CN210401753U - 光收发组件和光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光模块及光收发组件，光收发组件包括基板、光学组件、光电元件、光纤和光纤连接器。光电元件设于所述基板上；光纤的一端固定在基板上并与光学组件相光耦合，另一端与光纤连接器连接；光学组件设置于光电元件和所述光纤之间，或光学组件设置于光纤和光纤连接器之间；光电元件与所述光纤连接器之间通过光学组件和光纤实现光路连接。本申请的光收发组件和光模块采用光纤直接主动耦合的方式，可以采用更少的元件，从而具有更低的成本；元件的减少也利于光模块的小型化，从而使光模块体积更小或者密度更高。

Description

光收发组件和光模块

技术领域

本实用新型涉及光通信元件制造技术领域，尤其涉及一种光收发组件和光模块。

背景技术

随着人们对数据传输速率的要求越来越高，光模块的需求也变的越来越大。光模块内部一般设有光发射组件和光接收组件，光发射组件和光接收组件通过光纤接口实现与外界的光信号传输。为了实现较好的信号传输，光发射组件、光接收组件与光纤接口之间常常会采用光纤进行连接。例如，中国专利申请CN201420189088.1公开了一种光收发器，该光收发器的光发射模组采用TO封装(Transistor Outline Package)的形式，并用软板与硬质电路板实现电性连接，光发射端为TO管和TO管之间采用光纤连接的形式。光接收组件采用MPO(Multi-fiber Push On，多纤推进)连接器的形式，MPO连接器的另一端连接TO管，并通过光纤实现光的传输。这样的结构成本较高，体积也较大，不利于光模块成本的降低和小型化要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光收发组件和光模块，其具有成本低，体积小的有点。

为实现上述实用新型目的之一，本申请一实施方式提供一种光收发组件，所述光收发组件包括基板、光学组件、光电元件、光纤、固定块和光纤连接器，所述光电元件设于所述基板上；所述光纤的一端固定在所述基板上并与所述光学组件相光耦合，另一端与所述光纤连接器连接；所述光学组件设置于所述光电元件和所述光纤之间，或所述光学组件设置于所述光纤和光纤连接器之间；所述光电元件与所述光纤连接器之间通过所述光学组件和所述光纤实现光路连接；所述光纤通过所述固定块固定在所述基板上，所述固定块胶粘固定在所述基板上。

作为本申请的一个实施方式，每一根所述光纤通过一个与所述光纤对应的固定块进行固定。

作为本申请的一个实施方式，所述光纤上与所述光学组件临近的一端连接有端面面积大于所述光纤端面面积的连接头。

作为本申请的一个实施方式，所述固定块固定在所述基板靠近所述光纤连接器一侧的端面上。

作为本申请的一个实施方式，所述固定块固定在所述基板的上表面，所述光纤通过所述连接头固定在所述固定块的侧边。

作为本申请的一个实施方式，所述固定块具有透光部，所述连接头固定在所述透光部。

作为本申请的一个实施方式，所述光学组件包括波分复用器、透镜、硅光芯片、阵列波导光栅和隔离器。

作为本申请的一个实施方式，所述基板为硬质电路板或固定于硬质电路板上的散热板。

作为本申请的一个实施方式，所述连接头包括至少一个平面，所述连接头的平面与所述固定块连接固定。

作为本申请的一个实施方式，所述连接头与所述固定块胶粘固定在一起。

作为本申请的一个实施方式，所述光电元件为硅光芯片。

本申请一个实施方式还提供一种光模块，所述光模块包括上述光收发组件。

与常用技术相比，本申请的有益效果在于：本申请的光收发组件和光模块采用光纤直接主动耦合的方式，可以采用更少的元件，从而具有更低的成本；元件的减少也利于光模块的小型化，从而使光模块体积更小或者密度更高。

附图说明

图1是本申请实施例1的光模块结构示意图；

图2是图1所示光模块中的光收发组件示意图；

图3是图2所示光收发组件的俯视图；

图4是本申请实施例2的光收发组件示意图；

图5是图4所示光收发组件的俯视图；

图6是本申请实施例3的光收发组件示意。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

再者，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到上述术语的限制。上述术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一表面可以被称作第二表面，同样，第二表面也可以被称作第一表面，这并不背离该申请的保护范围。

本申请提供一种收发组件及使用该光收发组件的光模块。该光模块用于光信号的收发传输。其可以是QSFP封装、OSFP封装，也可以是SFP封装等封装形式，可用于数据中心或者电信市场。该光模块包括壳体、设于壳体内的基板、光学组件、光发射器、光接收器和印刷电路板以及设于印刷电路板上的电子元件。光模块与对外的光接口之间采用光纤连接。因此，不用特意采用透镜进行耦合，可以采用更少的元件，从而具有更低的成本；元件的减少也利于光模块的小型化，从而使光模块体积更小或者密度更高。下面将结合实施例具体介绍一下本申请的光收发组件及其光模块。

实施例1

请参考图1，该实施例的光模块100包括壳体110、设于壳体110内的光收发组件和固定于壳体110上的光纤连接器160。图中仅绘示了发射端的光收发组件，接收端的光收发组件可以采用与光发射端光发射组件相同的结构，也可以采用其它结构。壳体110也仅绘示了一部分。从图1中可以看到该实施例的光纤连接器160适用于与外部LC接口的光纤连接器进行对接，在其它实施例中，光纤连接器160可以根据需要进行调整，例如采用适用于对接MPO接口、SC接口等的光纤连接器，或者适用于对接四个端口的光纤连接器。光模块100也可以是AOC(Active Optical Cables，有源光缆)光模块，此时光纤连接器160可以仅仅起到定位作用，无需再与其它连接器进行对接。当然，光纤连接器160也可以是位于壳体110内的一个固定元件或者光学元件，如固定块、波分复用器、透镜、硅光芯片等。

请一并参考图2和图3，图2为光模块100的光收发组件100a的结构示意图。图3为图2所示光收发组件100a的俯视图。该光收发组件100a包括基板120、光学组件130、光电元件140和光纤150。其中，基板120为硬质印刷电路板，光学组件130为汇聚透镜，光电元件140为激光器。也就是说，此处的光收发组件100a为光发射组件。根据光路可逆的原理，在其它实施例中，光收发组件100a也可以是光接收组件，或者光电元件140也可以为硅光芯片。当光电元件140为硅光芯片时，此时光收发组件100a的类型根据硅光芯片所集成的元件来定。例如，硅光芯片仅集成光电探测器时，光收发组件100a为光接收组件；硅光芯片仅集成激光器时，光收发组件100a为光发射组件；硅光芯片同时集成光电探测器和激光器时，光收发组件100a为光发射和接收组件；硅光芯片仅集成光传输、光处理元件时，光收发组件100a可能是光发射组件也可能是光接收组件。

在该实施例中，光电元件140通过陶瓷块124设于基板120上。陶瓷块124上设有焊盘用于与光电元件140电性连接。光纤150的一端固定在基板120上并与光学组件130(即汇聚透镜)相光耦合，另一端与图1中的光纤连接器160连接。光学组件130设置于光电元件140和光纤150之间。在其它实施例中，也可以是至少部分光学组件设置于光纤和光纤连接器之间。光电元件140与光纤连接器160之间通过光学组件130和光纤150实现光路连接。也就是说，光电元件140发出的激光经过光学组件130的耦合作用耦合到光纤150中，并在光纤150中传播最终到达光纤连接器160处。

该光收发组件100a的基板120的端面上固定有固定块122。固定块122通过胶粘的方式固定在基板120靠近光纤连接器160一侧的端面上。光纤150通过固定块122固定在基板120上。在对光纤150进行固定时，可以先通过工具夹持住光纤150，同时检测光纤150接收到的光信号的大小。当光纤150调整到位后，将固定块122靠近基板120和光纤150，保持光纤150不动，将固定块122通过胶粘的方式粘在基板120的端面上和光纤150上。这样就实现了光纤150的耦合和固定。从整个组装过程可以看到，光纤150在固定于固定块上之前可以在X轴、Y轴、Z轴三个维度，以及绕Y轴旋转角度进行调整。每一根光纤通过一个与之对应的固定块进行固定。这样的耦合方式能够实现光纤150的良好耦合，具有极高的耦合自由度。其中X轴和Z轴为平行于基板120的固定表面所在平面，Y轴垂直于基板120固定表面所在平面。Z轴大致平行于激光器光线出射方向。

为了便于将光纤150固定在基板120上，固定块122包括至少两个平面，其中一个平面用于与基板120的端面连接，另一个平面用于与光纤150连接。此处的固定块为长方体形状。当然，在其它实施例中，固定块150的形状可以根据基板120端面的形状和光纤150的形状进行调整。

为了方便光纤150与固定块122进行连接固定，光纤150上与光学组件130临近的一端连接有端面面积大于光纤端面面积的连接头。也就是说，光纤150的一端具有一个连接头152，连接头152比光纤本体要大一些。这样方便进行夹持和光的耦合。连接头152包括至少一个平面，该连接头152的平面的存在可以方便与固定块122连接固定。此处的连接头152为长方体形状，其具有多个平面，非常方便对连接头152进行夹持和固定。

在该实施例中，光纤150、光电元件140和光学组件130均为四个，在其它实施例中，光收发组件100a所使用的元件数量可以根据需要进行增减。

该实施例中，固定块122的设计可以方便光纤150在固定时进行多个维度的调整，从而使光纤150能够很方面的与光学组件130进行耦合。另外，这样的设计可以省略掉耦合透镜，从而不用耦合透镜对光进行耦合，而是直接用光纤进行主动耦合，减少元件的数量。这样，该光学组件的组装便利性就得到了提高。

实施例2

请参考图4和图5，该实施例提供一种光学组件200a。该光学组件200a与实施例1的光学组件100a相类似。下面将主要侧重于两者的不同点进行具体说明。

该光学组件200a包括基板220，固定在基板220上表面上的陶瓷块224、光学组件和固定块222。陶瓷块224上固定有光电元件240。此处的基板可以为金属基板，上表面为图中向上的表面。光学组件包括准直透镜231和波分复用器232。本领域技术人员可以知道的是，在其它实施例中，光学组件可以包括波分复用器、透镜、硅光芯片、阵列波导光栅和隔离器中的一种或几种。固定块222上通过UV胶固定有光纤250。此处的光纤250在一端也具有连接头252，连接头252为四方体。固定块222的底面胶粘固定在基板220上，其中一个与底面相连的侧面用于固定光纤250。此处是通过固定光纤250的连接头252来固定光纤250。连接头252上具有用来接收光线的光纤入光面253。光纤入光面253近似平行于波分复用器232的出光面，垂直于固定块222与连接头252连接的侧面。

在组装该光学组件200a时，先将光电元件240、准直透镜231和波分复用器232固定在基板220上，然后再耦合光纤250。光纤250在耦合时，会将光纤250与连接头相对的一端接入一个光功率计，然后移动连接头252相对于波分复用器232的位置。当检测到光纤250的出光在需要的功率范围时，保持光纤连接头的位置保持不动，将固定块222靠近连接头252和基板220，待固定块222完全靠近连接头252和基板220时，在连接头252与固定块222接触的位置及基板220与固定块222接触的位置进行点胶固定(当然，此处也可以先将胶涂抹在固定块222上)，等到胶水完全固化后松开对连接头252的夹持。这样，连接头252就通过固定块222就耦合固定到了所需要的位置。从这个耦合固定过程可以看到，连接头252在进行耦合调整位置时，其可以在X轴、Y轴、Z轴以及绕Y轴的旋转的维度进行调整。这样能够很方便的找到最佳的耦合位置，提高光的耦合效率。

该实施例中的光电元件240可以是激光器也可以是光电探测器，此处为激光器。激光器发出的光经过准直透镜231准直后进入波分复用器232，从波分复用器232出射后到达连接头252的光纤入光面253，并进入光纤250中。当然，在从波分复用器232出来后，光线也可以先透光一个汇聚透镜进行汇聚后再进入光纤250中。此处是四路光合为一路光进入到光纤250中。波分复用器232可以为滤光片组合形成也可以是阵列波导光栅的形式。

实施例3

请参考图6，该实施例提供一种光收发组件300a。该光收发组件300a与实施例2的光收发组件200a相类似。不同之处在于，该实施例的光收发组件300a不仅包括基板320、光学组件330、光电元件340、光纤350，还包括电路板360。该实施例中，基板320为金属基板，其固定于电路板360的下表面。另外一个不同的地方是，光纤连接头和固定块的连接方式不同。

具体的，该实施例中，固定块322的下表面粘结固定在基板320的上表面上。固定块322为立方体形状，并且由透光材质制成。固定块322具有一个入光面和一个出光面。光纤350的连接头352的光纤入光面353与固定块322的出光面相连接。这样，从光学组件330出射的光线会经过固定块322后到达光纤入光面353，并进入到光纤350中。

该实施例中，光纤350的耦合固定方法与实施例2中的相同。其也可以在X轴、Y轴、Z轴以及绕Y轴的旋转的维度进行调整。从而能够很方便的找到最佳的耦合位置，提高光的耦合效率。

需要说明的是，在该实施例中，固定块322也可以不是采用透光材料制成，而是具有透光部，例如透光孔。光纤350的连接头352可以固定在透光孔的外围端面上。这样，光路中就没有胶水，不会影响光传输的质量。当光从光学组件330传导至固定块322时，光线会穿过透光孔然后到达连接头352，并进入光纤350中。

本申请的光收发组件采用光纤主动与光学组件耦合的方式，可以采用更少的元件，从而具有更低的成本；元件的减少也利于光模块的小型化，从而使光模块体积更小或者密度更高。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种光收发组件，所述光收发组件包括基板、光学组件、光电元件、光纤、固定块和光纤连接器，其特征在于，

所述光电元件设于所述基板上；

所述光纤的一端固定在所述基板上并与所述光学组件相光耦合，另一端与所述光纤连接器连接；

所述光学组件设置于所述光电元件和所述光纤之间，或所述光学组件设置于所述光纤和光纤连接器之间；

所述光电元件与所述光纤连接器之间通过所述光学组件和所述光纤实现光路连接；

所述光纤通过所述固定块固定在所述基板上，所述固定块胶粘固定在所述基板上。

2.根据权利要求1所述的光收发组件，其特征在于，每一根所述光纤通过一个与所述光纤对应的固定块进行固定。

3.根据权利要求2所述的光收发组件，其特征在于，所述光纤上与所述光学组件临近的一端连接有端面面积大于所述光纤端面面积的连接头。

4.根据权利要求3所述的光收发组件，其特征在于，所述固定块固定在所述基板靠近所述光纤连接器一侧的端面上。

5.根据权利要求3所述的光收发组件，其特征在于，所述固定块固定在所述基板的上表面，所述光纤通过所述连接头固定在所述固定块的侧边。

6.根据权利要求3所述的光收发组件，其特征在于，所述固定块具有透光部，所述连接头固定在所述透光部。

7.根据权利要求3所述的光收发组件，其特征在于，所述光学组件包括波分复用器、透镜、硅光芯片、阵列波导光栅和隔离器。

8.根据权利要求3至7中任一权利要求所述的光收发组件，其特征在于，所述基板为硬质电路板或固定于硬质电路板上的散热板。

9.根据权利要求8所述的光收发组件，其特征在于，所述连接头包括至少一个平面，所述连接头的平面与所述固定块连接固定。

10.根据权利要求9所述的光收发组件，其特征在于，所述连接头与所述固定块胶粘固定在一起。

11.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的光收发组件，其特征在于，所述光电元件为硅光芯片。

12.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括权利要求1至11任一项所述的光收发组件。

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