CN204116657U - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光模块，以解决现有技术中当光束中的一部分光被光探测器的光敏面反射回发射端后产生回损的技术问题。包括Lens器件、光探测器和表面贴装光探测器的电路板；Lens器件包括光口和反射板，反射板位于光口的出光侧；Lens器件设置在探测器的光敏面一侧；反射板与光探测器的光敏面的锐角夹角为；其中，。通过改变反射板与光探测器的光敏面的夹角角度，使得经反射板反射的光束不再垂直射向光探测器的光敏面，反射的光线不会原路返回，从而减少了回损。

Description

一种光模块

技术领域

本实用新型涉及光纤通信技术领域，具体涉及一种光模块。 

背景技术

在光纤通信技术领域中，光模块把电信号转换成光信号后发送，以及把接收到的光信号转换成电信号，起到光电转换的作用。 

其中，把接收到的光信号转换成电信号的部分为光模块中的光接收部分，该部分中包含Lens器件、光探测器（光电二极管）以及光接收电路等，其中Lens器件接收光纤信号，并转换光纤信号的光路使光射向光探测器的光敏面，光探测器负责将其光敏面接收到的光信号转换为电信号，而光接收电路负责将光探测器转换出的电信号放大输出。 

以图1和图2为例，光模块中光接收部分包括光探测器1、安装光探测器的电路板2以及包括反射板5的Lens器件；其中，Lens器件设置的位置要满足其反射板位于光探测器的光敏面的一侧，并且反射板与光探测器的光敏面的夹角为 ，使得光源3（光纤适配器）传输来的光束进入Lens器件后照射在反射板5上，反射板5将光束转折90度后射向光探测器的光敏面上。理想情况下，光探测器可以将照射到其光敏面的光全部接收，实现100%接收效率。 

但是现实情况下，由于光探测器接收光时，光束的主光线与光探测器的光敏面垂直，使得部分光反射，则光探测器对于照射到光敏面的光的吸收率只有96%左右，有4%的光由于光的可逆性，会在光敏面反射，并沿原路到达光的发射端，此4%的光成为return loss（回损）；如图3所示，垂直入射到光探测器1的光敏面的入射光束7（a），其主光束与光敏面的法线8重合，则由反射原理可知， 此时反射回去的反射光7（b）会沿着入射方向路径反射回发射端形成回损；其中，入射光线abcde分别对应反射光线ABCDE。 

发明内容

本申请实施例通过提供一光模块，以解决现有技术中光模块接收的光被光探测器的光敏面反射后产生的回损问题。 

为解决上述技术问题，本申请实施例采用以下技术方案予以实现： 

提供了一种光模块，包括Lens器件、光探测器和表面贴装所述光探测器的电路板；所述Lens器件设置在所述探测器的光敏面一侧；所述Lens器件包括光口和反射板，所述反射板位于所述光口的出光侧；所述光探测器的光敏面朝向所述反射板，所述光探测器的光敏面与所述反射板的锐角夹角为；其中，。

进一步的，所述光模块还包括第一凸透镜；所述第一凸透镜位于所述光口与所述反射板之间，并平行于所述光口和垂直于所述光探测器的光敏面放置。 

进一步的，所述光模块还包括第二凸透镜；所述第二凸透镜位于所述光探测器与所述反射板之间，将所述反射板反射的光会聚后射向所述光探测器的光敏面。 

进一步的，所述第二凸透镜平面与所述光探测器的光敏面的锐角夹角为。 

进一步的，所述a小于等于。 

进一步的，所述a为。 

与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：现有技术中，从光源经光口进入Lens器件的光束射向反射板，反射板与光探测器的光敏面的夹角为45度，使得反射板能将光束转折90度后垂直射向光探测器的光敏面，由于光线垂直入射在光敏面上，使得部分光反射，反射的光会沿原路到达光的发射端形成回损；相比于现有技术，本申请实施例中，改变反射板与光探测器的光敏面的夹角角度，将反射板向光探测器的光敏面方向或背离光探测器的光敏面方向旋转a度（假定向光探测器的光敏面方向旋转时a为正值，向背离光探测器的光敏面方向旋转时a为负值），使得反射板与光探测器的光敏面的夹角为，则入射的光束经反射板反射后，使得光束转折后射向光探测器的光敏面，此时光线不再垂直入射，经光敏面反射的光不再沿原路返回，从而不会形成回损。 

附图说明

图1为光模块的剖视图； 

图2 为现有技术光模块光路示意图；

图3为本申请实施例提供的光模块的架构图；

图4为本申请实施例提供的又一光模块的架构图；

图5为本申请实施例提供的光模块架构图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种光模块，以解决现有技术中当光束中的一部分光被光探测器的光敏面反射回发射端后产生回损的技术问题，实现降低回损的技术效果。 

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。 

实施例一 

如图3所示，本申请实施例提供的光模块，包括Lens器件、光探测器1和表面贴装光探测器的电路板2；Lens器件包括光口21和反射板5，反射板位于光口的出光侧； Lens器件设置在探测器的光敏面一侧；光探测器的光敏面朝向反射板，反射板与光探测器的光敏面的锐角夹角为；其中，。

进入光口21的光束射向反射板5，经反射板转折90度后射向光探测器1的光敏面。光探测器采用光通信中的COB（Chip On Broad，就是将裸芯片用导电胶或者非导电胶粘在互连基板上，然后进行引线键合实现电气连接）封装技术贴装在电路板2上。 

现有技术中，如图3中虚线所示，反射板5与光探测器的光敏面之间的夹角为度，光束射在反射板5上后，其入射角为，反射角同样为，则入射光线在反射板5上被转折后出射。反射后的光线垂直射向光探测器的光敏面。由于光束的主光线与光探测器的光敏面垂直，部分光不被光探测器吸收而反射，使得光敏面对于照射到其表面的光的吸收率只有96%，基于光的可逆性，不被吸收的4%的反射光线（称为return loss，回损）会沿原路返回到光的发射端。回损会对发射端造成干扰，影响发射端的信号稳定性，也就是说能量的回损影响了发射。 

回损的影响一般转化为dB来表示，转化公式为。则4%的return loss为-14dB；而行业中，有时要求return loss不能高于-25dB的情况，若高于-25dB，return loss会影响发射端信号的稳定性，使得输出信号出现误码或者不准确。需要采取措施降低回损对反射端的干扰。 

本申请实施例提供的措施是，将反射板5向光探测器的光敏面的方向旋转a角度，或者将反射板5向背离光探测器的光敏面的方向旋转，，使得反射板5与光探测器的光敏面之间的夹角为度；其中，反射板5向光探测器的光敏面的方向旋转时a为正值，反射板5向背离光探测器的光敏面的方向旋转时a为负值。通过改变反射板与光探测器的光敏面的夹角角度，当反射板5旋转a角度后，改变了入射光束与反射板5之间的入射角，使得入射角减小或者增大了，则相应的，反射角也减小或者增大，则入射光线与出射光线之间的夹角减小或者增大，使得出射光线并不是垂直射向光探测器1的光敏面，此时，回损的反射方向不再沿原路返回，则回损的光能量基本不能到达光的发射端，从而减小回损对发射端的干扰，从而保证了发射端输出信号的稳定性和准确性。 

优选的，如图3所示，光模块还包括第一凸透镜4；第一凸透镜位于光口与反射板之间，并平行于光口和垂直于光探测器的光敏面放置。还包括第二凸透镜6；第二凸透镜位于光探测器与反射板之间，将反射板反射的光会聚后射向光探测器的光敏面。第一凸透镜将从光口进入光模块的光束会聚为平行光束，能提高光的利用率，第二凸透镜将从反射板反射出的光线会聚成为光束后射向光探测器的光敏面，进一步提高光的利用率。 

一个实施例如图3所示，将反射板5向光探测器的光敏面方向旋转，a为正值，使得反射板5与光探测器的光敏面的夹角为。则经过第一凸透镜4会聚成的平行光束，在反射板5上入射和反射后，入射光线与反射光线的夹角增大了，由现有技术中的增大到度，则出射光线不是垂直入射第二凸透镜6的，则被第二凸透镜6会聚的光束不会垂直射向光探测器的光敏面，此时，回损的反射方向不再沿原路返回，则回损的光能量基本不能到达光的发射端，减小了回损，进一步减小回损对发射端的干扰。 

旋转角度a的取值，以到为宜，可根据实际中所要求的回损对发射端的要求设定，因为当旋转角度很小时，还是有一部分光会反射进入到第二凸透镜6中，当角度大于时，回损对发射端的影响已降至最低，当角度大于时也没有更好的改善。 

事实上，当a为时，回损返回到发射端的比例只有0.3%，可以将回损对发射端的影响由-14dB降低到-25dB，大幅度的减小了回损对发射端的干扰，保证了发射端信号的稳定性和准确性。 

实施例二 

将入射到光探测器1（可以是PD-Photo diode，high speed detector of optical-electricity,光电二极管，也可以是MPD-Monitor photo diode,监控光电二极管）的光敏面的光线改变方向后，其到达光敏面的光斑形状也会发生变化。

当光束垂直入射时，到达光敏面的光斑为标准的圆形，但当改变垂直入射的方向后，到达光敏面的光斑则是变大的椭圆形。而因为光探测器1的光敏面通常为圆形，当光斑为变大的椭圆形时，不能使所有的入射光被光敏面全部接收，也即有一部分光不能进入到光敏区，使得光探测器1的接收效率降低。即使光敏面足够大能够全部接收到变大的椭圆形光斑，此时因为变大的椭圆形光斑的光强密度也降低，使光探测器1的响应度降低，影响光电转换的效率。 

为解决光斑变为椭圆形后带来的光探测器接收不完全或者光电转换效率降低的技术问题，本申请实施例将第二凸透镜倾斜加工，如图4所示，使其跟随光线的入射角度而倾斜。即，使第二凸透镜6平面与光探测器的光敏面的锐角夹角为，其旋转方向与反射板旋转的方向相同，此时穿过透镜后会聚的光束垂直射向光探测器1的光敏面，入射光斑为圆形，与光线不发生倾斜时的光斑大小一致。 

如前所述，a的取值以到为宜，则第二凸透镜的倾斜角度以到为宜，当倾斜角度大于时，反而会使得入射到光探测器光敏面的光斑变得更大更椭圆，会降低光探测器的响应度和光电转换效率。 

本申请实施例提供的光模块，如图1和图5所示的光模块的剖视图和架构图， lens器件7包括光口21、第一凸透镜4，反射板5和第二凸透镜6。lens器件固定在光探测器的光敏面一侧，使得第二凸透镜6位于光探测器于反射板之间，将反射板反射的光会聚后射向光探测器的光敏面；第一凸透镜4位于光口与反射板之间，并平行于光口和垂直于光探测器1的光敏面，反射板5位于第一凸透镜4的出光侧，第二凸透镜6位于反射板5的下方，且其入光侧朝向反射板5；由发射端发出的发散光束进入光口21后经第一凸透镜4聚焦后成为平行光束射向反射板5；平行光束在反射板5上反射后射向第二凸透镜6，并经第二凸透镜6聚焦后，射向光探测器1的光敏面。 

其中，在加工光模块时，保证lens器件的反射板5与光探测器的光敏面的夹角为加工为；并将第二凸透镜6倾斜加工，使得第二凸透镜6的平面与光探测器的光敏面的夹角为。 

将a的取值介于到之间，能够保证减小回损，从而减小回损对于发射端的干扰，并且不会降低光探测器的响应度和光电转换效率，具体原理同前述实施例的内容相同，此处不再赘述。但，当a的取值大于时会增大第二凸透镜6的加工难度。 

本申请的上述实施例中，通过提供一种光模块，相比于现有技术中反射板与光探测器的光敏面呈夹角放置，将反射板向光探测器的光敏面方向或背离光探测器的光敏面的方向旋转（假定向光探测器的光敏面方向旋转时a为正值，向背离光探测器的光敏面方向旋转时a为负值），使得反射板与光探测器的光敏面平面的夹角为，则入射的光束经反射板反射后，使得光束转折后射向第二凸透镜，经第二凸透镜会聚后射向光探测器的光敏面，此时光线不再垂直入射到光探测器的光敏面，经光敏面反射的光不再沿原路返回，减小了回损，从而不会影响发射端光信号的稳定性，减小了回损对发射端的干扰，保证了输出信号的准确性，降低了输出信号出现误码或者不准确的概率。进一步的，可以将第二凸透镜向反射板旋转的方向旋转，使第二凸透镜平面与光探测器的光敏面的锐角夹角为，此时穿过透镜后会聚的光束垂直射向光探测器的光敏面，入射光斑为圆形，改善了因旋转反射板造成的光探测器接收光斑变为椭圆形，从而降低光探测器的响应度和光电转换效率的技术问题。 

应当指出的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。 

Claims (6)

1. 一种光模块，包括Lens器件、光探测器和表面贴装所述光探测器的电路板；其特征在于，所述Lens器件设置在所述探测器的光敏面一侧；所述Lens器件包括光口和反射板，所述反射板位于所述光口的出光侧；所述光探测器的光敏面朝向所述反射板，所述光探测器的光敏面与所述反射板的锐角夹角为                                               ；其中，。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括第一凸透镜；所述第一凸透镜位于所述光口与所述反射板之间，并平行于所述光口和垂直于所述光探测器的光敏面放置。

3.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括第二凸透镜；所述第二凸透镜位于所述光探测器与所述反射板之间，将所述反射板反射的光会聚后射向所述光探测器的光敏面。

4.根据权利要求3所述的光模块中，其特征在于，所述第二凸透镜平面与所述光探测器的光敏面的锐角夹角为。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述a小于等于。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述a为。