CN203981926U

CN203981926U - 光模块

Info

Publication number: CN203981926U
Application number: CN201420413332.8U
Authority: CN
Inventors: 高桥龙太; 生野博史
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2024-07-24
Also published as: US9143261B2; JP2015032728A; US20150037038A1

Abstract

本实用新型提供一种光模块，实现光模块的进一步小型化。上述光模块将从多个光源射出的波长相互不同的多个光信号复用并输出，其具有：第一光学部件，其反射从第一光源射出的第一光信号，且至少使从第二光源射出的第二光信号透过；第二光学部件，其反射从第一光源射出的第一光信号而使其入射第一光学部件；第三光学部件，其反射从第二光源射出的第二光信号；以及第四光学部件，其反射由第三光学部件反射的第二光信号而使其入射第一光学部件，第一光学部件以及第四光学部件配置在同一光路上，第一光源以及第二光源在光路的两侧沿该光路前后配置，第二光学部件以及第三光学部件配置在光路外，第一光信号相对于第一光学部件的入射角度小于45度。

Description

光模块

技术领域

本实用新型涉及光模块，特别涉及WDM(Wavelength DivisionMultiplexing)用的光模块。

背景技术

已开发有WDM用的各种光模块，WDM用光收发器是其中一种。例如，开发有具备使从多个光源射出的波长相互不同的多个光信号复用的光发射次模块(TOSA：Transmitter Optical Sub Assembly)的WDM用光收发器。在专利文献1或专利文献2中，记载有如下光收发器，其具备将振荡波长不同的四个半导体激光器(LD：Laser Diode)成一列地排列的TOSA。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-279507号公报

专利文献2：日本特开2008-203427号公报

近年来，寻求使含有光收发器的WDM用光模块进一步小型化。例如，寻求遵照对应40～100GbE(Gigabit Ethernet)连接的光纤的收发器规格即QSFP+(Quad Small Form-factor Pluggable Plus)的小型光收发器。

为了实现具备TOSA的光模块的小型化，需要TOSA的小型化，而为了实现TOSA的小型化，需要改良含有光源的TOSA构成部件的配置。

但是，在决定TOSA的构成部件的配置的情况下，不能简单地只追求小型化。例如，在含有光收发器的WDM用光模块的构成部件中含有波长选择滤波器(WDM滤波器)的情况较多。在此，从WDM滤波器的波长选择性能来看，期望光相对于WDM滤波器的入射角度(入射面的法线与光轴所成角度)尽可能的小，最好是0度。之所以这样是因为一般的WDM滤波器的波长选择性能存在随着光相对于WDM滤波器的入射角度变大而下降的趋势，为了避免随着入射角度的增加WDM滤波器的波长选择性能下降，需要增加构成WDM滤波器的光学薄膜的数量。即、需要增加WDM滤波器的制造工序中的成膜次数，将导致制造成本上升或成品率下降。因此，在光模块的构成部件中含有WDM滤波器的情况下，需要在考虑了光相对于WDM滤波器的入射角度的基础上优化种种构成部件的配置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于实现光模块的进一步小型化。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下方案。

本实用新型方案一的光模块，其将从多个光源射出的波长相互不同的多个光信号复用并输出，上述光模块具有：第一光学部件，其反射从第一光源射出的第一光信号，且至少使从第二光源射出的第二光信号透过；第二光学部件，其反射从上述第一光源射出的上述第一光信号而使上述第一光信号入射上述第一光学部件；第三光学部件，其反射从上述第二光源射出的上述第二光信号；以及第四光学部件，其反射由上述第三光学部件反射的上述第二光信号而使上述第二光信号入射上述第一光学部件，上述第一光学部件以及上述第四光学部件配置在同一光路上，上述第一光源以及上述第二光源在上述光路的两侧沿该光路前后配置，上述第二光学部件以及上述第三光学部件配置在上述光路外，上述第一光信号相对于上述第一光学部件的入射角度小于45度。

在本实用新型方案二中，上述第二光学部件隔着上述光路与上述第一光源相对，并相对于上述光路上的光信号行进方向向斜后方反射从该第一光源射出的上述第一光信号而使上述第一光信号入射上述第一光学部件，上述第三光学部件隔着上述光路与上述第二光源相对，并相对于上述光路上的光信号行进方向向斜后方反射从该第二光源射出的上述第二光信号而使上述第二光信号入射上述第四光学部件。

在本实用新型方案三中，具有第三光源，其射出波长与上述第一光信号以及上述第二光信号不同的第三光信号，上述第四光学部件反射上述第二光信号，且至少使上述第三光信号透过，上述第一光学部件反射上述第一光信号，且至少使上述第二光信号以及上述第三光信号透过，上述第一光源、上述第二光源以及上述第三光源在上述光路的两侧沿该光路交替地配置，上述第二光信号相对于上述第四光学部件的入射角度小于45度。

在本实用新型的方案四中，具有：第四光源，其射出波长与上述第一光信号、上述第二光信号以及上述第三光信号不同的第四光信号；和第五光学部件，其反射上述第三光信号，且至少使上述第四光信号透过，上述第四光学部件反射上述第二光信号，且至少使上述第三光信号以及上述第四光信号透过，上述第一光学部件反射上述第一光信号另一方面至少使上述第二光信号、上述第三光信号以及上述第四光信号透过，上述第一光源、上述第二光源、上述第三光源以及上述第四光源在上述光路的两侧沿该光路交替地配置，上述第三光信号相对于上述第五光学部件的入射角度小于45度。

在本实用新型的方案五中，具有：第六光学部件，其与上述第三光源相对，并相对于上述光路上的光信号行进方向向斜后方反射从该第三光源射出的上述第三光信号而使上述第三光信号入射上述第五光学部件；第七光学部件，其与上述第四光源相对，并相对于上述光路上的光信号行进方向向斜后方反射从该第四光源射出的上述第四光信号；以及第八光学部件，其向相对于上述光路上的光信号行进方向平行的方向反射由上述第七光学部件反射的上述第四光信号而使上述第四光信号入射上述第五光学部件。

在本实用新型的方案六中，上述第一光学部件、上述第四光学部件以及上述第五光学部件为波长选择滤波器，上述第二光学部件、上述第三光学部件、上述第六光学部件、上述第七光学部件以及上述第八光学部件为全反射镜。

本实用新型的效果如下。

根据本实用新型，能够实现光模块的进一步小型化。

附图说明

图1是适用了本实用新型的光收发器的立体图。

图2是图1所示的光收发器的其他立体图。

图3是图1所示的光收发器中拆卸下壳的状态的立体图。

图4是构成光收发信号组件的电路基板的展开图。

图5是构成光收发信号组件的信号发送部的立体图。

图6是表示图5所示的信号发送部的构成的示意图。

图中：

1—光收发器，4—框体，5—光适配器，6—光收发信号组件，10—电路基板，20—信号发送部，21—底座，30—光源，31—第一光源，32—第二光源，33—第三光源，34—第四光源，50—光路，61、62、63—WDM滤波器(波长选择滤波器)，71、72、73、74、75—全反射镜，81、82、83、84—准直透镜，90—棱镜，91—聚光透镜。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本实用新型所适用的光模块的一个例子。以下所说明的光模块是遵照QSFP+规格的WDM用光收发器，其具有图1以及图2所示的外观。

如图1、图2所示，光收发器1具有由上壳2以及下壳3构成的框体4和设置于框体4长度方向一端的光适配器5。另外，如图3所示，在框体4的内部收纳有光收发信号组件6。在以下的说明中，存在将框体4长度方向两端中设置有光适配器5的一侧称作“前侧”而将前侧的相反侧称为“后侧”的情况。即、光适配器5设置于框体4的前侧。

图1、图2所示的框体4具有遵照QSFP+规格的大小。另外，在光适配器5上设置有两个用于插入装配在光纤一端的光连接器的插入口5a、5b。一方的插入口5a为信号发送用(TX)，另一方的插入口5b为信号接收用(RX)。

如图3所示，光收发信号组件6具备电路基板10以及信号发送部20。光收发信号组件6以电路基板10配置在框体4的后侧而信号发送部20配置在框体4的前侧的方向收纳在框体4的内部。

如图4所示，电路基板10具备：上侧刚性基板11；下侧刚性基板12；与这些基板彼此连接的连结用挠性基板13；以及从上侧刚性基板11延伸的上侧挠性基板14。虽然省略了图示，但在上侧刚性基板11上安装有用于发送信号的多个部件，这些部件彼此按照需要通过印制配线连接。相同地，在下侧刚性基板12上安装有用于接收信号的多个部件，这些部件彼此按照需要通过印制配线连接。再有，在下侧刚性基板12的一边上形成有边缘连接器15。虽然在图3中没有表示，但图4所示的上侧刚性基板11通过同图所示的上侧挠性基板14与图3所示的信号发送部20电连接。

如图5所示，信号发送部20具有底座21和分别在底座21的两侧面各设置有两个的光源30，并且套筒22从底座21的一方的端面延伸。具体来说，在底座21的一侧面上设置有第一光源31以及第三光源33，而在底座21的另一侧面上设置有第二光源32以及第四光源34。在以下的说明中，在不需要特别区分第一光源31、第二光源32、第三光源33以及第四光源34的情况下，则将这些光源统称为“光源30”。

如图6所示，各个光源30是在金属制的封装容器42上一体化地搭载半导体激光器(LD)40和用于将从半导体激光器40输出的作为光信号的激光聚光的透镜41。即，各个光源30是密封外壳封装的半导体激光器。

再次参照图5。从各个光源30的封装容器背面突出4根引导销43。另一方面，如图4所示，在上侧挠性基板14上形成有与各光源30(图5)对应的4个接合部16，在各个接合部16上形成有连接孔16a，用于插入对应的光源30的引导销43(图5)。图4所示的各接合部16大致弯曲90度，接合于图5所示的各光源30的封装容器背面。

在此，图6所示的第一光源31、第二光源32、第三光源33以及第四光源34的振荡波长相互不同。即、这些光源30根据从图3所示的电路基板10输出的电信号而分别输出波长相互不同的光信号。具体来说，从第一光源31射出波长1331nm的光信号(以下“第一光信号”)。同样地，分别从第二光源32射出波长1271nm的光信号(以下“第二光信号”)，从第三光源33射出波长1311nm的光信号(以下“第三光信号”)，从第四光源34射出波长1291nm的光信号(以下“第四光信号”)。另外，为了使从各个光源30射出的多个光信号结合并复用而在底座21的内部配置有多个光学部件。以下，对各个光学部件进行具体地说明。此外，在以下的说明中，在不需要特别区分第一光信号、第二光信号、第三光信号以及第四光信号的情况下，将它们统称为“光信号”。

如图6所示，第一光源31以及第三光源33配置在底座21的第一侧面21a上，第二光源32以及第四光源34配置在与第一侧面21a相对的第二侧面21b上。光信号从第一光源31以及第三光源33朝向第二侧面21b射出，并且光信号从第二光源32以及第四光源34朝向第一侧面21a射出。即、来自第一光源31以及第三光源33的光信号的射出方向和来自第二光源32以及第四光源34的光信号的射出方向相差180度。

第一光源31、第三光源33与第二光源32、第四光源34之间设定有与侧面21a、21b平行的光路50，在光路50上配置有作为第一光学部件的波长选择滤波器61、作为第四光学部件的波长选择滤波器62以及作为第五光学部件的波长选择滤波器63。另外，在光路50外配置有作为第二光学部件的全反射镜71、作为第三光学部件的全反射镜72、作为第六光学部件的全反射镜73、作为第七光学部件的全反射镜74以及作为第八光学部件的全反射镜75。

再有，波长选择滤波器61、波长选择滤波器62以及波长选择滤波器63按此顺序在光路50上配置成一列。即、波长选择滤波器61、62、63配置在同一光路上。另外，全反射镜71隔着光路50与第一光源31相对。以下同样地，全反射镜72隔着光路50与第二光源32相对，全反射镜73隔着光路50与第三光源33相对，全反射镜74隔着光路50与第四光源34相对。即、全反射镜71、72、73、74配置在配置有波长选择滤波器61、62、63的光路外。

如图6所示，从第一光源31射出的第一光信号(波长1331nm)入射全反射镜71。入射到全反射镜71的第一光信号由该全反射镜71反射，并通过准直透镜81准直后入射波长选择滤波器61(以下称为“WDM滤波器61”)。即、全反射镜71使从第一光源31射出的第一光信号朝向WDM滤波器61反射并入射该WDM滤波器61。第一光信号入射的WDM滤波器61具备波长选择性，反射波长为1331nm的光，而使其以外波长的光透过。因此，入射到WDM滤波器61的第一光信号由该WDM滤波器61反射，在光路50上从图6的纸面右侧向左侧行进。

此外，根据上述说明以及图6可以看出，全反射镜71相对于由WDM滤波器61反射的第一光信号的行进方向向斜后方反射从第一光源31射出的第一光信号。即、全反射镜71相对于光路50上的光信号的行进方向向斜后方反射第一光信号。

再有，全反射镜71的配置(倾斜)设定为由全反射镜71反射的第一光信号相对于WDM滤波器61的入射角度(θ1)小于45度(本实施方式中为15度)。在此，第一光信号相对于WDM滤波器61的入射角度(θ1)是指第一光信号的光轴与WDM滤波器61的法线所成的角度。

从第二光源32射出的第二光信号(波长1271nm)入射全反射镜72。入射到全反射镜72的第二光信号由该全反射镜72反射，并通过准直透镜82准直后入射波长选择滤波器62(以下称为“WDM滤波器62”)。即、全反射镜72使从第二光源32射出的第二光信号朝向WDM滤波器62反射并入射该WDM滤波器62。第二光信号入射的WDM滤波器62具备波长选择性，反射波长为1271nm的光，而使其以外波长的光透过。即、WDM滤波器62反射第二光信号而使其以外的光信号透过。因此，入射到WDM滤波器62的第二光信号由WDM滤波器62反射，在光路50上从图6的纸面右侧向左侧行进，并入射到WDM滤波器61。

此外，根据上述说明以及图6可以看出，全反射镜72相对于由WDM滤波器62反射的第二光信号的行进方向向斜后方反射从第二光源32射出的第二光信号。即、全反射镜72相对于光路50上的光信号的行进方向向斜后方反射第二光信号。

再有，全反射镜72的配置(倾斜)设定为由全反射镜72反射的第二光信号相对于WDM滤波器62的入射角度(θ2)小于45度(本实施方式中为15度)。在此，第二光信号相对于WDM滤波器62的入射角度(θ2)是指第二光信号的光轴与WDM滤波器62的法线所成的角度。

从第三光源33射出的第三光信号(波长1311nm)入射全反射镜73。入射到全反射镜73的第三光信号由该全反射镜73反射，并通过准直透镜83准直后入射波长选择滤波器63(以下“WDM滤波器63”)。即、全反射镜73使从第三光源33射出的第三光信号朝向WDM滤波器63反射并入射该WDM滤波器63。第三光信号入射的WDM滤波器63具备波长选择性，反射波长为1311nm的光，而使其以外波长的光透过。即、WDM滤波器63反射第三光信号而使其以外的光信号透过。因此，入射到WDM滤波器63的第三光信号由WDM滤波器63反射，在光路50上从图6的纸面右侧向左侧行进，并入射WDM滤波器62。再有，入射到WDM滤波器62的第三信号光透过该WDM滤波器62而入射WDM滤波器61。

此外，根据上述说明以及图6可以看出，全反射镜73相对于由WDM滤波器63反射的第三光信号的行进方向向斜后方反射从第三光源33射出的第三光信号。即、全反射镜73相对于光路50上的光信号的行进方向向斜后方反射第三光信号。

再有，全反射镜73的配置(倾斜)设定为由全反射镜73反射的第三光信号相对于WDM滤波器63的入射角度(θ3)小于45度(本实施方式中为15度)。在此，第三光信号相对于WDM滤波器63的入射角度(θ3)是指第三光信号的光轴与WDM滤波器63的法线所成的角度。

从第四光源34射出的第四光信号(波长1291nm)入射全反射镜74。入射到全反射镜74的第四光信号由该全反射镜74反射，并通过准直透镜84准直后入射全反射镜75。入射到全反射镜75的第四光信号由该全反射镜75反射，在光路50上从图6的纸面右侧向左侧行进，并入射WDM滤波器63。入射到WDM滤波器63的第四光信号依次透过该WDM滤波器63以及WDM滤波器62，并入射WDM滤波器61。

如上所述，第一光信号由全反射镜71反射并入射WDM滤波器61。第二光信号依次由全反射镜72以及WDM滤波器62反射并入射WDM滤波器61。第三光信号依次由全反射镜73以及WDM滤波器63反射后透过WDM滤波器62并入射WDM滤波器61。第四光信号依次由全反射镜74、75反射后，依次透过WDM滤波器63、62并入射WDM滤波器61。即、第一～第四光信号最终都入射共同的WDM滤波器61。在此，如上文所述，WDM滤波器61反射第一光信号而使其他的光信号透过。因此，入射WDM滤波器61的第一光信号由该WDM滤波器61反射并入射棱镜90。另外，入射WDM滤波器61的第二～第四光信号透过该WDM滤波器61入射棱镜90。即、第一～第四光信号被结合而复用。换句话说，在棱镜90上入射第一～第四光信号被波长复用的光信号。

入射棱镜90的多路光信号的行进方向被变换，被引导至配置在空心管22前端的聚光透镜91。被引导至聚光透镜91的多路光信号通过聚光透镜91向外部输出，并入射未图示的光纤，所述光纤连接在插入插入口5a中的光连接器92连接。换句话说，聚光透镜91使多路光信号聚光在与插入口5a(图1)连接的光纤的端面。

如图6所示，各光源30配置在光路50的两侧。因此，相比于各光源30在光路50的一侧排成一列的情况，能够使与光路50平行的方向时的底座21的尺寸(全长)变小。另外，各光源30沿光路50前后配置。因此，相比于使两个光源30相对(正对)的情况，能够使与光路50正交方向的底座21的尺寸(宽度)变小。再有，因为使三个以上的光源30沿光路50交替地配置，所以能够使底座21的全长以及宽度变得更小。

此外，第一光信号相对于WDM滤波器61的入射角度(θ1)、第二光信号相对于WDM滤波器62的入射角度(θ2)以及第三信号光相对于WDM滤波器63的入射角度(θ3)小于45度。因此，能够使用比较廉价的WDM滤波器。换句话说，在光信号相对于WDM滤波器的入射角度在45度以上的情况下，为了得到相同的波长选择性能而需要使用层叠了更多光学薄膜的昂贵的WDM滤波器。总而言之，在本实施方式的光收发器1中，能够避免制造成本的增加并实现进一步的小型化。

本实用新型并不限定于上述实施方式，能够在不超出其主旨的范围内进行种种变更。例如，在上述实施方式的光模块中设置有四个光源。但是，光源的数量没有特别地限定，只要具备两个以上的光源就能够输出波长复用的光信号。例如，若省略图6所示的第三光源33、第四光源34、全反射镜73、74、75以及准直透镜83、84，同时将WDM滤波器62替换为全反射镜，就能得到输出将第一光信号和第二光信号波长复用的光信号的光收发器。另外，若省略图6所示的第四光源34、全反射镜74、75以及准直透镜84，同时将WDM滤波器63替换为全反射镜，就能够得到输出将第一光信号、第二光信号以及第三光信号波长复用的光信号的光收发器。

上述实施方式的各光源的振荡波长(各光信号的波长)仅是一个例子，能够任意地设定。另外，上述实施方式的WDM滤波器能够替换为具备对应从各光源射出的光信号波长的波长选择性能的其他WDM滤波器。

Claims

1.一种光模块，其将从多个光源射出的波长相互不同的多个光信号复用并输出，上述光模块的特征在于，

具有：

第一光学部件，其反射从第一光源射出的第一光信号，且至少使从第二光源射出的第二光信号透过；

第二光学部件，其反射从上述第一光源射出的上述第一光信号而使上述第一光信号入射上述第一光学部件；

第三光学部件，其反射从上述第二光源射出的上述第二光信号；以及

第四光学部件，其反射由上述第三光学部件反射的上述第二光信号而使上述第二光信号入射上述第一光学部件，

上述第一光学部件以及上述第四光学部件配置在同一光路上，

上述第一光源以及上述第二光源在上述光路的两侧沿该光路前后配置，

上述第二光学部件以及上述第三光学部件配置在上述光路外，

上述第一光信号相对于上述第一光学部件的入射角度小于45度。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，

上述第二光学部件隔着上述光路与上述第一光源相对，并相对于上述光路上的光信号行进方向向斜后方反射从该第一光源射出的上述第一光信号而使上述第一光信号入射上述第一光学部件，

上述第三光学部件隔着上述光路与上述第二光源相对，并相对于上述光路上的光信号行进方向向斜后方反射从该第二光源射出的上述第二光信号而使上述第二光信号入射上述第四光学部件。

3.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于，

具有第三光源，其射出波长与上述第一光信号以及上述第二光信号不同的第三光信号，

上述第四光学部件反射上述第二光信号，且至少使上述第三光信号透过，

上述第一光学部件反射上述第一光信号，且至少使上述第二光信号以及上述第三光信号透过，

上述第一光源、上述第二光源以及上述第三光源在上述光路的两侧沿该光路交替地配置，

上述第二光信号相对于上述第四光学部件的入射角度小于45度。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，

具有：

第四光源，其射出波长与上述第一光信号、上述第二光信号以及上述第三光信号不同的第四光信号；和

第五光学部件，其反射上述第三光信号，且至少使上述第四光信号透过，

上述第四光学部件反射上述第二光信号，且至少使上述第三光信号以及上述第四光信号透过，

上述第一光学部件反射上述第一光信号另一方面至少使上述第二光信号、上述第三光信号以及上述第四光信号透过，

上述第一光源、上述第二光源、上述第三光源以及上述第四光源在上述光路的两侧沿该光路交替地配置，

上述第三光信号相对于上述第五光学部件的入射角度小于45度。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，

具有：

第六光学部件，其与上述第三光源相对，并相对于上述光路上的光信号行进方向向斜后方反射从该第三光源射出的上述第三光信号而使上述第三光信号入射上述第五光学部件；

第七光学部件，其与上述第四光源相对，并相对于上述光路上的光信号行进方向向斜后方反射从该第四光源射出的上述第四光信号；以及

第八光学部件，其向相对于上述光路上的光信号行进方向平行的方向反射由上述第七光学部件反射的上述第四光信号而使上述第四光信号入射上述第五光学部件。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，

上述第一光学部件、上述第四光学部件以及上述第五光学部件为波长选择滤波器，

上述第二光学部件、上述第三光学部件、上述第六光学部件、上述第七光学部件以及上述第八光学部件为全反射镜。