CN114815093A - 光模块 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种光模块，包括：管壳，包括容纳空间；热沉，设于容纳空间中，且与管壳抵接；驱动器芯片，设于热沉上；硅基光调制器芯片，设于热沉上；光组件，设于热沉上，光组件包括第一准直透镜、第二准直透镜、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜和隔离器矩阵；第一激光器载体和第二激光器载体，设于热沉上，第一激光器光源芯片和第二激光器光源芯片，第一激光器光源芯片设于第一激光器载体上，第二激光器光源芯片设于第二激光器载体上；耦合跳线，设于容纳空间中，且位于热沉上；电路板，驱动器芯片、硅基光调制器芯片、第一激光器光源芯片及第二激光器光源芯片分别与电路板电连接。能够将光模块中产生的热量及时通过热沉传递至管壳，实现良好导热。

Description

光模块

技术领域

本公开涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种光模块。

背景技术

随着云计算和大数据的快速发展和广泛应用，用户对数据中心网络和光互连技术提出了更高的要求，由目前数据中心网络大量采用的100G光模块向400G光模块、甚至是1T以上光模块快速发展。

因此，如何在成本、功耗和尺寸保持不变的情况下来大幅提高光模块速率、满足云计算和大数据对大带宽数据传输的需求，是可持续发展光互连技术的关键，是光模块技术领域面临的一个挑战。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种光模块，能够将光模块中产生的热量及时通过热沉传递至管壳实现良好导热，保证光模块在高温情况下稳定工作。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种光模块，该光模块包括：

管壳，包括容纳空间；

热沉，设于所述容纳空间中，且与所述管壳抵接；

驱动器芯片，设于所述热沉上；

硅基光调制器芯片，设于所述热沉上；

光组件，设于所述热沉上，所述光组件包括第一准直透镜、第二准直透镜、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜和隔离器矩阵；所述第一准直透镜与所述第二准直透镜的参数相同，所述第一聚焦透镜与所述第二聚焦透镜的参数相同；

第一激光器载体和第二激光器载体，设于所述热沉上，所述第一激光器载体与所述第二激光器载体的参数相同；

第一激光器光源芯片和第二激光器光源芯片，所述第一激光器光源芯片设于所述第一激光器载体上，所述第二激光器光源芯片设于所述第二激光器载体上，所述第一激光器光源芯片与所述第二激光器光源芯片的参数相同；

耦合跳线，设于所述容纳空间中，且位于所述热沉上；

电路板，所述驱动器芯片、所述硅基光调制器芯片、所述第一激光器光源芯片及所述第二激光器光源芯片分别与所述电路板电连接。

在本公开的一种实施例中，所述热沉包括：

第一支撑部，所述驱动器芯片设于所述第一支撑部上，所述驱动器芯片的边沿与所述第一支撑部的边沿平齐；

第二支撑部，所述硅基光调制器芯片设于所述第二支撑部上，所述硅基光调制器芯片的边沿与所述第二支撑部的边沿平齐；

第三支撑部，所述耦合跳线的光纤阵列设置在所述第三支撑部上，所述光纤阵列的边沿与所述第三支撑部边沿平齐；

第四支撑部，所述第一激光器载体和所述第二激光器载体设于第所述四支撑部的上表面；

第五支撑部，包括第一子支撑部和第二子支撑部，所述第一准直透镜设于所述第一子支撑部上，所述第一准直透镜的下边沿与所述第一子支撑部的边沿平齐；所述第二准直透镜设于所述第二子支撑部上，所述第二准直透镜的下边沿与所述第二子支撑部的边沿平齐；

第六支撑部，所述隔离器矩阵设于所述第六支撑部上；

第七支撑部，所述第一聚焦透镜与所述第二聚焦透镜设于所述第七支撑部上；

第八支撑部，所述电路板的边沿设置在第八支撑部上。

在本公开的一种实施例中，所述第一子支撑部与所述第四支撑部之间形成有第一隔离环，所述第二子支撑部与所述第四支撑部之间形成有第二隔离环。

在本公开的一种实施例中，所述隔离器矩阵包括第一隔离器和第二隔离器；在第一光路标记线的延伸方向上，所述第一激光器光源芯片、所述第一准直透镜、所述第一隔离器、所述第一聚焦透镜与所述硅基光调制器芯片依次排布；所述第一激光器光源芯片的第一激光器光源芯片光波导发出的光依次经过所述第一准直透镜、所述第一隔离器和所述第一聚焦透镜，传递至所述硅基光调制器芯片的第一入射光波导；

在第二光路标记线的延伸方向上，所述第二激光器光源芯片、所述第二准直透镜、所述第二隔离器、所述第二聚焦透镜、所述硅基光调制器芯片和所述驱动器芯片依次排；所述第二激光器光源芯片的第二激光器光源芯片光波导发出的光依次经过所述第二准直透镜、所述第二隔离器和所述第二聚焦透镜，从而传递至所述硅基光调制器芯片的第二入射光波导。

在本公开的一种实施例中，所述第一激光器光源芯片光波导、所述第一准直透镜的中心、所述第一隔离器的中心和所述第一聚焦透镜的中心以及所述第一入射光波导的中心处于同一直线上，且与所述第一光路标记线平行；

所述第二激光器光源芯片光波导、所述第二准直透镜的中心、所述第二隔离器的中心和所述第二聚焦透镜的中心以及所述第二入射光波导的中心处于同一直线上，且与所述第二光路标记线平行。

在本公开的一种实施例中，所述硅基光调制器芯片还包括硅基光调制器芯片的第一出射光波导、第二出射光波导、第三出射光波导与第四出射光波导；

其中，所述第一激光器光源芯片出射的光注入所述第一入射光波导，为所述第一出射光波导和所述第二出射光波导提供光源；所述第二激光器光源芯片出射的光注入所述第二入射光波导，为所述第三出射光波导和所述第四出射光波导提供光源。

在本公开的一种实施例中，所述耦合跳线包括：

发射端光纤阵列组件，设置在所述热沉的所述第三支撑部上，且与所述硅基光调制器芯片的所述第一出射光波导、所述第二出射光波导、所述第三出射光波导及所述第四出射光波导相对设置；

接收端光纤阵列组件，设置在所述电路板上；

光适配器，设置在所述管壳上；

单模光纤带，所述光适配器通过所述单模光纤带分别与所述发射端光纤阵列组件以及所述接收端光纤阵列组件相连接；所述单模光纤带包括四条单模光纤，且四条所述单模光纤与所述硅基光调制器芯片的所述第一出射光波导、所述第二出射光波导、所述第三出射光波导及所述第四出射光波导一一相对设置，分别位于一条直线上；

其中，所述发射端光纤阵列组件的盖板和所述第三支撑部的厚度之和等于所述第二支撑部的厚度和所述第一出射光波导中心的厚度之和。

在本公开的一种实施例中，所述单模光纤的端面与光路传输方向之间的夹角为6°-10°。

在本公开的一种实施例中，所述驱动器芯片的上表面、所述硅基光调制器芯片的上表面和所述电路板的上表面位于同一平面上。

在本公开的一种实施例中，所述驱动器芯片包括驱动器芯片电极，所述硅基光调制器芯片还包括硅基光调制器芯片射频信号电极和硅基光调制器芯片监控信号电极，所述第一激光器光源芯片还包括第一上表面正电极和第一下表面负电极，所述第二激光器光源芯片还包括第二上表面正电极和第二下表面负电极；

其中，所述驱动器芯片电极、所述硅基光调制器芯片监控信号电极、所述第一上表面正电极、所述第一下表面负电极、所述第二上表面正电极及所述第二下表面负电极均与所述电路板电连接，所述驱动器芯片电极与所述硅基光调制器芯片射频信号电极之间电连接。

本公开提供的光模块，通过在管壳的内设置的电路板、驱动器芯片、热沉、第一激光器光源芯片、第二激光器光源芯片、第一激光器载体、第二激光器载体、硅基光调制器芯片、光组件以及耦合跳线能够实现光路耦合，可以增加数据信号的传输距离。由于第一激光器光源芯片、第二激光器光源芯片和硅基光调制器芯片均设置在热沉上，第一激光器光源芯片通过第一激光器光源载体将工作时产生的热量传递至热沉，第二激光器光源芯片通过第二激光器光源载体将工作时产生的热量传递至热沉，硅基光调制器芯片将工作时产生的热量通过下表面传递至热沉，从而可以将产生的热量及时通过热沉传递至管壳实现良好导热，保证光模块在高温情况下稳定工作。

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，并不能限制本公开。

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，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。在附图中：

图1为本公开的一种实施例提供的光模块的组装结构示意图；

图2为本公开的一种实施例提供的光模块的部分结构爆炸图；

图3为本公开的一种实施例提供的光模块的发射光引擎的组装示意图；

图4为本公开的一种实施例提供的热沉结构示意图；

图5为本公开的一种实施例提供的热沉上表面结构示意图；

图6为本公开的一种实施例提供的硅基光调制器芯片的结构示意图；

图7为本公开的一种实施例提供的激光器光源芯片的正面示意图；

图8为本公开的一种实施例提供的激光器光源芯片的反面示意图；

图9为本公开的一种实施例提供的激光器光源载体上表面示意图；

图10为本公开的一种实施例提供的准直透镜侧视图；

图11为图10所示的准直透镜的剖视图；

图12为本公开的一种实施例提供的聚焦透镜侧视图；

图13为图12所示的准直透镜的剖视图；

图14为本公开的一种实施例提供的隔离器结构示意图；

图15为本公开的一种实施例提供的耦合跳线的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开的实施例提供了一种光模块，如图1-图15所示，光模块包括：热沉10、驱动器芯片20、硅基光调制器芯片30、光组件40、第一激光器光源芯片51、第二激光器光源芯片52、第一激光器载体61、第二激光器载体62、耦合跳线70、电路板80和管壳90。

其中，管壳90包括容纳空间903；热沉10设于容纳空间903中，且与管壳90抵接；驱动器芯片20设于热沉10上，驱动器芯片20包括驱动器芯片电极；硅基光调制器芯片30设于热沉10上；光组件40设于热沉10上，光组件40包括第一准直透镜411、第二准直透镜412、第一聚焦透镜421、第二聚焦透镜422和隔离器矩阵430；第一准直透镜411与第二准直透镜412参数相同，第一聚焦透镜421与第二聚焦透镜422参数相同；第一激光器载体61和第二激光器载体62设于热沉10上，第一激光器载体61与第二激光器载体62的参数相同；第一激光器光源芯片51设于第一激光器载体61上，第二激光器光源芯片52设于第二激光器载体62上，第一激光器光源芯片51与第二激光器光源芯片52的参数相同；耦合跳线70设于容纳空间903中，且位于热沉10上；驱动器芯片20、硅基光调制器芯片30、第一激光器光源芯片51及第二激光器光源芯片52分别与电路板80电连接，驱动器芯片20与硅基光调制器芯片30之间电连接。

本公开提供的光模块，通过在管壳90的内设置的电路板80、驱动器芯片20、热沉10、第一激光器光源芯片51、第二激光器光源芯片52、第一激光器载体61、第二激光器载体62、硅基光调制器芯片30、光组件40以及耦合跳线70能够实现光路耦合，可以增加数据信号的传输距离。

由于第一激光器光源芯片51、第二激光器光源芯片52和硅基光调制器芯片30均设置在热沉10上，第一激光器光源载体61与第二激光器光源载体62为导热良好的绝缘件，第一激光器光源芯片51通过第一激光器光源载体61将工作时产生的热量传递至热沉10，第二激光器光源芯片52通过第二激光器光源载体62将工作时产生的热量传递至热沉10，硅基光调制器芯片30将工作时产生的热量通过下表面370传递至热沉10，从而可以将产生的热量及时通过热沉10传递至管壳90实现良好导热，保证光模块在高温情况下稳定工作。

示例的，如图1所示，管壳90包括上盖901和下盖902，上盖901和下盖902围合形成容纳空间903。其中，管壳90可选择导热性能较好的金属材料或复合材料。热沉10与管壳90相连接，从而将热沉10上的热量及时传递至管壳90，热沉10为导热良好的金属件，例如钨铜材质。

示例的，如图3和图4所示，热沉10包括：第一支撑部110、第二支撑部120、第三支撑部130、第四支撑部140、第五支撑部150、第六支撑部160、第七支撑部170、第八支撑部180、第一隔离环191和第二隔离环192。

其中，第一支撑部110，驱动器芯片20设于第一支撑部110上，驱动器芯片20的边沿与第一支撑部110的边沿平齐。

第二支撑部120，硅基光调制器芯片30设于第二支撑部120上，硅基光调制器芯片30的边沿与第二支撑部120的边沿平齐，第二支撑120部可用于对硅基光调制器芯片30实现定位安装。

第三支撑部130，耦合跳线70的发射端光纤阵列710设置在第三支撑部130上，耦合跳线70的发射端光纤阵列710的边沿与第三支撑部130边沿平齐。

第四支撑部140，第一激光器载体61和第二激光器载体62设于第四支撑部140上表面；第一激光器载体61和第二激光器载体62的上表面镀金，第一激光器光源芯片51的出光侧边沿512与第四支撑部140的内侧边沿141及第一激光器载体61的边沿611平齐；第二激光器光源芯片52的出光侧边沿522与第四支撑部140的内侧边沿142及第二激光器载体62的边沿621平齐。

第五支撑部150，包括第一子支撑部151和第二子支撑部152，第一准直透镜411设于第一子支撑部151上，第一准直透镜411的下边沿4112与第一子支撑部151的边沿平齐，第一子支撑部151用于对第一准直透镜411实现定位安装；第二准直透镜412设于第二子支撑部152上，第二准直透镜412的下边沿4122与第二子支撑部152的边沿平齐，第二子支撑部152用于对第二准直透镜412实现定位安装。

第六支撑部160，隔离器矩阵430设于在第六支撑部160上；如图14所示，隔离器矩阵430包括设于支撑座4330上的第一隔离器4310和第二隔离器4320。

第七支撑部170，第一聚焦透镜421与第二聚焦透镜422设于第七支撑部170上。

第八支撑部180，电路板80的边沿设于第八支撑部180上，即第八支撑部180与电路板80边缘相连接，第八支撑部180的面积可以尽可能大，从而保证足够的导热能力，增强散热效果。

第一隔离环191和第二隔离环192，第一隔离环191设于第一子支撑部151周围，第二隔离环192设于第二子支撑部152周围。第一隔离环191为U型，第二隔离环192为U型。

其中，如图4和图5所示，第一光路定位标记线91与第二光路定位标记线92位于第七支撑部170、第六支撑部160、第五支撑部150和第四支撑部140的上面，即第一光路定位标记线91与第二光路定位标记线92贯穿第七支撑部170、第六支撑部160、第五支撑部150、第四支撑部140上表面。

第一竖直聚焦透镜定位线93与第二竖直聚焦透镜定位线94，在第七支撑部170上表面，位于第一光路定位标记线91的两侧；第三竖直聚焦透镜定位线95与第四竖直聚焦透镜定位线96，在第七支撑部170上表面，位于第二光路定位标记线92的两侧。

第一水平聚焦透镜定位标记线97和第二水平聚焦透镜定位标记线98，在第七支撑部170上表面，与第一光路定位标记线91、第二光路定位标记线92和第一竖直聚焦透镜定位标记线93、第二竖直聚焦透镜定位标记线94、第三竖直聚焦透镜定位标记线95、第四竖直聚焦透镜定位标记线96相交。

第一竖直隔离器矩阵定位线99、第二竖直隔离器矩阵定位线910，在第六支撑部160上表面，分别位于第一光路定位标记线91与第二光路定位标记线92的两侧。

第一水平隔离器矩阵定位线911与第二水平隔离器矩阵定位线912，在第六支撑部160上表面，与第一光路定位标记线91、第二光路定位标记线92、第一竖直隔离器矩阵定位线99、第二竖直隔离器矩阵定位线910相交。

第一激光器载体定位线913与第二激光器载体定位线914，在第四支撑部140上表面，位于第一光路定位标记线91的两侧；第三激光器载体定位线915与第四激光器载体定位线916，在第四支撑部140上表面，位于第二光路标记线92的两侧。

其中，第一准直透镜411放置在第五支撑部150的第一子支撑部151上表面，第二准直透镜412放置在第五支撑部150的第二子支撑部152的上表面；第一准直透镜411的下表面边沿与第一子支撑部151的上表面边沿平齐，第二准直透镜412的下表面边沿与第二子支撑部152的上表面边沿平齐。第一准直透镜411的第一聚焦镜面4113朝向第一激光器光源芯片51的方向，第二准直透镜412的第二聚焦镜面4123朝向第二激光器光源芯片52的方向。

第一聚焦透镜421的透镜底部4212设置在第一竖直聚焦透镜定位线93、第二竖直聚焦透镜定位标记线94、第一水平聚焦透镜定位标记线97与第二水平聚焦透镜定位标记线98围合的区域内，且第一聚焦透镜421的第一镜面4213朝向硅基光调制芯片30的第一入射光波导310的方向。

第二聚焦透镜422的透镜底部4222设置在第三竖直聚焦透镜定位线95、第四竖直聚焦透镜定位线96、第一水平聚焦透镜定位标记线97与第二水平聚焦透镜定位标记线98围合的区域内，且第二聚焦透镜422的第二镜面4223朝向硅基光调制芯片30的第二入射光波导320的方向。

隔离器矩阵430的支撑座4330设置在第一水平隔离器矩阵定位标记线911、第二水平隔离器矩阵定位标记线912、第一竖直隔离器矩阵定位标记线99与第二竖直隔离器矩阵定位标记线910围合的区域内。

第一激光器光源载体61设置在第一激光器光源载体定位线913和第二激光器光源载体定位线914之间的区域上；第二激光器光源载体62设置在第三激光器光源载体定位线915和第四激光器光源载体定位线916之间的区域上。第一激光器光源载体61的两侧边沿612和边沿613分别与第一激光器载体定位线913与第二激光器载体定位线914平齐，第二激光器光源载体62的两侧边沿622和边沿623分别与第三激光器载体定位线915与第四激光器载体定位线916。

示例的，热沉10的第八支撑部180与电路板80通过具有导热良好的粘结胶粘结。

示例的，第一激光器光源芯片51通过粘接或者共晶焊接固定到第一激光器光源载体61上，第二激光器光源芯片52通过粘接或者共晶焊接固定到第二激光器光源载体62上。第一激光器载体61可用于对第一激光器光源芯片51实现定位安装，第二激光器载体62可用于对第二激光器光源芯片52实现定位安装。

示例的，第一激光器光源载体61上有镀金层，第二激光器光源载体62上有镀金层，即用于实现电连接。如图9所示，第一激光器光源载体61的上表面镀金，形成镀金平面614和镀金平面615。镀金平面614和镀金平面615之间有狭缝616分隔。第一激光器光源芯片51放置在镀金平面614上面，第一激光器光源芯片51的边沿512与镀金平面614的边沿611、边沿617和边沿618平齐。第二激光器光源芯片52同样放置，第二激光器光源芯片52放置在镀金平面624上面，第二激光器光源芯片52的边沿522与镀金平面624的边沿621、边沿627和边沿628平齐。

示例的，第一激光器光源载体61可以为三氧化二铝或者氮化铝材质，第二激光器光源载体62可以为三氧化二铝或者氮化铝材质；第一激光器光源载体61与第二激光器光源载体62的材质可相同或不同。

示例的，第一激光器光源载体61上通过粘接放置到热沉10的第四支撑部140内，第二激光器光源载体62上通过粘接放置到热沉10的第四支撑部140内。例如，粘接可以采用银胶。

示例的，硅基光调制器芯片30通过粘接放置到热沉10的第二支撑部120内。例如，粘接可以采用银胶。

其中，驱动器芯片20、硅基光调制器芯片30和电路板80的上表面在同一平面上，且三者之间的缝隙越小越好。

示例的，如图6-图9所示，硅基光调制器芯片30还包括硅基光调制器芯片射频信号电极370和硅基光调制器芯片监控信号电极380，第一激光器光源芯片51还包括激光器光源芯片的第一上表面正电极513和第一下表面负电极514，第二激光器光源芯片52还包括激光器光源芯片的第二上表面正电极523和第二下表面负电极524，硅基光调制器芯片监控信号电极380、第一上表面正电极513、第一下表面负电极514、第二上表面正电极523及第二下表面负电极524均与电路板80用金丝实现电连接。驱动器芯片20与硅基光调制器芯片射频信号电极370用金丝实现电连接。

示例的，如图6所示，硅基光调制器芯片30包括第一入射光波导310和第二入射光波导320。第一激光器光源芯片51发出的光经光组件40至第一入射光波导310，第二激光器光源芯片52发出的光经光组件40至第二入射光波导320，即第一激光器光源芯片51、第二激光器光源芯片52、光组件40、第一入射光波导310和第二入射光波导320构成了光模块的输入光学通路。

其中，第一激光器光源芯片51与第一激光器光源芯片载体61和第四支撑部14的厚度之和等于第一入射光波导310中心和第二支撑部12的厚度之和，从而保证第一激光器光源芯片51和第一入射光波导310的中心处于同一高度，以此保证光路的可靠传输。

其中，第二激光器光源芯片52与第二激光器光源芯片载体62和第四支撑部14的厚度之和等于第二入射光波导320中心和第二支撑部12的厚度之和，从而保证第二激光器光源芯片52和第二入射光波导320的中心处于同一高度，以此保证光路的可靠传输。

具体地，第一激光器光源芯片51的第一激光器光源芯片光波导511发出的光依次经过第一准直透镜411、隔离器矩阵430的第一隔离器4310和第一聚焦透镜421，从而传递至硅基光调制器芯片30的第一入射光波导310；第二激光器光源芯片52的第二激光器光源芯片光波导521发出的光依次经过第二准直透镜412、隔离器矩阵430的第二隔离器4320和第二聚焦透镜422，从而传递至硅基光调制器芯片30的第二入射光波导320。

由于第一准直透镜411、隔离器矩阵430的第一隔离器4310和第一聚焦透镜421位于第一光路定位标记线91上，第二准直透镜412、隔离器矩阵430的第二隔离器4320和第二聚焦透镜422位于第二光路定位标记线92上，因此第一激光器光源芯片光波导511、第一准直透镜411的中心4111、隔离器矩阵430的第一隔离器4310的中心和第一聚焦透镜421的中心4211以及硅基光调制器芯片30的第一入射光波导310的中心处于同一平面上，即保证光直线传输。同理，第二激光器光源芯片光波导521、第二准直透镜412的中心4121、隔离器矩阵430的第二隔离器4320的中心和第二聚焦透镜422的中心4221以及硅基光调制器芯片30的第二入射光波导320的中心处于同一平面上，即保证光直线传输。

其中，第一激光器光源载体61和第二激光器光源载体62为长方体结构且上表面均镀金，第一激光器光源芯片51位于第一激光器光源载体61的上表面，第二激光器光源芯片52位于第二激光器光源载体62的上表面，第一激光器光源载体61的上表面尺寸大于第一激光器光源芯片51的尺寸，第二激光器光源载体62的上表面尺寸大于第二激光器光源芯片52的尺寸，硅基光调制器芯片30的上表面与电路板80的上表面平齐，即硅基光调制器芯片30与电路板80处于同一高度，从而使得硅基光调制器芯片30与电路板80之间的连接线长度最短，保证光模块的高频工作的性能。第一激光器光源载体61和第二激光器光源载体62用于实现导热和导电。

示例的，第一激光器光源芯片51、第二激光器光源芯片52和硅基光调制器芯片30均通过金丝和电路板80实现电连接。

其中，第一激光器光源芯片51的下表面负电极通过镀金的第一激光器光源载体61上表面以及金丝与电路板80电连接；第二激光器光源芯片52的下表面负电极通过镀金的第二激光器光源载体62上表面以及金丝与电路板80电连接；驱动器芯片电极、硅基光调制器芯片监控信号电极380以及第一上表面正电极513、第二上表面正电极523均通过金丝实现与电路板80对应电极的电连接，硅基光调制器芯片射频信号电极370与驱动器芯片20对应的电极通过金丝实现电连接。

示例的，对于第一聚焦透镜421、第二聚焦透镜422和隔离器矩阵430的安装，将第一聚焦透镜421用微调架的吸嘴吸附在第一水平聚焦透镜定位标记线97与第一竖直聚焦透镜定位标记线93围合的区域内上方，第一聚焦透镜421侧朝向硅基光调制器芯片30的第一入射光波导310，通过监控硅基光调制器芯片监控信号电极380的电流变化，在确认耦合效率最大的位置，通过粘结胶将第一聚焦透镜421固定在第七支撑部170的上表面上。

重复上述操作，将第二聚焦透镜422用微调架的吸嘴吸附在第二水平聚焦透镜定位标记线98与第二竖直聚焦透镜定位标记线94围合的区域内上方，第二聚焦透镜422侧朝向硅基光调制器芯片30的第二入射光波导320，通过监控硅基光调制器芯片监控信号电极380的电流变化，在确认耦合效率最大的位置，通过粘结胶将第二聚焦透镜422固定在第七支撑部170的上表面上

隔离器矩阵430用微调架的吸嘴吸附在第一水平隔离器矩阵定位标记线911、第二水平隔离器矩阵定位标记线912与第一竖直聚焦透镜定位标记线99、第二竖直聚焦透镜定位标记线910围合的区域上方，通过监控硅基光调制器芯片监控信号电极38的电流变化，在确认耦合效率最大的位置，通过粘结胶将隔离器矩阵430固定在第六支撑部160上。

示例的，如图6所示，硅基光调制器芯片30还包括硅基光调制器芯片的第一出射光波导330、第二出射光波导340、第三出射光波导350与第四出射光波导360。其中，第一激光器光源芯片51出射的光注入第一入射光波导310，为第一出射光波导330和第二出射光波导340提供光源；第二激光器光源芯片52出射的光注入第二入射光波导320，为第三出射光波导350和第四出射光波导360提供光源。

如图15所示，耦合跳线70包括：发射端光纤阵列组件710、接收端光纤阵列组件720、光适配器730和单模光纤带740，发射端光纤阵列组件710设置在热沉10的第三支撑部130上，且与硅基光调制器芯片30的第一出射光波导330、第二出射光波导340、第三出射光波导350与第四出射光波导360相对设置；接收端光纤阵列组件720设置在电路板80上，光适配器730设置在管壳10上；光适配器730通过单模光纤带740分别与发射端光纤阵列组件710以及接收端光纤阵列组件720相连接。单模光纤带720内包含四条单模光纤，这四条单模光纤是小模场直径的光纤与标准光纤熔接，且四条单模光纤与硅基光调制器芯片30的第一出射光波导330、第二出射光波导340、第三出射光波导350、第四出射光波导360相对设置，位于一条直线上。

其中，发射端光纤阵列组件710包括发射端光纤阵列组件底板7110和发射端光纤阵列组件盖板7120，通过发射端光纤阵列组件底板7110与发射端光纤阵列组件盖板7120实现对单模光纤带740的限位固定。相应地，接收端光纤阵列组件720的发射端光纤阵列组件底板7210和接收端光纤阵列组件盖板7220实现对单模光纤带740的限位固定。

硅基光调制器芯片30的第一出射光波导330、第二出射光波导340、第三出射光波导350与第四出射光波导360和耦合跳线70构成了输出光学通路。

其中，发射端光纤阵列组件710的发射端光纤阵列组件盖板7120和热沉10的第三支撑部130的厚度之和等于热沉10的第二支撑部120的厚度和硅基光调制器芯片30的第一出射光波导330中心的厚度之和。

其中，光适配器730为MT光适配器，位于管壳90的中空腔体的一端。

实际操作时，将发射端光纤阵列组件710夹在微调架控制的夹具上，通过第一激光器光源芯片51向硅基光调制器芯片30的第一入射光波导310注入一束激光监测从光适配器730探测到的激光光束的光功率，当这束光的光功率达到最大值时，发射端光纤阵列组件710与硅基光调制器芯片30的第一出射光波导330与第二出射光波导340的相对位置达到最佳；同时，通过第二激光器光源芯片52向硅基光调制器芯片30的第二入射光波导320注入一束激光，监测从光适配器730探测到的激光光束的光功率，当这束光的光功率达到最大值时，发射端光纤阵列组件710与硅基光调制器芯片30的第三出射光波导350与第四出射光波导360的相对位置达到最佳。在第一出射光波导330、第二出射光波导340、第三出射光波导350与第四出射光波导360同时光功率达到最大时，固定发射端光纤阵列组件710在热沉10的第三支撑部130上。

示例的，发射端光纤阵列组件710内的每根单模光纤为小模场直径的光纤与标准光纤熔接加工且端面都经过研磨处理，单模光纤的端面与光路传输方向之间的夹角为6°-10°，例如6°、7°、8°、9°、10°等，本公开在此不一一列举。其中，光适配器730可以为MT光纤连接器，光适配器730安装于管壳90内。

通过设计第一激光器光源芯片51与硅基光调制器芯片30的第一入射光波导310和耦合跳线70与第一出射光波导330、第二出射光波导340，和第二激光器光源芯片52与硅基光调制器芯片30的第二入射光波导320和耦合跳线70与第三出射光波导350、第四出射光波导360之间的光路，保证实现光模块理想的光学性能。

本公开提供的光模块是一种采用硅基调制器芯片的光模块的发射光引擎结构，包括光组件、耦合跳线、硅基光调制器、电路板、管壳等。本公开的光模块的发射光引擎，通过激光器光源芯片、透镜、隔离器矩阵的光路设计，以及耦合跳线和热沉的结构设计，从而实现光路耦合的效率，增加数据信号的传输距离。另外，热沉与管壳的紧密贴合，实现激光器光源芯片和硅基光调制器芯片的热传导，保证光模块在高温情况下稳定工作。同时优化设计热沉的结构，使硅基光调制器芯片的打线金丝长度最短，保证光模块的高频工作的性能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、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公开的一般性原理并包括本公开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，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开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。本公开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：

管壳，包括容纳空间；

热沉，设于所述容纳空间中，且与所述管壳抵接；

驱动器芯片，设于所述热沉上；

硅基光调制器芯片，设于所述热沉上；

光组件，设于所述热沉上，所述光组件包括第一准直透镜、第二准直透镜、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜和隔离器矩阵；所述第一准直透镜与所述第二准直透镜的参数相同，所述第一聚焦透镜与所述第二聚焦透镜的参数相同；

第一激光器载体和第二激光器载体，设于所述热沉上，所述第一激光器载体与所述第二激光器载体的参数相同；

第一激光器光源芯片和第二激光器光源芯片，所述第一激光器光源芯片设于所述第一激光器载体上，所述第二激光器光源芯片设于所述第二激光器载体上，所述第一激光器光源芯片与所述第二激光器光源芯片的参数相同；

耦合跳线，设于所述容纳空间中，且位于所述热沉上；

电路板，所述驱动器芯片、所述硅基光调制器芯片、所述第一激光器光源芯片及所述第二激光器光源芯片分别与所述电路板电连接。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述热沉包括：

第一支撑部，所述驱动器芯片设于所述第一支撑部上，所述驱动器芯片的边沿与所述第一支撑部的边沿平齐；

第二支撑部，所述硅基光调制器芯片设于所述第二支撑部上，所述硅基光调制器芯片的边沿与所述第二支撑部的边沿平齐；

第三支撑部，所述耦合跳线的光纤阵列设置在所述第三支撑部上，所述光纤阵列的边沿与所述第三支撑部边沿平齐；

第四支撑部，所述第一激光器载体和所述第二激光器载体设于第所述四支撑部的上表面；

第五支撑部，包括第一子支撑部和第二子支撑部，所述第一准直透镜设于所述第一子支撑部上，所述第一准直透镜的下边沿与所述第一子支撑部的边沿平齐；所述第二准直透镜设于所述第二子支撑部上，所述第二准直透镜的下边沿与所述第二子支撑部的边沿平齐；

第六支撑部，所述隔离器矩阵设于所述第六支撑部上；

第七支撑部，所述第一聚焦透镜与所述第二聚焦透镜设于所述第七支撑部上；

第八支撑部，所述电路板的边沿设置在第八支撑部上。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第一子支撑部与所述第四支撑部之间形成有第一隔离环，所述第二子支撑部与所述第四支撑部之间形成有第二隔离环。

4.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述隔离器矩阵包括第一隔离器和第二隔离器；在第一光路标记线的延伸方向上，所述第一激光器光源芯片、所述第一准直透镜、所述第一隔离器、所述第一聚焦透镜与所述硅基光调制器芯片依次排布；所述第一激光器光源芯片的第一激光器光源芯片光波导发出的光依次经过所述第一准直透镜、所述第一隔离器和所述第一聚焦透镜，传递至所述硅基光调制器芯片的第一入射光波导；

在第二光路标记线的延伸方向上，所述第二激光器光源芯片、所述第二准直透镜、所述第二隔离器、所述第二聚焦透镜、所述硅基光调制器芯片和所述驱动器芯片依次排；所述第二激光器光源芯片的第二激光器光源芯片光波导发出的光依次经过所述第二准直透镜、所述第二隔离器和所述第二聚焦透镜，从而传递至所述硅基光调制器芯片的第二入射光波导。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述第一激光器光源芯片光波导、所述第一准直透镜的中心、所述第一隔离器的中心和所述第一聚焦透镜的中心以及所述第一入射光波导的中心处于同一直线上，且与所述第一光路标记线平行；

所述第二激光器光源芯片光波导、所述第二准直透镜的中心、所述第二隔离器的中心和所述第二聚焦透镜的中心以及所述第二入射光波导的中心处于同一直线上，且与所述第二光路标记线平行。

6.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述硅基光调制器芯片还包括硅基光调制器芯片的第一出射光波导、第二出射光波导、第三出射光波导与第四出射光波导；

其中，所述第一激光器光源芯片出射的光注入所述第一入射光波导，为所述第一出射光波导和所述第二出射光波导提供光源；所述第二激光器光源芯片出射的光注入所述第二入射光波导，为所述第三出射光波导和所述第四出射光波导提供光源。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述耦合跳线包括：

发射端光纤阵列组件，设置在所述热沉的所述第三支撑部上，且与所述硅基光调制器芯片的所述第一出射光波导、所述第二出射光波导、所述第三出射光波导及所述第四出射光波导相对设置；

接收端光纤阵列组件，设置在所述电路板上；

光适配器，设置在所述管壳上；

单模光纤带，所述光适配器通过所述单模光纤带分别与所述发射端光纤阵列组件以及所述接收端光纤阵列组件相连接；所述单模光纤带包括四条单模光纤，且四条所述单模光纤与所述硅基光调制器芯片的所述第一出射光波导、所述第二出射光波导、所述第三出射光波导及所述第四出射光波导一一相对设置，分别位于一条直线上；

其中，所述发射端光纤阵列组件的盖板和所述第三支撑部的厚度之和等于所述第二支撑部的厚度和所述第一出射光波导中心的厚度之和。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述单模光纤的端面与光路传输方向之间的夹角为6°-10°。

9.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述驱动器芯片的上表面、所述硅基光调制器芯片的上表面和所述电路板的上表面位于同一平面上。

10.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述驱动器芯片包括驱动器芯片电极，所述硅基光调制器芯片还包括硅基光调制器芯片射频信号电极和硅基光调制器芯片监控信号电极，所述第一激光器光源芯片还包括第一上表面正电极和第一下表面负电极，所述第二激光器光源芯片还包括第二上表面正电极和第二下表面负电极；

其中，所述驱动器芯片电极、所述硅基光调制器芯片监控信号电极、所述第一上表面正电极、所述第一下表面负电极、所述第二上表面正电极及所述第二下表面负电极均与所述电路板电连接，所述驱动器芯片电极与所述硅基光调制器芯片射频信号电极之间电连接。

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