CN210605096U - 用于光模块的准直光耦合装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于光模块的准直光耦合装置，该装置主要包括主底座和位移镜，其中，主底座上开设有入光通道、出光通道以及用于将主底座卡设在光发射器外壳上的卡槽。在对光发射器进行准直光耦合时，利用开设在主底座上的卡槽，将该主底座卡在光发射器外壳上，光发射器发出的光束入射至入光通道后，照射在位移镜；然后，利用位移镜将该光束的传输路径上移后进入出光通道，再通过该出光通道将光束输出。由于利用位移镜可以改变光发射器所发出的光束的传输路径，使其上移，其中，具体上移距离可以根据布设在光发射器的出光光路上的元器件的高度确定，进而经出光通道输出的光束可以避开光模块电路板上的元器件的遮挡。

Description

用于光模块的准直光耦合装置

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及用于光模块的准直光耦合装置。

背景技术

光收发一体模块，简称光模块，是光通讯领域设备中的一种标准模块。一个标准光模块通常包括光发射器、光接收器、微处理器和激光驱动器等器件。

其中，光发射器主要包括激光器、隔离器、准直透镜、聚焦透镜等一系列元器件。这些元器件通常采用无源耦合或有源准直光耦合的方式，用胶水或者焊接的方式固定在管壳内。其中，在采用有源准直光耦合方式时，通常采用通过微处理器和激光驱动器控制激光器发光，然后一边监视光发射器的光输出，一边对光发射器中的元器件进行位置微调以达到相关元器件之间的对准。

但是，由于光发射器所处的PCBA(Printed Circuit Board Assembly，装配后的印刷电路板)上还布设有其它的元器件，其中有些元器件被布设在光发射器的出光光路上，所以，在对光发射器的内部元器件进行准直光耦合时，上述元器件便会对光发射器的出光光路有一定的遮挡，进而影响耦合效果。

实用新型内容

本申请提供了一种用于光模块的准直光耦合装置，以解决在对光发射器进行准直光耦合时，PCBA上的元器件遮挡光路的问题。

本申请实施例提供的准直光耦合装置，主要包括主底座和位移镜，其中：

所述主底座上开设有用于将所述主底座卡设在光发射器外壳上的卡槽；

所述主底座上还开设有相连通的入光通道和出光通道；

所述入光通道与所述卡槽相连通，用于接收所述光发射器所发射的光束；

所述入光通道和出光通道之间设有所述位移镜；所述位移镜，用于将所述光发射器所传入的光束的传输路径上移后输出至所述出光通道。

由上述实施例可见，本申请实施例提供的用于光模块的准直光耦合装置，在对光发射器进行准直光耦合时，利用开设在主底座上的卡槽，将该主底座卡在光发射器外壳上，光发射器发出的光束入射至入光通道后，照射在位移镜；然后，利用位移镜将该光束的传输路径上移后进入出光通道，再通过该出光通道将光束输出。由于利用位移镜可以改变光发射器所发出的光束的传输路径，并使其上移，其中，具体上移距离可以根据布设在光发射器的出光光路上的元器件的高度确定，进而经出光通道输出的光束可以避开光模块电路板上的元器件的遮挡。

附图说明

图1为光通信终端连接关系示意图；

图2为光网络单元结构示意图；

图3为本申请实施例中提供的一种光模块的结构示意图；

图4为图3中光模块中的电路板的结构示意图；

图5为本申请实施例中提供的用于光模块的准直光耦合装置的结构示意图；

图6为本申请实施例中提供的用于光模块的准直光耦合装置的分解结构示意图；

图7为本申请实施例中提供的用于光模块的准直光耦合装置的截面结构示意图；

图8为本申请实施例中提供的将准直光耦合装置的安装至光发射器上的过程示意图；

图9为本申请实施例中提供的将准直光耦合装置的安装至光发射器后的结构示意图。

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光电信号的转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导中传输，利用光在光纤中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输。而计算机等信息处理设备采用的是电信号，这就需要在信号传输过程中实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光纤通信技术领域中实现上述光电转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、I2C信号、传输数据信号以及接地等，金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的标准方式，以此为基础，电路板是大部分光模块中必备的技术特征。

图1为光通信终端连接关系示意图。如图1所示，光通信终端的连接主要包括光网络单元100、光模块200、光纤101及网线103；

光纤的一端连接远端服务器，网线的一端连接本地信息处理设备，本地信息处理设备与远端服务器的连接由光纤与网线的连接完成；而光纤与网线之间的连接由具有光模块的光网络单元完成。

光模块200的光口与光纤101连接，与光纤建立双向的光信号连接；光模块200的电口接入光网络单元100中，与光网络单元建立双向的电信号连接；光模块实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤与光网络单元之间建立连接；具体地，来自光纤的光信号由光模块转换为电信号后输入至光网络单元100中，来自光网络单元100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。光模块200是实现光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。

光网络单元具有光模块接口102，用于接入光模块，与光模块建立双向的电信号连接；光网络单元具有网线接口104，用于接入网线，与网线建立双向的电信号连接；光模块与网线之间通过光网络单元建立连接，具体地，光网络单元将来自光模块的信号传递给网线，将来自网线的信号传递给光模块，光网络单元作为光模块的上位机监控光模块的工作。

至此，远端服务器通过光纤、光模块、光网络单元及网线，与本地信息处理设备之间建立双向的信号传递通道。

常见的信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；光网络单元是光模块的上位机，向光模块提供数据信号，并接收来自光模块的数据信号，常见的光模块上位机还有光线路终端等。

图2为光网络单元结构示意图。如图2所示，在光网络单元100中具有电路板105，在电路板105的表面设置笼子106；在笼子106中设置有电连接器，用于接入金手指等光模块电口；在笼子106上设置有散热器107，散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起结构。

光模块200插入光网络单元中，具体为光模块的电口插入笼子106中的电连接器，光模块的光口与光纤101连接。

笼子106位于电路板上，将电路板上的电连接器包裹在笼子中；光模块插入笼子中，由笼子固定光模块，光模块产生的热量通过光模块壳体传导给笼子，最终通过笼子上的散热器107进行扩散。

图3为本申请实施例提供的一种光模块200的结构示意图。如图3所示，本申请实施例提供的光模块200包括上壳体201、下壳体202、解锁手柄203和以及设置在光模块内部的电路板。

上壳体201与下壳体202形成具有两个开口的包裹腔体，具体可以是在同一方向的两端开口(204、205)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口204，用于插入光网络单元等上位机中，另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接内部光纤，电路板等光电器件位于包裹腔体中。

上壳体201及下壳体202一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板等器件安装到壳体中，一般不会将光模块的壳体做成一体结构，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽结构无法安装，也不利于生产自动化。

解锁手柄203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，拉动解锁手柄的末端可以在使解锁手柄在外壁表面相对移动；光模块插入上位机时由解锁手柄203将光模块固定在上位机的笼子里，通过拉动解锁手柄203以解除光模块与上位机的卡合关系，从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。

图4为图3中光模块中的电路板的结构示意图。如图4所示，在电路板上布设有微处理301、光发射器302、光接收器(图中未示出)等器件。

其中，光发射器302内布设有主要包括激光器、隔离器、准直透镜、聚焦透镜等一系列元器件。这些元器件通常采用无源耦合或有源准直光耦合的方式，用胶水或者焊接的方式固定在管壳上。并且，其内部器件发出的光通过光发射器302管壳上开设的出光口3021射出并耦合进入光纤。

但是，由于在光发射器302的出光口3021处，还有一些其它元器件303电路板上，所以，在对光发射器302进行准直光耦合时，上述元器件便会对光发射器的出光光路有一定的遮挡，进而影响耦合效果。针对该问题，本实施例提供了一种准直光耦合装置。

图5为本申请实施例中提供的用于光模块的准直光耦合装置的结构示意图。如图5所示，该装置主要包括主底座401和位移镜402。

其中，在主底座401上开设有相连通的卡槽4011、入光通道4012和出光通道4013，入光通道4012和出光通道4013之间设有位移镜402。在对光发射器302进行准直光耦合时,利用卡槽4011将该主底座401卡设在光发射器302的外壳上的，同时将入光通道4012对准光发射器302的出光口，进而光发射器302的发出的光束可以入射至入光通道4012，然后，利用位移镜402将该光束的传输路径上移后输出至出光通道4013。

在本实施例中，位移镜402可以采用一个玻璃棱镜制成，在该玻璃棱镜的入射面和出射面上分别镀有减反射膜，同时将玻璃棱镜的相对两个侧端面(例如上下两个侧端面)进行抛光处理，以形成全内反射面，这样，入光通道4012传入的光束照射在其入射面上，优选的，可以使其垂直照射在入射面上，进入玻璃棱镜后的光束照射至其第一反射面上，该光束经第一反射面全反射至第二反射面上，然后，经第二反射面全反射至出射面上输出，进而实现对光束传输路径的改变。其中，通过对两个反射面之间间距的设置，可以实现对光束所上移距离的改变。当然，位移镜402还可以设置为其它结构，如由两个平行设置的全反射镜构成。

由于利用位移镜402可以使光发射器302所发出的光束的传输路径上移，其中，具体上移距离可以根据布设在光发射器302的出光光路上的元器件的高度确定，进而经出光通道4013输出的光束可以避开光模块电路板上的元器件的遮挡。需要说明的是，本实施例所指的上移是指使出射光束与电路板之间的间距增大。

为了使主底座401可以牢固的卡在光发射器302的外壳上，本实施例提供的装置还包括固定件，如紧固螺丝等，同时在主底座401上还开设固定孔，其中，该固定孔的轴线可以与光发射器302所发出的光束的传输向垂直，当然也可以是倾斜设置。使用时，将固定件穿置在固定孔中，利用固定件和固定孔相配合，将主底座401锁紧在光发射器302外壳上。

但是，如果采用紧固螺丝固定的方式，在锁紧时，紧固螺丝的端部会抵接到光发射器302的外壳表面，进而会对光发射器302的外壳造成一定的磨损，并且，紧固螺丝的锁紧程度也不容易控制。基于上述原因，本实例还提供了另一种固定件。

图6为本申请实施例中提供的用于光模块的准直光耦合装置的分解结构示意图；图7为本申请实施例中提供的用于光模块的准直光耦合装置的截面结构示意图。如图5至7所示，该固定件包括圆珠406、弹簧405和弹簧固定件。

相适应的，开设在主底座401上固定孔包括用于放置圆珠406和弹簧405的弹簧固定通孔4014，如图7所示，弹簧固定通孔4014的底部与卡槽4011相连通，并且弹簧固定通孔4014的内径大于圆珠406的外径。同时，圆珠406用于与光发射器302外壳相接触，其材质可以为金属材料、橡胶材料等；弹簧405的一端与圆珠406相抵接、另一端与弹簧固定件相抵接，弹簧固定件用于将弹簧405压在弹簧固定通孔4014中。

图8为本申请实施例中提供的将准直光耦合装置的安装至光发射器302上的过程示意图。如图8所示，使用时，先将主底座401卡在光发射器302的外壳上，然后，依次将圆珠406和弹簧405投放在弹簧固定通孔4014中，最后，用弹簧固定件将弹簧405压在弹簧固定通孔4014中。通过设置弹簧固定通孔4014的深度、圆珠406的直径以及弹簧405的长度等尺寸，使弹簧405产生压缩形变。由于弹簧405被压缩，因此其可以向圆珠406施加压力，使圆珠406牢固抵接在光发射器302的外壳上，进而起到固定主底座401的作用。

为了方便将弹簧405压在弹簧固定通孔4014中，如图5和6所示，本实施例将弹簧固定件设计为由弹簧盖板403和紧固螺丝404组成的结构。同时，在弹簧盖板403上开设有用于穿设紧固螺丝404的第一螺丝固定孔4031，在主底座401上开设有用于穿设紧固螺丝404的第二螺丝固定孔4015，第一、第二螺丝固定孔的形状与紧固螺丝404的形状相适配。

使用时，将圆珠406和弹簧405投放在弹簧固定通孔4014中后，再将弹簧盖板403盖在弹簧405上，并且使第一螺丝固定孔4031对准第二螺丝固定孔4015，将紧固螺丝404穿置在第一、第二螺丝固定孔4015中并锁紧。这样，弹簧405的一端与圆珠406相抵接、另一端与弹簧盖板403相抵接。

图9为本申请实施例中提供的将准直光耦合装置的安装至光发射器302后的结构示意图。如图9所示，通过设置弹簧固定通孔4014的深度、圆珠406的直径以及弹簧405的长度等参数，使弹簧405产生压缩形变，使可以向圆珠406施加压力，进而起到固定主底座401的作用。这样，通过电路板上的微处理器和激光驱动器控制光发射器302中的激光器发光，激光器发出的光束经过光发射器302内部其它元器件后，从光发射器302的出光口入射至入光通道4012后，照射在位移镜402；然后，利用位移镜402将该光束的传输路径上移后进入出光通道4013，再通过该出光通道4013将光束输出。由于利用位移镜402可以将该光束的传输路径上移，其进而经出光通道4013输出的光束可以避开光模块电路板上的元器件的遮挡。

进一步的，为了方便观察光束的传播路径，本实施例将入光通道4012和出光通道4013设置为开设在主底座401上侧面上的凹槽结构，这样，在进行准直光耦合时，用户便可以直观看到光束在入光通道4012和出光通道4013中后具体传播过程。并且，还可以通过结合对入光通道4012和出光通道4013尺寸的设置，使其可以放置不同上移距离需求的位移镜402，这样，基于上述凹槽式的设计，用户可以不用拆开主底座401，便可以直接更换位移镜402。

本实施例还将卡槽4011的两个侧面也设计为通透结构，本实施例中，卡槽4011的两个侧面为在垂于与光发射器302外壳卡入所述卡槽4011的方向上的两个面。这样可以方便用户观察光发射器302的出光口是否与入光通道4012对准，并且还可以减少在将主底座401安装到光发射器302上、以及将主底座401从光发射器302上拆下来时，卡槽4011对光发射器302的外壳的剐蹭。另外，为了减少卡槽4011对光发射器302的外壳的剐蹭，本实施例还将卡槽4011的底部拐角为圆弧形拐角，其中，本实施例中卡槽4011的底部是指远离卡槽4011开口的一侧。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未实用新型的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种用于光模块的准直光耦合装置，其特征在于，所述装置包括主底座和位移镜，其中：

所述主底座上开设有用于将所述主底座卡设在光发射器外壳上的卡槽；

所述主底座上还开设有相连通的入光通道和出光通道；

所述入光通道与所述卡槽相连通，用于接收所述光发射器所发射的光束；

所述入光通道和出光通道之间设有所述位移镜；所述位移镜，用于将所述光发射器所传入的光束的传输路径上移后输出至所述出光通道。

2.根据权利要求1所述的准直光耦合装置，其特征在于，所述装置还包括固定件，其中：

所述主底座上还开设固定孔；所述固定件穿置在所述固定孔中，用于和所述固定孔相配合，将所述主底座锁紧在光发射器外壳上。

3.根据权利要求2所述的准直光耦合装置，其特征在于，所述固定件包括圆珠、弹簧和弹簧固定件，其中：

所述固定孔包括用于放置所述圆珠和弹簧的弹簧固定通孔，所述弹簧固定通孔的底部与所述卡槽相连通，所述弹簧固定通孔的内径大于所述圆珠的外径；

所述圆珠用于与所述光发射器外壳相接触；

所述弹簧的一端与所述圆珠相抵接、另一端与所述弹簧固定件相抵接；

所述弹簧固定件用于将所述弹簧压在所述弹簧固定通孔中。

4.根据权利要求3所述的准直光耦合装置，其特征在于，所述弹簧固定件包括弹簧盖板和紧固螺丝，其中：

所述弹簧的一端与所述圆珠相抵接、另一端与所述弹簧盖板相抵接；

所述弹簧盖板上开设有用于穿设所述紧固螺丝的第一螺丝固定孔，所述主底座上开设有用于穿设所述紧固螺丝的第二螺丝固定孔，所述紧固螺丝与所述第一、第二螺丝固定孔相配合将所述弹簧盖板锁紧在所述主底座上。

5.根据权利要求1所述的准直光耦合装置，其特征在于，所述入光通道和出光通道为开设在所述主底座上侧面上的凹槽结构。

6.根据权利要求1或5所述的准直光耦合装置，其特征在于，所述卡槽的两个侧面为通透结构。

7.根据权利要求1所述的准直光耦合装置，其特征在于，所述卡槽的底部拐角为圆弧形拐角。

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