要求光发射芯片组件或光接收组件中光芯片及其驱动/匹配芯片之间近距离设置，以缩短芯片之间的连线、减小连线造成的信号损失，而透镜组罩设在光芯片的上方时，透镜组件一般将光芯片及其驱动/匹配芯片同时罩设住。所以光发射芯片组件中光发射芯片与光发射芯片的驱动芯片近距离设置，透镜组件罩设光发射芯片与光发射芯片的驱动芯片；光接收芯片组件中光接收芯片与跨阻放大芯片近距离设置，透镜组件罩设光接收芯片与跨阻放大芯片。

为便于实现光发射芯片组件发射出多束不同波长信号光的传输以及实现光接收芯片组件接收不同波长信号光，本申请实施例中包括其他光器件配合透镜组件。下面结合透镜组件的具体使用进行详细描述。

图6为本申请实施例提供的一种第一透镜组件的立体图一，图7为本申请实施例提供的一种第一透镜组件的立体图二。如图6和7所示，第一透镜组件400的顶部设置第一容纳腔410，第一透镜组件400的底部设置第二容纳腔420。第一容纳腔410内包括第一反射面411，第一容纳腔410内用于设置光学器件，如透镜、光复用组件等光学器件。第一反射面411为倾斜面，用于反射入射至其上的信号光。可选的，第一容纳腔410的底部设置承载面412，承载面412便于透镜、光复用组件等光学器件设置；承载面412位于第一反射面411的一侧，承载面412较第一反射面411更靠近第一透镜组件400的出光位置。第二容纳腔420用于方便第一透镜组件400容纳罩设光发射芯片组件，便于第一透镜组件400在电路板300上的安装固定，同时第二容纳腔420在第一容纳腔410方向的投影覆盖第一反射面411。

在本申请实施例中，第一透镜组件400的顶面下沉形成第一容纳腔410，第一容纳腔410的底部形成第一反射面411和承载面412；第一透镜组件400的底面上沉形成第二容纳腔420，当第一透镜组件400装配固定至电路板300上时第二容纳腔420的顶面通常平行于电路板300。第一透镜组件400通常为透明塑料件，一般采用一体注塑成型。

进一步，第二容纳腔420的顶面设置第一透镜组421，第一透镜组421包括若干透镜，用于准直光发射芯片组件的信号光。第一透镜组421中透镜的数量主要取决于光发射芯片组件中光发射芯片的数量，通常第一透镜组421中透镜的数量等于光发射芯片组件中光发射芯片的数量。第一透镜组421中透镜可为第二容纳腔420的顶面下凸形成的一个个凸起。第一反射面411在第二容纳腔420的顶面方向上的投影覆盖第一透镜组421，进而经过第一透镜组421准直的信号光全部传输至第一反射面411。

图8为本申请实施例提供的一种第一透镜组件承载其他光器件的结构示意图。如图8所示，本申请实施例提供的光模块中，还包括光复用组件206，光复用组件206设置在第一容纳腔410的承载面412上。图8所示的第一透镜组件400，合束后的信号光通过其右侧传输出第一透镜组件400，进而光复用组件206设置在第一容纳腔410的较右的位置，进而第一反射面411向右倾斜以及承载面412设置在第一反射面411的右侧。

进一步，本申请实施例提供的光模块中，还包括第二透镜组207，第二透镜组207设置在第一容纳腔410的承载面412上。第二透镜组207包括若干透镜。第二透镜组207中透镜的数量主要取决于光发射芯片组件中光发射芯片的数量，通常第二透镜组207中透镜的数量等于光发射芯片组件中光发射芯片的数量。第二透镜组207中透镜可为玻璃透镜，用于准直经第一反射面411反射至其的信号光。第二透镜组207设置在第一反射面411与光复用组件206之间，进而第一反射面411发射的信号光经第二透镜组207准直后的信号光传输至光复用组件。

图9为图8的剖视图，图9清晰的展示出了第一反射面411向右倾斜、承载面412设置在第一反射面411的右侧以及光复用组件206位于第一反射面411的右侧。如图9所示，本申请实施例提供的第一透镜组件400右侧还包括第一光纤适配器430，第一光纤适配器430用于方便第一透镜组件400连接光纤，如外部光纤，进而便于合束后的信号光耦合至光纤。第一光纤适配器430的外侧设置凸起431、内侧设置光口432，凸起431用于连接光纤时的限位固定，光口432用于传输合束后的信号光。通常光口432内插入光纤插芯，合束后的信号光传输至光纤插芯，经光纤插芯传输至光纤，进而便于信号光耦合进入光纤。

图10为本申请实施例提供的一种第一透镜组件的剖视图一，图11为本申请实施例提供的一种第一透镜组件的剖视图二。如图10和11所示，承载面412包括第一承载面412-1和第二承载面412-2，第一承载面412-1用于承载设置光复用组件206，第二承载面412-2用于承载设置第二透镜组207。承载面412分别设置第一承载面412-1和第二承载面412-2，便于实现光复用组件206和第二透镜组207的安装定位。进一步，第一承载面412-1和第二承载面412-2之间形成第一台阶面412-3进一步便于光复用组件206和第二透镜组207的安装定位以及调整光复用组件206光轴和第二透镜组207光轴的相对位置。

进一步，如图10和11所示，第一光纤适配器430的内侧端部设置第三透镜433，第三透镜433用于将合束后的信号光聚焦传输至第一光纤适配器430的光口432中。可选的，第三透镜433的焦点位于光口432中。进一步，第三透镜433的光轴与光口432的中轴共线，有助于提高合束后信号光到光纤的耦合精度。第三透镜433可为第一光纤适配器430的光口432内侧形成的凸起结构。

在本申请实施例中，第一容纳腔410内包括第一透射面413，经第一反射面411反射的信号光透射第一透射面413。第一透射面413在第一反射面411的投影覆盖第一反射面411。为增加第一透射面413的透光率，第一透射面413可镀覆透射膜，或使第一透射面413为垂直面，第一透射面413的法线与光发射芯片的光轴垂直。

进一步在本申请实施例中，第一容纳腔410内还包括第二透射面414，经光复用组件合束后的信号光透射第二透射面414。为增加第二透射面414的透光率，第二透射面414可镀覆透射膜，或第二透射面414垂直于光复用组件206出光口的光轴。可选的，第二透射面414垂直于第一承载面412-1，且第二透射面414垂直于第三透镜433的光轴。

图12为本申请实施例提供的一种第一透镜组件设置在电路板上的剖视图。如图12所示，第一透镜组件400设置在电路板300上，第一透镜组件400罩设在光发射芯片组件310上，光发射芯片组件310位于第二容纳腔420中；第二容纳腔420的顶面设置第一透镜组421，第一透镜组421中透镜位于光发射芯片组件310中光发射芯片的上方，即第一透镜组421中透镜在电路板300上投影覆盖光发射芯片组件310中光发射芯片；第一反射面411位于第一透镜组421的上方，第一反射面411在第二容纳腔420方向的投影覆盖第一透镜组421；第一反射面411的右侧设置第一透射面413，第一透射面413的右侧依次为第二透镜组207和光复用组件206；光复用组件206的右侧为第二透射面414；第二透射面414的右侧为第一光纤适配器430，第一光纤适配器430的光口432内侧端部设置第三透镜433。可选的在本申请实施例中，第一反射面411与光发射芯片组件310中光发射芯片的光轴的夹角近似45°，进而第一反射面411可将光发射芯片发射的信号光的传输方向改变90°。第一反射面411上可涂覆发射膜，用于增加第一反射面411的反射率。优选的，第一反射面411为与光发射芯片的光轴的夹角45°的全反射面,光发射芯片发射的信号光传输至第一反射面411发生全反射。

如图12所示，光发射芯片组件310中光发射芯片发射的信号光向上传输，传输至第一透镜组421中的透镜上，光发射芯片发射的信号光为发散光经该透镜准直为平行光；经第一透镜组421准直后的信号光传输至第一反射面411并在第一反射面411发生全发射，将向上传输的信号光的传输方向改变为向右传输；向右传输的信号光透射第一透射面413，进入第二透镜组207的透镜中，经第二透镜组207准直，进一步调整向右传输的信号光平行度；经第二透镜组207准直后的向右传输的信号光入射至光复用组件206。

图13为本申请实施例提供的一种第一透镜组件的使用状态图，图13展示的是光发射芯片组件发射四束不同波长信号光时第一透镜组件的工作状态，光发射芯片组件310中光发射芯片沿电路板300宽度方向(第一透镜组件400宽度方向)成排的排列。如图13所示，第一透镜组件400的第一容纳腔410中设置的第二透镜组207包括四个透镜，四个透镜沿第一透镜组件400宽度方向成排的排列，第二透镜组207可用于四束信号光的准直，经第二透镜组207准直后的四束信号光自光复用组件206的左侧进入光复用组件206，光复用组件206将四束信号光合束后通过光复用组件206的右侧输出一束信号光，该一束信号光包括不同波长的信号光。

在本申请实施例中，光复用组件206利用其两侧以及不同位置设置不同的膜层对不同波长信号光进行透过和反射将多束不同波长的信号光合束成一束光。光复用组件206根据被合束光的束数协调选择每束光的反射次数。

图14为本申请实施例提供的一种光复用组件(MUX)的工作原理图。如图14所示，光复用组件206左侧包括用于不同波长光束入射进入光复用组件206的入光口，但仅有一个用于出射合成光束的出光口。假设其中有4束波长为λ1、λ2、λ3以及λ4信号光需要合束成一束信号光，4束需要被合束的光信号通过光复用组件206的左侧不同的入光口入射至光复用组件206，λ1信号光经过光复用组件206的六个不同位置进行了六次不同的反射到达出光口，λ2信号光经过光复用组件206的四个不同位置进行了四次不同的反射到达出光口，λ3信号光经过光复用组件206的二个不同位置进行了二次不同的反射到达出光口，λ4信号光入射至光复用组件206后直接传输到达至出光口，进而不同波长的信号光经不同的入光口进入光复用组件206、通过同一出光口从光复用组件206输出。如此4束不同的波长的信号光在出光口合成一束，然后合成一束的信号光通过出光口传输至光纤，4束不同的波长的信号光可共用一根光纤传输出光模块，实现单光纤中多个波长的信号光同时传输。

在本申请实施例中，第二透镜组件500的结构与第一透镜组件400的结构相似或相同。图15为本申请实施例提供的一种第二透镜组件设置在电路板上的剖视图。如图15所示，第二透镜组件500的顶部设置第三容纳腔510，第二透镜组件500的底部设置第四容纳腔520。第三容纳腔510内包括第二反射面511，第三容纳腔510用于设置光学器件，如透镜、光解复用组件等光学器件。第二反射面511为倾斜面，用于反射入射至其上的信号光。可选的，第三容纳腔510的底部设置承载面512，承载面412便于透镜、光复用组件等光学器件设置；承载面512位于第二反射面511的一侧，承载面512较第二反射面511更靠近第二透镜组件500的入光位置。第二反射面511为倾斜面，用于反射入射至其上的信号光；承载面512用承载其他光器件，方便设置其他光器件。第四容纳腔520用于方便第二透镜组件500容纳罩设光接收芯片组件320，便于第二透镜组件500在电路板300上的安装固定，同时第四容纳腔520在第三容纳腔510方向的投影覆盖第二反射面511。

本申请实施例提供的光模块中，第三容纳腔510的承载面512上设置光解复用组件208。光解复用组件208用于将来自光模块外部包括不同波长的一束信号光分束成多束信号光。来自光模块外部包括不同波长的一束信号光通过第二透镜组件500的右侧输入至第二透镜组件500，进而光解复用组件208设置在第三容纳腔510的较右位置，自光模块外部的合成一束的信号光经光解复用组件208右侧的入光口输入、经光解复用组件208分束后通过光解复用组件208左侧相应的出光口输出，然后传输至第二反射面511反射改变方向传输至光接收芯片组件320。

本申请实施例提供的光模块中，还包括第五透镜组209，第五透镜组209设置在第三容纳腔510的承载面512上。第五透镜组209包括若干透镜。第五透镜组209中透镜的数量主要取决于光接收芯片组件320中光接收芯片的数量，通常第五透镜组209中透镜的数量等于光接收芯片组件320中光接收芯片的数量。第五透镜组209中透镜可为玻璃透镜，用于将光解复用组件208分束成各束光对应聚焦至第二反射面511。第五透镜组209设置在第二反射面511与光解复用组件208之间，进而光解复用组件208分束成的信号光经第五透镜组209聚焦传输至第二反射面511。

可选的，第四容纳腔520的顶面设置第四透镜组521，第四透镜组521包括若干透镜，用于将第二反射面511反射的信号光聚焦至光接收芯片组件320。第四透镜组521中透镜的数量主要取决于光接收片组件320中光接收芯片的数量，通常第四透镜组521中透镜的数量等于光接收芯片组件320中光接收芯片的数量。第四透镜组521中透镜可为第四容纳腔520的顶面下凸形成的一个个凸起。第二反射面511在第四容纳腔520的顶面方向上的投影覆盖第四透镜组521，进而经第二反射面511反射的信号光通过第四透镜组521中的透镜聚焦至相应的光接收芯片。可选的，第四透镜组521中的透镜焦点位于相应的光接收芯片上，调高信号光接收率。

在本申请实施例中，第二透镜组件500右侧还包括第二光纤适配器530，第二光纤适配器530用于方便第二透镜组件500连接光纤，如外部光纤，进而便于外部光纤中的信号光耦合至第二透镜组件500。第二光纤适配器530的外侧设置凸起531、内侧设置光口532，凸起531用于连接光纤时的限位固定，光口532用于传输合束后的信号光。通常光口532内插入光纤插芯，光纤中传输的信号光耦合至光纤插芯，经光纤插芯传输至第二透镜组件500。

进一步，第二光纤适配器530的内侧端部设置第六透镜533，第六透镜533用于将耦合至光口532的信号光准直传输至光解复用组件208的入光口。第三透镜433可为第一光纤适配器430的光口432内侧形成的凸起结构。

在本申请实施例中，承载面512可包括第三承载面和第四承载面，详细结构可参见承载面412；相应的，第三容纳腔510内还包括第三透射面513和第四透射面514，第三透射面513和第四透射面514用于结构设置可参见第一透射面413和第二透射面414。

图16为本申请实施例提供的一种第二透镜组件的使用状态图，图16展示的是光接收芯片组件接收四束不同波长信号光时第二透镜组件的工作状态，光接收片组件320中光发射芯片沿电路板300宽度方向(第二透镜组件500宽度方向)成排的排列。第二透镜组件500的第三容纳腔510中设置的第五透镜组209包括四个透镜，四个透镜沿第二透镜组件500宽度方向成排的排列，第五透镜组209可用于四束信号光的分别聚焦。

如图16所示，一束包括四种不同波长的信号光传输至第二透镜组件500，耦合进入光解复用组件208的入光口，经光解复用组件208按信号光的波长分为四束信号光并分别从光解复用组件208对应的出光口输出，经相应的第五透镜组209中透镜聚焦传输至第二反射面511，最后经第二反射面511改变传输方向传输至光接收芯片组件，进而实现光接收芯片组件对来自光模块外部一束包括四种波长光的分束接收。

在本申请实施例中，光解复用组件208利用其两侧以及不同位置设置不同的膜层对不同波长信号光进行透过和反射将一束包括不同波长的信号光分束成多束光。光解复用组件206根据被分束光的波长种类以及分束数量协调选择每一波长信号光的反射次数。

图17为本申请实施例提供的一种光解复用组件(DEMUX)的工作原理图。如图17所示，光解复用组件208右侧包括一个用于入射多种波长信号光的入光口，左侧包括多个用于出射光的出光口，每一出光口用于出射一种波长的信号光。假设第二透镜组件500入射一束包括λ1、λ2、λ3以及λ4四种波长的信号光，信号光通过光解复用组件208的入射光口进入光解复用组件208，λ1信号光经过光解复用组件208的六个不同位置进行了六次不同的反射到达其出光口，λ2信号光经过光解复用组件208的四个不同位置进行了四次不同的反射到达其出光口，λ3信号光经过光解复用组件208的二个不同位置进行了二次不同的反射到达其出光口，λ4信号光入射至光解复用组件208后直接传输到达至其出光口，进而实现不同波长的信号光经同一入光口进入光解复用组件208、经不同的出光口输出。

在本申请实施例中关于第二透镜组件500详细结构未尽之处可参见第一透镜组件400。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、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申请的一般性原理并包括本申请未发明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，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请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。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光发射芯片组件，包括多个光发射芯片，设置在所述电路板上，用于发射多束不同波长的信号光；

第一透镜组件，罩设在所述光发射芯片组件上，传输并改变所述光发射芯片组件发射信号光的传播方向；

其中，所述第一透镜组件包括设置在顶部的第一容纳腔和设置在底部的第二容纳腔，所述第一容纳腔的底部设置第一反射面，所述第二容纳腔覆盖容纳所述光发射芯片组件，所述第一反射面在所述第二容纳腔方向的投影覆盖所述光发射芯片组件中的光发射芯片，所述第一反射面用于反射所述光发射芯片组件发射的多束不同波长的信号光；

所述光模块还包括：

第二透镜组，包括多个透镜，设置在所述第一容纳腔，用于准直所述第一反射面反射的多束不同波长的信号光；

光复用组件，设置在所述第一容纳腔，用于将所述第二透镜组准直后的多束不同波长的信号光合波成一束信号光。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第二容纳腔的顶面设置第一透镜组，所述第一透镜组在所述电路板方向的投影覆盖所述光发射芯片组件中的光发射芯片。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一透镜组件还包括设置在侧边的第一光纤适配器，所述第一光纤适配器的内侧端部设置第三透镜，所述第三透镜的光轴与所述第一光纤适配器的光口中轴共线，所述光复用组件合波成一束的信号光经所述第三透镜聚焦至所述第一光纤适配器的光口。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第一容纳腔内还包括第一透射面和第二透射面；所述第一透射面在所述第一反射面的投影覆盖所述第一反射面，所述第一反射面反射的信号光透过所述第一透射面；

所述第一容纳腔内包括第二透射面，所述第二透射面在所述第三透镜的投影覆盖所述第三透镜，经所述光复用组件合波成一束的信号光透过所述第二透射面到达所述第三透镜。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一容纳腔内的底部设置包括第一承载面和第二承载面，所述第一承载面与所述第二承载面之间形成第一台阶面；所述第一承载面上设置所述光复用组件，所述第二承载面上设置所述第二透镜组。

6.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光接收芯片组件，包括多个光接收芯片，设置在所述电路板上，用于接收来自光模块外部不同波长的信号光；

光解复用组件，用于将来自光模块外部包括不同波长的一束信号光分束成多束信号光；

第二透镜组件，罩设在所述光接收芯片组件上，用于传输并改变来自光模块外部的信号光的传播方向；

第五透镜组，包括多个透镜，用于分别聚焦所述光解复用组件分束的多束的信号光；

其中，所述第二透镜组件包括设置在顶部的第三容纳腔和设置在底部的第四容纳腔，所述第三容纳腔的底部设置第二反射面，所述第四容纳腔覆盖容纳所述光接收芯片组件，所述第二反射面在所述第四容纳腔方向的投影覆盖所述光接收芯片组件中的光接收芯片，所述光解复用组件和所述第五透镜组设置在所述第三容纳腔内，所述第二反射面用于反射多束的信号光至所述光接收芯片组件中相应的光接收芯片。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第四容纳腔的顶面设置第四透镜组，所述第四透镜组在所述电路板方向的投影覆盖所述光接收芯片组件中的光接收芯片。

8.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第二透镜组件还包括设置在侧边的第二光纤适配器，所述第二光纤适配器的内侧端部设置第六透镜，所述第六透镜的光轴与所述第二光纤适配器的光口中轴共线，所述第六透镜准直所述第二光纤适配器的光口接收的信号光并传输至所述光解复用组件。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述第三容纳腔内还包括第三透射面和第四透射面；所述第三透射面在所述第二反射面的投影覆盖所述第二反射面，所述第二反射面反射的信号光透过所述第三透射面；

所述第三容纳腔内包括第四透射面，所述第三透射面在所述第六透镜的投影覆盖所述第六透镜，所述第六透镜准直所述第二光纤适配器的光口接收的信号光透过所述第四透射面到达所述光解复用组件。

10.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第三容纳腔内的底部设置包括第三承载面和第四承载面，所述第三承载面与所述第四承载面之间形成第二台阶面；所述第三承载面上设置所述光解复用组件，所述第四承载面上设置所述第五透镜组。

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