CN115079356B - 光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供的光模块包括电路板、光发射组件及光接收组件，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，光发射组件包括激光器阵列与第一透镜组件，逆向变速箱用于将高速电信号解码为低速电信号，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，多路光信号在第一透镜组件内合成多路复合光；光接收组件包括探测器阵列与第二透镜组件，第二透镜组件用于将输出的多路复合光进行分光，分光后经由探测器阵列输出低速电信号，变速箱将低速电信号编码为高速电信号，高速电信号路数为低速电信号路数的一半。本申请通过数据处理器对电信号进行高、低速率转换，解决了光口、电口速率不匹配的问题。

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，所述激光器阵列设置于所述电路板上，用于发射多路光信号，多路光信号在所述第一透镜组件内合成多路复合光；

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，所述探测器阵列设置于所述电路板上，所述第二透镜组件用于将输入的多路复合光进行分光，分光后的接收光分别汇聚至所述探测器阵列；

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、并将高速电信号解码为多路低速电信号，使得逆向变速箱输出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；光发射组件包括激光器阵列与第一透镜组件，激光器阵列与逆向变速箱连接，通过逆向变速箱输出的低速电信号驱动光口速率较低的激光器阵列发射多路光信号，多路光信号在第一透镜组件内合成多路复合光，以采用波分复用技术实现多个不同波长光的光纤复用，减少发射光纤阵列的数量；变速箱用于接收光接收组件输出的多路低速电信号，多路低速电信号经变速箱编码为多路高速电信号，使得变速箱输出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；光接收组件包括探测器阵列与第二透镜组件，第二透镜组件用于将输入的多路复合光进行分光，分光后的接收光分别汇聚至探测器阵列，探测器阵列与变速箱连接，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。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，且采用波分复用技术，实现多个不同波长光的光纤复用，从而能够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一；

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一；

图8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二；

图9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二；

图10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一；

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结构示意图一；

图12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二；

图13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三；

图14为本申请实施例提供的一种光模块中光发射组件的剖视图一；

图15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一；

图16为本申请实施例提供的一种光模块中光接收组件的分解示意图；

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结构示意图一；

图18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二；

图19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三；

图20为本申请实施例提供的一种光模块中光接收组件的剖视图一；

图21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一；

图22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三；

图23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二；

图24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四；

图25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五；

图26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六；

图27为本申请实施例提供的一种光模块中光发射组件的剖视图二；

图28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二；

图29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二；

图30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四；

图31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五；

图32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六；

图33为本申请实施例提供的一种光模块中光接收组件的剖视图二；

图34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二。

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一。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，高速率数据传输要求光发射芯片及其驱动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。具体地，光发射芯片与激光驱动芯片之间近距离放置，采用打线的方式连接。

第一透镜组件罩设在光发射芯片、激光驱动芯片等芯片的上方，在第一透镜组件的上表面设置光学结构，用于实现了光芯片与发射光纤阵列500a之间的光连接。光发射芯片的出光方向与发射光纤阵列500a的传输方向相对垂直，即光发射芯片的出光方向垂直于电路板表面，发射光纤阵列500a在光发射芯片的上方，将光发射芯片的出光方向改变后，输入发射光纤阵列500a中，发射光纤阵列500a传输的发射光信号经由光纤适配器600发射出去。

第一透镜组件的上表面具有凹槽结构，在凹槽结构内设置有光学结构件，光学结构件可以是具有光反射作用的斜面/反射面，斜面/反射面可以镀光学膜；光学结构件也可以是滤光片(滤波片)，以起到光反射作用。

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，高速率数据传输要求光接收芯片及其跨阻放大器之间近距离设置，以缩短芯片之间的连线，减小连线造成的信号损失。具体地，光接收芯片与跨阻放大器之间近距离放置，采用打线方式连接。

光接收芯片的入光方向与光纤的传输方向相对垂直，即光接收芯片的入光方向垂直于电路板表面，第二透镜组件在光接收芯片的上方，光纤适配器600将来自外部的接收光传输至接收光纤阵列500b，第二透镜组件将来自接收光纤阵列500b的接收光方向改变后，射入光接收芯片中。

第二透镜组件的上表面具有凹槽结构，在凹槽结构内设置有光学结构件，光学结构件可以是具有光反射作用的斜面/反射面，斜面/反射面可以镀光学膜；光学结构件也可以是滤光片(滤波片)，以起到光反射作用。

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一。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。

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SWDM4(短波)波分复用技术，实现4个波长光信号共用同一根光纤，使得光纤数量减少为通道数的1/4，节省光纤成本。

图8为本申请实施例提供的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二。如图8所示，光发射组件400a还包括多个波分复用器，每个波分复用器包括多个输入端、一个输出端，波分复用器的一个输入端与一个激光器连接，如此多个激光器发射的不同波长的发射光经由输入端射入波分复用器，波分复用器将多路发射光合并为一路复合光，该复合光经由波分复用器的输出端耦合至发射光纤阵列500a。

如，光发射组件400a包括四个波分复用器，每个波分复用器包括四个输入端与一个输出端，四个发射不同波长光的VCSEL激光器排成一排，使得四个发射不同波长光的VCSEL激光器形成一激光器组，16个激光器形成四组相同的激光器组，四组激光器组沿左右方向设置于电路板300表面上。

在一些实施例中，每组激光器组发射波长为λ1、λ2、λ3、λ4的四路发射光，四路发射光经由一个波分复用器的四个输入端分别射入波分复用器，波分复用器将波长为λ1、λ2、λ3、λ4的四路发射光复用为一路包含波长λ1、λ2、λ3、λ4的复合发射光。如此，16路发射光经四个波分复用器复用为四路复合发射光，只需4根多模光纤即可传输16路发射光，可以大大减少对光纤的占用量。

在一些实施例中，波长λ1可为850nm，波长λ2可为880nm，波长λ3可为910nm，波长λ4可为940nm。

光接收组件400b还包括多个波分解复用器，每个波分解复用器包括一个输入端与多个输出端，波分解复用器的一个输出端与一个光接收芯片连接，如此接收光纤阵列500b传输的多路不同波长的接收光经由输入端射入波分解复用器，波分解复用器将一路接收光解复用为多路分光，每路分光经由第二透镜组件反射后射至相应的光接收芯片。

如，光接收组件400b包括四个波分解复用器，接收光纤阵列500b通过四根光纤传输16路接收光，每根光纤中传输包含四路不同波长的一路复合接收光；每个波分解复用器包括一个输入端与四个输出端，一路复合接收光经由输入端射入一个波分解复用器中，波分解复用器将一路复合接收光中包含的四路不同波长的接收光进行分光，使得波分解复用器输出四路不同波长的接收光，四路不同波长的接收光经第二透镜组件的反射后射入对应的光接收芯片，实现了16路接收光的接收。

在一些实施例中，接收光纤阵列500b通过4根光纤传输包含16路不同波长的4路复合接收光，使得4根多模光纤能够传输16路接收光，可以大大减少对光纤的占用量。

在光发射组件400a中包含四个SWDM4波分复用器，通过一个SWDM4波分复用器将四路不同波长的发射光合并为一路复合光，并耦合进一根多模光纤中进行发射，实现了发射光纤的复用；在光接收组件400b中包含四个SWMD波分解复用器，通过一个SWDM4波分解复用器将一根多模光纤传输的一路复合光解复用为四路不同波长的接收光，实现了接收光纤的复用。如此，发射光纤阵列500a与接收光纤阵列500b的光纤数量减少为发射通道、接收通道的1/4，节省了光纤成本。

实施例一

图9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二，图10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一。如图9、图10所示，光发射组件400a包括激光器阵列410a、准直透镜支座430a、光复用组件440a与第一透镜组件420a，第一透镜组件420a通常为透明塑料件，一般采用一体注塑成型。第一透镜组件420a和电路板300形成第一容纳腔，第一容纳腔内由下至上依次设置有激光器阵列410a、准直透镜支座430a与光复用组件440a，且第一透镜组件420a的顶部表面设有反射面，该反射面用于反射入射至其上的信号光，以将激光器阵列410a发射的发射光反射耦合至发射光纤阵列500a。

激光器阵列410a包括多个激光器，用于发射出多路不同波长的发射光。多个激光器以行或列分成几组相同的激光器组，每组激光器组包括多个激光器，且多组激光器组并排设置在电路板300表面上，如此每组激光器组中的多个激光器分别发射多路不同波长的发射光。

具体地，电路板300的表面具有承载面，可以承载多个激光器，多个激光器以阵列的形式进行排列，电路板300长度方向和宽度方向上均设有激光器，其中长度方向上一行激光器设为一组，这样可以实现设置多组激光器。

关于电路板300的长度方向和宽度方向，图10中方向从左至右定义为电路板300的长度方向，方向从前至后定义为电路板300的宽度方向。

在一些实施例中，激光器阵列410a包括16个激光器，在电路板300的长度方向上并排设置有4个激光器，即一行4个激光器为一组，在电路板300的宽度方向上设置有4组激光器，如此将16个激光器以4×4的阵列形式进行排列。

准直透镜支座430a包括若干个准直透镜，准直透镜与激光器一一对应设置，用于将激光器发射的发射光转换为准直光。准直透镜支座430a罩设在激光器阵列410a的上方，准直透镜支座430a的透镜数量取决于激光器阵列410a中激光器的数量，通常准直透镜支座430a的透镜数量等于激光器阵列410a中激光器的数量。

在一些实施例中，准直透镜支座430a为支座式结构，包括主板及支撑主板的侧板，侧板设置在电路板300上，主板设置有能够汇聚光的凸起阵列，该凸起阵列能够承载多个准直透镜。支座式结构稳定性强，准直效果好。

具体地，准直透镜支座430a包括主板及设于主板两侧的两个侧板，主板和两侧板组装后构成支座式结构，两个侧板与电路板300接触，主板的表面设置有多个准直透镜，多个准直透镜的排列和激光器阵列410a中激光器的排列方式一致，即各准直透镜以阵列的形式进行排列，电路板300长度方向和宽度方向的上方均设有准直透镜，其中长度方向上一行准直透镜设为一组，这样可以实现设置多组准直透镜。多组准直透镜接收来自激光器阵列410a的不同波长的发射光，并对各发射光进行汇聚处理，将发散状态的信号光汇聚为平行光。

为了实现光合束，可以单独由光复用组件440a实现，光复用组件440a设置在准直透镜支座430a的出光方向上，且光复用组件440a设置于第一透镜组件420a中第一容纳腔的内壁上，用于将多束光合并为一束光。

光复用组件440a朝向准直透镜支座430a的表面为滤波面，朝向第一透镜组件420a的表面包括反射面，滤波面多个不同位置分别透射来自准直透镜支座430a的多个单束光，反射面能够将来自滤波面的光反射向滤波面，滤波面能够反射来自反射面的光。因此，由光复用组件440a的滤波面及反射面配合实现多束光合为一束光。

光复用组件440a通常包括多个滤光片，由多个滤光片形成滤波面，滤光片利用其两侧以及不同位置设置不同的膜层允许特定波长信号光的透射和其他波长信号光的反射，以实现多束光的合光。光复用组件440a根据合束光的束数协调选择每束光的反射次数，最终实现不同波长信号光的合束。

在一些实施例中，为了实现合束，还可以由第一透镜组件420a与光复用组件440a配合实现，即光复用组件440a朝向准直透镜支座430a的表面为滤波面，朝向第一透镜组件420a的表面为透光面；第一透镜组件420a的上表面包括反射面，滤波面多个不同位置分别投射来自准直透镜支座430a的多个单束光，透光面能够透射来自滤波面及反射面的光，反射面能够将来自滤波面的光反射向滤波面，滤波面能够反射来自反射面的光。如此，由滤波面及反射面配合实现多束光合为一束光。

图11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一，图12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二，图13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三，图14为本申请实施例提供的光模块中第一透镜组件的剖视图一。如图11、图12、图13、图14所示，第一透镜组件420a包括第一透镜主体4217a，第一透镜主体4217a罩设在电路板300上，第一透镜主体4217a的顶面设置有第一光纤架4218a，第一光纤架4218a包括第一表面4219a，该第一表面4219a朝向发射光纤阵列500a；第一表面4219a上设置有包裹腔体，该包裹腔体内设置有第一光纤孔4220a，该第一光纤孔4220a由第一表面4219a向第一透镜组件420a的内部延伸。

在一些实施例中，第一光纤孔4220a包括第一孔4220a-1、第二孔4220a-2与第三孔4220a-3，第三孔4220a-3用于与光纤包层插接，第二孔4220a-2用于与光纤保护层插接；第一孔4220a-1具有容纳腔体，可以通过集线部件容纳包裹各发射光纤，然后将集线部件插入第一孔4220a-1的容纳腔体中，其中集线部件可以为包裹发射光纤的套筒，各发射光纤插入套筒中，然后将套筒插入第一孔4220a-1的容纳腔体中。

第一孔4220a-1、第二孔4220a-2与第三孔4220a-3的内径大小均不同，且第一孔4220a-1、第二孔4220a-2的交界面处有过渡连接部，第二孔4220a-2与第三孔4220a-3的交界面处同样有过滤连接部，第一光纤插口4202a的形状与光纤的结构一致。

光纤从内向外依次包括芯层、包层与保护层，光纤的包层置于第三孔4220a-3，光纤的保护层置于第二孔4220a-2，且光纤数量较多且光纤较软，因此需要第一孔4220a-1用于聚集和固定光纤。

在一些实施例中，第一光纤孔4220a与第一透镜组件420a可一体成型，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，有助于提高合束后发射光到光纤的耦合精度，进而发射光从第一透镜组件420a耦合至发射光纤阵列500a时光耦合效率增大，最终实现多个不同波长的发射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发射光同时传输。

第一光纤架4218a还包括第二表面，该第二表面与第一表面4219a相对设置，且该第二表面倾斜设置，即沿着光发射方向，第二表面与电路板300表面之间的距离逐渐增加。

在一些实施例中，第二表面为倾斜的第一汇聚反射面4221a，第一汇聚反射面4221a上设置有第一汇聚透镜组4222a，该第一汇聚透镜组4222a能够将来自光复用组件440a的光汇聚并反射向第一光纤孔4220a，以将光复用组件440a输出的复合接收光反射汇聚至发射光纤阵列500a。

第一透镜主体4217a还包括第一主反射面4223a，该第一主反射面4223a与第一汇聚反射面4221a位于第一透镜主体4217a的同一侧，第一主反射面4223a为倾斜面，即沿着光发射方向，第一主反射面4223a与电路板300表面之间的距离逐渐增加。

第一主反射面4223a与电路板300成一定角度倾斜设置，第一主反射面4223a和光复用组件440a的倾斜角度大小、不同波长的激光器、光复用组件440a的厚度有关。在一些实施例中，第一主反射面4223a与光复用组件440a之间的倾斜角度为4°～17°。

具体地，光复用组件440a在电路板300方向的投影覆盖激光器阵列410a中的各个激光器，第一主反射面4223a在电路板300方向的投影覆盖光复用组件440a，如此，激光器阵列410a中激光器发出的发射光呈发散状态，为发散光束，通过准直透镜支座430a将发散光束转换为平行光束，平行光束依次传输至光复用组件440a与第一主反射面4223a，各个准直透镜发出的平行光输入至光复用组件440a的不同位置，第一主反射面4223a接收来自光复用组件440a的发射光后改变光的传播方向反射至光复用组件440a的表面，该波长的发射光与光复用组件440a其他位置处的发射光合并入射至第一主反射面4223a，最终将不同波长的发射光合并为一束复合光。

一束复合光经由光复用组件440a传输至第一汇聚反射面4221a，第一汇聚反射面4221a反射改变复合光的传播方向，反射后的复合光经由第一汇聚透镜组4222a汇聚耦合至发射光纤阵列500a，以将发射光发射至光模块外部。

在一些实施例中，第一主反射面4223a为全反射面，激光器阵列410a中激光器发射的发射光传输至第一主反射面4223a发生全反射。

在一些实施例中，第一汇聚反射面4221a设为倾斜面，合束后的复合光传输至第一汇聚反射面4221a后，第一汇聚反射面4221a需同时实现反射和汇聚，为了同时实现反射和汇聚作用，可在第一汇聚反射面4221a的表面设置多个凸起结构，第一汇聚反射面4221a的倾斜面具有反射复合光的作用，凸起结构可以实现汇聚复合光的作用。

为了同时实现第一汇聚反射面4221a的反射和汇聚作用，还可在第一汇聚反射面4221a的一端与第一主反射面4223a连接，第一汇聚反射面4221a的另一端连接有汇聚透镜，通过设置汇聚透镜实现汇聚作用。

第一透镜主体4217a还包括第三表面4224a，该第三表面4224a与第一主反射面4223a相对设置，该第三表面4224a上设置有第一容纳腔4225a，该第一容纳腔4225a由第三表面4224a向第一主反射面4223a的方向延伸，激光器阵列410a、准直透镜支座430a与光复用组件440a设置于该第一容纳腔4225a内。

图15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一。如图15所示，将激光器阵列410a中的各个激光器以阵列式固定于电路板300上后，将准直透镜支座430a放置于电路板300上，使得准直透镜支座430a中的各准直透镜位于激光器阵列410a中各激光器的上方，使得准直透镜将激光器发射的发散光转换为平行光；然后将光复用组件440a固定在第一透镜主体4217a中第一容纳腔4225a的内壁上，使得光复用组件440a与第一主反射面4223a对应设置；然后将第一透镜主体4217a罩设于激光器阵列410a、准直透镜支座430a的上方，使得激光器阵列410a、准直透镜支座430a位于第一透镜主体4217a的第一容纳腔4225a内，且准直透镜支座430a射出的各路平行光射至光复用组件440a的不同位置。

沿电路板300长度方向设置的一组激光器分别发射波长为λ1、λ2、λ3、λ4的发射光，发射光经过准直透镜支座430a中相应的准直透镜转换为准直光，四路准直光分别射至光复用组件440a的不同位置处。其中，发射光λ4经由滤波面、透光面透过光复用组件440a射至第一主反射面4223a，经由第一主反射面4223a反射至光复用组件440a的滤波面，反射后的发射光λ4与发射光λ3合束形成第一复合光；第一复合光经由透光面透过光复用组件440a射至第一主反射面4223a，经由第一主反射面4223a反射至光复用组件440a的滤波面，反射后的第一复合光与发射光λ2合束形成第二复合光；第二复合光经由透光面透过光复用组件440a射至第一主反射面4223a，经由第一主反射面4223a反射至光复用组件440a的滤波面，反射后的第二复合光与发射光λ1合束形成第三复合光；第三复合光经由透光面透过光复用组件440a射至第一汇聚反射面4221a，第三复合光经第一汇聚反射面4221a反射、汇聚后耦合至插入第一光纤插口4202a的发射光纤内。如此，四路不同波长的发射光经光复用组件440a、第一主反射面4223a合光后共用一根光纤传输出光模块，实现了单光纤中多个波长的发射光同时传输。

在一些实施例中，由于一组四个激光器发射的四路不同波长的发射光合束后共用一根光纤发射出去，如此四组16个激光器发射的四组不同波长的发射光合束为四路复合光，四路复合光经由四根光纤发射出去，使得发射光纤阵列500a中四根光纤中16个波长的发射光同时传输。

图16为本申请实施例提供的光模块中光接收组件的分解示意图。如图16所示，光接收组件400b包括探测器阵列410b、汇聚透镜支座430b、光解复用组件440b与第二透镜组件420b，第二透镜组件420b通常为透明塑料件，一般采用一体注塑成型。第二透镜组件420b与电路板300形成第二容纳腔，第二容纳腔内由下至上依次设置有探测器阵列410b、汇聚透镜支座430b与光解复用组件540a，且第二透镜组件420b的顶部表面设置有反射面，该反射面用于反射接收光纤阵列500b传输的接收光，以将接收光反射汇聚至探测器阵列410b。

探测器阵列410b包括多个探测器，用于接收多路不同波长的接收光。多个探测器以行或列分成几组相同的探测器组，每组探测器组包括多个探测器，且多组探测器并排设置在电路板300表面上，如此每组探测器中的多个探测器分别接收多路不同波长的接收光。

具体地，电路板300的表面具有承载面，可以承载多个探测器，多个探测器以阵列的形式进行排列，电路板300长度方向和宽度方向上均设有探测器，其中长度方向上一行探测器设为一组，这样可以设置多组探测器。

在一些实施例中，探测器阵列410b包括16个探测器，在电路板300的长度方向上并排设置有4个探测器，即一行4个探测器为一组，在电路板300的宽度方向上设置有4组探测器，如此将16个探测器以4×4的阵列形式进行排列。

汇聚透镜支座430b包括若干个汇聚透镜，汇聚透镜与探测器一一对应设置，用于将第二透镜组件420b反射的接收光转换为汇聚光，以方便将汇聚光汇聚至探测器。汇聚透镜支座430b罩设在探测器阵列410b的上方，汇聚透镜支座430b的透镜数量取决于探测器阵列410b中探测器的数量，通常汇聚透镜支座430b的透镜数量等于探测器阵列410b中探测器的数量。

在一些实施例中，汇聚透镜支座430b为支座式结构，包括主板及支撑主板的侧板，侧板设置在电路板300上，主板设置有能够汇聚光的凸起阵列，该凸起阵列能够承载多个汇聚透镜。支座式结构稳定性强，汇聚效果好。

具体地，汇聚透镜支座430b包括主板及设于主板两侧的；两个侧板，主板和两侧板组装后构成支座式结构，两个侧板与电路板300接触，主板的表面设置有多个汇聚透镜，多个汇聚透镜的排列和探测器阵列410b中探测器的排列方式一致，即各汇聚透镜以阵列的形式进行排列，电路板300长度方向和宽度方向的上方均设有汇聚透镜，其中长度方向上一行汇聚透镜设为一组，这样可以实现设置多组汇聚透镜。多组汇聚透镜接收来自第二透镜组件420b的不同波长的接收光，并对各接收光进行汇聚处理，将接收光汇聚至相应的探测器。

为了实现分束，可以单独由光解复用组件440b实现，光解复用组件440b设置在汇聚透镜支座430b的入光方向上，且光解复用组件440b设置于第二透镜组件420b中第二容纳腔的内壁上，用于将一束复合光解复用为多束接收光。

光解复用组件440b朝向汇聚透镜支座430b的表面为滤波面，朝向第二透镜组件420b的表面包括反射面，滤波面多个不同位置分别透射来自第二透镜组件420b的多个单束光，反射面能够将来自滤波面的光反射向滤波面，滤波面能够滤波、反射来自反射面的光。因此，由光解复用组件440b的滤波面及反射面配合实现一束光分解为多束光。

光解复用组件440b通常包括多个滤光片，由多个滤光片形成滤波面，滤光片利用两侧以及不同位置设置不同的膜层允许特定波长信号光的透射和其他波长信号光的反射，以实现一束光的分光。光解复用组件440b根据分束光的束数协调选择复合光的反射次数，最终实现不同波长信号光的分束。

图17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一，图18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二，图19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三，图20为本申请实施例提供的光模块中光接收组件的剖视图一。如图17、图18、图19与图20所示，第二透镜组件420b包括第二透镜主体4217b，第二透镜主体4217b罩设在电路板300上，第二透镜主体4217b的顶面设置有第二光纤架4218b，第二光纤架4218b包括第四表面4219b，该第四表面4219b朝向接收光纤阵列500b；第四表面4219b上设置有包裹腔体，该包裹腔体内设置有第二光纤孔4220b，该第二光纤孔4220b由第四表面4219b向第二透镜组件420b的内部延伸。

在一些实施例中，第二光纤孔4220b包括第四孔4220b-1、第五孔4220b-2与第六孔4220b-3，第六孔4220b-3用于与光纤包层插接，第五孔4220b-2用于与光纤保护层插接；第四孔4220b-1具有容纳腔体，可以通过集线部件容纳包裹各接收光纤，然后将集线部件插入第四孔4220b-1的容纳腔体内，其中集线部件可以为包裹接收光纤的套筒，各接收光纤插入套筒中，然后将套筒插入第四孔4220b-1的容纳腔体中。

第四孔4220b-1、第五孔4220b-2与第六孔4220b-3的内径大小均不同，且第四孔4220b-1、第五孔4220b-2的交界面处有过渡连接部，第五孔4220b-2与第六孔4220b-3的交界面处同样有过滤连接部，第一光纤插口4202a的形状与光纤的结构一致。

光纤从内向外依次包括芯层、包层与保护层，光纤的包层置于第六孔4220b-3，光纤的保护层置于第五孔4220b-2，且光纤数量较多且光纤较软，因此需要第四孔4220b-1用于聚集和固定光纤。

在一些实施例中，第二光纤孔4220b与第二透镜组件420b可一体成型，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，有助于提高合束接收光到第二透镜组件420b的耦合精度，进而接收光从接收光纤阵列500b耦合至第二透镜组件420b时光耦合效率增大，最终实现多个不同波长的接收光可共用一根光纤传输至第二透镜组件420b，实现单光纤中多个波长的接收光同时传输。

第二光纤架4218b还包括第五表面，该第五表面与第四表面4219b相对设置，且该第五表面倾斜设置，即沿着光接收方向，第五表面与电路板300表面之间的距离逐渐减小。

在一些实施例中，第五表面为倾斜的第二汇聚反射面4221b，第二汇聚反射面4221b上设置有第二汇聚透镜组4222b，该第二汇聚透镜组4222b能够将来自接收光纤阵列500b的光汇聚并反射向光解复用组件440b，以将接收光纤阵列500b传输的复合光反射至光解复用组件440b。

第二透镜主体4217b还包括第二主反射面4223b，该第二主反射面4223b与第二汇聚反射面4221b位于第二透镜主体4217b的同一侧，第二主反射面4223b为倾斜面，即沿着光接收方向，第二主反射面4223b与电路板300表面之间的距离逐渐减小。

第二主反射面4223b与电路板300成一定角度倾斜设置，第二主反射面4223b和光解复用组件440b的倾斜角度大小、不同波长的探测器、光解复用组件440b的厚度有关。在一些实施例中，第二主反射面4223b与光解复用组件440b之间的倾斜角度为4°～17°。

具体地，光解复用组件440b在电路板300方向的投影覆盖探测器阵列410b中的各个探测器，第二主反射面4223b在电路板300方向的投影覆盖光解复用组件440b，如此，接收光纤阵列500b传输的接收光呈发散状态，为发散光束，通过第二汇聚透镜组4222b将发散光束转换为平行光束，复合光依次传输至光解复用组件440b与第二主反射面4223b，多路复合光输入至光解复用组件440b的不同位置，光解复用组件440b的滤波面将一路复合光解复用为多路分光。

在一些实施例中，第二主反射面4223b为全反射面，光解复用组件440b反射的接收光在第二主反射面4223b发生全反射。

第二透镜主体4217b还包括第六表面4224b，该第六表面4224b与第二主反射面4223b相对设置，该第六表面4224b上设置有第二容纳腔4225b，该第二容纳腔4225b由第六表面4224b向第二主反射面4223b的方向延伸，探测器阵列410b、汇聚透镜支座430b与光解复用组件440b设置于该第二容纳腔4225b内。

图21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一。如图21所示，将探测器阵列410b中的各个探测器以阵列式固定于电路板300上后，将汇聚透镜支座430b放置于电路板300上，使得汇聚透镜支座430b中的各个汇聚透镜位于探测器阵列410b中各探测器的上方；然后将光解复用组件440b固定在第二透镜主体4217b中第二容纳腔4225b的内壁上，使得光解复用组件440b与第二主反射面4223b对应设置；然后将第二透镜主体4217b罩设于探测器阵列410b、汇聚透镜支座430b的上方，使得探测器阵列410b、汇聚透镜支座430b位于第二透镜主体4217b的第二容纳腔4225b内，且光解复用组件440b不同位置处输出的分光分别射至相应的汇聚透镜。

接收光纤阵列500b中的一根光纤传输包含波长为λ1、λ2、λ3、λ4的复合光，复合光经第二汇聚透镜组4222b进行汇聚反射，将一路第一复合光反射至光解复用组件440b，其中，接收光λ1经由透光面、滤波面透过光解复用组件440b，波长为λ2、λ3、λ4的第二复合光经由滤波面反射至第二主反射面4223b，第二主反射面4223b将第二复合光反射至光解复用组件440b的滤波面，接收光λ2经由滤波面透过光解复用组件440b；波长为λ3、λ4的第三复合光经由滤波面反射至第二主反射面4223b，第二主反射面4223b将第三复合光反射至光解复用组件440b的滤波面，接收光λ3经由滤波面透过光解复用组件440b；接收光λ4经由滤波面反射至第二主反射面4223b，第二主反射面4223b将接收光λ4反射至光解复用组件440b的滤波面，经由滤波面透过光解复用组件440b。如此一根光纤传输的复合光经光解复用组件440b、第二主反射面4223b反射分光后分成四路接收光，实现了单光纤中多个波长的接收光同时传输。

光解复用组件440b输出的多路接收光经由汇聚透镜支座430b转换为汇聚光，多路汇聚光分别汇聚至探测器阵列410b中相应的探测器，实现了多路接收光的接收。

在一些实施例中，由于接收光纤阵列500b中四根光纤中的四路复合光经光解复用组件440b、第二主反射面4223b的反射分光后分成16路接收光，16路接收光经汇聚透镜支座430b汇聚后分别射入16个探测器，如此接收光纤阵列500b中四根光纤中16个波长的接收光同时传输。

在一些实施例中，光发射组件、光接收组件的结构并不仅限于上述结构，只要光发射组件能够应用合分光技术减少对光纤的占用量即可。

实施例二

图22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三，图23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二。如图22、图23所示，光发射组件400a包括激光器阵列410a与第一透镜组件420a，第一透镜组件420a和电路板300形成第一容纳腔，激光器阵列410a设置于第一容纳腔内；第一透镜组件420a的顶面设置有凹槽，该凹槽内设置有多个反射面，经由多个反射面将激光器阵列410a发射的多路发射光进行合光。

激光器阵列410a包括多个激光器，用于发射多路不同波长的发射光。多个激光器以行或列分成几组相同的激光器组，每组激光器组包括多个激光器，且多组激光器组并排设置在电路板300的表面上，如此每组激光器组中的多个激光器分别发射多路不同波长的发射光。

具体地，电路板300的表面具有承载面，可以承载多个激光器，多个激光器以阵列的形式进行排列，电路板300长度方向和宽度方向上均设有激光器，其中长度方向上一行激光器设为一组，这样可以实现设置多组激光器。

关于电路板300的长度方向和宽度方向，图23中方向从左至右定义为电路板300的长度方向，方向从前至后定义为电路板300的宽度方向。

在一些实施例中，激光器阵列410a包括16个激光器，在电路板300的长度方向上并排设置有4个激光器，即一行4个激光器为一组，在电路板300的宽度方向上设置有4组激光器，如此将16个激光器以4×4的阵列形式进行排列。

发射光纤阵列500a的一端设置有发射光纤支架510a，发射光纤阵列500a的入光面突出于发射光纤支架510a，发射光纤支架510a插入第一透镜组件420a内，使得发射光纤阵列500a与第一透镜组件420a固定连接，如此激光器阵列410a发射的激光经第一透镜组件420a反射后射入发射光纤阵列500a内。

图24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四，图25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五，图26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六，图27为本申请实施例提供光模块中光发射组件的剖视图二。如图24、图25、图26与图27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与第三连接部4202a-3的内径尺寸不相同，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的形状与发射光纤阵列500a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内，第二连接部4202a-2用于与光纤保护层插接。由于发射光纤阵列500a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的入光端可设置有第一透镜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，能够提高反射后发射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，有助于提高反射后发射光到光纤的耦合精度，进而发射光从第一透镜组件420a耦合至发射光纤阵列500a时光耦合效率增大。

第一透镜组件420a还包括第一顶面4204a，该第一顶面4204a上可设置有第一光口槽4205a，该第一光口槽4205a由第一顶面4204a向电路板300表面延伸，第一光口槽4205a内可设置有第一斜面4211a、第二斜面4213a、第三斜面4215a与第一反射面4209a，沿着第一透镜组件420a内光发射方向，第一斜面4211a、第二斜面4213a、第三斜面4215a、第一反射面4209a与电路板300之间的距离逐渐增加，使得第一斜面4211a、第二斜面4213a、第三斜面4215a、第一反射面4209a与第一光纤插口4202a相对设置。

第一斜面4211a上开设有第一孔洞4212a，该第一孔洞4212a内设置有第一滤波片4301a，该第一滤波片4301a具有反射、透射的作用，相应激光器发射的光通过第一滤波片4301a反射后射入第一光纤插口4202a内。

第二斜面4213a上开设有第二孔洞4214a，该第二孔洞4214a内设置有第二滤波片4302a，该第二滤波片4302a具有反射、透射的作用，相应激光器发射的光通过第二滤波片4302a反射后，再透过第一滤波片4301a射入第一光纤插口4202a内。

第三斜面4215a上开设有第三孔洞4216a，该第三孔洞4216a内设置有第三滤波片4303a，该第三滤波片4303a具有反射、透射的作用，相应激光器发射的光通过第三滤波片4303a反射后，再依次透过第二滤波片4302a、第一滤波片4301a射入第一光纤插口4202a内。

第一反射面4209a具有反射的作用，相应激光器发射的光通过第一反射面4209a反射后，再依次透过第三滤波片4303a、第二滤波片4302a、第一滤波片4301a射入第一光纤插口4202a内。

在一些实施例中，第一顶面4204a上还可设置有第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽与第四凹槽，第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽与第四凹槽相连通，且第一凹槽内设置有第一滤波片4301a，第二凹槽内设置有第二滤波片4302a，第三凹槽内设置有第三滤波片4303a，激光器阵列410a发出的多路发射光经由第一滤波片4301a、第二滤波片4302a、第三滤波片4303a、第一反射面4209a的反射、透射后进行合光。

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，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4208a位于第一滤波片4301a、第二滤波片4302a、第三滤波片4303a与第一反射面4209a的下方，如此激光器阵列410a发射的激光经由准直透镜阵列4208a转换为多路准直光，多路准直光分别射至第一滤波片4301a、第二滤波片4302a、第三滤波片4303a与第一反射面4209a发生反射。

图28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二。如图28所示，将激光器阵列410a中的各个激光器以阵列式固定在电路板300上，将激光器阵列410a中的16个激光器分成4组相同的激光器组；然后将第一透镜组件420a罩设在激光器阵列410a上，上位机经由金手指301向电路板300输入8路200G G 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。

沿电路板300长度方向设置的一组激光器在4路100G电信号驱动下分别发射波长为λ1、λ2、λ3、λ4的发射光，发射光经过准直透镜阵列4208a中相应的准直透镜转换为准直光，四路准直光分别射至第一滤波片4301a、第二滤波片4302a、第三滤波片4303a与第一反射面4209a，如发射波长λ4射至第一反射面4209a，经第一反射面4209a反射后依次透过第三滤波片4303a、第二滤波片4302a与第一滤波片4301a；发射波长λ3射至第三滤波片4303a，经第三滤波片4303a反射后依次透过第二滤波片4302a与第一滤波片4301a；发射波长λ2射至第二滤波片4302a，经第二滤波片4302a反射后透过第一滤波片4301a；发射波长λ1射至第一滤波片4301a，经第一滤波片4301a反射后，反射后的发射波长λ1与透过第一滤波片4301a的发射波长λ2、λ3、λ4合并为一束复合光。如此，四路不同波长的发射光经第一滤波片4301a、第二滤波片4302a、第三滤波片4303a与第一反射面4209a合光后共用一根光纤传输出光模块，实现了单光纤中多个波长的发射光同时传输。

在一些实施例中，由于一组四个激光器发射的四路不同波长的发射光合束后共用一根光纤发射出去，如此四组16个激光器发射的四组不同波长的发射光合束为四路复合光，四路复合光经由四根光纤发射出去，使得发射光纤阵列500a中四根光纤中16个波长的发射光同时传输。

图29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二。如图29所示，光接收组件400b包括探测器阵列410b与第二透镜组件420b，第二透镜组件420b与电路板300形成第二容纳腔，探测器阵列410b设置于第二容纳腔内；第二透镜组件420b的顶面设置有凹槽，该凹槽内设置有多个反射面，经由多个反射面将第二透镜组件420b反射的接收光进行分光。

探测器阵列410b包括多个探测器，用于接收多路不同波长的接收光。多个探测器以行或列分成几组相同的探测器组，每组探测器组包括多个探测器，且多组探测器组并排设置在电路板300的表面上，如此每组探测器组中的多个探测器分别接收多路不同波长的接收光。

具体地，电路板300的表面具有承载面，可以承载多个探测器，多个探测器以阵列的形式进行排列，电路板300长度方向和宽度方向上均设有探测器，其中长度方向上一行探测器设为一组，这样可以实现设置多组探测器。

在一些实施例中，探测器阵列410b包括16个探测器，在电路板300的长度方向上并排设置有4个探测器，即一行4个探测器为一组，在电路板300的宽度方向上设置有4组探测器，如此将16个探测器以4×4的阵列形式进行排列。

接收光纤阵列500b的一端设置有接收光纤支架510b，接收光纤阵列500b的出光面突出于接收光纤支架510b，接收光纤支架510b插入第二透镜组件420b内，使得接收光纤阵列500b与第二透镜组件420b固定连接，如此接收光纤阵列500b传输的接收光经第二透镜组件420b反射后射入探测器阵列410b。

图30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四，图31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五，图32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六，图33为本申请实施例提供的光模块中光接收组件的剖视图二。如图30、图31、图32、图33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的内径尺寸不相同，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的形状与接收光纤阵列500b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内，第二插入部4202b-2用于与光纤保护层插接。由于接收光纤阵列500b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的出光端可设置有第二透镜4210b，该第二透镜4210b用于将接收光纤阵列500b传输至第二透镜组件420b的接收光转换为准直光，准直光经由第二透镜组件420b的反射面进行反射分光。

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，有助于提高接收光到第二透镜组件420b的耦合精度，进而接收光从接收光纤阵列500b耦合至第二透镜组件420b时光耦合效率增大。

第二透镜组件420b还包括第二顶面4204b，该第二顶面4204b上可设置有第二光口槽4205b，该第二光口槽4205b由第二顶面4204b向电路板300表面延伸，第二光口槽4205b内可设置有第四斜面4211b、第五斜面4213b、第六斜面4215b与第二反射面4209b，沿着第二透镜组件420b内光接收方向，第四斜面4211b、第五斜面4213b、第六斜面4215b、第二反射面4209b与电路板300之间的距离逐渐增加，使得第四斜面4211b、第五斜面4213b、第六斜面4215b、第二反射面4209b与第二光纤插口4202b相对设置。

第四斜面4211b上开设有第四孔洞4212b，该第四孔洞4212b内设置有第五滤波片4301b，该第五滤波片4301b具有反射、透射的作用，射入第二透镜组件420b的接收光通过第五滤波片4301b反射后射入相应的探测器。

第五斜面4213b上开设有第五孔洞4214b，该第五孔洞4214b被设置有第六滤波片4302b，该第六滤波片4302b具有反射、透射的作用，射入第二透镜组件420b的接收光透过第五滤波片4301b，再经由第六滤波片4302b反射后射入相应的探测器。

第六斜面4215b上开设有第六孔洞4216b，该第六孔洞4216b内设置有第七滤波片4303b，该第七滤波片4303b具有反射、透射的作用，射入第二透镜组件420b的接收光依次透过第五滤波片4301b、第六滤波片4302b，再经由第七滤波片4303b反射后射入相应的探测器。

第二反射面4209b具有反射的作用，射入第二透镜组件420b的接收光依次透过第五滤波片4301b、第六滤波片4302b、第七滤波片4303b，再经由第二反射面4209b反射后射入相应的探测器。

在一些实施例中，第二顶面4204b上还可设置第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽与第四凹槽，第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽与第四凹槽相连通，且第一凹槽内设置有第五滤波片4301b，第二凹槽内设置有第六滤波片4302b，第三凹槽内设置有第七滤波片4303b，接收光纤阵列500b射入第二透镜组件420b的接收光经由第五滤波片4301b、第六滤波片4302b、第七滤波片4303b与第二反射面4209b的反射、透射后进行分光。

第二透镜组件420b还包括第二底面4206b，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，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4208b位于第五滤波片4301b、第六滤波片4302b、第七滤波片4303b与第二反射面4209b的下方，如此经第五滤波片4301b、第六滤波片4302b、第七滤波片4303b与第二反射面4209b反射分光的四路接收光经由汇聚透镜阵列4208b转换为四路汇聚光，四路汇聚光分别射至探测器阵列410b中相应的探测器。

图34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二。如图34所示，将探测器阵列410b中的各个探测器以阵列式固定在电路板300上，将探测器阵列410b中的16个探测器分成4组相同的探测器组；然后将第二透镜组件420b罩设在探测器阵列410b上，使得第二透镜组件420b内的第五滤波片4301b、第六滤波片4302b、第七滤波片4303b与第二反射面4209b与一组探测器组的各探测器相对设置；然后将接收光纤阵列500b插入第二透镜组件420b的第二光纤插口4202b内。

接收光纤阵列500b中一根光纤传输包含波长为λ1、λ2、λ3、λ4的第一复合光，第一复合光经由第二光纤插口4202b射入第二透镜组件420b内，第一复合光射至第五滤波片4301b时，接收光λ1在第五滤波片4301b处发生反射，反射后的接收光λ1经由汇聚透镜阵列4208b汇聚至相应的探测器；包含波长为λ2、λ3、λ4的第二复合光透过第五滤波片4301b射至第六滤波片4302b，接收光λ2在第六滤波片4302b处发生反射，反射后的接收光λ2经由汇聚透镜阵列4208b汇聚至相应的探测器；包含波长为λ3、λ4的第三复合光依次透过第五滤波片4301b、第六滤波片4302b射至第七滤波片4303b，接收光λ3在第七滤波片4303b处发生反射，反射后的接收光λ3经由汇聚透镜阵列4208b汇聚至相应的探测器；接收光λ4依次透过第五滤波片4301b、第六滤波片4302b、第七滤波片4303b射至第二反射面4209b，接收光λ4在第二反射面4209b发生反射，反射后的接收光λ4经由汇聚透镜阵列4208b汇聚至相应的探测器。如此，四路不同波长的复合光共用一根光纤传输至第二透镜组件420b，复合光经第五滤波片4301b、第六滤波片4302b、第七滤波片4303b、第二反射面4209b反射分光，实现了单光纤中多个波长的接收光同时传输。

接收光纤阵列500b中四根光纤传输的四路复合光经第二透镜组件420b反射分成16路接收光，16路接收光经探测器阵列410b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100GPAM4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。

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；采用SWDM4波分复用技术，将4路不同波长的光信号共用同一根光纤，使得光纤数量减少为通道数的1/4；从而实现了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 (9)

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，所述激光器阵列设置于所述电路板上，用于发射多路光信号，多路光信号在所述第一透镜组件内合成多路复合光；其中，所述激光器阵列为VCSEL激光器阵列；

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，所述探测器阵列设置于所述电路板上，所述第二透镜组件用于将输入的多路复合光进行分光，分光后的接收光分别汇聚至所述探测器阵列；

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，所述逆向变速箱输出的低速电信号路数为输入的高速电信号路数的至少两倍，所述高速电信号与所述低速电信号为相同模式的电信号，所述低速电信号驱动所述VCSEL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，所述变速箱输入的低速电信号路数为输出的高速电信号路数的至少两倍，所述高速电信号与所述低速电信号为相同模式的电信号，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 PAM4电信号，所述低速电信号为100Gb/s PAM4电信号。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光发射组件还包括：

第一透镜组件，其内设置有第一容纳腔，所述激光器阵列位于所述第一容纳腔内；其一端设置有第一主反射面与第一汇聚透镜反射面，所述第一主反射面在所述电路板方向的投影覆盖所述激光器阵列，所述第一汇聚透镜反射面用于将所述复合光汇聚反射至所述发射光纤阵列；

准直透镜支座，位于所述第一容纳腔内，用于对所述激光器阵列发射的多路发射光进行准直；

波分复用组件，位于所述第一容纳腔内，其在所述电路板方向的投影覆盖所述准直透镜支座、所述激光器阵列，用于与所述第一主反射面配合对多路发射光进行反射合光，合光后的复合光射至所述第一汇聚透镜反射面。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第一主反射面倾斜设置，所述波分复用组件固定于所述第一容纳腔倾斜设置的内壁上。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一透镜组件的顶面上设置有第一光口槽，所述第一光口槽内并排设置有第一斜面、第二斜面、第三斜面与第一反射面，所述第一斜面、所述第二斜面、所述第三斜面与所述第一反射面在所述电路板方向的投影覆盖所述激光器阵列；所述第一斜面内设置有第一滤波片，所述第二斜面内设置有第二滤波片，所述第三斜面内设置有第三滤波片；

所述第一反射面用于对所述激光器阵列中相应激光器发出的发射光进行反射，反射后的发射光依次透过所述第三滤波片、所述第二滤波片与所述第一滤波片；

所述第三滤波片用于对所述激光器阵列中相应激光器发出的发射光进行反射，反射后的发射光依次透过所述第二滤波片与所述第一滤波片；

所述第二滤波片用于对所述激光器阵列中相应激光器发出的发射光进行反射，反射后的发射光透过所述第一滤波片；

所述第一滤波片用于对所述激光器阵列中相应激光器发出的发射光进行反射，反射后的发射光与透过所述第一滤波片的发射光进行合光。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光接收组件还包括：

第二透镜组件，其内设置有第二容纳腔，所述探测器阵列位于所述第二容纳腔内；其一端设置有第二主反射面与第二汇聚透镜反射面，所述第二主反射面在所述电路板方向的投影覆盖所述探测器阵列，所述第二汇聚透镜反射面用于将所述接收光纤阵列传输的复合光反射至所述第二容纳腔内；

波分解复用组件，位于所述第二容纳腔内，其在所述电路板方向的投影覆盖所述探测器阵列，用于接收所述复合光，与所述第二主反射面配合对多路所述复合光进行反射分光；

汇聚透镜支座，位于所述第二容纳腔内，用于将分光后的接收光分别汇聚至所述探测器阵列。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第二主反射面倾斜设置，所述波分解复用组件固定于所述第二容纳腔倾斜设置的内壁上。

8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第二透镜组件的顶面上设置有第二光口槽，所述第二光口槽内并排设置有第四斜面、第五斜面、第六斜面与第二反射面，所述第四斜面、所述第五斜面、所述第六斜面与所述第二反射面在所述电路板方向的投影覆盖所述探测器阵列；

所述第四斜面内设置有第五滤波片，所述第五斜面内设置有第六滤波片，所述第六斜面内设置有第七滤波片，所述第五滤波片、所述第六滤波片、所述第七滤波片与所述第二反射面用于所述复合光依次进行滤波、反射分光。

9.根据权利要求1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。