CN118011569A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光模块，包括电路板、光纤支架与透镜组件，电路板上设有光电芯片，光纤支架内固定有光纤，光纤支架一端的侧面上设有定位孔；透镜组件罩设于光电芯片上，一端的侧面上设有定位柱与支撑臂，定位柱与定位孔相对设置；光纤支架上设有凸台，支撑臂支撑凸台，使得光纤支架与电路板表面之间存在间隙；透镜组件的侧面上设有凹槽，凹槽内设有第一透镜，光纤与第一透镜耦合对接。本申请中，光纤支架通过定位柱、定位孔与透镜组件进行定位，通过支撑臂支撑固定光纤支架，既提高了光纤支架与透镜组件的稳固性，又将光纤支架悬空设置，光纤支架下方的电路板上可放置光电芯片、信号线等，从而提高了电路板上的布局空间。

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。

传统光模块包括光纤支架、透镜组件和光纤阵列，光纤支架的一端与透镜组件通过定位柱与定位孔连接，光纤阵列包括多根光纤，多根光纤固定于光纤支架上的固定槽；多根光纤沿着光纤插槽伸出光纤支架外，与透镜组件一端的透镜阵列对应接触。

但光纤支架通过定位柱、定位孔与透镜组件固定连接时，没有承载面支撑光纤支架，使得光纤支架与透镜组件的稳固性较低，如此固定于光纤支架内的光纤可能会发生偏移，导致透镜组件反射的光斑不能按理论值到达光纤的中心，从而导致光信号的耦合效率较低。

发明内容

本申请实施例提供了一种光模块，以解决目前光模块中光纤支架与透镜组件的稳固性较低，导致光信号的耦合效率较低的问题。

本申请提供了一种光模块，包括：

电路板，其上设置有光电芯片；

光纤支架，其内插有光纤，其一端的侧面上设置有定位孔；其上设置有凸台，其与所述电路板表面之间存在间隙；

透镜组件，罩设于所述光电芯片上，其一端的侧面上设置有定位柱与支撑臂，所述定位柱与所述定位孔相对应设置；所述支撑臂由所述侧面向所述光纤支架的方向延伸，所述支撑臂支撑所述凸台；所述侧面上设置有凹槽，所述凹槽凹陷于所述侧面，所述凹槽内设置有第一透镜，所述光纤与所述第一透镜耦合对接。

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、透镜组件与光纤支架，电路板上设置有光电芯片，光纤支架内插有光纤，光纤支架一端的侧面上设置有定位孔；透镜组件罩设于光电芯片上，其一端的侧面上设置有定位柱，定位柱与定位孔相对应设置，如此光纤支架与透镜组件通过定位柱、定位孔进行定位连接；光纤支架上设置有向外突出的凸台，透镜组件的侧面上设置有支撑臂，支撑臂支撑凸台，以在上下方向上抬高光纤支架，使得光纤支架的底面与电路板表面之间存在空隙，该空隙处可放置光电芯片、信号线等，能够提高电路板的布局空间；透镜组件的侧面上设置有凹槽，该凹槽凹陷于侧面，凹槽内设置有第一透镜，光纤与第一透镜耦合对接，如此方便第一透镜射出的光束耦合至光纤，及方便光纤传输的接收光射入透镜组件内。本申请中，光纤支架通过定位柱、定位孔与透镜组件进行定位，通过支撑臂支撑固定光纤支架，既能够提高光纤支架与透镜组件的稳固性，使得固定于光纤支架内的光纤不会发生偏移，能够保证透镜组件反射的光斑能够按理论值达到光纤的中心，从而能够提高透镜组件与光纤的耦合效率；又能将光纤支架悬空设置，如此光纤支架下方的电路板上可放置光电芯片、信号线等，从而能够提高电路板上的布局空间。

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模块的结构图；

图3为根据一些实施例的一种光模块的结构示意图；

图4为根据一些实施例的一种光模块的局部分解示意图；

图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、透镜组件与光纤支架的装配示意图；

图6为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件与光纤支架的装配结构示意图一；

图7为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件与光纤支架的分解示意图；

图8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9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10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11为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件、光纤支架与光电芯片的装配示意图；

图12为本申请实施例提供的一种光模块中光纤支架的结构示意图一；

图13为本申请实施例提供的一种光模块中光纤支架的结构示意图二；

图14为本申请实施例提供的一种光模块中光纤支架的结构示意图三；

图15为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件与光纤支架的装配结构示意图二；

图16为图15中A处放大示意图；

图17为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件与光纤支架的装配剖视图；

图18为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件与光纤支架的装配俯视图；

图19为本申请实施例提供的一种光模块的发射光路示意图；

图20为本申请实施例提供的一种光模块的接收光路示意图。

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，金手指由相互独立的多个引脚组成。电路板300插入笼子106中，由金手指与笼子106内的电连接器导通连接。金手指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、透镜组件与光纤支架的装配示意图，图6为本申请实施例提供的光模块中透镜组件与光纤支架的装配结构示意图一，图7为本申请实施例提供的光模块中透镜组件与光纤支架的分解示意图。如图5、图6、图7所示，光组件包括光电芯片、透镜组件400、光纤支架500与光纤阵列600，光电芯片直接贴装在电路板300上，为了将光耦合到光纤阵列600，需要将透镜组件400覆盖在光电芯片上，进行光的准直和汇聚，然后将光斑耦合到光纤阵列600的光纤端面，这样就需要光纤支架500与透镜组件400之间精密固定，利用光纤支架500的支撑将光纤阵列600固定在透镜组件400的合适位置。

具体地，透镜组件400设置在电路板300上，采用罩扣式的方式罩设在电路板300上光电芯片的上方(光电芯片主要指光发射芯片、驱动芯片、光接收芯片、跨阻放大芯片、限幅放大芯片等与光电转换功能相关的芯片)，透镜组件400与电路板300形成包裹光发射芯片、光接收芯片等光电芯片的腔体，透镜组件400与电路板300一起形成了封装光电芯片的结构。光发射芯片发出的光经透镜组件400反射后进入到光纤阵列600中，来自光纤阵列600的光经透镜组件400反射后进入光接收芯片中，透镜组件400在光发射芯片与光纤阵列之间建立了相互的光连接。透镜组件400不仅起到密封光电芯片的作用，同时也建立了光电芯片与光纤阵列之间的光连接。

透镜组件400可以采用聚合物材料经注塑工艺一体成型制成。具体地，该透镜组件400的制成材料包括PEI(Polyetherimide，聚醚酰亚胺)塑料(Ultem系列)等透光性好的材料。由于透镜组件400中的所有光束传播元件均采用相同的聚合物材料单片形成，从而可以大大减少成型模具，降低了制造成本和复杂度。同时，本申请实施例基于上述所设置的透镜组件400结构只需调节入射光束以及光纤的位置，安装调试简单。

光纤阵列600的一端与透镜组件400之间建立光连接，另一端与光纤适配器700建立光连接。光纤阵列600由多根光纤组成，其将来自透镜组件400的光传输至光纤适配器700，实现对外发出光信号；光纤阵列600将来自光纤适配器700的光传输至透镜组件400，实现从光模块外部接收光信号。

光纤阵列600与透镜组件400之间具有良好的光耦合结构设计，来自透镜组件400的多路汇聚光入射到光纤阵列600的多路光纤中，利用透镜组件400的光学结构实现与光发射芯片的光连接；将来自光纤阵列600的多路光入射到透镜组件400中，利用透镜组件400的光学结构实现与光接收芯片的光连接。

光纤阵列600与透镜组件400之间具有良好的固定结构设计，可以实现光纤阵列600与透镜组件400之间的相对固定，从而形成透镜组件400与电路板300相对固定，光纤阵列600与透镜组件400相对固定。

光纤适配器位于上壳体201与下壳体202形成的光接口处，是光模块与光模块外部光纤实现连接的连接件；此外，为了与外部光纤实现连接，往往还需要在上壳体201、下壳体202、光接口处设置匹配的结构。光纤适配器一般具有标准形状及尺寸，便于外部光纤连接器/插头插入，其内部具有多个光纤对接口，包括传出光信号的接口及传入光信号的接口。常见的光纤连接器/插头为MT型光纤连接器(如MPO(Multi-fiber Push On)光纤跳线连接器)。通过光纤连接器插入光模块的光纤适配器，使得光模块内部的光信号可以传入外部光纤中，使得光模块外部的光信号可以传入光模块内部。

在本申请实施例中，为了实现光纤阵列600与透镜组件400的相对固定，本申请实施例提供的光模块还包括光纤支架500，该光纤支架500与透镜组件400固定连接，且其内侧固定有光纤阵列600的光纤。具体地，光纤包括芯层、包层和保护层，其中，保护层包裹于包层，包层包裹于芯层，光信号在芯层中传输。

图8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9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。如图8、图9所示，透镜组件400包括限位壁401、第一侧壁409与第二侧壁4010，限位壁401朝向光纤支架500，第一侧壁409与第二侧壁4010相对设置，且限位壁401的两端分别与第一侧壁409、第二侧壁4010相连接。

限位壁401上设置有定位柱402，该定位柱402由限位壁401向光纤支架500的方向延伸，以对光纤支架500进行定位。在本申请实施例中，透镜组件400上的定位柱402为圆形定位柱。

透镜组件400的限位壁401上设置有凹槽403，该凹槽403的侧壁平行于限位壁401，且凹槽403的侧壁凹陷于限位壁401；凹槽403的侧壁上设置有第一透镜404，该第一透镜404与透镜组件400的内部相连通，该第一透镜404用于将透镜组件400内部反射的光转换为汇聚光束，汇聚光束耦合至光纤支架500固定的光纤阵列600内，以将来自透镜组件400的多路汇聚光汇聚至光纤阵列600的多路光纤中，实现光的发射；同理，第一透镜404还用于将来自光纤阵列600的多路光纤中的光汇聚至透镜组件400，经由透镜组件400反射后传输至光接收芯片，实现光的接收。

在一些实施例中，限位壁401上设置有两个定位柱402，两个定位柱402位于凹槽403的两侧，以保证透镜组件400与光纤支架500的定位连接。

透镜组件400还包括第一支撑臂410与第二支撑臂420，第一支撑臂410与第二支撑臂420相对设置，且第一支撑臂410与第二支撑臂420之间存在间隙，两个定位柱402位于该间隙内。具体地，第一支撑臂410由限位壁401向光纤支架500的方向延伸，且第一支撑臂410的外侧壁与第二侧壁4010相平齐；第二支撑臂420由限位壁401向光纤支架500的方向延伸，且第二支撑臂420的外侧壁与第一侧壁409相平齐。

图10为本申请实施例提供的光模块中透镜组件的剖视图。如图10所示，第一支撑臂410朝向光纤支架500的一端设置有第一支撑台4101，该第一支撑台4101由第一支撑臂410的底面向电路板300的方向延伸，第一支撑臂410在上下方向的厚度尺寸小于透镜组件400在上下方向的厚度尺寸，第一支撑台4101在上下方向的厚度尺寸为H1，第一支撑臂410与第一支撑台4101在上下方向的厚度尺寸之和与透镜组件400在上下方向的厚度尺寸相同，如此，第一支撑台4101固定在电路板300的表面上，第一支撑臂410的底面与电路板300的表面之间存在空隙。

同理，第二支撑臂420朝向光纤支架500的一端设置有第二支撑台4201，该第二支撑台4201由第二支撑臂420的底面向电路板300的方向延伸，第二支撑臂420在上下方向的厚度尺寸小于透镜组件400在上下方向的厚度尺寸，第二支撑台4201在上下方向的厚度尺寸为H1，第二支撑臂420与第二支撑台4201在上下方向的厚度尺寸之和与透镜组件400在上下方向的厚度尺寸相同，如此，第二支撑台4201固定在电路板300的表面上，第二支撑臂420的底面与电路板300的表面之间存在空隙。

在一些实施例中，限位壁401与第一侧壁409的连接处设置有第一点胶槽4011，第一点胶槽4011的侧壁凹陷于限位壁401与第一侧壁409，该第一点胶槽4011的顶面设置有开口，第一点胶槽4011的底面与第二支撑臂420的顶面相平齐；限位壁401与第二侧壁4010的连接处设置有第二点胶槽4012，第二点胶槽4012的侧壁凹陷于限位壁401与第二侧壁4010，该第二点胶槽4012的顶面设置有开口，第二点胶槽4012的底面与第一支撑臂410的顶面相平齐。

固定透镜组件400与光纤支架500的胶水点在第一点胶槽4011、第二点胶槽4012，以通过胶水实现透镜组件400与光纤支架500的固定连接。

在一些实施例中，光电芯片设置于电路板300上，为了既能将透镜组件400粘贴于电路板300上，又能罩设电路板300上的光电芯片，透镜组件400朝向电路板300的一侧设置有空腔406，该空腔406朝向电路板300的一侧设置有开口，光电芯片设置于该空腔406与电路板300组成的空间内。

为了反射光束，该透镜组件400的内表面设置有第二透镜407与第三透镜408，其外表面设置有反射镜405，反射镜405的反射面4051位于第二透镜407、第三透镜408的上方，第二透镜407为发射透镜，用于将电路板300上的光发射芯片发射的光束转换为准直光束，该准直光束经由反射面4051反射后射入第一透镜404，之后经由第一透镜404将光束汇聚耦合至光纤阵列600。

第三透镜408为接收透镜，用于将通过第一透镜404射入透镜组件400的光束转换为准直光束，该准直光束经由反射面4051反射后射入电路板300上的光接收芯片。

图11为本申请实施例提供的光模块中透镜组件、光纤支架与光电芯片的装配示意图。如图11所示，根据上述方案制作完成透镜组件400后，将透镜组件400粘贴在电路板300的表面上，并将电路板300上的光电芯片设在透镜组件400的空腔406内。光电芯片包括光发射芯片310、光发射驱动芯片320、光接收芯片330与光接收驱动芯片340，光发射芯片310设置在第二透镜407的正下方，以方便将光发射芯片310发射的光束射至第二透镜407。

光发射驱动芯片320可设置在光发射芯片310的右侧(位于空腔406内)，该光发射驱动芯片320分别与电路板300、光发射芯片310信号连接，电路板300向光发射驱动芯片320提供电信号，光发射驱动芯片320根据电信号输出驱动电信号，以驱动光发射芯片310发射光束。

光接收芯片330设置在第三透镜408的正下方，以方便第三透镜408射出的准直光束射至光接收芯片330；光接收驱动芯片340可设置在光接收芯片330的左侧(靠近光纤支架500的方向)，光接收驱动芯片340与光接收芯片330信号连接，用于驱动光接收芯片330将光信号转换为电信号。

光发射驱动芯片320还可与光接收驱动芯片340并排设置在光发射芯片310、光接收芯片330的右侧，即光发射芯片310、光发射驱动芯片320、光接收芯片330、光接收驱动芯片340并排设置于同一侧。

在本申请实施例中，电路板300上光电芯片在透镜组件400的空腔406内的摆放方式并不限于上述摆放方式，可根据光电芯片的尺寸进行相应布置。

图12为本申请实施例提供的光模块中光纤支架的结构示意图一，图13为本申请实施例提供的光模块中光纤支架的结构示意图二，图14为本申请实施例提供的光模块中光纤支架的结构示意图三。如图12、图13、图14所示，光纤支架500朝向透镜组件400的侧面上设置有定位孔502，该定位孔502与透镜组件400上的定位柱402相对设置，光纤支架500与透镜组件400固定连接时，定位柱402插入该定位孔502内，从而通过定位孔502、定位柱402实现了光纤支架500与透镜组件400的定位连接。

具体地，光纤支架500包括第一侧面501(该第一侧面501为光纤支架500朝向透镜组件400的侧面)、第二侧面505、第三侧面506与第四侧面512，第四侧面512与第一侧面501相对设置，第二侧面505与第三侧面506相对设置，第一侧面501的两端分别与第二侧面505、第三侧面506连接，且第二侧面505、第三侧面506位于第一支撑臂410、第二支撑臂420之间。

定位孔502设置在第一侧面501上，定位孔502可贯穿第一侧面501与第四侧面512，以将定位柱402完全插入定位孔502内，以对透镜组件400进行定位。

在一些实施例中，光纤支架500内侧固定由光纤阵列600，光纤支架500与透镜组件400通过定位柱402、定位孔502固定连接后，透镜组件400与光纤阵列600的光纤耦合对接，经透镜组件400反射后的光耦合至光纤阵列600中的光纤。

为了固定光纤阵列600，光纤支架500内设置有光纤固定槽504，光纤支架500的第四侧面512上设置有光纤孔，该光纤孔与光纤固定槽504相连通，如此光纤阵列600的光纤经由光纤孔插入光纤固定槽504内；该光纤固定槽504的顶面设置有开口，透过开口能够看到光纤固定槽504内固定的光纤。

光纤支架500的第一侧面501上还设置有通孔503，该通孔503与光纤固定槽504相连通，光纤阵列600的光纤经由第四侧面上的光纤孔插入光纤支架500,内，然后继续向右插入，使得光纤嵌在光纤固定槽504内，然后继续向右插入，由第一侧面501上的通孔503穿出来。

在一些实施例中，光纤由第一侧面501的通孔503穿出来后，光纤的光纤端面与第一侧面501之间可具有一定距离，即光纤的光纤端面突出于第一侧面501。

在一些实施例中，将光纤阵列600的光纤通过光纤孔、光纤固定槽、通孔503插入光纤支架500后，可通过光纤固定槽504的开口向光纤固定槽504内注入胶水，还可在第四侧面512的光纤孔四周点胶，以实现光纤阵列600与光纤支架500的固定连接。

光纤支架500的第二侧面505上设置有第五侧面507，该第五侧面507与第一侧面501相连接，且第五侧面507凹陷于第二侧面505，第五侧面507通过第一连接面508与第二侧面505连接，使得第二侧面505与第五侧面507形成台阶面。

第五侧面507上设置有第一凸台510，该第一凸台510由第五侧面507向外侧延伸，第一凸台510包括顶面、第一表面5101、第二表面5102、第三表面5103与第四表面，第一凸台510的顶面与光纤支架500的顶面相平齐，第一表面5101与第一凸台510的顶面相对设置，第一表面5101与第一凸台510的顶面在上下方向的厚度尺寸小于光纤支架500在上下方向的厚度尺寸，即第一表面5101凹陷于光纤支架500的底面。

第二表面5102与第一凸台510的顶面、第一表面5101连接，第二表面5102与第五侧面507相对设置，且第二表面5102突出于第二侧面505，如此第一凸台510突出于第二侧面505。第四表面与第一侧面501相平齐，第三表面5103与第四表面相对设置。

同理，光纤支架500的第三侧面506上设置有第六侧面509，该第六侧面509与第一侧面501相连接，且第六侧面509凹陷于第三侧面506，第六侧面509通过第二连接面511与第三侧面506连接，使得第三侧面506与第六侧面509形成台阶面。

第六侧面509上设置有第二凸台520，第二凸台520由第六侧面509向外侧延伸，第二凸台520包括顶面、第一面5201、第二面5202、第三面5203与第四面，第二凸台520的顶面与光纤支架500的顶面相平齐，第一面5201与第二凸台520的顶面相对设置，第一面5201与第一凸台510的顶面在上下方向的厚度尺寸小于光纤支架500在上下方向的厚度尺寸，即第一面5201凹陷于光纤支架500的底面。

第二面5202与第二凸台520的顶面、第一面5201连接，第二面5202与第六侧面509相对设置，且第二面5202突出于第三侧面506，如此第二凸台520突出于第三侧面506。第四面与第一侧面501相平齐，第三面5203与第四面相对设置。

图15为本申请实施例提供的光模块中透镜组件与光纤支架的装配结构示意图二，图16为图15中A处放大示意图，图17为本申请实施例提供的光模块中透镜组件与光纤支架的装配剖视图。如图15、图16、图17所示，将透镜组件400与光纤支架500固定连接时，首先通过透镜组件400的第一支撑臂410支撑光纤支架500的第一凸台510，第二支撑臂420支撑光纤支架500的第二凸台520，以将光纤支架500置于第一支撑臂410与第二支撑臂420之间，通过第一支撑臂410、第二支撑臂420支撑光纤支架500。

具体地，第一支撑臂410的顶面与第一凸台510的第一表面5101支撑连接，第一支撑臂410的内侧壁可与光纤支架500的第二侧面505接触连接；第二支撑臂420的顶面与第二凸台520的第一面5201支撑连接，第二支撑臂420的内侧壁可与光纤支架500的第三侧面506接触连接，使得透镜组件400上的定位柱402与光纤支架500上的定位孔502相对齐。

然后将光纤支架500由左向右移动，使得定位柱402插入定位孔502内，然后继续向右移动光纤支架500，使得光纤支架500的第一侧面501与透镜组件400的限位壁401相接触，定位柱402完全插入定位孔502内。

光纤支架500通过定位柱402、定位孔502与透镜组件400进行定位，光纤支架500通过透镜组件400的第一支撑臂410、第二支撑臂420进行支撑，通过光纤支架500的第一侧面501与限位壁401的粘接固定后，光纤支架500悬空设置于电路板300的上方，其与电路板300之间并不存在支撑关系。即光纤支架500的底面与电路板300的表面之间存在间隙，该间隙内可用于放置芯片、打线等。

在一些实施例中，透镜组件400的凹槽403凹陷于限位壁401，光纤端面突出于光纤支架500的第一侧面501，将透镜组件400与光纤支架500固定连接时，突出的光纤端面可位于凹槽403内。

图18为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件与光纤支架的装配俯视图。如图18所示，将透镜组件400与光纤支架500通过定位柱402、定位孔502进行定位连接，通过透镜组件400的第一支撑臂410、第二支撑臂420支撑固定光纤支架500后，通过定位柱402与定位孔502的位置度来保证光纤阵列600的光纤落在透镜组件400汇聚光班的位置，然后作为整体与光发射芯片、光接收芯片进行耦合。

将光纤支架500与透镜组件400安装到位后，将胶水点在透镜组件400的第一点胶槽4011与第二点胶槽4012上，通过胶水对光纤支架500的第一侧面501与透镜组件400的限位壁401进行粘接固定；将胶水点在第一支撑臂410的顶面上，通过胶水对第一支撑臂410的内侧壁与光纤支架500的第二侧面505进行粘接固定；将胶水点在第二支撑臂420的顶面上，通过胶水对第二支撑臂420的内侧壁与光纤支架500的第三侧面506进行粘接固定；将胶水点在透镜组件400的底面与电路板300的表面连接处，通过胶水对透镜组件400与电路板300进行粘接固定。由此，实现了透镜组件400与电路板300的固定连接，实现了透镜组件400与光纤支架500的固定连接。

图19为本申请实施例提供的光模块的发射光路示意图，图20为本申请实施例提供的光模块的接收光路示意图。如图19、图20所示，将光发射芯片310、光发射驱动芯片320、光接收芯片330、光接收驱动芯片340等光电芯片按照一定摆放方式粘贴在电路板300上后，将透镜组件400罩设于该光电芯片上，并将透镜组件400粘贴在电路板300的表面上；然后将光纤阵列600的多根光纤通过光纤支架500的光纤孔、光纤固定槽504、通孔503插在光纤支架500内，并将光纤的光纤端面突出于光纤支架500的第一侧面501。

然后移动光纤支架500，将光纤支架500的第一凸台510置于透镜组件400的第一支撑臂410上，将第二凸台520置于透镜组件400的第二支撑臂420上，以通过透镜组件400的第一支撑臂410、第二支撑臂420支撑光纤支架500；然后继续移动光纤支架500，将透镜组件400的定位柱402插入光纤支架500的定位孔502内，继续移动光纤支架500，直至光纤支架500的第一侧面501与透镜组件400的限位壁401相接触。

然后将胶水点在透镜组件400的第一点胶槽4011与第二点胶槽4012，通过胶水将透镜组件400的限位壁401与光纤支架500的第一侧面501固定连接；将胶水点在第一支撑臂410的顶面上，通过胶水将第一支撑臂410与光纤支架500的第一凸台510固定连接；将胶水点在第二支撑臂420的顶面上，通过胶水将第二支撑臂420与光纤支架500的第二凸台520固定连接。

将光纤支架500固定至透镜组件400上后，光纤支架500的底面与电路板300的表面之间存在有间隙，该间隙尺寸至少是光电芯片高度尺寸+0.07mm，即光纤支架500的底面与光电芯片顶面之间的间隙尺寸H2至少为0.07mm，以保证该间隙内可以放置光电芯片并打线。

在一些实施例中，为了安全起见，光纤支架500的底面与电路板300表面之间的间隙一般为光电芯片高度尺寸+0.15mm。

透镜组件400上的第一支撑臂410与光纤支架500上的第一凸台510相互配合，第二支撑臂420与第二凸台520相互配合，以在上下方向上垫高光纤支架500。第一支撑臂410通过端部的第一支撑台4101与电路板300的表面连接，第一支撑臂410的中间底部是悬空的，该悬空部分可放置光电芯片、打线等；第二支撑臂420通过端部的第二支撑台4201与电路板300的表面连接，第二支撑臂420的中间底部是悬空的，该悬空部分可放置光电芯片、打线等。

在一些实施例中，第一支撑臂410的第一支撑台4101可突出于光纤支架500的第四侧面512，第二支撑臂420的第二支撑台4201可突出于光纤支架500的第四侧面512，若将第一支撑台4101、第二支撑台4201置于光纤支架500的第一侧面501、第四侧面512之间，在光纤支架500下方的空间设置光电芯片时，光电芯片还需避开第一支撑台4101、第二支撑台4201。

第一支撑台4101、第二支撑台4201位于第四侧面512的左侧时，提高了光纤支架500、第一支撑臂410与第二支撑臂420下方的空间，在该空间上能够设置更多的光电芯片、打线等。

在一些实施例中，根据第一支撑臂410下方、第二支撑臂420下方设置的光电芯片、打线等，第一支撑臂410在前后方向的宽度尺寸与第二支撑臂420在前后方向的宽度尺寸可不相同，如第一支撑臂410下方的光电芯片多于第二支撑臂420下方的光电芯片，第一支撑臂410的宽度尺寸大于第二支撑臂420的宽度尺寸，以更好的保护第一支撑臂410下方的光电芯片。

当第一支撑臂410下方的光电芯片与第二支撑臂420下方的光电芯片相同时，第一支撑臂410在前后方向的宽度尺寸与第二支撑臂420在前后方向的宽度尺寸也可相同。

将光电芯片、透镜组件400、光纤支架500与光纤阵列600组装完成后，光发射芯片310在光发射驱动芯片320驱动下产生光束，光束经由第二透镜407转换为准直光束，准直光束射至反射镜405，在反射面4051处发生反射，反射后的光束水平射至第一透镜404，通过第一透镜404将光束汇聚耦合至光纤阵列600的光纤内，实现了光的发射。

光纤阵列600的光纤将来自外部光纤传输的光束射至第一透镜404，经由第一透镜404将光束射至反射镜405，在反射面4051处发生反射，反射后的光束射至第三透镜408，通过第三透镜408将光束转换为汇聚光束，并将汇聚光束汇聚至光接收芯片330，光接收芯片330将光信号转换为电信号，实现了光的接收。

本申请实施例提供了一种光模块，包括电路板、设置在电路板上的光电芯片、罩设在光电芯片上的透镜组件、光纤支架及光纤阵列，透镜组件包括限位壁、第一侧壁与第二侧壁，限位壁朝向光纤支架，限位壁上设置有定位柱与凹槽，凹槽凹陷于限位壁，且凹槽内设置有第一透镜，第一透镜与透镜组件的内腔相连通；透镜组件还包括第一支撑臂与第二支撑臂，第一支撑臂、第二支撑臂由限位壁向光纤支架的方向延伸，且第一支撑臂与第二支撑臂之间存在间隙；光纤支架包括第一侧面、第二侧面与第三侧面，第一侧面朝向透镜组件，第一侧面的两端分别与第二侧面、第三侧面连接；第一侧面上设置有定位孔，透镜组件上的定位柱插入该定位孔内，以对透镜组件与光纤支架进行定位连接；第二侧面上设置有向外突出的第一凸台，第一支撑臂支撑第一凸台，第三侧面上设置有向外突出的第二凸台，第二支撑臂支撑第二凸台，以在上下方向上垫高光纤支架，使得光纤支架悬空设置；光纤阵列的光纤插在光纤支架内，透镜组件与光纤支架固定连接后，光纤阵列的光纤与透镜组件内的第一透镜相耦合。

本申请中，光纤支架通过定位柱、定位孔与透镜组件进行定位，透镜组件的第一支撑臂、第二支撑臂对光纤支架进行支撑固定，利用光纤支架的支撑将光纤固定在透镜组件的合适位置，提高了光纤支架与透镜组件的稳固性，使得固定于光纤支架内的光纤不会发生偏移，保证了透镜组件反射的光斑能够按理论值达到光纤的中心，从而提高了光信号的耦合效率；透镜组件的第一支撑臂、第二支撑臂使得光纤支架悬空设置，如此光纤支架下方的电路板上可放置光电芯片、信号线等，提高了电路板上的布局空间。

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，其上设置有光电芯片；

光纤支架，其内插有光纤，其一端的侧面上设置有定位孔；其上设置有凸台，其与所述电路板表面之间存在间隙；

透镜组件，罩设于所述光电芯片上，其一端的侧面上设置有定位柱与支撑臂，所述定位柱与所述定位孔相对应设置；所述支撑臂由所述侧面向所述光纤支架的方向延伸，所述支撑臂支撑所述凸台；所述侧面上设置有凹槽，所述凹槽凹陷于所述侧面，所述凹槽内设置有第一透镜，所述光纤与所述第一透镜耦合对接。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件包括限位壁、第一侧壁与第二侧壁，所述限位壁朝向所述光纤支架，所述第一侧壁与所述第二侧壁相对设置，所述限位壁的两端分别与所述第一侧壁、所述第二侧壁连接；

所述定位柱、所述凹槽设置于所述限位壁上，所述定位柱位于所述凹槽的外周。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述支撑臂包括第一支撑臂与第二支撑臂，所述第一支撑臂与所述第二支撑臂相对设置，所述定位柱位于所述第一支撑臂与所述第二支撑臂之间；所述第一支撑臂由所述限位壁向所述光纤支架的方向延伸，所述第一支撑臂的外侧面与所述第一侧壁相平齐；

所述第二支撑臂由所述限位壁向所述光纤支架的方向延伸，所述第二支撑臂的外侧面与所述第二侧壁相平齐。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架包括第一侧面、第二侧面、第三侧面与第四侧面，所述第一侧面朝向所述透镜组件，所述第四侧面与所述第一侧面相对设置，所述定位孔贯穿所述第一侧面与所述第四侧面；

所述第三侧面与所述第四侧面相对设置，所述第一侧面的两端分别与所述第三侧面、所述第四侧面连接；所述第三侧面上设置有向外突出的第一凸台，所述第四侧面上设置有向外突出的第二凸台。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架还包括第五侧面与第六侧面，所述第五侧面凹陷于所述第二侧面，所述第五侧面通过第一连接面与所述第二侧面连接；所述第一凸台由所述第五侧面向外突出；

所述第六侧面凹陷于所述第三侧面，所述第六侧面通过第二连接面与所述第三侧面连接；所述第二凸台由所述第六侧面向外突出。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述第一凸台包括第一表面、第二表面、第三表面与第四表面，所述第一表面与所述光纤支架的顶面相对设置，所述第一表面凹陷于所述光纤支架的底面；

所述第二表面与所述第五侧面相对设置，所述第二表面突出于所述第二侧面；所述第四表面与所述第一侧面相平齐，所述第三表面与所述第四表面相对设置。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第二凸台包括第一面、第二面、第三面与第四面，所述第一面与所述光纤支架的顶面相对设置，所述第一面凹陷于所述光纤支架的底面；

所述第二面与所述第六侧面相对设置，所述第二面突出于所述第三侧面；所述第四面与所述第一侧面相平齐，所述第三面与所述第四面相对设置。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述第一支撑臂的顶面与所述第一表面支撑连接，所述第一支撑臂的内侧壁与所述第二侧面接触连接；

所述第二支撑臂的顶面与所述第一面支撑连接，所述第二支撑臂的内侧壁与所述第三侧面接触连接。

9.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第一支撑臂的一端设置有第一支撑台，所述第一支撑台的底面与所述电路板表面连接，所述第一支撑臂与所述电路板表面之间具有间隙；

所述第二支撑臂的一端设置有第二支撑台，所述第二支撑台的底面与所述电路板表面连接，所述第二支撑臂与所述电路板表面之间具有间隙。

10.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架的底面与所述电路板表面之间的间隙尺寸大于或等于所述光电芯片的高度+0.07mm。