CN114994839A - 光模块 - Google Patents

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Abstract

本申请提供的光模块包括电路板、光发射组件与光接收组件，电路板上设有数据处理器，数据处理器包括逆向变速箱与变速箱，光发射组件的激光器阵列与逆向变速箱连接，光接收组件的探测器阵列与变速箱连接；逆向变速箱用于接收高速电信号，将高速电信号解码为多路低速电信号，低速电信号路数为高速电信号路数的两倍，低速电信号驱动激光器阵列产生多路光信号；变速箱用于接收所述探测器阵列输出的多路低速电信号，将多路低速电信号编码为多路高速电信号，高速电信号路数为低速电信号路数的一半。本申请在电口速率高于光口速率时，通过数据处理器对电信号进行高、低传输速率转换，解决了光、电口速率不匹配的问题，实现了短距传输低成本的要求。

Description

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
在大型超大规模和云数据中心提供商的推动下，信号技术和收发器技术的进步推动了下一代传输速度的发展，可插拔光模块的传输速率在快速提升，如1.6T/3.2T逐渐成为行业焦点。
数据中心中，传输距离100m的有源光缆以及短距光模块被广泛部署应用于交换机与服务器互联，短距光模块对功耗以及成本都有非常严格的要求，长期以来，VCSEL激光器被广泛用于此类产品中。目前业界普遍认为，基于VCSEL激光器的短距光模块在光口速率100Gb/s已经到达其带宽极限，那么当电传输速率较高时，如200G的电传输速率，如何使用VCSEL激光器来构造短距光模块便成为核心瓶颈问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种光模块，以在较高电传输速率下，使用较低光口速率的VCSEL激光器来构造短距光模块。
本申请提供了一种光模块，包括：
电路板，其上设置有数据处理器；
光发射组件，与所述数据处理器电连接，包括激光器阵列与第一透镜组件，所述激光器阵列用于发射多路光信号，所述第一透镜组件用于传输、反射多路所述光信号；
光接收组件，与所述数据处理器电连接，包括探测器阵列与第二透镜组件，所述第二透镜组件用于传输、反射多路接收光信号，所述探测器阵列用于接收多路所述接收光信号；
光纤适配器，通过发射光纤阵列与所述光发射组件连接，通过接收光纤阵列与所述光接收组件连接，用于传输多路光信号；
其中，所述数据处理器包括：
逆向变速箱，用于接收来自所述电路板的高速电信号，将所述高速电信号解码为多路低速电信号，其输出的电信号路数为输入电信号路数的两倍，所述低速电信号驱动所述激光器阵列产生多路光信号；
变速箱，用于接收所述探测器阵列输出的多路低速电信号，将多路所述低速电信号编码为多路高速电信号，其输出的电信号路数为输入电信号路数的一半，多路所述高速电信号在所述电路板上传输。
由上述实施例可见，本申请实施例提供的光模块包括电路板、光发射组件、光接收组件与光纤适配器，光发射组件通过发射光纤阵列与光纤适配器连接，光接收组件通过接收光纤阵列与光纤适配器连接；电路板上设置有数据处理器，数据处理器包括逆向变速箱与变速箱，逆向变速箱用于接收高速电信号，逆向变速箱将高速电信号解码为多路低速电信号，使得输出的电信号路数为输入电信号路数的两倍，低速电信号驱动光发射组件产生多路光信号，以在高电传输速率的情况下，驱动低光口速率的光发射组件，可以降低光模块的功耗；变速箱用于接收光接收组件输出的多路低速电信号，变速箱将多路低速电信号编码为多路高速电信号，使得输出的电信号路数为输入电信号路数的一半，以将电信号以高电传输速率传输至上位机。光发射组件与数据处理器电连接，包括激光器阵列与第一透镜组件，激光器阵列与数据处理器的逆向变速箱连接，通过逆向变速箱输出的低速电信号驱动低光口速率的激光器阵列发射多路光信号，第一透镜组件用于传输、反射多路光信号，以将光信号经由发射光纤阵列耦合至光纤适配器，以实现光的发射；光接收组件与数据处理器电连接，包括探测器阵列与第二透镜组件，第二透镜组件用于传输、反射光纤适配器输入的接收光信号，探测器阵列用于接收多路接收光信号并将其转换为低速电信号，探测器阵列与数据处理器的变速箱连接，探测器阵列输出的低速电信号经由变速箱转换为高速电信号，将该高速电信号传输至上位机，以实现光的接收。本申请在电口速率高于光口速率时，通过数据处理器对电信号进行高、低传输速率转换，以在高电口速率情况下，使用较低光口速率的光器件，以解决电口速率与光口速率不匹配的问题，从而实现短距传输低成本的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例中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公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。
图1为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图；
图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图；
图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图；
图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图；
图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、光发射组件与光接收组件的装配示意图；
图6为本申请实施例提供的一种光模块中数据处理器的原理示意图；
图7为本申请实施例提供的一种光模块中数据处理器、光发射组件与光接收组件的原理示例图；
图8为本申请实施例提供的一种光模块中电路板与光发射组件的局部分解示意图；
图9为本申请实施例提供的一种光模块中第一透镜组件的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的一种光模块中第一透镜组件的另一角度结构示意图；
图11为本申请实施例提供的一种光模块中第一透镜组件的剖视图；
图12为本申请实施例提供的一种光模块中发射光纤阵列的局部结构示意图；
图13为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、光发射组件与发射光纤阵列的局部装配剖视图；
图14为本申请实施例提供的一种光模块中电路板与光接收组件的局部分解示意图；
图15为本申请实施例提供的一种光模块中第二透镜组件的结构示意图；
图16为本申请实施例提供的一种光模块中第二透镜组件的另一角度结构示意图；
图17为本申请实施例提供的一种光模块中第二透镜组件的剖视图；
图18为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、光接收组件与接收光纤阵列的局部装配剖视图；
图19为本申请实施例提供的一种光模块中数据处理器与光收发组件的原理示例图；
图20为本申请实施例提供的一种光模块中电路板与光收发组件的装配示意图；
图21为本申请实施例提供的一种光模块中电路板与光收发组件的局部分解示意图；
图22为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件的结构示意图一；
图23为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件的结构示意图二；
图24为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件的结构示意图三；
图25为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件的剖视图；
图26为本申请实施例提供的一种光模块中光纤阵列的局部结构示意图；
图27为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、光收发组件与光纤阵列的局部装配剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本公开一些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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
光通信系统中，使用光信号携带待传输的信息，并使携带有信息的光信号通过光纤或光波导等信息传输设备传输至计算机等信息处理设备，以完成信息的传输。由于光通过光纤或光波导传输时具有无源传输特性，因此可以实现低成本、低损耗的信息传输。此外，光纤或光波导等信息传输设备传输的信号是光信号，而计算机等信息处理设备能够识别和处理的信号是电信号，因此为了在光纤或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，需要实现电信号与光信号的相互转换。
光模块在光通信技术领域中实现上述光信号与电信号的相互转换功能。光模块包括光口和电口，光模块通过光口实现与光纤或光波导等信息传输设备的光通信，通过电口实现与光网络终端(例如，光猫)之间的电连接，电连接主要用于供电、I2C信号传输、数据信息传输以及接地等；光网络终端通过网线或无线保真技术(Wi-Fi)将电信号传输给计算机等信息处理设备。
图1为光通信系统的连接关系图。如图1所示，光通信系统包括远端服务器1000、本地信息处理设备2000、光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103。
光纤101的一端连接远端服务器1000，另一端通过光模块200与光网络终端100连接。光纤本身可支持远距离信号传输，例如数千米(6千米至8千米)的信号传输，在此基础上如果使用中继器，则理论上可以实现无限距离传输。因此在通常的光通信系统中，远端服务器1000与光网络终端100之间的距离通常可达到数千米、数十千米或数百千米。
网线103的一端连接本地信息处理设备2000，另一端连接光网络终端100。本地信息处理设备2000可以为以下设备中的任一种或几种：路由器、交换机、计算机、手机、平板电脑、电视机等。
远端服务器1000与光网络终端100之间的物理距离大于本地信息处理设备2000与光网络终端100之间的物理距离。本地信息处理设备2000与远端服务器1000之间的连接由光纤101与网线103完成；而光纤101与网线103之间的连接由光模块200和光网络终端100完成。
光模块200包括光口和电口，光口被配置为接入光纤101，从而使得光模块200与光纤101建立双向的光信号连接；电口被配置为接入光网络终端100中，从而使得光模块200与光网络终端100建立双向的电信号连接。光模块200实现光信号与电信号的相互转换，从而使得光纤101与光网络终端100之间建立信息连接。示例地，来自光纤101的光信号由光模块200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200转换为光信号输入至光纤101中。由于光模块200是实现光信号与电信号相互转换的工具，不具有处理数据的功能，在上述光电转换过程中，信息并未发生变化。
光网络终端100包括大致呈长方体的壳体(housing)，以及设置在壳体上的光模块接口102和网线接口104。光模块接口102被配置为接入光模块200，从而使得光网络终端100与光模块200建立双向的电信号连接；网线接口104被配置为接入网线103，从而使得光网络终端100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。示例地，光网络终端100将来自光模块200的电信号传递给网线103，将来自网线103的电信号传递给光模块200，因此光网络终端100作为光模块200的上位机，可以监控光模块200的工作。光模块200的上位机除光网络终端100之外还可以包括光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)等。
远端服务器1000通过光纤101、光模块200、光网络终端100及网线103，与本地信息处理设备2000之间建立了双向的信号传递通道。
图2为光网络终端的结构图，为了清楚地显示光模块200与光网络终端100的连接关系，图2仅示出了光网络终端100的与光模块200相关的结构。如图2所示，光网络终端100还包括设置于壳体内的电路板105，设置在电路板105表面的笼子106，设置在笼子106上的散热器107，以及设置在笼子106内部的电连接器。电连接器被配置为接入光模块200的电口；散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起部。
光模块200插入光网络终端100的笼子106中，由笼子106固定光模块200，光模块200产生的热量传导给笼子106，然后通过散热器107进行扩散。光模块200插入笼子106中后，光模块200的电口与笼子106内部的电连接器连接，从而光模块200与光网络终端100建议双向的电信号连接。此外，光模块200的光口与光纤101连接，从而光模块200与光纤101建立双向的光信号连接。
图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图，图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图。如图3、图4所示，光模块200包括壳体(shell)，设置于壳体内的电路板300及光收发组件。
壳体包括上壳体201和下壳体202，上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的上述壳体；壳体的外轮廓一般呈现方形体。
在本公开的一些实施例中，下壳体202包括底板以及位于底板两侧、与底板垂直设置的两个下侧板；上壳体201包括盖板，盖板盖合在下壳体202的两个下侧板上，以形成上述壳体。
在一些实施例中，下壳体202包括底板以及位于底板两侧、与底板垂直设置的两个下侧板；上壳体201包括盖板以及位于盖板两侧、与盖板垂直设置的两个上侧板，由两个上侧板与两个下侧板结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。
两个开口204和205的连线所在的方向可以与光模块200的长度方向一致，也可以与光模块200的长度方向不一致。例如，开口204位于光模块200的端部(图3的右端)，开口205也位于光模块200的端部(图3的左端)。或者，开口204位于光模块200的端部，而开口205则位于光模块200的侧部。开口204为电口，电路板300的金手指301从电口伸出，插入上位机(例如，光网络终端100)中；开口205为光口，被配置为接入外部光纤101，以使外部光纤101连接光模块200内部的光收发组件。
采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板300、光收发组件等器件安装到壳体中，由上壳体201、下壳体202对这些器件形成封装保护。此外，在装配电路板300和光收发组件等器件时，便于这些器件的定位部件、散热部件以及电磁屏蔽部件的部署，有利于自动化地实施生产。
在一些实施例中，上壳体201及下壳体202一般采用金属材料制成，利于实现电磁屏蔽以及散热。
在一些实施例中，光模块200还包括位于其壳体外部的解锁部件203，解锁部件203被配置为实现光模块200与上位机之间的固定连接，或解除光模块200与上位机之间的固定连接。
示例地，解锁部件203位于下壳体202的两个下侧板的外壁上，具有与上位机笼子(例如，光网络终端100的笼子106)匹配的卡合部件。当光模块200插入上位机的笼子里，由解锁部件203的卡合部件将光模块200固定在上位机的笼子里；拉动解锁部件203时，解锁部件203的卡合部件随之移动，进而改变卡合部件与上位机的连接关系，以解除光模块200与上位机的卡合关系，从而可以将光模块200从上位机的笼子里抽出。
电路板300包括电路走线、电子元件及芯片，通过电路走线将电子元件和芯片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功能。电子元件例如包括电容、电阻、三极管、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)。芯片例如包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、激光驱动芯片、限幅放大器(limiting amplifier)、时钟数据恢复(Clock and Data Recovery，CDR)芯片、电源管理芯片、数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)芯片。
电路板300一般为硬性电路板，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地承载上述电子元件和芯片；当光收发组件位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳地承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中。
电路板300还包括形成在其端部表面的金手指301，金手指301由相互独立的多个引脚组成。电路板300插入笼子106中，由金手指301与笼子106内的电连接器导通连接。金手指301可以仅设置在电路板300一侧的表面(例如图4所示的上表面)，也可以设置在电路板300上下两侧的表面，以适应引脚数量需求大的场合。金手指301被配置为与上位机建立电连接，以实现供电、接地、I2C信号传递、数据信号传递等。
当然，部分光模块中也会使用柔性电路板。柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，以作为硬性电路板的补充。例如，硬性电路板与光收发组件之间可以采用柔性电路板连接。
图5为本申请实施例提供的光模块中电路板、光发射组件与光接收组件的装配示意图。如图5所示，光收发组件包括光发射组件400a与光接收组件400b，光发射组件400a包括第一透镜组件，电路板300上设置有光发射芯片、激光驱动芯片(被第一透镜组件遮挡未标出)等，且光发射组件400a设置在电路板300靠近光口的一端。第一透镜组件采用罩设式的方式设置在光发射芯片的上方，第一透镜组件与电路板300形成包裹光发射芯片、激光驱动芯片等的腔体，光发射芯片位于该腔体中。
在一些实施例中，对于100m以内的短距应用，光发射芯片可为硅光子、EML(Electro-absorption Moduled Laser)激光器、DML(Directly Modulated Laser)激光器、VCSEL激光器，但是VCSEL激光器为垂直腔面发射激光器，其发射激光垂直于顶面射出，可将多个VCSEL激光器以阵列式进行集成，其集成度远高于其他类型光源，更易实现小型化。
另外，VCSEL激光器的典型驱动电流在7～10mA，EML激光器的典型驱动电流在80mA，如此VCSEL激光器的驱动电流远小于其他光源，且VCSEL激光器采用直接调制方式，使得其功耗更低，更易于实现光模块的整体功耗目标。
如此，VCSEL激光器具有成本低、功耗小等显著特点，在短距应用中有显著的经济价值，本申请中采用的光发射芯片为VCSEL激光器。
由于VCSEL激光器发射的光信号垂直于电路板300，而发射光纤阵列500a的接收方向平行于电路板300，如此需要第一透镜组件改变发射光信号的传输方向，即第一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。
具体的，第一透镜组件不仅起到密封光发射芯片的作用，同时也建立了光发射芯片与光纤之间的光连接，即光发射芯片发出的光经第一透镜组件传输并反射后进入光纤中，以实现光的发射。
光接收组件400b包括第二透镜组件，电路板300上设置有光接收芯片、跨阻放大器等，且光接收组件400b设置在电路板300靠近光口的一端。第二透镜组件采用罩设式的方式设置在光接收芯片的上方，第二透镜组件与电路板300形成包裹光接收芯片、跨阻放大器等的腔体，光接收芯片位于该腔体中。
在一些实施例中，光接收芯片可为探测器，该探测器的接收光面位于探测器的顶面(背向电路板300的表面)，接收光束垂直于顶面射入探测器内，如此可将多个探测器以阵列式进行集成，更易实现小型化。
由于光接收芯片设置在电路板300的表面上，其接收方向垂直于电路板300,而接收光纤阵列500b的接收方向平行于电路板300，如此需要第二透镜组件改变接收光信号的传输方向，即第二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，来自光纤的光经第二透镜组件反射后进入光接收芯片中，使得接收光信号射入光接收芯片中，以实现光的接收。
在一些实施例中，光发射组件400a与光接收组件400b可沿着左右方向设置在电路板300上，即光接收组件400b靠近光纤适配器600，光发射组件400a设置在光接收组件400b的右侧，连接光发射组件400a的发射光纤阵列500a跨过光接收组件400b与光纤适配器600连接。
在一些实施例中，光发射组件400a与光接收组件400b也可沿着前后方向并排设置在电路板300上，即根据电路板300的宽度尺寸，光发射组件400a与光接收组件400b并排排列，发射光纤阵列500a、接收光纤阵列500b也并排连接至光纤适配器600。
目前光模块中，由于电信号对电路要求较高，单路电信号的传输速率较小，而光口速率一般大于或等于电口速率，一般需对多路电信号进行叠加，以使叠加后的电传输速率与光传输速率相同，因此电路路数一般大于光路路数。
如，光口速率为100b/s时，电口速率可为100Gb/s，此时电路速率与光路速率相同，电路路数与光路路数相同；电口速率也可为50Gb/s，此时两路电路叠加后电口速率与光口速率相同，电路路数为光路路数的两倍；电口速率也可为25Gb/s，此时四路电路叠加后电口速率与光口速率相同，电路路数为光路路数的四倍。
但是，在大型超大规模和云数据中心提供商的推动下，信号技术和收发器技术的进步推动了下一代传输速度的发展，可插拔光模块的传输速率在快速提升。近期1.65T/3.2T逐渐成为行业焦点，此时电口传输速率大大提升，单路电信号传输速率可达到200Gb/s；而VCSEL激光器在光口速率为100Gb/s时已经到达其带宽极限，此时电口速率大于光口速率，为了能够驱动光口速率为100Gb/s的VCSEL激光器，需降低电口速率，使得驱动VCSEL激光器的电口速率等于或小于100Gb/s。
在构造200Gb/s的电速率时，可以将电口速率分为2个叠加的100Gb/s，使得2个100Gb/s的光口通道进行叠加；也可以将电口速率分为4个叠加的50Gb/s，使得4个50Gb/s的光口通道进行叠加；也可以将电口速率分为8个叠加的25Gb/s，使得8个25Gb/s的光口通道进行叠加。但是光通道数据越多，那么光模块的成本会增加，制造良率会下降，占用的体积会更大。
数据中心中，传输距离100m的有源光缆以及短距光模块被广泛部署应用于交换机与服务器互联，短距光模块对功耗以及成本都有非常严格的要求，长期以来，VCSEL激光器被广泛用于此类产品中。目前业界普遍认为，基于VCSEL激光器的短距光模块在光口速率100Gb/s已经达到其带宽极限，因此本申请将一路200Gb/s的电口速率分成2路100Gb/s的电口速率，以驱动100Gb/s光口速率的VCSEL激光器。
图6为本申请实施例提供的光模块中数据处理器的原理示意图。如图6所示，电路板300上设置有数据处理器310，该数据处理器310与电路板300上的VCSEL激光器电连接，如此数据处理器310输出的电信号通过激光驱动芯片来驱动VCSEL激光器发射光信号。
数据处理器310包括逆向变速箱，该逆向变速箱通过信号线与金手指301电连接，如此金手指301将上位机传输的信号通过信号线传输至逆向变速箱，逆向变速箱可对接收到的信号进行解码处理，以降低电信号的传输速率，如逆向变速箱可将一路高速电信号解码为两路低速电信号，逆向变速箱输出的电信号路数为输入信号路数的两倍，逆向变速箱每一路输出电信号对应一光发射芯片，光发射芯片将逆向变速箱输出的一路电信号转换为光信号。如金手指输入的电信号经由信号线以200Gb/s传输至逆向变速箱，逆向变速箱可将一路200G高速电信号解码为两路100G低速电信号。
光口速率为100G b/s的VCSEL激光器在100G低速电信号的驱动下产生发射光信号，发射光信号经光发射组件的第一透镜组件的反射后耦合至发射光纤阵列500a，以在200G高速率情况下，解决VCSEL激光器极限传输带宽无法匹配高速率电传输速率的问题。
数据处理器310还与电路板300上的光接收芯片电连接，如此接收光纤阵列500b输入的接收光信号经光接收组件的第二透镜组件的反射后射入光接收芯片，光接收芯片将光信号转换为低速电信号，低速电信号传输至数据处理器310。
数据处理器310还包括变速箱，该变速箱通过信号线与金手指电连接，如此光接收芯片将光信号转换为低速电信号后，低速电信号传输至数据处理器310，变速箱可对接收到的低速电信号进行编码处理，如变速箱每一路输入电信号对应一光接收芯片，光接收芯片输出的低速电信号传输至变速箱，变速箱可将两路低速电信号编码为一路高速电信号，变速箱输出的电信号路数为输入信号路数的一半。如光接收芯片输出的电信号以100Gb/s传输至变速箱，变速箱可将两路100G低速电信号编码为一路200G高速电信号。
图7为本申请实施例提供的一种光模块中数据处理器、光发射组件与光接收组件的原理示意图。如图7所示，为了在200G电传输速率情况下，实现1.6T短距传输，从光模块的电口经由金手指输入8路200G PAM4电信号，8路200G电信号经由数据处理器310的逆向变速箱解码为16路100G电信号，16路100G电信号经过16路激光驱动芯片处理后，驱动16路VCSEL激光器产生16路发射光信号，16路发射光信号通过成熟的多模光纤耦合技术射入16路多模光纤中，通过16路多模光纤阵列发射出去，实现了光的发射。
从光模块的光口经由16路多模光纤阵列输入的16路光信号，在经过16路探测器接收转换为16路100G PAM4电信号，再通过16路跨阻放大器进行放大，放大后的16路100GPAM4电信号射入数据处理器310，16路100G PAM4电信号经由变速箱编码为8路200G PAM4电信号，8路200G PAM4电信号经由金手指传输至上位机，实现了光的接收。
在短距传输中，采用VCSEL激光器阵列作为发射源，探测器阵列作为接收源，多模光纤阵列作为传输介质，使得整个光学系统非常简单，耦合工艺更易达成。使用单个注塑部件和无源装配过程即可实现整体光学目标，这使得光模块的器件成本和生产成本远远低于单模光学系统。
图8为本申请实施例提供的光模块中电路板与光发射组件的局部分解示意图。如图8所示，光发射组件400a包括激光器阵列410a与第一透镜组件420a，激光器阵列410a设置在电路板300上，且该激光器阵列410a由16个VCSEL激光器排列成一排，激光器阵列410a沿前后方向进行排列，如此激光器阵列410a中每个激光器在逆向变速箱输出的一路100G低速电信号驱动下产生一路激光光信号，该激光光信号垂直于电路板300的表面。
第一透镜组件420a罩设在激光器阵列410a的上方，第一透镜组件420a与电路板300形成密封腔体，激光器阵列410a位于该密封腔体内，且第一透镜组件420a用于对激光器阵列410a发射的激光光信号进行反射，使得反射后的光信号能够耦合至发射光纤阵列500a内。
发射光纤阵列500a的一端设置有发射光纤支架510a，该发射光纤支架510a与第一透镜组件420a固定连接，发射光纤阵列500a插入发射光纤支架510a内，且发射光纤阵列500a的入光面突出于发射光纤支架510a，以通过发射光纤支架510a将发射光纤阵列500a的入光面插入第一透镜组件420a内，使得第一透镜组件420a反射后的光信号能够耦合至发射光纤阵列500a内。
图9为本申请实施例提供的光模块中第一透镜组件的结构示意图，图10为本申请实施例提供的光模块中第一透镜组件的另一角度结构示意图，图11为本申请实施例提供的光模块中第一透镜组件的剖视图。如图9、图10、图11所示，第一透镜组件420a靠近出光口的一端设置有包裹腔体，该包裹腔体内设置有第一光纤插口4202a，发射光纤支架510a插入该包裹腔体内，使得固定在发射光纤支架510a内的发射光纤阵列500a插入第一透镜组件420a内。
具体地，第一透镜组件420a包括第一侧面4201a，包裹腔体由第一侧面4201a向第一透镜组件420a的内部延伸，且包裹腔体内的第一光纤插口4202a包括第一连接部4202a-1、第二连接部4202a-2与第三连接部4202a-3，第一连接部4202a-1、第二连接部4202a-2与第三连接部4202a-3顺序排布，第一连接部4202a-1靠近第一侧面4201a，且第一连接部4202a-1、第二连接部4202a-2与第三连接部4202a-3相连通。
第一连接部4202a-1、第二连接部4202a-2、第三连接部4202a-3的内径大小不相同，第一连接部4202a-1的内径尺寸大于第二连接部4202a-2的内径尺寸，第二连接部4202a-2的内径尺寸大于第三连接部4202a-3的内径尺寸。
第一光纤插口4202a的形状与光纤阵列中每根光纤的结构一致，光纤从内向外依次包括芯层、包层与保护层，光纤插入第一光纤插口4202a时，光纤的包层置于第三连接部4202a-3，第三连接部4202a-3用于与光纤包层插接；光纤的保护层置于第二连接部4202a-2，第二连接部4202a-2用于与光纤保护层插接。由于光纤阵列中光纤数量较多且光纤较软，因此需要将发射光纤支架510a的一端插入第一连接部4202a-1，通过第一连接部4202a-1来固定发射光纤支架510a，使得突出于发射光纤支架510a的光纤插入第一光纤插口4202a内。
第三连接部4202a-3的入光端设置有第一透镜4210a，该第一透镜4210a用于将第一透镜组件420a反射的信号光转换为汇聚光，以将汇聚光耦合至第一光纤插口4202a内的光纤内，能够提高反射后信号光与光纤的耦合精度。
在一些实施例中，第一光纤插口4202a与第一透镜组件420a一体成型，这样可以保证发射光纤阵列500a与第一透镜组件420a的相对位置固定，发射光纤阵列500a与第一透镜组件420a之间不会出现位置偏差，有助于提高反射后信号光到光纤的耦合精度，进而信号光从第一透镜组件420a耦合至发射光纤阵列500a时光耦合效率增大。
图12为本申请实施例提供的光模块中发射光纤阵列的局部结构示意图。如图12所示，发射光纤阵列500a中的每根光纤包括内芯5120a、包层5110a与护套，包层5110a设置于内芯5120a与护套之间，护套置于发射光纤支架510a内的插孔内，包层5110a与内芯5120a突出于发射光纤支架510a内，以插入第一光纤插口4202a内。
发射光纤阵列500a插入第一透镜组件420a时，内芯5120a置于第三连接部4202a-3内，包层5110a置于第二连接部4202a-2内，发射光纤支架510a的一端置于第一连接部4202a-1内，从而将发射光纤阵列500a固定于第一透镜组件420a的包裹腔体内。
第一透镜组件420a还包括第一顶面4204a，该第一顶面4204a上设置有第一光口槽4205a，该第一光口槽4205a由第一顶面4204a向电路板300的方向凹陷，第一光口槽4205a的侧壁上设置有第一反射面4209a，该第一反射面4209a与第一透镜4210a对应设置，如此第一反射面4209a用于将激光器阵列410a发射的信号光反射至第一透镜4210a，第一透镜4210a将反射后的信号光汇聚耦合至第一光纤插口4202a内的光纤中，实现了光的发射。
第一透镜组件420a还包括第一底面4206a，该第一底面4206a与第一顶面4204a相对设置，且第一底面4206a与电路板300的表面固定连接。第一底面4206a上设置有第一空腔4207a，该第一空腔4207a由第一底面4206a向第一顶面4204a延伸，且该第一空腔4207a与电路板300的表面形成密封腔，激光器阵列410a位于该密封腔内。
第一空腔4207a的内壁上设置有准直透镜阵列4208a，该准直透镜阵列4208a与激光器阵列410a对应设置，即准直透镜阵列4208a的一个透镜与激光器阵列410a的一个激光器对应设置，且准直透镜阵列4208a位于第一反射面4209a的下方，如此激光器阵列410a发射的信号光经由准直透镜阵列4208a准直后射至第一反射面4209a。
图13为本申请实施例提供的光模块中电路板、光发射组件与发射光纤阵列的局部装配剖视图。如图13所示，将激光器阵列410a固定在电路板300上，第一透镜组件420a罩设在激光器阵列410a上，上位机经由金手指向电路板300输入8路200G PAM4电信号，8路200G电信号经由数据处理器310的逆向变速箱解码为16路100G电信号。
16路100G电信号经过16路激光驱动芯片处理后，驱动16路VCSEL激光器产生16路发射光信号，16路激光信号分别经由准直透镜阵列4208a的16个准直透镜转换为16路准直光束，16路准直光束在第一反射面4209a处发生反射，反射后的16路准直光束分别射入16个第一光纤插口4202a内的16个第一透镜4210a，每路反射后的准直光束经由第一透镜4210a转换为汇聚光，汇聚光耦合至插入第一光纤插口4202a内的光纤，以实现16路发射光信号的发射。
在一些实施例中，光发射组件400a的结构并不仅限于上述实施例所述的结构，只要能够实现发射光信号的耦合目标即可，如采用单透镜或简单双透镜，其均属于本申请实施例的保护范围。
图14为本申请实施例提供的光模块中电路板与光接收组件的局部分解示意图。如图14所示，光接收组件400b包括探测器阵列410b与第二透镜组件420b，探测器阵列410b设置在电路板300上，且该探测器阵列410b由16个探测器排列成一排，探测器阵列410b沿前后方向进行排列，如此探测器阵列410b中每个探测器输出的一路100G电信号射入数据处理器310中变速箱的一输入通道。
第二透镜组件420b罩设在探测器阵列410b的上方，第二透镜组件420b与电路板300形成密封腔体，探测器阵列410b位于该密封腔体内，且第二透镜组件420b用于对接收光纤阵列500b传输的接收光信号进行反射，使得反射后的光信号垂直于电路板300，如此反射后的光信号能够射入探测器阵列410b。
接收光纤阵列500b的一端设置有接收光纤支架510b，该接收光纤支架510b与第二透镜组件420b固定连接，接收光纤阵列500b插入接收光纤支架510b内，且接收光纤阵列500b的出光面突出于接收光纤支架510b，以通过接收光纤支架510b将接收光纤阵列500b的出光面插入第二透镜组件420b内，使得接收光纤阵列500b传输的接收光信号能够耦合至第二透镜组件420b。
图15为本申请实施例提供的光模块中第二透镜组件的结构示意图，图16为本申请实施例提供的光模块中第二透镜组件的另一角度结构示意图，图17为本申请实施例提供的光模块中第二透镜组件的剖视图。如图15、图16、图17所示，第二透镜组件420b靠近出光口的一端设置有包裹腔体，该包裹腔体内设置有第二光纤插口4202b，接收光纤支架510b插入该包裹腔体内，使得固定在接收光纤支架510b内的接收光纤阵列500b插入第二透镜组件420b内。
具体地，第二透镜组件420b包括第二侧面4201b，包裹腔体由第二侧面4201b向第二透镜组件420b的内部延伸，且第二光纤插口4202b包括第一插入部4202b-1、第二插入部4202b-2与第三插入部4202b-3，第一插入部4202b-1、第二插入部4202b-2与第三插入部4202b-3顺序排布，第一插入部4202b-1靠近第二侧面4201b，且第一插入部4202b-1、第二插入部4202b-2与第三插入部4202b-3相连通。
第一插入部4202b-1、第二插入部4202b-2与第三插入部4202b-3的内径大小不相同，第一插入部4202b-1的内径尺寸大于第二插入部4202b-2的内径尺寸，第二插入部4202b-2的内径尺寸大于第三插入部4202b-3的内径尺寸。
第二光纤插口4202b的形状与光纤阵列中每根光纤的结构一致，光纤从内向外依次包括芯层、包层与保护层，光纤插入第二光纤插口4202b时，光纤的包层置于第三插入部4202b-3，第三插入部4202b-3用于与光纤包层插接；光纤的保护层置于第二插入部4202b-2，第二插入部4202b-2用于与光纤保护层插接。由于光纤阵列中光纤数量较多且光纤较软，因此需要将接收光纤支架510b的一端插入第一插入部4202b-1，通过第一插入部4202b-1来固定接收光纤支架510b，使得突出于接收光纤支架510b的光纤插入第二光纤插口4202b内。
第三插入部4202b-3的出光端设置有第二透镜4210b，该第二透镜4210b用于将接收光纤阵列500b传输的接收光信号转换为准直光，准直光射至第二透镜组件420b内，经由第二透镜组件420b将准直光反射至探测器阵列410b。
在一些实施例中，第二光纤插口4202b与第二透镜组件420b一体成型，这样可以保证接收光纤阵列500b与第二透镜组件420b的相对位置固定，接收光纤阵列500b与第二透镜组件420b之间不会出现位置偏差，有助于提高接收光纤阵列传输的接收光至第二透镜组件420b的耦合精度。
第二透镜组件420b还包括第二顶面4204b，该第二顶面4204b上设置有第二光口槽4205b，该第二光口槽4205b由第二顶面4204b向电路板300的方向凹陷，第二光口槽4205b的侧壁上设置有第二反射面4209b，该第二反射面4209b与第二透镜4210b对应设置，如此第二反射面4209b用于将第二透镜4210b输出的准直光反射至探测器阵列410b，实现了光的接收。
第二透镜组件420b还包括第二底面4206b，该第二底面4206b与第二顶面4204b相对设置，且第二底面4206b与电路板300的表面固定连接。第二底面4206b上设置有第二空腔4207b，该第二空腔4207b由第二底面4206b向第二顶面4204b延伸，且第二空腔4207b与电路板300的表面形成密封腔，探测器阵列410b位于该密封腔内。
第二空腔4207b的内壁上设置有汇聚透镜阵列4208b，该汇聚透镜阵列4208b与探测器阵列410b对应设置，即汇聚透镜阵列4208b的一个透镜与探测器阵列410b的一个探测器对应设置，且汇聚透镜阵列4208b位于第二反射面4209b的下方，如此第二反射面4209b反射的准直光经由汇聚透镜阵列4208b汇聚至探测器阵列410b。
图18为本申请实施例提供的光模块中电路板、光接收组件与接收光纤阵列的局部装配剖视图。如图18所示，将探测器阵列410b固定在电路板300上，第二透镜组件420b罩设在探测器阵列410b上，接收光纤阵列500b通过接收光纤支架510b插入第二透镜组件420b内，如此接收光纤阵列500b传输16路接收光信号，16路接收光信号分别射入16个第二光纤插口4202b内，经由每个第二光纤插口4202b内的第二透镜4210b转换为准直光，16路准直光经第二反射面4209b进行反射，由平行于电路板300的方向反射为垂直于电路板300的方向，反射后的16路准直光经由汇聚透镜阵列4208b转换为16路汇聚光，16路汇聚光分别射入探测器阵列410b内，通过探测器阵列410b将16路接收光信号转换为16路100G电信号。
16路100G电信号通过16路跨阻放大器进行放大，放大后的16路100G PAM4电信号射入数据处理器310，16路100G PAM4电信号经由变速箱编码为8路200G PAM4电信号，8路200G PAM4电信号经由金手指传输至上位机，以实现16路接收光信号的接收。
在一些实施例中，光接收组件400b的结构并不仅限于上述实施例所述的结构，只要能够实现接收光信号的耦合目标即可，如采用单透镜或简单双透镜，其均属于本申请实施例的保护范围。
在上述方案中，由于各通道均占用1根光纤，光通信端口共占用32根光纤，这大大增加了多模光纤所占用的成本，不利用构造高可靠性、低功耗、低成本的光模块。
为了降低光模块的功耗、成本，可同时应用光合波和分波技术，将光发射组件400a与光接收组件400b合并为光收发组件400，使得光发射信号与光接收信号共用同一根光纤，实现了对光纤的复用，使光纤数量减半，节省了光纤成本。
图19为本申请实施例提供的光模块中数据处理器与光收发组件的原理示意图。如图19所示，光收发组件400还包括多个波分复用器，每个波分复用器包括输入端、输出端与输入输出一体端，输入端与一个激光器连接，以将激光器生成的一路激光信号输入波分复用器，经由波分复用器的输入输出一体端传输至光纤阵列500；光纤阵列500传输的一路接收光传输至光收发组件，经输入输出一体端传输至波分复用器，再经由波分复用器传输至一个探测器，以将一路接收光射入探测器。
如此，经由一个波分复用器，实现了一个激光器发射的发射光与一个探测器接收的接收光的合波，且发射光的波长与接收光的波长不相同，通过一根光纤实现该合波的传输，从而使得光发射信号和光接收信号共用同一根光纤，实现对光纤的复用，使光纤数量减半。
图20为本申请实施例提供的光模块中电路板与光收发组件的装配示意图，图21为本申请实施例提供的光模块中电路板与光收发组件的局部分解示意图。如图20、图21所示，光收发组件400包括激光器阵列410a、探测器阵列410b与透镜组件420，激光器阵列410a由多个激光器并排成一列组成，探测器阵列410b由多个探测器并排成一列组成，且激光器阵列410a与探测器阵列410b沿左右方向并排设置于电路板300表面上，使得激光器阵列410a与探测器阵列410b位于透镜组件420与电路板300形成的密封腔体内。
光纤阵列500的一端设置有光纤支架510，光纤阵列500的入光面突出于光纤支架510，光纤支架510插入透镜组件420内，使得光纤阵列500与透镜组件420固定连接，如此激光器阵列410a发射的激光经透镜组件420反射后射入光纤阵列500内，光纤阵列500传输的接收光经透镜组件420反射后射入探测器阵列410b。
图22为本申请实施例提供的光模块中透镜组件的结构示意图一，图23为本申请实施例提供的光模块中透镜组件的结构示意图二，图24为本申请实施例提供的光模块中透镜组件的结构示意图三，图25为本申请实施例提供的光模块中透镜组件的剖视图。如图22、图23、图24、图25所示，透镜组件420靠近出光口的一端设置有包裹腔体，该包裹腔体内设置有光纤插口4202，光纤支架510插入该包裹腔体内，使得固定在光纤支架510内的光纤阵列500插入透镜组件420内。
具体地，透镜组件420包括侧面4201，包裹腔体由侧面4201向透镜组件420的内部延伸，且光纤插口4202包括第一连接孔4202-1、第二连接孔4202-2与第三连接孔4202-3，第一连接孔4202-1、第二连接孔4202-2与第三连接孔4202-3顺序排布，第一连接孔4202-1靠近侧面4201，且第一连接孔4202-1、第二连接孔4202-2与第三连接孔4202-3相连通。
第一连接孔4202-1、第二连接孔4202-2、第三连接孔4202-3的内径大小不相同，第一连接孔4202-1的内径尺寸大于第二连接孔4202-2的内径尺寸，第二连接孔4202-2的内径尺寸大于第三连接孔4202-3的内径尺寸。
光纤插口4202的形状与光纤阵列500中每根光纤的结构一致，光纤从内向外依次包括芯层、包层与保护层，光纤插入光纤插口4202时，光纤的包层置于第三连接孔4202-3，第三连接孔4202-3用于与光纤包层插接；光纤的保护层置于第二连接孔4202-2，第二连接孔4202-2用于与光纤保护层插接。由于光纤阵列500中光纤数量较多且光纤较软，因此需要将光纤支架510的一端插入第一连接孔4202-1，通过第一连接孔4202-1来固定光纤支架510，使得突出于光纤支架510的光纤插入光纤插口4202内。
第三连接孔4202-3的入光端可设置有透镜4210，该透镜4210用于将透镜组件420反射的信号光转换为汇聚光，以将汇聚光耦合至光纤插口4202内的光纤内；透镜组件420还用于将光纤阵列500传输的接收光转换为准直光，准直光经透镜组件420反射后射入探测器阵列410b。如此，能够提高发射光、接收光与光纤的耦合精度。
在一些实施例中，光纤插口4202与透镜组件420一体成型，这样可以保证光纤阵列500与透镜组件420的相对位置固定，光纤阵列500与透镜组件420之间不会出现位置偏差，有助于提高反射后信号光到光纤的耦合精度，进而信号光从透镜组件420耦合至光纤阵列500时光耦合效率增大。
图26为本申请实施例提供的光模块中光纤阵列的局部结构示意图。如图26所示，光纤阵列500中的每根光纤包括内芯5120、包层5110与护套，包层5110设置于内芯5120与护套之间，护套置于光纤支架510内的插孔内，包层5110与内芯5120突出于光纤支架510内，以插入光纤插口4202内。
光纤阵列500插入透镜组件420时，内芯5120置于第三连接孔4202-3内，包层5110置于第二连接孔4202-2内，光纤支架510的一端置于第一连接孔4202-1内，从而将光纤阵列500固定于透镜组件420的包裹腔体内。
透镜组件420还包括顶面4204，该顶面4204上可设置有光口槽4205，该光口槽4205由顶面4204向电路板300表面延伸，光口槽4205内可设置有反射面4209与第一斜面4211，沿着发射光的反射方向，反射面4209、第一斜面4211与电路板300之间的距离逐渐增加，使得反射面4209、第一斜面4211与光纤插口4202相对设置。
第一斜面4211上开设有孔洞，该孔洞内设置有滤波片4301，该滤波片4301具有反射、透射的作用，光通过孔洞射入滤波片4301，或从滤波片4301出射的光射入孔洞中。
在一些实施例中，滤波片4301前后两侧的介质均为空气，光通过空气射入滤波片4301，然后通过滤波片4301后再次射入空气中，这是滤波片4301的最佳使用环境，介质折射率的变化规则单一，利于滤波片分光性能的实现。
在一些实施例中，顶面4204上还可设置有第一凹槽与第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽相连通，且第一凹槽内设置有反射面4209，反射面4209位于激光器阵列410a的上方，具有反射作用；第二凹槽内设置有第一斜面4211，第一斜面4211位于探测器阵列410b的上方，具有透射、反射的作用，以使反射面4209反射的光透过第一斜面4211射入光纤插口4202，以使光纤插口4202传输的光在反射面4209处反射。
反射面4209位于激光器阵列410a的上方，具有反射作用。如此，激光器阵列410a发射的激光射至反射面4209，经由反射面4209发生反射，反射后的激光平行于电路板300表面，且反射后的激光透过第一斜面4211内的滤波片4301射入光纤插口4202内，使得反射后的激光经由透镜4210耦合至光纤阵列500内。
第一斜面4211位于探测器阵列410b的上方，光纤阵列500传输的接收光经由光纤插口4202射入透镜组件420，接收光穿过孔洞射至滤波片4301，滤波片4301对接收光进行反射，反射后的接收光射至滤波片4301下方的探测器阵列410b。
在一些实施例中，激光器阵列410a发射的激光与探测器阵列410b接收的接收光具有不同的波长，通过光纤插口4202与同一根光纤实现光连接，不同波长的光在第一斜面4211处发生交汇。
在一些实施例中，为了对不同波长的光进行区别，除了在第一斜面4211开设孔洞来放置滤波片4301，还可在第一斜面4211上镀光学模，以使反射面4209反射的激光可以透射光学模进入光纤插口4202中，以使来自光纤插口4202的接收光在光学模处发生反射后射入探测器阵列410b。
透镜组件420还包括底面4206，该底面4206与顶面4204相对设置，且底面4206与电路板300的表面固定连接。底面4206上设置有空腔4207，该空腔4207由底面4206向顶面4204延伸，且空腔4207与电路板300的表面形成密封腔，激光器阵列410a、探测器阵列410b位于该密封腔内。
空腔4207的内壁上设置有准直透镜阵列4208-1与汇聚透镜阵列4208-2，准直透镜阵列4208-1与激光器阵列410a对应设置，即准直透镜阵列4208-1的一个准直透镜与激光器阵列410a的一个激光器对应设置，且准直透镜阵列4208-1位于反射面4209的下方，如此激光器阵列410a发射的激光经由准直透镜阵列4208-1转换为多路准直光，多路准直光分别射至反射面4209发生反射。
汇聚透镜阵列4208-2与探测器阵列410b对应设置，即汇聚透镜阵列4208-2的一个汇聚透镜与探测器阵列410b的一个探测器对应设置，且汇聚透镜阵列4208-2位于滤波片4301的下方，如此光纤插口4202传输的接收光经滤波片4301进行反射，反射后的接收光经汇聚透镜阵列4208-2转换为多路汇聚光，多路汇聚光汇聚至探测器阵列410b。
图27为本申请实施例提供的光模块中电路板、光收发组件与光纤阵列的局部装配剖视图。如图27所示，将激光器阵列410a与探测器阵列410b固定在电路板300上，透镜组件420罩设在激光器阵列410a与探测器阵列410b上，上位机经由金手指301向电路板300输入8路200G PAM4电信号，8路200G PAM4电信号经由数据处理器310的逆向变速箱解码为16路100G电信号。
16路100G电信号经过16路激光驱动芯片处理后，驱动16路VCSEL激光器产生16路发射光信号，16路激光信号分别经由准直透镜阵列4208-1的16个准直透镜转换为16路准直光束，16路准直光束在反射面4209处发生反射，反射后的16路准直光束透过第一斜面4211内的滤波片4301，透过滤波片4301后分别射入16个光纤插口4202内的16个透镜4210，每路反射后的准直光束经由一个透镜4210转换为汇聚光，每路汇聚光汇聚耦合至插入光纤插口4202内的光纤，以实现16路发射光信号的发射。
光纤阵列500中的16根光纤分别传输16路接收光，16路接收光分别射入透镜组件420内相应的光纤插口4202内，每路射至光纤插口4202的接收光经透镜4210转换为准直光，每路准直光经第一斜面4211内的滤波片4301进行反射，反射后的准直光经由汇聚透镜阵列4208-2汇聚至探测器阵列410b中相应的探测器，通过探测器阵列410b将16路接收光信号转换为16路100G电信号。
16路100G电信号通过16路跨阻放大器进行放大，放大后的16路100G PAM4电信号射入数据处理器310，16路100G PAM4电信号经由变速箱编码为8路200G PAM4电信号，8路200G PAM4电信号经由金手指传输至上位机，以实现16路接收光信号的接收。
在一些实施例中，由激光器阵列410a发出的光以及由探测器阵列410b接收的光具有不同的波长，激光器阵列410a中的一个激光器与探测器阵列410b中的一个探测器对应设置，如此一个激光器发射的发射光与一个探测器接收的接收光通过滤波片4301进行分光，即激光器发出的光透过滤波片4301射入一光纤接口、一光纤中，同一光纤、光纤接口传输的接收光经滤波片4301进行反射分光，反射后的接收光射入探测器。如此，一激光器发射的发射光与由一探测器接收的接收光通过同一光纤接口进入同一光纤中，实现了光发射信号与光接收信号共用同一根光纤。
在一些实施例中，激光器阵列410a发出光的波长可为870nm，探测器阵列410b接收光的波长可为910nm，如此滤波片4301具有透射870nm、反射910nm的作用，使得870nm的发射光与910nm的接收光共用同一根光纤。
在一些实施例中，光收发组件400的结构并不仅限于述实施例所述的结构，只要能够实现光模块的单纤双向传输即可，其均属于本申请实施例的保护范围。
本申请在高速率电口速率(200Gb/s)大于低速光口速率(100Gb/s)情况下，通过数据处理器改变输入、输出的电口速率，使用现有成熟、可靠的VCSEL技术，解决了光口速率为100Gb/s的VCSEL激光器极限传输带宽无法匹配高速率电口速率的问题，实现了1.6T短距传输的低成本要求，构造成低功耗、集成度高、结构简单和高可靠性的光模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：
电路板，其上设置有数据处理器；
光发射组件，与所述数据处理器电连接，包括激光器阵列与第一透镜组件，所述激光器阵列用于发射多路光信号，所述第一透镜组件用于传输、反射多路所述光信号；
光接收组件，与所述数据处理器电连接，包括探测器阵列与第二透镜组件，所述第二透镜组件用于传输、反射多路接收光信号，所述探测器阵列用于接收多路所述接收光信号；
光纤适配器，通过发射光纤阵列与所述光发射组件连接，通过接收光纤阵列与所述光接收组件连接，用于传输多路光信号；
其中，所述数据处理器包括：
逆向变速箱，用于接收来自所述电路板的高速电信号，将所述高速电信号解码为多路低速电信号，其输出的电信号路数为输入电信号路数的两倍，所述低速电信号驱动所述激光器阵列产生多路光信号；
变速箱，用于接收所述探测器阵列输出的多路低速电信号，将多路所述低速电信号编码为多路高速电信号，其输出的电信号路数为输入电信号路数的一半，多路所述高速电信号在所述电路板上传输。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述高速电信号为200Gb/s电信号，所述低速电信号为100Gb/s电信号。
3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述激光器阵列设置于所述电路板上，所述激光器阵列的每个激光器与所述逆向变速箱输出的每路低速电信号对应连接；
所述第一透镜组件罩设于所述激光器阵列上，所述第一透镜组件的一侧设置有包裹腔体，所述包裹腔体内设置有光纤插口，所述发射光纤阵列经由所述包裹腔体插入所述光纤插口。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述光纤插口包括第一连接部、第二连接部与第三连接部，所述第一连接部朝向所述发射光纤阵列，所述第一连接部通过所述第二连接部与所述第三连接部连接，所述第一连接部的内径尺寸大于所述第二连接部的内径尺寸，所述第二连接部的内径尺寸大于所述第三连接部的内径尺寸，所述发射光纤阵列中的发射光纤依次插入所述第一连接部、所述第二连接部与所述第三连接部。
5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述第一透镜组件上设置有第一空腔与第一光口槽，所述激光器阵列位于所述第一空腔内；所述第一空腔的内壁上设置有准直透镜阵列；
所述第一光口槽的内壁上设置有第一反射面，所述第一反射面位于所述准直透镜阵列的上方，所述激光器阵列发射的光信号经由准直透镜阵列射入第一反射面，经由第一反射面反射后射入所述发射光纤阵列。
6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述第三连接部的一端设置有第一透镜，所述第一反射面反射后的光信号经由所述第一透镜汇聚至所述发射光纤阵列。
7.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述发射光纤阵列的一端设置有发射光纤支架，所述发射光纤阵列的入光面突出于所述发射光纤支架，所述发射光纤支架插入所述第一连接部。
8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述激光器阵列为VCSEL激光器阵列。
9.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述探测器阵列设置于所述电路板上，所述探测器阵列的每个探测器与所述变速箱输入的每路低速电信号对应连接；
所述第二透镜组件罩设于所述探测器阵列上，所述第二透镜组件的一侧设置有包裹腔体，所述包裹腔体内设置有第二光纤插口，所述接收光纤阵列经由所述包裹腔体插入所述第二光纤插口内。
10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述光接收组件还包括跨阻放大器阵列，所述跨阻放大器阵列的一端与所述探测器阵列一一对应设置，所述跨阻放大器阵列的另一端与所述变速箱的输入端一一对应连接。
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