CN213690023U - 一种并行光收发模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种并行光收发模块，包括内部中空的壳体、设置在壳体内的PCB板、多个激光器、多个驱动电路、多个光纤阵列和电连接器，电连接器设置在壳体的内底壁上，PCB板设置在电连接器上且二者电连接，多个激光器和多个驱动电路均并排间隔设置在PCB板上，且驱动电路与激光器一一对应耦合连接，激光器与光纤阵列的一端一一对应耦合连接，光纤阵列的另一端对外输出光信号。本实用新型中每组收发组件之间不会相互约束，各组收发组件之间的位置和角度也不会受到平行的多组阵列透镜的约束，每组收发组件可以相对自由设置，大大降低了电子元件的贴片精度要求，生产操作简单，良品率高，有效降低了成本，产品结构简单，方便实用。

Description

一种并行光收发模块

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种并行光收发模块。

背景技术

随着光纤通信技术的高速发展，对光电转换模块的速率和密度要求越来越高。目前主流的光模块单通道速率10G或25Gbps，通道数目1或4，模块的总带宽最大100G。更高的带宽是通信系统恒定的追求，但更高的带宽要求单通道速率更高或通道数更多。目前激光器的速率极限在50Gbps，且未量产。更多的通道成为短期内实现高带宽更容易实现的方式。

以24路发射模块为例，传统结构方案为：采用双排12通道透镜，对应两组12阵列的激光器和两个驱动电路，这种发射模块为了匹配双排12通道透镜的间距，对两组12通道的激光器必须保证平行(水平方向和垂直方向均需要平行)，贴片精度要求非常高，不良率居高不下，并且模具成本也非常高昂，透镜本身制造精度要求及成本较高，并且透镜为塑料材质，整个发射模块内部的散热只能辐射到模块外部，散热效果非常差，散热难度大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种并行光收发模块。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种并行光收发模块，包括内部中空的壳体、设置在所述壳体内的PCB板、多个激光器、与所述激光器数量相同并一一对应的驱动电路、与所述激光器数量相同并一一对应的光纤阵列和电连接器，所述电连接器设置在所述壳体的外底壁上，所述PCB板设置在所述壳体的内底壁上，且所述PCB板与所述电连接器电连接，所述电连接器与外部用户主板电连接，多个所述激光器和多个驱动电路均并排间隔设置在所述PCB板上，且所述驱动电路与所述激光器一一对应耦合连接，所述激光器与所述光纤阵列的一端一一对应耦合连接，所述光纤阵列的另一端对外输出光信号。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的并行光收发模块，通过在壳体内设置彼此独立的多组收发组件，并且通过设置光纤阵列替代现有技术中的透镜，这样每组收发组件之间不会相互约束，各组收发组件之间的位置和角度也不会受到透镜通道的约束，每组收发组件可以相对自由设置，大大降低了电子元件的贴片精度要求，生产操作简单，良品率高，有效降低了成本，也避免了现有技术中采用熟料材质透镜导致散热效果差的技术问题，产品结构简单，方便实用。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述壳体包括上端开口设置的下壳和与所述下壳的上端口上匹配的上盖，所述上盖设置在所述下壳的上端口，并与所述下壳形成密闭的空腔，所述PCB板设置在所述空腔内，所述下壳的一侧侧壁上设有与用于固定光纤阵列尾纤的连接座相匹配的缺口，所述连接座卡接在所述缺口内。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置上端开口的下壳和上盖，一方面可形成用于设置PCB板以及其他元器件的密闭空腔，另一方面可以方便安装和拆卸，便于组装和后期维护。

进一步：所述下壳的上端四周边角处设有锁紧螺孔，所述上盖的四周边角处分别设有定位螺孔，所述上盖与所述下壳通过穿过所述定位螺孔并锁紧于所述锁紧螺孔的螺钉连接固定。

上述进一步方案的有益效果是：通过下壳上的锁紧螺孔和上盖上的定位螺孔配合螺钉可以将所述上盖和所述下壳牢固连接固定，组装方便，并在后续需要维护时方便拆卸打开。

进一步：所述上盖通过超声波焊接在所述下壳的上端口，并在内部形成密闭空腔。

上述进一步方案的有益效果是：通过超声波将所述上盖焊接在所述下壳的上端口，这样可以保证较好的密封性，针对密封性要求较高的应用产经具有较好的稳定性。

进一步：所述PCB板的上表面设有露出金属层的开窗区，所述激光器和所述驱动电路分别设置在所述开窗区内，且所述光纤阵列一一对应设置在所述激光器的上方。

上述进一步方案的有益效果是：通过在所述PCB的上表面设置开窗区，一方面可以比较方便地设置所述激光器、驱动电路和光纤阵列，另一方面，开窗区露出的金属层有利于增强电子元件在工作过程中产生的热量的传导，提高散热效果。

进一步：所述的并行光收发模块还包括金属屏蔽罩，所述金属屏蔽罩设置在所述PCB板上的所述开窗区，并将所述PCB板、激光器、驱动电路和光纤阵列罩住，且所述金属屏蔽罩的下端与所述开窗区抵接。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述金属屏蔽罩，一方面可以屏蔽外部干扰信号，保证信号传输的稳定性和精确性，另一方面，通过所述金属屏蔽罩的下端与所述开窗区抵接，并用锡焊焊接到PCB板上，这样方便起到导热的作用，借助金属屏蔽罩较大的散热面积，提高散热效果，同时还可以对所述激光器、驱动电路和光纤阵列起到保护作用。

进一步：所述金属屏蔽罩的上端与所述上盖的内顶壁抵接。

上述进一步方案的有益效果是：通过将所述金属屏蔽罩的上端与所述上盖的内顶壁抵接，这样可以将主要由驱动电路产生的热量快速传导至所述上盖，这样有利于快速将热量散发至整个模块外部。

进一步：所述上盖的上表面和/或侧壁上设有用于增加散热面积的散热槽。

上述进一步方案的有益效果是：通过在所述上盖的上表面和/或侧壁上设置散热槽，这样可以增加散热面积，进而进一步提高散热效果。

进一步：所述PCB板的外周与所述下壳的内侧壁之间设有导热硅脂。

上述进一步方案的有益效果是：通过将所述PCB板的外周与所述下壳的内侧壁之间设置导热硅脂，这样有利于将整个PCB板上的电子元件产生的热量分散并快速传导至下壳，进一步提高散热效果，提高整个模块的工作稳定。

进一步：所述PCB板上设有多个定位柱，所述壳体的内底壁上设有与所述定位柱一一对应并相匹配的定位孔，所述定位柱卡接与所述定位孔内。

上述进一步方案的有益效果是：通过在所述PCB板上设置所述定位柱，并配合所述壳体内底壁上的定位孔，这样可以方便安装所述PCB板，并保证PCB板的位置固定，提高整个模块产品的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的并行光收发模块的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的下壳的俯视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、壳体，2、PCB板，3、激光器，4、驱动电路，5、光纤阵列，6、电连接器，7、金属屏蔽罩，8、散热槽，9、定位柱；

11、下壳，12、上盖。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和图2所示，一种并行光收发模块，包括内部中空的壳体1、设置在所述壳体1内的PCB板2、多个激光器3、与所述激光器3数量相同并一一对应的驱动电路4、与所述激光器3数量相同并一一对应的光纤阵列5和电连接器6，所述电连接器6设置在所述壳体1的外底壁上，且所述PCB板2设置在所述壳体1的内底壁(对应区域镂空设置)上，且所述PCB板2与所述电连接器6电连接，所述电连接器6与外部用户主板电连接，多个所述激光器3和多个驱动电路4均并排间隔设置在所述PCB板3上，且所述驱动电路4与所述激光器3一一对应耦合连接，所述激光器3与所述光纤阵列5的一端一一对应耦合连接，所述光纤阵列5的另一端对外输出光信号。

本实用新型的并行光收发模块，通过在壳体1内设置彼此独立的多组收发组件，并且通过设置光纤阵列替代现有技术中的透镜，这样每组收发组件之间不会相互约束，各组收发组件之间的位置和角度也不会受到平行的多组阵列透镜的约束，每组收发组件可以相对自由设置，大大降低了电子元件的贴片精度要求，生产操作简单，良品率高，有效降低了成本，也避免了现有技术中采用熟料材质透镜导致散热效果差的技术问题，产品结构简单，方便实用。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述壳体1包括上端开口设置的下壳11和与所述下壳11的上端口上匹配的上盖12，所述上盖12设置在所述下壳11的上端口，并与所述下壳11形成密闭的空腔，所述PCB板2设置在所述空腔内，所述下壳11的一侧侧壁上设有与用于固定光纤阵列5尾纤的连接座相匹配的缺口，所述连接座卡接在所述缺口内。通过设置上端开口的下壳11和上盖12，一方面可形成用于设置PCB板2以及其他元器件的密闭空腔，另一方面可以方便安装和拆卸，便于组装和后期维护。实际中，所述下壳11和上盖12均为金属材质。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述下壳11的上端四周边角处设有锁紧螺孔，所述上盖12的四周边角处分别设有定位螺孔，所述上盖12与所述下壳11通过穿过所述定位螺孔并锁紧于所述锁紧螺孔的螺钉连接固定。通过下壳11上的锁紧螺孔和上盖12上的定位螺孔配合螺钉可以将所述上盖12和所述下壳11牢固连接固定，组装方便，并在后续需要维护时方便拆卸打开。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述上盖12通过超声波焊接在所述下壳11的上端口，并在内部形成密闭空腔。通过超声波将所述上盖12焊接在所述下壳11的上端口，这样可以保证较好的密封性，针对密封性要求较高的应用产经具有较好的稳定性。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述PCB板2的上表面设有露出金属层的开窗区，所述激光器3和所述驱动电路4分别设置在所述开窗区内，且所述光纤阵列5一一对应设置在所述激光器3的上方。通过在所述PCB的上表面设置开窗区，一方面可以比较方便地设置所述激光器3、驱动电路4和光纤阵列5，另一方面，开窗区露出的金属层有利于增强电子元件在工作过程中产生的热量的传导，提高散热效果。通常情况该,PCB板2位覆铜板，即在设置开窗区的区域，覆铜层露出,然后将所述激光器3和所述驱动电路4分别设置在所述开窗区内。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述的并行光收发模块还包括下端开口设置的金属屏蔽罩7，所述金属屏蔽罩7设置在所述PCB板2上的所述开窗区，并将所述PCB板2、激光器3、驱动电路4和光纤阵列5罩住，且所述金属屏蔽罩7的下端与所述开窗区抵接。通过设置所述金属屏蔽罩7，一方面可以屏蔽外部干扰信号，保证信号传输的稳定性和精确性，另一方面，通过所述金属屏蔽罩7的下端与所述开窗区抵接，并用锡焊焊接到PCB板2上，这样方便起到导热的作用，借助金属屏蔽罩7较大的散热面积，提高散热效果，同时还可以对所述激光器3、驱动电路4和光纤阵列5起到保护作用。本实用新型的实施例中，所述金属屏蔽罩7采用钢材质屏蔽罩。

为了保证所述金属屏蔽罩7的连接稳定性，实际中，再说是PCB板2的边缘设有与金属屏蔽罩7相适应的环形凹槽，且金属屏蔽罩7与PCB板通过在环形凹槽处密封焊接。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述金属屏蔽罩7的上端与所述上盖12的内顶壁抵接。通过将所述金属屏蔽罩7的上端与所述上盖12的内顶壁抵接，这样可以将主要由驱动电路4产生的热量快速传导至所述上盖12，这样有利于快速将热量散发至整个模块外部。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述上盖12的上表面和/或侧壁上设有用于增加散热面积的散热槽8。通过在所述上盖12的上表面和/或侧壁上设置散热槽8，这样可以增加散热面积，进而进一步提高散热效果。

需要指出的是，本实用新型中，所述散热槽8可以是在所述上盖12的上表面凹陷形成，也可以是在所述上盖12的上表面向上凸起并在凸起部之间形成。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述PCB板2的外周与所述下壳11的内侧壁之间设有导热硅脂。通过将所述PCB板2的外周与所述下壳11的内侧壁之间设置导热硅脂，这样有利于将整个PCB板2上的电子元件产生的热量分散并快速传导至下壳11，进一步提高散热效果，提高整个模块的工作稳定。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述PCB板2上设有多个定位柱9，所述壳体1的内底壁上设有与所述定位柱9一一对应并相匹配的定位孔，所述定位柱9卡接与所述定位孔内。通过在所述PCB板2上设置所述定位柱9，并配合所述壳体1内底壁上的定位孔，这样可以方便安装所述PCB板2，并保证PCB板2的位置固定，提高整个模块产品的稳定性。如附图1所示，图中示意性的画出了两个定位柱9的情形。

本实用新型的并行光收发模块，以两组收发组件(包括激光器3、驱动电路4和光纤阵列5)为例，作为发射模块使用时，所述驱动电路采用发射驱动芯片即可，对应的通道数可以根据实际需要设置，比如需要24路发射时，可以采用两个12通道的发射驱动芯片即可；作为接收模块使用时，只需要把发射驱动芯片更换为接收的光电转换芯片TIA和探测器PIN即可，对应的通道数可以根据实际需要设置，比如需要24路接收时，可以采用两个12通道的光电转换芯片TIA和两个12路(或者独立的24个)的探测器PIN即可；作为收发模块使用时，只需要对应把其中一个发射驱动芯片和光纤阵列替换为光电转换芯片TIA和探测器PIN即可，另一个保持发射驱动芯片即可，如果是需要使用部分收发通道，比如6个接收通道和6个发射通道时，只需要选择12个接收通道中的6个和12个发射通道中的6个即可，多通道收发模块适配不同应用场景和需求。

本实用新型的并行光收发模块，合理利用有限的空间，在极小体积内分布多路(比如24)通道的信道，产品带宽高，信道密度大。此外，采用可拆卸式的结构和紧密配合的金属结构件，产品可维修性高，且产品散热效果良好，模块大小只有传统光模块的三分之一。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种并行光收发模块，其特征在于：包括内部中空的壳体(1)、设置在所述壳体(1)内的PCB板(2)、多个激光器(3)、与所述激光器(3)数量相同并一一对应的驱动电路(4)、与所述激光器(3)数量相同并一一对应的光纤阵列(5)和电连接器(6)，所述电连接器(6)设置在所述壳体(1)的外底壁上，所述PCB板(2)设置在所述壳体(1)的内底壁上，且所述PCB板(2)与所述电连接器(6)电连接，所述电连接器(6)与外部用户主板电连接，多个所述激光器(3)和多个驱动电路(4)均并排间隔设置在所述PCB板(2)上，且所述驱动电路(4)与所述激光器(3)一一对应耦合连接，所述激光器(3)与所述光纤阵列(5)的一端一一对应耦合连接，所述光纤阵列(5)的另一端对外输出光信号。

2.根据权利要求1所述的并行光收发模块，其特征在于：所述壳体(1)包括上端开口设置的下壳(11)和与所述下壳(11)的上端口上匹配的上盖(12)，所述上盖(12)设置在所述下壳(11)的上端口，并与所述下壳(11)形成密闭的空腔，所述PCB板(2)设置在所述空腔内，所述下壳(11)的一侧侧壁上设有与用于固定光纤阵列(5)尾纤的连接座相匹配的缺口，所述连接座卡接在所述缺口内。

3.根据权利要求2所述的并行光收发模块，其特征在于：所述下壳(11)的上端四周边角处设有锁紧螺孔，所述上盖(12)的四周边角处分别设有定位螺孔，所述上盖(12)与所述下壳(11)通过穿过所述定位螺孔并锁紧于所述锁紧螺孔的螺钉连接固定。

4.根据权利要求2所述的并行光收发模块，其特征在于：所述上盖(12)通过超声焊接在所述下壳(11)的上端口，并在内部形成密闭空腔。

5.根据权利要求2所述的并行光收发模块，其特征在于：所述PCB板(2)的上表面设有露出金属层的开窗区，所述激光器(3)和所述驱动电路(4)分别设置在所述开窗区内，且所述光纤阵列(5)一一对应设置在所述激光器(3)的上方。

6.根据权利要求5所述的并行光收发模块，其特征在于：还包括金属屏蔽罩(7)，所述金属屏蔽罩(7)设置在所述PCB板(2)上的所述开窗区，并将所述PCB板(2)、激光器(3)、驱动电路(4)和光纤阵列(5)罩住，且所述金属屏蔽罩(7)的下端与所述开窗区抵接。

7.根据权利要求6所述的并行光收发模块，其特征在于：所述金属屏蔽罩(7)的上端与所述上盖(12)的内顶壁抵接。

8.根据权利要求6所述的并行光收发模块，其特征在于：所述上盖(12)的上表面和/或侧壁上设有用于增加散热面积的散热槽(8)。

9.根据权利要求2所述的并行光收发模块，其特征在于：所述PCB板(2)的外周与所述下壳(11)的内侧壁之间设有导热硅脂。

10.根据权利要求1-9任一项所述的并行光收发模块，其特征在于：所述PCB板(2)上设有多个定位柱(9)，所述壳体(1)的内底壁上设有与所述定位柱(9)一一对应并相匹配的定位孔，所述定位柱(9)卡接与所述定位孔内。

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