CN115811366A - 供电匹配电路、接收光组件及光电系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及供电匹配电路、接收光组件和光电系统。供电匹配电路用于将光电探测器阵列的电流信号转换为电压信号，光电探测器阵列包括第一光电探测器和第二光电探测器。第一光电探测器包括依次排布的第一阴极、第一阳极和第二阴极；第二光电探测器包括依次排布的第三阴极、第二阳极和第四阴极；供电匹配电路包括第一电源电极、第一地电极、第一射频电极和第二射频电极；第一阳极电连接至第一射频电极，第二阳极电连接至第二射频电极，第二阴极、第三阴极均电连接至第一地电极，第四阴极电连接至第一电源电极。本申请通过共用第一地电极和第一电源电极的设计极大的简化了供电匹配电路的电极排布，降低了设计复杂度。

Description

供电匹配电路、接收光组件及光电系统

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种供电匹配电路、接收光组件及光电系统。

背景技术

随着下一代移动通信的持续发展，人们对通信容量的需求不断提升，车联网、工业控制、智能家居、环境监测和虚拟现实等领域对移动通信的速率、容量和功耗等提出了越来越高的需求。而传统的光纤通信技术无法满足日益增长的需求，因此，可以提升通信速率的波分复用技术应运而生。

在波分复用技术中，光电探测器起着非常重要的作用，负责将光信号转换为电流信号。但电流信号不能直接被处理，一般都是将其转换为电压信号，一种可用的方法是通过跨阻放大器来实现，但是集成芯片跨阻放大器的价格昂贵，而且需要大量的金线键合等工艺，成本比较高，且可重构性比较差。现有的技术也可以在光电探测器阵列的后端采用集总元件来实现封装，但是需要针对每个光电探测器分别设计直流和交流通路，每个光电探测器需要独立供电，且电容电阻等元器件数目随着阵列光电探测器数目的增加而成倍增加，导致整个系统非常复杂。

因此，有必要设计一种供电匹配电路，能够实现电流信号至电压信号的转换，且能够满足结构简单、成本低、可重构性强的要求。

发明内容

本申请实施例提供一种供电匹配电路、接收光组件及光电系统，本申请的供电匹配电路的电极数量少、元器件数量少、结构简单，有效降低了供电匹配电路的成本和体积，且电阻电容等集总元件和电极可以根据需要进行调整，可重构性强。

第一方面，本申请实施例提供一种供电匹配电路，所述供电匹配电路用于将光电探测器阵列的电流信号转换为电压信号，所述光电探测器阵列包括第一光电探测器和第二光电探测器。所述第一光电探测器包括依次排布的第一阴极、第一阳极和第二阴极，所述第一阴极和所述第二阴极电连接；所述第二光电探测器包括依次排布的第三阴极、第二阳极和第四阴极，所述第三阴极和所述第四阴极电连接；所述供电匹配电路包括第一电源电极、第一地电极、第一射频电极和第二射频电极；所述第一阳极电连接至所述第一射频电极，所述第二阳极电连接至所述第二射频电极，所述第二阴极、所述第三阴极均电连接至所述第一地电极，所述第四阴极电连接至所述第一电源电极。在本实施方式中，所述第一电源电极为所述第一光电探测器和所述第二光电探测器供电。

本申请通过设置第一光电探测器和第二光电探测器共用一个第一地电极，且第一光电探测器和第二光电探测器可以共用一个第一电源电极，减少了地电极、电源电极的数量，结构简单、成本低。如果不能实现第一光电探测器和第二光电探测器共用一个第一地电极及共用一个第一电源电极，那么第一光电探测器需要一个地电极、一个电源电极和一个射频电极，第二光电探测器也需要一个地电极、一个电源电极和一个射频电极，共六个电极。而本申请通过地电极、及电源电极的共用，只需要一个第一地电极、一个第一电源电极、一个第一射频电极、一个第二射频电极，共四个电极，减少了电极的数量。这样当光电探测器的数量增多时，比如包括第三光电探测器、第四光电探测器、第五光电探测器时，将大大减少电极的数量。本申请通过第一光电探测器和第二光电探测器共用第一地电极和第一电源电极的设计极大的简化了供电匹配电路的电极排布，结构简单、降低了设计复杂度，极大地减小了系统成本和体积。

一种可能的实施方式中，所述第一射频电极、所述第一地电极、所述第二射频电极、所述第一电源电极依次间隔排列。间隔排列是指第一射频电极、第一地电极、第二射频电极、第一电源电极相互之间不接触，也即设有间隙，这样可以实现电信号的有效传输，且不同的电信号互不干扰，避免接触时发生短路，且第一射频电极、第一地电极、第二射频电极、第一电源电极依次排列有利于与第一光电探测器和第二光电探测器的连接，使得连接的引线长度最小，且有利于实现第一光电探测器和第二光电探测器共用一个第一地电极及共用一个第一电源电极。

一种可能的实施方式中，所述供电匹配电路设有集总元件，所述集总元件电连接至所述第一电源电极、所述第一地电极、所述第一射频电极和所述第二射频电极，以将电流信号转换为电压信号。换言之，集总元件与第一电源电极、第一地电极、第一射频电极和第二射频电极共同作用以将电流信号转换为电压信号。集总元件可以为电阻元件、电容元件或滤波元件等。

一种可能的实施方式中，所述集总元件包括第一电阻，所述第一电源电极包括第一子电源电极和第二子电源电极，所述第四阴极电连接至所述第一子电源电极；所述第一电阻连接所述第一子电源电极和所述第二子电源电极。第一电阻的作用是为了分压和限流，起到保护第一光电探测器和第二光电探测器的作用。

一种可能的实施方式中，所述集总元件包括滤波元件，所述第一电源电极包括第三子电源电极，所述第一子电源电极、所述第二子电源电极和所述第三子电源电极依次排布，所述滤波元件连接所述第二子电源电极和所述第三子电源电极，用于保护电源。第一电阻将第一子电源电极和第二子电源电极连接起来，且滤波元件将第二子电源电极和第三子电源电极连接起来，以使直流电流能够依次从第三子电源电极至第二子电源电极至第一子电源电极实现直流电流的流通，且第一电阻起到分压和限流的作用，滤波元件主要是防止射频信号进入到电源中，起到保护电源的作用。

可以理解地，其它实施方式中，也可以为：所述滤波元件连接所述第一子电源电极和所述第二子电源电极，所述第一电阻连接所述第二子电源电极和所述第三子电源电极。

一种可能的实施方式中，所述集总元件包括第一电容，所述第一射频电极包括第一子电极和第二子电极，所述第一阳极电连接至所述第一子电极，所述第一电容连接所述第一子电极和所述第二子电极。所述第二射频电极包括第三子电极和第四子电极，所述第二阳极电连接至所述第三子电极，所述第一电容连接所述第三子电极和所述第四子电极。第一电容的数量可以为两个，第一射频电极上设有一个第一电容，第二射频电极上设有一个第一电容。第一电容主要起到隔直的作用，以第一射频电极上的第一电容为例，即第一电源电极产生的直流电流到达第一子电极后不能继续到达第二子电极，而是到达第一地电极，形成回路，起到隔离直流电流的作用，同样地，第一电源电极产生的直流电流到达第三子电极后不能继续到达第四子电极，而是到达第一地电极，形成回路，起到隔离直流电流的作用。需要说明的是第一射频电极上的第一电容与第二射频电极上的第一电容的电容大小可以相同，也可以不同，本申请对此不作限定。

一种可能的实施方式中，所述集总元件包括第二电容，所述第一地电极包括第一子地电极和第二子地电极，所述第二阴极和第三阴极均电连接至所述第一子地电极，所述第二电容连接所述第一子地电极和所述第二子地电极。第二电容主要起到隔直的作用，即第一电源电极产生的直流电流到达第一子地电极后不能继续到达第二子地电极，而是到达第二阴极，为第一光电探测器供电，起到隔离直流电流的作用。

一种可能的实施方式中，所述集总元件包括第二电阻，所述第二电阻连接所述第一子电极和所述第二子地电极。第二电阻的数量可以为两个，一个第二电阻连接第一子电极和第二子地电极，另一个第二电阻连接第二子地电极和第三子电极。第二电阻是直流通路的一部分，能够为直流通路提供回路，第二电阻能够实现射频匹配，降低端口的驻波比，且能够将电流信号转化为电压信号。需要说明的是，连接所述第一子电极和所述第二子地电极的第二电阻与连接第一子电极和第二子地电极的第二电阻的阻值大小可以相同，也可以不同，本申请对此不作限定。

第一电源电极为第一光电探测器和第二光电探测器供电，具体地，第一电源电极提供的直流电流传输至第四阴极，一方面，传输至第四阴极的直流电流再传输至第二阳极，然后通过引线依次经过第三子电极、第二电阻至第二子地电极，实现回路，为第二光电探测器供电；另一方面，传输至第四阴极的直流电流再传输至第三阴极，然后通过引线依次经过第一子地电极、第二阴极、第一阳极、第一子电极、第二电阻至第二子地电极，实现回路，为第一光电探测器供电。本申请的直流通路主要为光电探测器提供反偏电压，实现为光电探测器供电。

两路不同的光信号分别传输至第一光敏面和第二光敏面后转换为交流电信号(也即射频信号)，一路由第一光敏面进入第一光电探测器的光信号转换为交流电信号后传输至第一阳极，并通过引线传输至第一子电极，再依次通过第一电容和第二子电极进入后端电路，另一方面后端电路的信号依次传输至第二子地电极、第二电容和第一子地电极，实现射频回路；另一路由第二光敏面进入第二电探测器的光信号转换为交流电信号后传输至第二阳极，并通过引线传输至第三子电极，再依次经过第一电容和第四子电极进入后端电路，另一方面后端电路的信号依次传输至第二子地电极、第二电容和第一子地电极，实现射频回路。

一种可能的实施方式中，所述第一光电探测器、所述第二光电探测器和所述供电匹配电路构成一个子模块，所述子模块的数量至少为两个。随着子模块数量的增加，光电探测器的数量越来越多，能够传输的光电信号的路数也相应增加。本申请可以实现第一电源电极和第一地电极的共用，这样随着光电探测器的数量的增多，可以大大减少电极的数量和集总元件中电阻、电容的数量，降低了设计复杂度，极大地减小了系统成本和体积。

一种可能的实施方式中，所述光电探测器阵列包括第三光电探测器，所述第三光电探测器包括依次排布的第五阴极、第三阳极和第六阴极，所述供电匹配电路包括第三射频电极和第二地电极，所述第五阴极与所述第一电源电极电连接，所述第三阳极与所述第三射频电极电连接，所述第六阴极电连接至所述第二地电极。本实施方式提供的一种光电探测器阵列包括三个光电探测器，本实施方式可以实现电源电极和地电极的共用，这样随着光电探测器的数量的增多，可以大大减少电极的数量和集总元件中电阻、电容的数量，降低了设计复杂度，极大地减小了系统成本和体积。本实施方式中，地电极的数量为两个，为了区分，一个称为第一地电极，另一个称为第二地电极。

一种可能的实施方式中，所述第一射频电极、所述第一地电极、所述第二射频电极、所述第一电源电极、所述第三射频电极、所述第二地电极依次间隔排列。间隔排列是指第一射频电极、第一地电极、第二射频电极、第一电源电极、第三射频电极和第二地电极相互之间不接触，也即设有间隙，这样可以实现电信号的有效传输，且不同的电信号互不干扰，避免接触时发生短路，且第一射频电极、第一地电极、第二射频电极、第一电源电极、第三射频电极和第二地电极依次排列有利于与第一光电探测器、第二光电探测器和第三探测器的连接，使得连接的引线长度最小，且有利于实现第一光电探测器、第二光电探测器和第三光电探测器且共用一个电源电极。

一种可能的实施方式中，所述供电匹配电路包括第二电源电极，所述第一阴极电连接至所述第二电源电极。本实施方式中，电源电极的数量为两个，为了区分，一个称为第一电源电极，另一个称为第二电源电极。在本实施方式中第一光电探测器和第二光电探测器共用一个地电极，但不共用同一个电源电极，第一电源电极为第二光电探测器供电，第二电源电极为第一光电探测器供电。由于实现了第一地电极的共用，也能降低供电匹配电路设计的复杂性。

第二方面，本申请提供一种接收光组件，包括解复用器、光电探测器阵列和前述任一种实施方式所述的供电匹配电路，所述光电探测器阵列包括输入端和输出端，所述解复用器连接所述输入端，所述供电匹配电路连接所述输出端。多路光信号通过复用器合成一路光信号，这一路光信号可以通过单模光纤进行传输至远端，再使用解复用器将一路光信号分为多路光信号，然后通过输入端馈入相应的光电探测器阵列，光电探测器阵列将光信号转换为电信号，然后通过输出端将电流信号传输至供电匹配电路，供电匹配电路将电流信号转换为电压信号。

第三方面，本申请提供一种光电系统，包括发射光组件、光纤和第二方面所述的接收光组件，所述光纤连接所述发射光组件和所述接收光组件。光电系统为波分复用系统，波分复用技术即在一根光纤上同时传输多路光信号，在发送端需要将多个波长的光信号通过复用器合成一路光信号，然后通过光纤传输到远端，再使用解复用器将光信号分开，然后馈入光电探测器转换成电信号后进入后续电路进行处理。

本申请中的供电匹配电路结构简单，可以实现至少两个光电探测器共用一个第一电源电极，且相邻的两个光电探测器共用一个第一地电极，减少了地电极、电源电极的数量以及所需的集总元件中电阻、电容的数量。这样当光电探测器的数量增多时，比如为三个光电探测器、四个光电探测器、五个光电探测器时，将大大减少电极的数量和集总元件中电阻、电容的数量。本申请的供电匹配电路结构简单，降低了供电匹配电路设计的复杂度，且成本低、体积小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1是本申请一种实施方式提供的波分复用的应用场景；

图2是本申请一种实施方式提供的波分复用的结构示意图；

图3是本申请一种实施方式提供的光电模块的结构示意图；

图4是本申请一种实施方式提供的光电模块的平面结构示意图；

图5是本申请另一种实施方式提供的光电模块的立体结构示意图；

图6是本申请另一种实施方式提供的光电模块的平面结构示意图；

图7是本申请另一种实施方式提供的光电模块的立体结构示意图；

图8是本申请另一种实施方式提供的光电模块的平面结构示意图；

图9是本申请另一种实施方式提供的光电模块的立体结构示意图；

图10是本申请另一种实施方式提供的光电模块的平面结构示意图；

图11是本申请另一种实施方式提供的光电模块的结构示意图。

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做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。

数据通信技术在不断的快速发展，人们对通信容量的需求不断提升，因此可以提升通信速率的复用技术应运而生。通信中常用的复用技术有频分复用(FrequencyDivision Multiplexing，FDM)、时分复用(Time Division Multiplexing，TDM)、码分复用(Code Division Multiplexing，CDM)和波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)等。

如图1所示，图1为波分复用的应用场景。应用在4G前传、5G前传和数据中心等场景的高速数字光模块一般采用波分复用等形式，波分复用技术即在一根光纤上同时传输多路光信号，在发送端需要将多个波长的光信号通过复用器(Multiplexer，MUX)合成一路光信号，然后通过光纤传输到远端，再使用解复用器(De-multiplexer，DEMUX)将光信号分开，然后馈入光电探测器转换成电信号后进入后续电路进行处理。

以4G通信为例，天线和射频拉远单元之间通过馈线连接，天线主要用于线缆上导行波和空气中空间波之间的转换，射频拉远单元主要用于射频处理，前传就是射频拉远单元和基带处理单元之间的网络，回传就是基带处理单元和核心网络之间的通信承载。波分复用技术可以应用在4G通信的前传，实现信号传输。

以5G通信为例，前传连接有源天线处理单元和分布单元，中传连接分布单元和中央单元，回传连接中央单元和核心网络，回传是集中单元和核心网络之间的通信承载。波分复用技术可以应用在5G通信的前传，实现信号传输。

如图2所示，图2为波分复用的结构示意图。本申请提供一种光电系统，光电系统为波分复用系统。光电系统包括电信号输入端口、发射光组件、单模光纤，接收光组件和电信号输出端口，发射光组件包括激光器和复用器，接收光组件包括解复用器、光电探测器(photodetector，PD)和供电匹配电路，单模光纤连接发射光组件和接收光组件。在波分复用的系统中，多个电信号通过电信号输入端口在发送端传输至激光器阵列(激光器阵列包括多个激光器)，激光器阵列用于将电信号转换为光信号。需要说明的是图2中是以四个电信号为例，通过四个电信号输入端口在四个发送端传输至到达四个激光器，形成四路光信号，在其他的实施方式中，也可以为三个电信号且对应三个电信号输入端口，或者五个电信号且对应五个电信号输入端口，或者六个、七个、八个电信号等，本申请对此不做限定。

多路光信号通过复用器合成一路光信号，这一路光信号可以通过单模光纤进行传输至远端，再使用解复用器将一路光信号分为多路光信号，然后馈入相应的光电探测器阵列(光电探测器阵列包括多个光电探测器)，光电探测器阵列将光信号转换为电流信号，但电流信号不能直接被处理，一般都是将其转换为电压信号。供电匹配电路能够将电流信号转换为电压信号，电压信号在接收端通过电信号输出端口进入后续电路进行处理。供电匹配电路可以为薄膜电路，也可以为电路板电路。薄膜电路上的电阻元件可以采用蒸镀工艺或焊接工艺固定至介质基板上，电容元件通常采用焊接工艺固定至介质基板上，电路板电路上的电阻元件及电容元件通常采用焊接工艺固定至高频电路板材上，高频电路板材可以为环氧玻璃布层压板或其他电路板材。

本申请通过对供电匹配电路30的结构设计及供电匹配电路30与光电探测器的连接，实现了电流信号转换为电压信号，且本申请供电匹配电路30的结构简单、可重构性强、成本低。

如图3所示，图3为光电模块100的结构示意图。光电模块100包括供电匹配电路30和光电探测器阵列60，光电探测器阵列60包括第一光电探测器10和第二光电探测器20，也可以理解为，光电模块100包括第一光电探测器10、第二光电探测器20和供电匹配电路30，第一光电探测器10、第二光电探测器20、供电匹配电路30均位于承载基板101上。承载基底101包括相对设置的底面102和顶面103，顶面103包括第一区域104和第二区域105，第一光电探测器10、第二光电探测器20(即光电探测器阵列60)位于第一区域104，供电匹配电路30位于第二区域105。可以理解地，光电探测器阵列60设有输入端110和输出端120，解复用器连接输入端110，供电匹配电路30连接输出端120，解复用器将一路光信号分为多路光信号，然后通过输入端110馈入相应的光电探测器阵列(包括第一光电探测器10和第二光电探测器20)，光电探测器阵列将光信号转换为电流信号，然后供电匹配电路30将电流信号转换为电压信号并传输至后端电路，实现信号传输。

第一光电探测器10包括第一光敏面12及依次排布的第一阴极13、第一阳极14和第二阴极15。第一光敏面12、第一阴极13、第一阳极14和第二阴极15均位于第一探测器基板11上，第一探测器基板11位于第一区域104。第一阴极13和第二阴极15电连接，第一阳极14位于第一光敏面12上。可以理解地，由于第一阴极13和第二阴极15电连接，也可以把第一阴极13和第二阴极15看作是一个阴极的两端，本申请只是为了方面描述区分为第一阴极13和第二阴极15。

第二光电探测器20包括第二光敏面22及依次排布的第三阴极23、第二阳极24和第四阴极25。第二光敏面22、第三阴极23、第二阳极24和第四阴极25均位于第二探测基板21上，第二探测器基板21位于第一区域104。第二探测基板21与第一探测基板11可以互连为一体且构成一个平板式结构，第二探测基板21与第一探测基板11也可以为分体式结构。第三阴极23与第四阴极25电连接，第二阳极24位于第二光敏面22上。可以理解地，由于第三阴极23与第四阴极25电连接，也可以把第三阴极23与第四阴极25看作是一个阴极的两端，本申请只是为了方面描述区分为第三阴极23与第四阴极25。

供电匹配电路30包括第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34和第一电源电极35。第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34和第一电源电极35位于介质基板31上，其中，第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35且依次间隔排列，间隔排列是指第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35相互之间不接触，也即设有间隙，这样可以实现电信号的有效传输，且不同的电信号互不干扰，避免接触时发生短路，且第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35依次排列有利于与第一光电探测器10和第二光电探测器20的连接，使得连接的引线106长度最小，且有利于实现第一光电探测器10和第二光电探测器20共用一个第一地电极33且共用一个第一电源电极35。

在一个具体的实施方式中，供电匹配电路30设有集总元件36，集总元件36电连接第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34和第一电源电极35，集总元件36与第一电源电极35、第一地电极33、第一射频电极32和第二射频电极34共同作用以将电流信号转换为电压信号。

第一光电探测器10和第二光电探测器20用于将光信号转换为电流信号，供电匹配电路30用于将电流信号转换为电压信号。第一光电探测器10和第二光电探测器20均与供电匹配电路30电连接，具体地，第一阳极14通过引线106电连接至第一射频电极32，第二阳极24通过引线106电连接至第二射频电极34。第二阴极15、第三阴极23均通过引线106电连接至第一地电极33，也即第一光电探测器10和第二光电探测器20共用一个第一地电极33。第四阴极25通过引线106电连接至第一电源电极35，第一电源电极35能够为第二光电探测器20供电且能够为第一光电探测器10供电。需要说明的是，图3中共有五个引线106，图3中只是示意性的标出了两个引线106。引线106可以为金材料，用于实现第一光电探测器10、第二光电探测器20与供电匹配电路30之间的良好电性连接。

第一光电探测器10和第二光电探测器20共用一个第一地电极33的原理为：第一光电探测器10的第二阴极15通过一个引线106电连接至第一地电极33，且第二光电探测器20的第三阴极23通过另一个引线106电连接至第一地电极33，也即实现了第一光电探测器10和第二光电探测器20共用一个第一地电极33。

第一光电探测器10和第二光电探测器20共用一个第一电源电极35的原理为：第二光电探测器20的第四阴极25电连接至第一电源电极35，第一电源电极35提供的直流电流传输至第四阴极25，实现第一电源电极35为第二光电探测器20的供电，且由于第四阴极25与第三阴极23电连接，传输至第四阴极25的直流电流传输至第三阴极23，并继续依次传输至第一地电极33和第二阴极15，实现第一电源电极35为第一光电探测器10的供电，简言之，第一电源电极35提供的直流电流依次经过第四阴极25、第三阴极23、第一地电极33和第二阴极15实现为第一光电探测器10和第二光电探测器20的供电，也即第一光电探测器10和第二光电探测器20共用一个第一电源电极35。

本申请通过设置第一光电探测器10和第二光电探测器20共用一个第一地电极33，且第一光电探测器10和第二光电探测器20共用一个第一电源电极35，减少了第一地电极33、第一电源电极35的数量以及所需的集总元件36中电阻、电容和电感的数量、结构简单、成本低。如果不能实现第一光电探测器10和第二光电探测器20共用一个第一地电极33及共用一个第一电源电极35，那么第一光电探测器10需要一个地电极、一个电源电极和一个射频电极，第二光电探测器20也需要一个地电极、一个电源电极和一个射频电极，共六个电极。而本申请通过第一地电极33、及第一电源电极35的共用，只需要一个第一地电极33、一个第一电源电极35、一个第一射频电极32、一个第二射频电极34，共四个电极，减少了电极的数量。这样当光电探测器的数量增多时，比如包括第三光电探测器、第四光电探测器、第五光电探测器时，将大大减少电极的数量和集总元件36中电阻、电容和电感的数量。本申请通过第一光电探测器10和第二光电探测器20共用第一地电极33和第一电源电极35的设计极大的简化了供电匹配电路30的电极排布及集总元件36中电阻、电容和电感的数量和布局，结构简单、降低了设计复杂度，极大地减小了系统成本和体积。

结合参阅图3和图4，图4为光电模块100的平面结构示意图。集总元件36包括第一电阻361、滤波元件362、第一电容363、第二电容364和第二电阻365。集总元件36与第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35电连接，实现电流信号转换为电压信号的功能，具体地：

第一射频电极32包括第一子电极321和第二子电极322，第一子电极321靠近第一阳极14，第一阳极14通过引线106电连接至第一子电极321，第一电容363连接第一子电极321和第二子电极322。

第一地电极33包括第一子地电极331和第二子地电极332，第一子地电极331靠近第二阴极15和第三阴极23，第二阴极15和第三阴极23均通过引线106电连接至第一子地电极331，第二电容364连接第一子地电极331和第二子地电极332。

第二射频电极34包括第三子电极341和第四子电极342，第三子电极341靠近第二阳极24，第二阳极24通过引线106电连接至第三子电极341，第一电容363连接第三子电极341和第四子电极342。

可以理解地，在本实施方式中，第一电容363的数量为两个，一个第一电容363连接第一子电极321和第二子电极322，另一个第一电容363连接第三子电极341和第四子电极342。

需要说明的是第一射频电极32上的第一电容363与第二射频电极34上的第一电容363的电容的大小可以相同，也可以不同，本申请对此不作限定。

第一电源电极35包括依次间隔排布的第一子电源电极351、第二子电源电极352和第三子电源电极353，第一子电源电极351靠近第四阴极25，第四阴极25通过引线106电连接至第一子电源电极351，以将第一电源电极35产生的直流电流传输至第二光电探测器20，为第二光电探测器20供电。第一电阻361连接第一子电源电极351和第二子电源电极352，滤波元件362连接第二子电源电极352和第三子电源电极353。可以理解地，其他实施方式中，也可以为：滤波元件362连接第一子电源电极351和第二子电源电极352，第一电阻361连接第二子电源电极352和第三子电源电极353。其他实施方式中，第一电源电极35也可以只包括第一子电源电极351和第二子电源电极352，第一电阻361连接第一子电源电极351和第二子电源电极352。

本实施方式中，第二电阻365的数量为两个，一个第二电阻365连接第一子电极321和第二子地电极332，另一个第二电阻365连接第三子电极341和第二子地电极332。需要说明的是，连接第一子电极321和第二子地电极332的第二电阻365与连接第三子电极341和第二子地电极332的第二电阻365的阻值大小可以相同，也可以不同，本申请对此不作限定。

需要说明的是，第一电阻361、滤波元件362、第一电容363、第二电容364和第二电阻365可以根据需要设置，在一些实施方式中，可以不设置第一电阻361、滤波元件362、第一电容363、第二电容364和第二电阻365中的一些元件，示例性地，在一些实施方式中，可以不设置滤波元件362，或者，在其他实施方式中，可以不设置第二电容363，集总元件36中电阻、电容及滤波元件的种类和数量可以根据需要设置。

本申请的光电模块100设有直流通路和射频通路，本申请的光电模块100实现光信号转换为电流信号及电流信号转换为电压信号的路径为：

直流通路：即第一电源电极35为第一光电探测器10和第二光电探测器20供电的路径，具体地，第一电源电极35提供的直流电流传输至第四阴极25，一方面，传输至第四阴极25的直流电流再传输至第二阳极24，然后通过引线106后依次经过第三子电极341、第二电阻365至第二子地电极332，实现回路，为第二光电探测器20提供反偏电压；另一方面，传输至第四阴极25的直流电流再传输至第三阴极23，然后通过引线106后依次经过第一子地电极331、第二阴极15、第一阳极14、第一子电极321、第二电阻365至第二子地电极332，实现回路，为第一光电探测器10提供反偏电压。本申请的直流通路主要为第一光电探测器10和第二光电探测器20提供反偏电压，实现为光电探测器阵列60供电。

射频通路：两路不同的光信号分别传输至第一光敏面12和第二光敏面22后转换为交流电信号(也即射频信号)，一路由第一光敏面12进入第一光电探测器10的光信号转换为交流电信号后传输至第一阳极14，并通过引线106传输至第一子电极321，再依次通过第一电容363和第二子电极322传输至后端电路，传输至后端电路的交流电信号依次传输至第二子地电极332、第二电容364和第一子地电极331，实现射频回路；另一路由第二光敏面22进入第二光电探测器20的光信号转换为交流电信号后传输至第二阳极24，并通过引线106传输至第三子电极341，再依次经过第一电容363和第四子电极342传输至后端电路，然后通过后端电路再依次传输至第二子地电极332、第二电容364和第一子地电极331，实现射频回路。本申请的射频通路主要为了实现射频回路，且将电流信号转换为电压信号，以输出所需的射频信号。

第一电阻361的作用是为了分压和限流；滤波元件362可以为电感或者磁珠，滤波元件362的作用是防止射频通路的射频信号流通至电源；第一电容363主要起到隔直的作用，即第一电源电极35产生的直流电流到达第一子电极321后不能继续到达第二子电极322，而是经过第二电阻365到达第一地电极33，形成回路，起到隔离直流电流的作用，同样地，第一电源电极35产生的直流电流到达第三子电极341后不能继续到达第四子电极342，而是经过第二电阻365到达第一地电极33，形成回路，起到隔离直流电流的作用；第二电容364主要起到隔直的作用，即第一电源电极35产生的直流电流到达第一子地电极331后不能继续到达第二子地电极332，而是到达第二阴极15，为第一光电探测器10供电，起到隔离直流电流的作用；第二电阻365是直流通路的一部分，能够为直流通路提供回路，第二电阻365能够实现射频匹配，降低端口的驻波比，且能够将电流信号转化为电压信号。

第一电阻361将第一子电源电极351和第二子电源电极352连接起来，且滤波元件362将第二子电源电极352和第三子电源电极353连接起来，以使直流电流能够依次从第三子电源电极353至第二子电源电极352至第一子电源电极351实现直流电流的流通，且第一电阻361起到分压和限流的作用。

如图5和图6所示，图5是一种光电模块100的立体结构示意图，图6是一种光电模块100的平面结构示意图。光电探测器的数量不只可以为两个，也可以为三个、四个、五个、六个等。本实施方式以三个光电探测器为例，光电探测器阵列60包括第一光电探测器10、第二光电探测器20和第三光电探测器40。第一光电探测器10和第二光电探测器20的结构及相互之间的连接关系参阅图3和图4的相关描述，这里不再赘述。由于增加了第三光电探测器40，本实施方式中，供电匹配电路30上还设置了第三射频电极37和第二地电极38，第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35、第三射频电极37和第二地电极38依次间隔排列，间隔设置是指第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35、第三射频电极37和第二地电极38相互之间不接触，也即设有间隙，这样可以实现电信号的有效传输，且不同的电信号互不干扰，避免接触时发生短路，且第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35、第三射频电极37和第二地电极38依次排列有利于与第一光电探测器10、第二光电探测器20和第三探测器40的连接，使得连接的引线长度最小，且有利于实现第一光电探测器10、第二光电探测器20和第三光电探测器40且共用一个第一电源电极35。

第三光电探测器40包括第三光敏面41及依次排布的第五阴极42、第三阳极43和第六阴极44，第五阴极42与第一电源电极35电连接，第三阳极43与第三射频电极37电连接，第六阴极44电连接至第二地电极38。第三射频电极37包括间隔设置的第五子电极371和第六子电极372，第三阳极43与第五子电极371电连接，第一电容363连接第五子电极371和第六子电极372。第二地电极38包括间隔设置的第三子地电极381和第四子地电极382，第六阴极44与第三子地电极381电连接，第二电容364连接第三子地电极381和第四子地电极382。第二电阻365连接第五子电极371和第四子地电极382。

第一电源电极35提供的直流电流传输至第五阴极42，并传输至第三阳极43，然后通过引线106后依次经过第五子电极371、第二电阻365至第四子地电极382，实现回路，为第三光电探测器40供电。

一路光信号由第三光敏面41进入第三光电探测器40后转换为交流电信号，交流电信号传输至第三阳极43，并通过引线106传输至第五子电极371，再依次通过第一电容363和第六子电极372进入后端电路，另一方面后端电路的信号依次传输至第四子地电极382、第二电容364和第三子地电极381，实现射频回路。

本实施方式中，一个第一电源电极35为三个光电探测器供电，第一光电探测器10和第二光电探测器20共用第一地电极33，第三光电探测器40连接第二地电极38，实现了第一电源电极35和第一地电极33的共用，结构简单、成本低。本实施方式的供电匹配电路30将第一光电探测器10、第二光电探测器20和第三光电探测器40产生的电流信号转换为电压信号。

如图7和图8所示，图7是一种光电模块100的立体结构示意图，图8是一种光电模块100的平面结构示意图。本实施方式以四个光电探测器为例，光电探测器阵列60包括第一光电探测器10、第二光电探测器20、第三光电探测器40和第四光电探测器50。第一光电探测器10、第二光电探测器20和第三光电探测器40的结构及相互之间的连接关系参阅图3、图4、图5和图6的相关描述，这里不再赘述。由于增加了第四光电探测器50，本实施方式中，供电匹配电路30还设置了第四射频电极39，第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35、第三射频电极37、第二地电极38和第四射频电极39依次间隔排列，间隔排列是指第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35、第三射频电极37、第二地电极38和第四射频电极39相互之间不接触，也即设有间隙，这样可以实现电信号的有效传输，且不同的电信号互不干扰，避免接触时发生短路，且第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35、第三射频电极37、第二地电极38和第四射频电极39依次排列有利于与第一光电探测器10、第二光电探测器20、第三光电探测器40和第四光电探测器50的连接，使得连接的引线长度最小，且有利于实现第一光电探测器10、第二光电探测器20、第三光电探测器40和第四光电探测器50共用一个第一电源电极35，第一光电探测器10和第二光电探测器20共用第一地电极33，第三光电探测器40和第四光电探测器50共用第二地电极38。

第四光电探测器50包括第四光敏面51及依次排布的第七阴极52、第四阳极53和第八阴极54，第七阴极52和第八阴极54电连接。第七阴极52与第二地电极38电连接，第四阳极53与第四射频电极39电连接。第四射频电极39包括间隔设置的第七子电极391和第八子电极392，第四阳极53与第七子电极391电连接，第一电容363连接第七子电极391和第八子电极392。第二电阻365连接第四子地电极382和第七子电极391。

第一电源电极35提供的直流电流传输至第五阴极42，并传输至第六阴极44，然后通过引线106后依次经过第三子地电极381、第七阴极52、第四阳极53、第七子电极391、第二电阻365至第四子地电极382，实现回路，为第四光电探测器50供电。

一路由第四光敏面51进入第四光电探测器50的光信号转换为交流电信号，交流电信号传输至第四阳极53，并通过引线106传输至第七子电极391，再依次通过第一电容363和第八子电极392进入后端电路，另一方面后端电路的信号依次传输至第四子地电极382、第二电容364和第三子地电极381，实现射频回路。

本实施方式中，一个第一电源电极35为四个光电探测器供电，第一光电探测器10和第二光电探测器20共用第一地电极33，第三光电探测器40和第四光电探测器50共用第二地电极38，实现了第一电源电极35、第一地电极33及第二地电极38的共用，结构简单、成本低。本实施方式的供电匹配电路30将第一光电探测器10、第二光电探测器20、第三光电探测器40和第四光电探测器50产生的电流信号转换为电压信号。

如图9和图10所示，图9是一种光电模块100的立体结构示意图，图10是一种光电模块100的平面结构示意图。本实施方式以四个光电探测器为例。第一光电探测器10、第二光电探测器20和供电匹配电路30构成一个子模块，子模块的数量至少为两个，以两个子模块为例，分别称为第一子模块61和第二子模块62，第一子模块61和所述第二子模块62分布于承载基板101。第一子模块61中的介质基板31和第二子模块62中的介质基板31互连为一体，形成一个平板状的结构，也即第一子模块61的供电匹配电路30和第二子模块62中的供电匹配电路30形成一个整体的供电匹配电路。其他实施方式中第一子模块61中的介质基板31和第二子模块62中的介质基板31也可以为分体式结构。每个子模块中第一光电探测器10、第二光电探测器20和供电匹配电路30的结构及相互之间的连接关系参阅图3、图4的相关描述，这里不再赘述。可以可理解，子模块的数量也可以为三个，这样光电模块100包括六个光电探测器，其他实施方式中，子模块的数量也可以为四个、五个、六个等。在本实施方式中，光电探测器阵列60包括两个第一光电探测器10和两个第二光电探测器20。随着子模块数量的增加，光电探测器的数量越来越多，能够传输的光电信号的路数也相应增加。本申请可以实现第一电源电极35和第一地电极33的共用，这样随着光电探测器的数量的增多，可以大大减少电极的数量和集总元件中电阻、电容的数量，降低了设计复杂度，极大地减小了系统成本和体积。

如图11所示，图11为一种光电模块100的结构示意图。供电匹配电路30包括第二电源电极301，第一阴极13电连接至第二电源电极301。本实施方式中，电源电极的数量为两个，为了区分，一个称为第一电源电极35，另一个称为第二电源电极301。在本实施方式中第一光电探测器10和第二光电探测器20共用一个第一地电极33，但不共用同一个电源电极，第一电源电极35为第二光电探测器20供电，第二电源电极301为第一光电探测器10供电。由于实现了地电极35的共用，也能降低供电匹配电路30设计的复杂性。

本实施方式中射频通路与图3和图4所示方案相同，这里不再赘述。不同的是直流通路。具体地，第一电源电极35为第二光电探测器20供电，供电路径与图3和图4所示方案相同，但是第一电源电极35不再为第一光电探测器10供电，也即传输至第三阴极23的直流电流不会继续传输至第二阴极15，而是第二电源电极301为第一光电探测器10供电，第二电源电极301产生的直流电流传输至第一阴极13，再传输至第一阳极14，然后通过第一子电极321、第二电阻365至第二子地电极332，实现回路，为第一光电探测器10供电。本实施方式中电源电极为两个，地电极33的数量为一个，实现了两个光电探测器共用一个第一地电极33，简化了供电匹配电路30的结构。

本申请中任意两个相邻的两个光电探测器之间的间距可以为250um或者750um或者其它。示例性地，参阅图6，第一光电探测器10和第二光电探测器20之间的间距L1可以为250um或者750um，这里的第一光电探测器10和第二光电探测器20之间的间距L1是指第一光电探测器10的第一光敏面12的几何中心至第二光电探测器20的第二光敏面22的几何中心的距离。

第一电阻361、第一电容363、第二电容364和第二电阻365均可以采用01005(英制)封装，这样电容和电阻的体积小，寄生参数小，具有更优异的性能。第二电阻365的电阻一般为50Ω，以实现射频匹配。第二电阻365也可为其它阻值。其他实施方式中，第一电阻361和第二电阻365也可以采用薄膜蒸镀工艺实现。

供电匹配电路30为薄膜电路时，第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35、第三射频电极37、第二地电极38和第四射频电极39的材料可以为TiW-NI-AU合金材料，一般采用蒸镀工艺制作在介质基板31上。第一探测器基板11、第二探测器基板21和介质基板31可以为氮化铝或三氧化二铝等材质，氮化铝或三氧化二铝等材质的介质基板31具有热导率高、热膨胀系数与半导体芯片匹配、机械性能和电性能优良等特性。供电匹配电路30为电路板电路时，一般采用贴膜、曝光、显影和退膜等，以形成第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35、第三射频电极37、第二地电极38和第四射频电极39。

本申请的光电模块100的制作过程包括：

提供探测器基板(即为第一探测器基板11和第二探测器基板21)，调整相邻两个光电探测器的间距，并将至少两个光电探测器固定至探测器基板上；或者采用探测器阵列，探测器之间的距离已经固定。

提供介质基板31，采用蒸镀工艺在介质基板31上形成电极(包括第一射频电极32、第一地电极33、第二射频电极34、第一电源电极35、第三射频电极37、第二地电极38和第四射频电极39等，或者其中的几个电极)。各个电极的形状、宽度及相邻电极之间的间距不做限定，可以根据具体的需要进行设置，因此本申请供电匹配电路的可重构性强。可以采用01005(英制)封装电容和电容以形成供电匹配电路30。

将固定有光电探测器的探测器基板固定至承载基板101上，且将供电匹配电路30固定至承载基板101上。在固定的过程中调整光电探测器和供电匹配电路30的相对位置，使得引线106的长度最短，避免引线106过长，引入串联电感，影响高频性能，且可以减少引线106的用量，降低成本。固定光电探测器和供电匹配电路30后，使用引线106进行键合，以连接光电探测器和供电匹配电路30。

需要说明的是，第一电源电极35可以与并联电容共同作用实现滤除纹波，并联电容可以设计在后端电路上。

本申请中供电匹配电路30的结构简单、成本低，光电探测器的数量至少为两个，可以实现至少两个光电探测器共用一个电源电极，且相邻的两个光电探测器共用一个地电极，减少了地电极、电源电极的数量以及所需的集总元件36中电阻、电容的数量。这样光电探测器的数量增多时，比如为三个光电探测器、四个光电探测器、五个光电探测器时，将大大减少电极的数量和集总元件36中电阻、电容的数量。本申请的光电模块100的结构简单、降低了供电匹配电路30设计的复杂度，且成本低、体积小。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种供电匹配电路，其特征在于，所述供电匹配电路用于将光电探测器阵列的电流信号转换为电压信号，所述光电探测器阵列包括第一光电探测器和第二光电探测器；

所述第一光电探测器包括依次排布的第一阴极、第一阳极和第二阴极，所述第一阴极和所述第二阴极电连接；

所述第二光电探测器包括依次排布的第三阴极、第二阳极和第四阴极，所述第三阴极和所述第四阴极电连接；

所述供电匹配电路包括第一电源电极、第一地电极、第一射频电极和第二射频电极；

所述第一阳极电连接至所述第一射频电极，所述第二阳极电连接至所述第二射频电极，所述第二阴极、所述第三阴极均电连接至所述第一地电极，所述第四阴极电连接至所述第一电源电极。

2.如权利要求1所述的供电匹配电路，其特征在于，所述第一射频电极、所述第一地电极、所述第二射频电极、所述第一电源电极依次间隔排列。

3.如权利要求1或2所述的供电匹配电路，其特征在于，所述供电匹配电路设有集总元件，所述集总元件电连接至所述第一电源电极、所述第一地电极、所述第一射频电极和所述第二射频电极，以将电流信号转换为电压信号。

4.如权利要求3所述的供电匹配电路，其特征在于，所述集总元件包括第一电阻，所述第一电源电极包括第一子电源电极和第二子电源电极，所述第四阴极电连接至所述第一子电源电极；所述第一电阻连接所述第一子电源电极和所述第二子电源电极。

5.如权利要求4所述的供电匹配电路，其特征在于，所述集总元件包括滤波元件，所述第一电源电极包括第三子电源电极，所述第一子电源电极、所述第二子电源电极和所述第三子电源电极依次排布，所述滤波元件连接所述第二子电源电极和所述第三子电源电极，用于保护电源。

6.如权利要求3所述的供电匹配电路，其特征在于，所述集总元件包括第一电容，所述第一射频电极包括第一子电极和第二子电极，所述第一阳极电连接至所述第一子电极，所述第一电容连接所述第一子电极和所述第二子电极。

7.如权利要求6所述的供电匹配电路，其特征在于，所述集总元件包括第二电容，所述第一地电极包括第一子地电极和第二子地电极，所述第二阴极和第三阴极均电连接至所述第一子地电极，所述第二电容连接所述第一子地电极和所述第二子地电极。

8.如权利要求7所述的供电匹配电路，其特征在于，所述集总元件包括第二电阻，所述第二电阻连接所述第一子电极和所述第二子地电极。

9.如权利要求1-8任一项所述的供电匹配电路，其特征在于，所述第一光电探测器、所述第二光电探测器和所述供电匹配电路构成一个子模块，所述子模块的数量至少为两个。

10.如权利要求1-8任一项所述的供电匹配电路，其特征在于，所述光电探测器阵列包括第三光电探测器，所述第三光电探测器设有依次排布的第五阴极、第三阳极和第六阴极，所述供电匹配电路包括第三射频电极和第二地电极，所述第五阴极与所述第一电源电极电连接，所述第三阳极与所述第三射频电极电连接，所述第六阴极电连接至所述第二地电极。

11.如权利要求10所述的供电匹配电路，其特征在于，所述第一射频电极、所述第一地电极、所述第二射频电极、所述第一电源电极、所述第三射频电极、所述第二地电极依次间隔排列。

12.如权利要求1所述的供电匹配电路，其特征在于，所述供电匹配电路包括第二电源电极，所述第一阴极电连接至所述第二电源电极。

13.一种接收光组件，其特征在于，包括解复用器、光电探测器阵列和权利要求1-12任一项所述的供电匹配电路，所述光电探测器阵列包括输入端和输出端，所述解复用器连接所述输入端，所述供电匹配电路连接所述输出端。

14.一种光电系统，其特征在于，包括发射光组件、光纤和权利要求13所述的接收光组件，所述光纤连接所述发射光组件和所述接收光组件。

Images