CN115453694A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供的光模块，包括电路板、光源、硅光芯片、光纤带与光纤连接器，光源用于产生光束；硅光芯片设置于电路板上，包括光输出波导，用于将光束调制成信号光；光纤带包括第一光纤、第二光纤与第三光纤，光源通过第三光纤与硅光芯片连接，硅光芯片通过第一光纤、第二光纤与光纤连接器连接，以实现光的收发。将第一光纤与硅光芯片耦合连接时，光输出波导的出光面与第一光纤的光纤端面之间存在间隙，易造成光输出波导的光回损，本申请将光输出波导的出光面与第一光纤的光纤端面之间形成锐角，改变了信号光在光纤端面反射时的出射角，使得反射后的信号光无法进入光输出波导，从而有效降低了硅光芯片光接口处的光回损，提高了光模块的传输性能。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及光纤通信技术领域，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。

现有的光模块通常可以包括：用于产生光信号的光源、实现光电转换功能的硅光芯片、与该硅光芯片耦合连接的光纤带、与光纤带耦合连接的光接口，光纤带可以向该硅光芯片输入光信号，还可以接收由硅光芯片输出的光信号。硅光芯片与光纤带耦合时，硅光芯片的光接口、与硅光芯片耦合的光纤带端面、与光源耦合的光纤带端面、光接口端面等处都会存在反射，导致光模块的光回损超标，影响光模块的传输性能。

发明内容

本申请实施例提供了一种光模块，以解决目前光模块内各器件之间的光接口处存在反射，导致光模块的光回损超标的问题。

第一方面，本申请提供了一种光模块，包括：

电路板；

光源，用于产生光束；

硅光芯片，设置于所述电路板上，包括光输出波导；用于将所述光束调制成信号光，并通过所述光输出波导将所述信号光发射出去；

光纤带，包括第一光纤、第二光纤与第三光纤，所述第一光纤的一端与所述光输出波导的出光面耦合连接，所述光输出波导的出光面与所述第一光纤的光纤端面之间存在间隙，且所述光输出波导的出光面与所述第一光纤的光纤端面之间形成锐角；所述第二光纤的一端与所述硅光芯片的入光口耦合连接，以实现光的接收；所述光源通过所述第三光纤与所述硅光芯片连接；

光纤连接器，与所述第一光纤的另一端、所述第二光纤的另一端连接。

第二方面，本申请提供了一种光模块，包括：

电路板；

光源，用于产生光束；

硅光芯片，设置于所述电路板上，包括光输入波导；用于将光信号转换为电信号；

光纤带，包括第一光纤、第二光纤与第三光纤，所述第一光纤的一端与所述硅光芯片的出光口耦合连接，以实现光的发射；所述第二光纤的一端与所述光输入波导的入光面耦合连接，所述光输入波导的入光面与所述第二光纤的光纤端面之间存在间隙，且所述光输入波导的入光面与所述第二光纤的光纤端面之间形成锐角；所述光源通过所述第三光纤与所述硅光芯片连接；

光纤连接器，与所述第一光纤的另一端、所述第二光纤的另一端连接。

本申请提供的光模块包括电路板、光源、硅光芯片、光纤带与光纤连接器，光源用于根据电路板的供电电路产生光束；硅光芯片设置于电路板上，包括光输出波导，用于将光束调制成信号光，并通过光输出波导将信号光发射出去；光纤带包括第一光纤、第二光纤与第三光纤，第三光纤的一端与光源连接、另一端与硅光芯片耦合连接，以将光束传输至硅光芯片，经由硅光芯片将光束调制成信号光；第一光纤的一端与硅光芯片耦合连接、另一端与光纤连接器连接，以将调制后的信号光传输至光纤连接器，实现光的发射；第二光纤的一端与硅光芯片耦合连接、另一端与光纤连接器连接，以将光纤连接器接收的信号光传输至硅光芯片内，经由硅光芯片转换为电信号，实现光的接收。硅光芯片与第一光纤耦合连接时，硅光芯片内光输出波导的出光面与第一光纤的光纤端面之间存在间隙，信号光由出光面射至光纤端面时，因介质发生变化，信号光易在第一光纤的光纤端面处发生反射，反射后的信号光重新进入光输出波导，造成硅光芯片光接口的光回损。本申请将光输出波导的出光面与第一光纤的光纤端面之间形成锐角，能够改变信号光在光纤端面反射时的出射角，使得反射后的信号光无法进入光输出波导，从而可有效降低硅光芯片光接口处的光回损，进而提高光模块的传输性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，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。

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为本申请实施例提供的一种光模块结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种光模块分解结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、硅光芯片、光纤带与光接口的装配示意图；

图6本申请实施例提供的一种光模块中电路板、硅光芯片、光纤带与光接口的另一角度装配示意图；

图7为本申请实施例提供的一种光模块中硅光芯片、光源、光纤带与光接口的连接示意图；

图8为本申请实施例提供的一种光模块中硅光芯片的剖面结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的耦合示意图；

图10为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的耦合侧视图；

图11为示例性的硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图一；

图12为示例性的硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图二；

图13为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片的一种结构侧视图；

图14为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图一；

图15为本申请实施例提供的一种光模块中第一光纤的一种局部结构侧视图；

图16为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图二；

图17为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图三；

图18为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图四；

图19为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图五；

图20为示例性的硅光电路芯片与第二光纤的光传输路径示意图。

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终端100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接；

光纤101的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的光网络终端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、光模块、光网络终端及网线，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；光网络终端是光模块的上位机，向光模块提供数据信号，并接收来自光模块的数据信号，常见的光模块上位机还有光线路终端等。

图2为光网络终端结构示意图。如图2所示，在光网络终端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内部设置有电连接器，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部。

光模块200插入光网络终端中，具体为光模块的电口插入笼子106内部的电连接器，光模块的光口与光纤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，从而使笼子内部设置有电连接器；光模块插入笼子中，由笼子固定光模块，光模块产生的热量传导给笼子106，然后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结构示意图，图4为本申请实施例提供光模块分解结构示意图。如图3、图4所示，与前述实施例提供的光模块结构的不同之处在于，本实施例中，由硅光芯片400代替光收发器件实现光模块的光电转换。具体地，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、电路板300、光硅光芯片400、光纤带500、光源600与光纤连接器700。

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方形体，具体地，下壳体包括主板以及位于主板两侧、与主板垂直设置的两个侧板；上壳体包括第三壳体，第三壳体盖合在上壳体的两个侧板上，以形成包裹腔体；上壳体还可以包括位于第三壳体两侧、与第三壳体垂直设置的两个侧壁，由两个侧壁与两个侧板结合，以实现上壳体盖合在下壳体上。

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，电路板的金手指从电口204伸出，插入光网络终端等上位机中；另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接光模块内部的硅光芯片400；电路板300、硅光芯片400、光纤带500、光源600、光纤连接器700等光电器件位于包裹腔体中。

采用上壳体、下壳体结合的装配方式，便于将电路板300、硅光芯片400、光纤带500、光源600、光纤连接器700等器件安装到壳体中，由上壳体、下壳体形成光模块最外层的封装保护壳体；上壳体及下壳体一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；一般不会将光模块的壳体做成一体部件，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽部件无法安装，也不利于生产自动化。

电路板300具有供电电路及信号电路，用于供电及信号电连接。光纤连接器700包括光接口，光接口设置在光模块200的光口205处，用于接收来自电路板300的电信号经过转换而成的光信号，以及发射光信号，经过转换而成电信号发送至电路板300。光接口的一端设有光口塞，光口塞与光接口嵌入连接，用于在光模块不使用时，起到密封作用，避免长时间暴露而受到粉尘污染。光口塞可采用橡胶材质，具有柔性，能够起到很好的密封效果。

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部件；拉动解锁部件的末端可以在使解锁部件在外壁的表面相对移动；光模块插入上位机的笼子里，由解锁部件的卡合部件将光模块固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁部件，解锁部件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上设置有电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、MOS管)及芯片(如MCU、激光驱动芯片、限幅放大芯片、时钟数据恢复CDR、电源管理芯片、数据处理芯片DSP)等。

电路板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。

电路板300上的芯片可以是多功能合一芯片，比如将激光驱动芯片与MCU芯片融合为一个芯片，也可以将激光驱动芯片、限幅放大器芯片及MCU融合为一个芯片，芯片是电路的集成，但各个电路的功能并没有因为集合而消失，只是电路呈现形态发生改变，芯片中仍然具有该电路形态。所以，当电路板上设置有MCU、激光驱动芯片及限幅放大器芯片三个独立芯片，这与电路板300上设置一个三功能合一的单个芯片，方案是等同的。

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；当光收发器件位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳的承载；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；这些都是柔性电路板不便于实现的。

部分光模块中也会使用柔性电路板，作为硬性电路板的补充；柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，如硬性电路板与光收发器件之间可以采用柔性电路板连接。

光收发器件包括光发射部件及光接收部件两部分，分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。光发射部件及光接收部件可以结合在一起，也可以相互独立。本申请实施例提供的光发射部件及光接收部件结合在一起，形成光收发一体结构。

为实现光模块的光电转换，在电路板300上设置硅光芯片400，硅光芯片400可同时将光源600根据电路板300的供电电路和信号电路产生的出射光调制成满足需求的出射光信号发送至光纤连接器700，以及，将来自光纤连接器700的光信号调制成电信号发送至电路板300，可作为光收发一体件使用，实现光电信号的转换。

硅光芯片400的一端与电路板300的信号电路连接，硅光芯片400的另一端通过光纤带500与光纤连接器700连接。在进行光电转换时，硅光芯片400用于通过光纤带500项光纤连接器700发射光信号，以及，通过光纤带500接收来自光纤连接器700的光信号。

光纤带500的一端与硅光芯片400耦合连接，光纤带500的另一端与光纤连接器700连接，用于实现光信号的收发。为此，光纤带500可包括两组光纤，即第一光纤和第二光纤，由第一光纤实现硅光芯片400调制后的光信号向光纤连接器700的传输，由第二光纤实现来自光纤连接器700的光信号传输至硅光芯片400，经过调制形成电信号后发送至电路板300。

图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、硅光芯片、光纤带、光源与光接口的装配示意图，图6为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、硅光芯片、光纤带、光源与光接口的另一角度装配示意图，图7为本申请实施例提供的一种光模块中硅光芯片、光纤带、光源与光接口的装配示意图。如图5、图6、图7所示，光纤带500包括：相互平行设置的第一光纤510和第二光纤520，第一光纤510的一端与硅光芯片400的出光口耦合连接，第一光纤510的另一端与光接口710连接，第一光纤510用于接收经过硅光芯片400调制后的出射光信号，并传输至光接口710，以实现光的发射。第二光纤520的一端与硅光芯片400的入光口耦合连接，第二光纤520的另一端与光接口710连接，第二光纤520用于接收光接口710发出的接收光信号，接收光信号经过硅光芯片400调制后得到电信号发送至电路板300，以实现光的接收。

硅光芯片400用于实现光的调制，以使光信号的功率符合光模块的使用需求，但由于硅光芯片400无法发光，在光发射过程中，需要利用外接光源实现光信号的发射。为此，本实施例提供的光模块还包括光源600，光源600可设置在电路板300上，与电路板300的供电电路连接，用于产生光束；光源600也可不设置在电路板300上，通过金线与电路板300的供电电路连接，用于产生光束。光源600通过第三光纤530与硅光芯片400连接，第三光纤530的一端耦合连接硅光芯片400，第三光纤530的另一端连接光源600，光源600产生的出射光经过第三光纤530进入硅光芯片400中。

光源600内封装有激光芯片，在光发射过程中，电路板300对光源600供电，驱动光源600产生出射光，硅光芯片400通过第三光纤530接收光源600产生的出射光，对出射光进行调制得到出射光信号，使得出射光信号的光功率符合光模块的光需求，调制后的光信号经过第一光纤510发送至光接口710。

光源600内设置的激光芯片可为多个，具体的设置数量可根据光模块的使用需求而定，即根据硅光芯片400的调制光的光路设置，如果硅光芯片400可实现三路入射光和四路出射光的调制，那么激光芯片则需要设置三个，每个激光芯片发射的光进入硅光芯片400中对应的光输入波导中。

然而，光源600产生的光束通过第三光纤530传输至硅光芯片400时，光束容易在第三光纤530与硅光芯片400的耦合端面处发生反射，导致部分反射光信号通过第三光纤530重新进入光源600，造成光回损。另外，经过硅光芯片400调制后的光信号通过第一光纤510传输至光接口710时，由于硅光芯片400的出光面与第一光纤510的光纤端面之间存在间隙，光信号由出光面射出传输至第一光纤510的光纤端面处时，因介质发生变化，光信号在射至第一光纤510的光纤端面处时易发生反射，导致部分反射光信号重新进入硅光芯片400，造成光回损；第一光纤510的出光面与光接口710的入光端面之间同样存在间隙，光信号由第一光纤510射入光接口710的接口端面时，因介质发生变化，光信号在射至光接口710的接口端面时易发生反射，导致部分反射光信号重新进入第一光纤510内，造成光回损。还有，光接口710接收的光信号通过第二光纤520传输至硅光芯片400时，由于光接口710的出光端面与第二光纤520的入光面之间存在间隙，光接口710接收到光信号由出光端面射入第二光纤520的入光面时，因介质发生变化，光信号在射至第二光纤520的入光面处易发生反射，导致部分反射光信号重新进入光接口710，造成光回损；第二光纤520的出光面与硅光芯片400的入光面之间同样存在间隙，光信号由第二光纤520输入硅光芯片400的入光面时，因介质发生变化，光信号在射至硅光芯片400的入光面处易发生反射，导致部分反射光信号重新进入第二光纤520内，造成光回损。

在已有光模块中，当光模块回损指标测试不满足要求的情况时，通常在光源600内部采用光隔离器的方式来隔离通过第三光纤530反射回光源600的光信号，这样能够改善部分回损指标。但对于第一光纤510与光接口710耦合连接处的光回损、第二光纤520与硅光芯片400耦合连接处的光回损并没有很好的改善方法。

图8为本申请实施例提供的一种光模块中硅光芯片的剖面结构示意图，图9为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的耦合示意图。如图8、图9所示，本申请实施例提供的硅光芯片400包括盖板410、基板420与硅光电路芯片430，硅光电路芯片430设置于基板420上，通过基板420支撑固定硅光电路芯片430；盖板410盖合于基板420上，以将硅光电路芯片430置于盖板410与基板420组成的容纳腔体内。

在本申请实施例中，盖板410与基板420朝向光纤带500的一端均设有开口，该开口内设置有入光口与出光口，第一光纤510的一端通过出光口与硅光电路芯片430耦合连接，如此硅光电路芯片430调制后的光信号通过出光口、第一光纤510传输至光接口710；第二光纤520的一端通过入光口与硅光电路芯片430耦合连接，如此光接口710接收的光电信号通过第二光纤520、入光口传输至硅光电路芯片430内，进行光电转换。

为方便硅光芯片400与光纤带500耦合连接，光纤带500朝向硅光芯片400的一端设置有光纤支架540，该光纤支架540朝向硅光芯片400的一端与硅光电路芯片430通过光学胶水粘接固定。具体地，硅光芯片400还包括连接件440，该连接件440的一端与硅光电路芯片430的上端面固定连接、另一端伸出硅光芯片400与光纤支架540的上端面固定连接，从而通过连接件440将光纤支架540吊挂于硅光电路芯片430的出光面附近，使得硅光电路芯片430的出光面/入光面与光纤支架540内的光纤对应安装。且光纤支架540安装至连接件440上时，光纤支架540内光纤端面与硅光电路芯片430的出光面/入光面之间存在预设距离，以保证硅光电路芯片430与光纤的耦合连接。

该光纤支架540设有贯穿的通孔，该通孔一端的端面朝向硅光芯片400、另一端的端面背向硅光芯片400，如此第一光纤510、第二光纤520插入该通孔内，如此第一光纤510插入光纤支架540与硅光芯片400的出光口耦合连接，第二光纤520插入光纤支架540与硅光芯片400的入光口耦合连接。

图10为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的耦合侧视图。如图10所示，硅光电路芯片430包括二氧化硅层4310与硅基层4320，二氧化硅层4310设置于硅基层4320上，二氧化硅层4310内设置有光输出波导4330，该光输出波导4330朝向第一光纤510的出光面4340与二氧化硅层4310朝向第一光纤510的第一端面相平齐，以方便将光输出波导4330射出的信号光射入第一光纤510内。

第一光纤510包括纤芯5110、包层5120与包覆盖板5130，包层5120包裹于纤芯5110的外侧，包覆盖板5130包裹于包层5120的外侧，且纤芯5110与光输出波导4330的出光面4340对应设置。在本申请实施例中，第一光纤510的光纤端面5140为纤芯5110的光纤端面。

图11为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图一。如图11所示，二氧化硅层4310与硅基层4320左右方向的长度尺寸可一致，即二氧化硅层4310朝向第一光纤510的第一端面与硅基层4320朝向第一光纤510的端面平齐，且与第一光纤510的光纤端面存在相同的间距。二氧化硅层4310内光输出波导4330的出光面4340与第一光纤510的光纤端面5140相平行，如光输出波导4330的出光面4340与第一光纤510的光纤端面5140均为垂直面(垂直于电路板300)或相互平行的斜面，由光输出波导4330的出光面4340射出的信号光垂直射入第一光纤510的光纤端面5140，由于光输出波导4330的出光面4340与第一光纤510的光纤端面5140之间存在间距，信号光由出光面4340射至光纤端面5140时，介质发生变化，信号光易在光纤端面5140处发生反射，即垂直入射的信号光在光纤端面5140处发生反射，反射后的信号光沿原路返回光输出波导4330内，造成光回损。

图12为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图二。如图12所示，二氧化硅层4310与硅基层4320左右方向的长度尺寸也可不一致，即二氧化硅层4310朝向第一光纤510的第一端面与硅基层4320朝向第一光纤510的端面并不平齐，硅光电路芯片430的第一端面与第一光纤510的光纤端面5140之间的距离大于硅基层4320的端面与第一光纤510的光纤端面5140之间的距离，硅基层4320突出于二氧化硅层4310的部分设有第二端面4350，第二端面4350与第一端面相连接，且第二端面4350上设置有反射面，由于光输出波导4330的出光面4340与第一光纤510的光纤端面5140之间存在间距，信号光由出光面4340射至光纤端面5140时，介质发生变化，信号光易在光纤端面5140处发生反射，即光输出波导4330由出光面4340输出信号光时，信号光传输至第二端面4350时发生反射，反射后的信号光传输至第一光纤510的光纤端面5140，反射后的信号光透过光纤端面5140可能会进入第一光纤510内，造成光回损。

图13为本申请实施例提供的一种光模块中新的硅光电路芯片的侧视图，图14为本申请实施例提供的一种光模块中新的硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图一。如图13、图14所示，在本申请实施例中，为了避免光输出波导4330射出的信号光在第一光纤510的光纤端面5140处发生反射，反射后的信号光重新射入光输出波导4330，可将硅光电路芯片430中光输出波导4330的出光面4340设置成斜面，而第一光纤510的光纤端面5140仍为垂直面。该斜面背向第一光纤510倾斜，即由左上方向右下方倾斜，使得出光面4340与第一光纤510的光纤端面5140成一定角度α，如此光输出波导4330输出的信号光无法垂直射至第一光纤510的光纤端面5140，由出光面4340射出的信号光首先传输至第二端面4350处，并在第二端面4350处发生反射，然后反射后的信号光传输至第一光纤510的光纤端面5140，部分反射后的信号光经由光纤端面5140进入第一光纤510内，部分反射后的信号光在光纤端面5140处再次发生反射。

由于光输出波导4330的出光面4340为斜面，增加了光输出波导4330出射信号光的光出射角，光出射角增大后，经过第二端面4350的反射后，反射至光纤端面5140的信号光入射角较大，较大入射角的信号光经光纤端面5140的再次反射后，再次反射后的信号光出射角较大，可以保证再次反射后的信号光不会重新进入光输出波导4330内，从而可降低硅光芯片400与第一光纤510耦合面的光回损。

在本申请实施例中，为了保证光输出波导4330射出的信号光经第二端面4350反射、经光纤端面5140再次反射后无法进入光输出波导4330内，光输出波导4330的出光面4340与第一光纤510的光纤端面5140之间的角度α为8～11°。

进一步地，除了将光输出波导4330的出光面4340设置成斜面、第一光纤510的光纤端面5140设置为垂直面来降低硅光芯片400光接口处的光回损外，本申请还可将光输出波导4330的出光面4340设置成垂直面、第一光纤510的光纤端面5140设置为斜面来降低硅光芯片400光接口处的光回损。

图15为本申请实施例提供的一种光模块中第一光纤的局部结构示意图，图16为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图二。如图15、图16所示，为了避免光输出波导4330射出的信号光在第一光纤510的光纤端面5140处发生反射，反射后的信号光重新射入光输出波导4330，还可将第一光纤510的光纤端面5140设置为斜面，而硅光电路芯片430中光输出波导4330的出光面4340设置为垂直面。光纤端面5140的斜面朝向硅光电路芯片430倾斜，即由左上方向右下方倾斜，使得光纤端面5140与出光面4340成一定角度β，如此光输出波导4330输出的信号光传输至第二端面4350处，并在第二端面4350处发生反射，反射后的信号光传输至第一光纤510的光纤端面5140，部分反射后的信号光经由光纤端面5140进入第一光纤510内，部分反射后的信号光在光纤端面5140处再次发生反射。

由于第一光纤510的光纤端面5140为斜面，增大了信号光射入光纤端面5140的入射角，从而也增大了信号光在光纤端面5140处再次反射的出射角，使得再次反射后的信号光以较大角度在光纤端面5140处反射，反射后的信号光不会进入光输出波导4330内，从而可降低硅光芯片400与第一光纤510偶合面的光回损。

在本申请实施例中，为了保证光输出波导4330射出的信号光经第二端面4350反射、经光纤端面5140再次反射后无法进入光输出波导4330内，第一光纤510的光纤端面5140与光输出波导4330的出光面4340之间的角度β为6～9°。

进一步地，除了将光输出波导4330的出光面4340设置成垂直面、第一光纤510的光纤端面5140设置为斜面来降低硅光芯片400光接口处的光回损外，本申请还可将光输出波导4330的出光面4340与第一光纤510的光纤端面5140均设置成斜面来降低硅光芯片400光接口处的光回损。

图17为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图三。如图17所示，为了避免光输出波导4330射出的信号光在第一光纤510的光纤端面5140处发生反射，反射后的信号光重新射入光输出波导4330，还可将硅光电路芯片430中光输出波导4330的出光面4340设置成斜面，第一光纤510的光纤端面5140也设置成斜面，但出光面4340的斜面与光纤端面5140的斜面并不平行。出光面4340背向第一光纤510倾斜，即由左上方向右下方倾斜，使得出光面4340与硅基层4320朝向第一光纤510的第三端面4360成一定角度α；光纤端面5140的斜面朝向硅光电路芯片430倾斜，即由左上方向右下方倾斜，使得光纤端面5140与硅基层4320朝向第一光纤510的第三端面4360成一定角度β，如此光输出波导4330输出的信号光传输至第二端面4350处，并在第二端面4350处发生反射，反射后的信号光传输至第一光纤510的光纤端面5140，部分反射后的信号光经由光纤端面5140进入第一光纤510内，部分反射后的信号光在光纤端面5140处再次发生反射。

由于光输出波导4330的出光面4340为斜面，增加了光输出波导4330出射信号光的光出射角，光出射角增大后，经过第二端面4350的反射后，反射至光纤端面5140的信号光入射角较大，较大入射角的信号光经光纤端面5140的再次反射后，再次反射后的信号光出射角较大；另外，由于第一光纤510的光纤端面5140为斜面，增大了信号光射入光纤端面5140的入射角，从而也增大了信号光在光纤端面5140处再次反射的出射角，使得再次反射后的信号光以较大角度在光纤端面5140处反射。如此可以保证再次反射后的信号光不会重新进入光输出波导4330内，从而可降低硅光芯片400与第一光纤510耦合面的光回损。

在本申请实施例中，为了保证光输出波导4330射出的信号光经第二端面4350反射、经光纤端面5140再次反射后无法进入光输出波导4330内，光输出波导4330的出光面4340与硅基层4320的第三端面4360之间的角度α为8～11°，第一光纤510的光纤端面5140与硅基层4320的第三端面4360之间的角度β为6～9°。

进一步地，除了将光输出波导4330的出光面4340与第一光纤510的光纤端面5140均设置成斜面来降低硅光芯片400光接口处的光回损外，本申请还可将光输出波导4330的出光面4340与第一光纤510的光纤端面5140均设置成垂直面，且在光纤端面5140朝向硅光芯片400的一侧设置有增透膜，通过增透膜来吸收在光纤端面5140再次反射的信号光，以此来降低硅光芯片400光接口出的光回损。

图18为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图四。如图18所示，为了避免光输出波导4330射出的信号光在第一光纤510的光纤端面5140处发生反射，反射后的信号光重新射入光输出波导4330，还可将光输出波导4330的出光面4340设置成垂直面，将第一光纤510的光纤端面5140设置成垂直面，并在光纤端面5140朝向硅光芯片400的一侧设置第一金属增透膜5150，该增透膜粘贴在光纤端面5140朝向硅光芯片400的一侧。

如此，光输出波导4330由出光面4340输出的信号光垂直入射第一光纤510的光纤端面5140时，垂直入射的信号光直接透过第一金属增透膜5150输入第一光纤510内，而不会在光纤端面5140处发生反射，也就不会有反射光射入光输出波导4330内；或者，光输出波导4330由出光面4340射出的信号光传输至第二端面4350处，并在第二端面4350处发生反射，反射后的信号光传输至第一光纤510的光纤端面5140，由于光纤端面5140的一侧设置有第一金属增透膜5150，第二端面4350反射后的信号光传输至光纤端面5140后，信号光经过第一金属增透膜5150与光纤端面5140直接进入第一光纤510内，而不会在光纤端面5140处再次发生反射，也就不会有再次反射后的信号光进入光输出波导4330内，从而可降低硅光芯片400与第一光纤510耦合面的光回损。

在本申请实施例中，为了保证光输出波导4330射出的信号光经由第一金属增透膜5150、光纤端面5140直接进入第一光纤510内的纤芯5110内，同时又不能使第一金属增透膜5150的侧面与硅光电路芯片430的第三端面4360接触，第一金属增透膜5150的厚度为5～20微米。

在光纤端面5140的一侧设置第一金属增透膜5150时，可直接在光纤端面5140朝向硅光芯片400的一侧镀上一层第一金属增透膜5150，且第一金属增透膜5150的镀层厚度为预设厚度，增加光纤端面5140的增透性，使得信号光直接透过光纤端面5140进入第一光纤510内；也可加工预设厚度的第一金属增透膜5150，然后将第一金属增透膜5150的一侧与光纤端面5140的一侧通过胶水粘接在一起，使得信号光直接透过光纤端面5140进入第一光纤510内。

进一步地，除了将光输出波导4330的出光面4340与第一光纤510的光纤端面5140均设置成垂直面，且在光纤端面5140朝向硅光芯片400的一侧设置有增透膜，通过增透膜来避免信号光在光纤端面5140再次反射，以此来降低硅光芯片400光接口出的光回损外，本申请还可将光输出波导4330的出光面4340设置成垂直面，第一光纤510的光纤端面5140设置成斜面，且在光纤端面5140的斜面上设置增透膜，通过增透膜来避免信号光在光纤端面5140再次反射，以此来降低硅光芯片400光接口出的光回损。

图19为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第一光纤的光传输路径示意图五。如图19所示，为了避免光输出波导4330射出的信号光在第一光纤510的光纤端面5140处发生反射，反射后的信号光重新射入光输出波导4330，还可将光输出波导4330的出光面4340设置成垂直面，第一光纤510的光纤端面5140设置成斜面，并在斜面朝向硅光芯片400的一侧设置第二金属增透膜5160。光纤端面5140的斜面朝向硅光电路芯片430倾斜，即由左上方向右下方倾斜，使得光纤端面5140与光输出波导4330的出光面4340成一定角度δ，如此光输出波导4330输出的信号光传输至第二端面4350处，并在第二端面4350处发生反射，反射后的信号光传输至第一光纤510的光纤端面5140。

由于第一光纤510的光纤端面5140为斜面，增大了信号光射入光纤端面5140的入射角，从而也增大了信号光在光纤端面5140处再次反射的出射角，使得再次反射后的信号光以较大角度在光纤端面5140处反射，反射后的信号光不会进入光输出波导4330内，从而可降低硅光芯片400与第一光纤510偶合面的光回损。

另外，由于光纤端面5140朝向硅光芯片400的一侧设置有第二金属增透膜5160，第二端面4350反射后的信号光传输至光纤端面5140后，信号光经过第二金属增透膜5160与光纤端面5140直接进入第一光纤510内，而不会在光纤端面5140处再次发生反射，也就不会有再次反射后的信号光进入光输出波导4330内，从而可进一步降低硅光芯片400与第一光纤510耦合面的光回损。

在本申请实施例中，为了保证光输出波导4330射出的信号光经第二端面4350反射、经光纤端面5140再次反射后无法进入光输出波导4330内，第一光纤510的光纤端面5140与光输出波导4330的出光面4340之间的角度δ为6～9°。同时，为了避免第二金属增透膜5160的侧面与硅光电路芯片430的第三端面4360接触，第二金属增透膜5160的厚度为5～20微米。

在光纤端面5140的一侧设置第二金属增透膜5160时，可直接在光纤端面5140朝向硅光芯片400的一侧斜面上镀上一层第二金属增透膜5160，且第二金属增透膜5160的镀层厚度为预设厚度，增加光纤端面5140的增透性，使得信号光直接透过光纤端面5140进入第一光纤510内；也可加工预设厚度的第二金属增透膜5160，然后将第二金属增透膜5160的一侧与光纤端面5140的一侧通过胶水粘接在一起，使得信号光直接透过光纤端面5140进入第一光纤510内。

图20为本申请实施例提供的一种光模块中硅光电路芯片与第二光纤的光传输路径示意图。如图20所示，本申请实施例提供的光模块中，不仅在硅光芯片400与第一光纤510的耦合端面处易产生光回损，在硅光芯片400与第二光纤520的耦合端面处也易发生光回损。硅光芯片400的入光口与第二光纤520耦合连接时，光接口710接收的信号光在第二光纤520内传输，信号光传输至第二光纤520靠近硅光芯片400的光纤端面5240处，由于第二光纤520的光纤端面5240与硅光芯片400的入光口之间存在间隙，信号光由光纤端面5240射至硅光芯片400的入光口时，信号光可能会垂直入射硅光芯片400内光输入波导4370的入光面4380，因介质发生变化，信号光在设置入光面4380时易发生反射，导致反射信号光沿原路返回第二光纤520内，造成光回损。

针对这一问题，本申请可采用与避免硅光芯片400与第一光纤510耦合端面处光回损的方式来避免硅光芯片400与第二光纤520耦合端面处的光回损，从而提高第二光纤520与硅光芯片400的光接收性能。

本申请实施例提供的光模块包括电路板、硅光芯片、光纤带、光源与光接口，硅光芯片设置于电路板上，光源与电路板的供电电路电连接，以产生光束；光纤带包括第一光纤、第二光纤与第三光纤，光源产生的光束通过第三光纤传输至硅光芯片；硅光芯片根据电路板的供电电路与信号电路对光束进行调制，调制后的信号光通过第一光纤传输至光接口，实现光的发射；光接口接收的信号光通过第二光纤传输至硅光芯片，由硅光芯片转换为电信号，实现光的接收。硅光芯片与第一光纤耦合连接时，硅光芯片内光输出波导的出光面与第一光纤的光纤端面之间存在间隙，信号光由出光面射至光纤端面时，因介质发生变化，信号光在光纤端面处易发生反射，反射后的信号光进入光输出波导内造成光回损。为了降低硅光芯片光输出接口的光回损，本申请通过将硅光芯片中光输出波导的出光面设置成斜面、第一光纤的光纤端面设置成垂直面，光输出波导的出光面设置成垂直面、第一光纤的光纤端面设置成斜面，光输出波导的出光面与第一光纤的光纤端面均设置成斜面，光输出波导的出光面与第一光纤的光纤端面均设置成垂直面、且在光纤端面朝向硅光芯片的一侧设置第一金属增透膜，光输出波导的出光面设置成垂直面、第一光纤的光纤端面设置成斜面、且在斜面朝向硅光芯片的一侧设置第二金属增透膜等方式来避免在光纤端面反射的信号光重新进入光输出波导，从而有效降低了硅光芯片与第一光纤耦合连接处的光回损，保证了光模块的光发射性能。

同理，硅光芯片与第二光纤耦合连接时，硅光芯片内光输入波导的入光面与第二光纤的光纤端面之间存在间隙，信号光由第二光纤的光纤端面射至入光面时，因介质发生变化，信号光在入光面处易发生反射，反射后的信号光进入第二光纤内造成光回损。为了降低硅光芯片光输入接口的光回损，本申请可采用与避免硅光芯片与第一光纤耦合端面处光回损的方式来避免硅光芯片与第二光纤耦合端面处的光回损，如将第二光纤的光纤端面设置成斜面、光输入波导的入光面设置成垂直面，第二光纤的光纤端面设置成垂直面、光输入波导的入光面设置成斜面，第二光纤的光纤端面与光输入波导的入光面均设置成垂直面、且在入光面朝向第二光纤的一侧设置金属增透膜，光输入波导的入光面设置成斜面、第二光纤的光纤端面设置成垂直面、且在斜面朝向第二光纤的一侧设置金属增透膜等方式，从而提高了光模块的光接收性能。

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；

光源，用于产生光束；

硅光芯片，设置于所述电路板上，包括光输出波导；用于将所述光束调制成信号光，并通过所述光输出波导将所述信号光发射出去；

光纤带，包括第一光纤、第二光纤与第三光纤，所述第一光纤的一端与所述光输出波导的出光面耦合连接，所述光输出波导的出光面与所述第一光纤的光纤端面之间存在间隙，且所述光输出波导的出光面与所述第一光纤的光纤端面之间形成锐角；所述第二光纤的一端与所述硅光芯片的入光口耦合连接，以实现光的接收；所述光源通过所述第三光纤与所述硅光芯片连接；

光纤连接器，与所述第一光纤的另一端、所述第二光纤的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光输出波导的出光面设置为斜面，所述斜面背向所述第一光纤；所述第一光纤的光纤端面设置为垂直面，所述垂直面垂直于所述电路板；所述出光面与所述光纤端面之间的角度为第一角度。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光输出波导的出光面设置为垂直面，所述垂直面垂直于所述电路板；所述第一光纤的光纤端面设置为斜面，所述斜面朝向所述光输出波导；所述出光面与所述光纤端面之间的角度为第二角度。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光输出波导的出光面设置为斜面，所述斜面背向所述第一光纤；所述第一光纤的光纤端面设置为斜面，所述斜面朝向所述光输出波导；

所述出光面与所述电路板的垂直面之间的角度为第一角度，所述光纤端面与所述电路板的垂直面之间的角度为第二角度。

5.根据权利要求2或4所述的光模块，其特征在于，所述第一角度为8～11°。

6.根据权利要求3或4所述的光模块，其特征在于，所述第二角度为6～9°。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述硅光芯片包括硅光电路芯片，所述硅光电路芯片包括二氧化硅层与硅基层，所述二氧化硅层设置于所述硅基层上，所述光输出波导设置于所述二氧化硅层内；

所述二氧化硅层与所述光纤端面之间的距离大于所述硅基层与所述光纤端面之间的距离，所述硅基层突出于所述二氧化硅层的第二端面上设置有反射层。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述第一光纤包括纤芯、包裹于所述纤芯的包层及包裹于所述包层的盖板，所述纤芯的光纤端面与所述光输出波导的出光面相对应设置。

9.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，还包括光纤支架与连接件，所述光纤支架通过所述连接件吊挂于所述硅光电路芯片端面处；所述第一光纤与所述第二光纤均插在所述光纤支架内。

10.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光源，用于产生光束；

硅光芯片，设置于所述电路板上，包括光输入波导；用于将光信号转换为电信号；

光纤带，包括第一光纤、第二光纤与第三光纤，所述第一光纤的一端与所述硅光芯片的出光口耦合连接，以实现光的发射；所述第二光纤的一端与所述光输入波导的入光面耦合连接，所述光输入波导的入光面与所述第二光纤的光纤端面之间存在间隙，且所述光输入波导的入光面与所述第二光纤的光纤端面之间形成锐角；所述光源通过所述第三光纤与所述硅光芯片连接；

光纤连接器，与所述第一光纤的另一端、所述第二光纤的另一端连接。

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