CN213903874U - 一种光模块 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的光模块,包括:电路板;光收发次模块,与所述电路板电连接,用于接收来自光模块外部的信号光和发射信号光;其中,所述光收发次模块包括:光收发壳体;光收发盖板,盖合在所述光收发壳体上,与所述光收发壳体形成光收发腔体;光纤适配器,设置在所述光收发壳体上,用于传输来自光模块外部的信号光和发射信号光;所述光纤适配器包括光纤适配器本体、光纤插芯和夹持机构,所述夹持机构连接所述光纤插芯上且所述夹持机构的一端连接所述光纤适配器本体,所述光纤插芯的一端位于所述光纤适配器本体内。本申请实施例提供的光模块,便于进行光纤插芯的夹持装配。
Description
技术领域
本申请涉及光纤通信技术领域,尤其涉及一种光模块。
背景技术
随着人们对通信需求的增长,光纤接入(FTTx)得到了快速发展。以无源光网络(PON:Passive Optical Network)技术为主的光纤接入技术已经以多种形态在全球得到了广泛应用。目前,PON技术分为两大类:基于时分复用无源光网络(TDM-PON)和基于波分复用无源光网络(WDM-PON)。然而,基于波分复用技术的WDM-PON则是一种更具优势的复用方案。WDM-PON是一种采用波分复用技术的、点对点的无源光网络。即在同一根光纤中,双向采用波长数目大于3个以上,利用波分复用技术实现上行接入,能够以较低的成本提供较大的工作带宽,是光纤接入未来重要的发展方向。
而在光通信技术中,光模块是实现光电信号相互转换的工具,是光通信设备中的关键器件之一,并且随着光通信技术发展的需求光模块的传输速率不断提高,光通信对光模块的要求越来越高。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种光模块,便于进行光纤插芯的夹持装配。
本申请提供的一种光模块,包括:电路板;
光收发次模块,与所述电路板电连接,用于接收来自光模块外部的信号光和发射信号光;
其中,所述光收发次模块包括:
光收发壳体;
光收发盖板,盖合在所述光收发壳体上,与所述光收发壳体形成光收发腔体;
光纤适配器,设置在所述光收发壳体上,用于传输来自光模块外部的信号光和发射信号光;
所述光纤适配器包括光纤适配器本体、光纤插芯和夹持机构,所述夹持机构连接所述光纤插芯上且所述夹持机构的一端连接所述光纤适配器本体,所述光纤插芯的一端位于所述光纤适配器本体内。
本申请提供的光模块中,夹持机构连接光纤插芯上且夹持机构的一端连接光纤适配器本体,光纤插芯的一端位于所述光纤适配器本体内。本申请提供的光模块中,通过光纤插芯上设置夹持机构,夹持机构用于夹持,进而方便光纤插芯夹持以及装配。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
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为本申请实施例提供的一种光模块结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种光模块分解结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种光收发次模块的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种光收发次模块的局部分解示意图;
图7为本申请实施例提供的一种第一光收发腔体的内部结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种第一光收发腔体内发射信号光和接收信号光的传输光路示意图;
图9为本申请实施例提供的一种光收发次模块的局部结构视图一;
图10为本申请实施例提供的一种第一波长筛选器件的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种光选择透过器件的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的一种光收发次模块的剖视图;
图13为本申请实施例提供的一种光收发次模块的局部结构视图二;
图14为本申请实施例提供的一种光收发次模块的剖视图二;
图15为本申请实施例提供的一种第一连接器的结构示意图一;
图16为本申请实施例提供的一种第一连接器的结构示意图二;
图17为本申请实施例提供的一种光收发次模块另一方向的结构示意图;
图18为本申请实施例提供的一种光收发次模块另一方向的分解示意图;
图19为本申请实施例提供的另一种光收发次模块的结构示意图;
图20为本申请实施例提供的另一光收发次模块的局部分解示意图;
图21为本申请实施例提供的第二光收发腔体的一种内部结构示意图;
图22为本申请实施例提供的第二光收发腔体内一种发射信号光和接收信号光的光路传输示意图;
图23为本申请实施例提供的一种升压电路图;
图24为本申请实施例提供的另一种光收发次模块的局部分解示意图;
图25为本申请实施例提供的另一种光收发次模块的剖视图一;
图26为本申请实施例提供的另一种光收发次模块的剖视图二;
图27为申请实施例提供的一种第二支撑平台的结构示意图;
图28为本申请实施例提供的一种光纤适配器的结构示意图;
图29为本申请实施例提供的一种光纤适配器的剖视图一;
图30为本申请实施例提供的一种光纤适配器的剖视图二;
图31为本申请实施例提供的另一种收发次模块的局部结构示意图。
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申请一部分实施例,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,都属于本申请保护的范围。
光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输,利用光在光纤/光波导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使用的是电信号,为了在光纤/光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接,就需要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、电信号的相互转换功能,光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部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、数据信号以及接地等;采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式,以此为基础,金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。
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终端100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接;
光纤101的一端连接远端服务器,网线103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101与网线103的连接完成;而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络终端100完成。
光模块200的光口对外接入光纤101,与光纤101建立双向的光信号连接;光模块200的电口对外接入光网络终端100中,与光网络终端100建立双向的电信号连接;在光模块内部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终端之间建立信息连接;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终端100中,来自光网络终端100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。
光网络终端具有光模块接口102,用于接入光模块200,与光模块200建立双向的电信号连接;光网络终端具有网线接口104,用于接入网线103,与网线103建立双向的电信号连接;光模块200与网线103之间通过光网络终端100建立连接,具体地,光网络终端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,光网络终端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、光网络终端及网线,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;光网络终端是光模块的上位机,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为光网络终端结构示意图。如图2所示,在光网络终端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内部设置有电连接器,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部。
光模块200插入光网络终端中,具体为光模块的电口插入笼子106内部的电连接器,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,从而使笼子内部设置有电连接器;光模块插入笼子中,由笼子固定光模块,光模块产生的热量传导给笼子106,然后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结构示意图,图4为本申请实施例提供光模块分解结构示意图。如图3、图4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、解锁部件203、电路板300、光收发次模块400。
上壳体201盖合在下壳体202上,以形成具有两个开口的包裹腔体;包裹腔体的外轮廓一般呈现方形体,具体地,下壳体包括主板以及位于主板两侧、与主板垂直设置的两个侧板;上壳体包括盖板,盖板盖合在上壳体的两个侧板上,以形成包裹腔体;上壳体还可以包括位于盖板两侧、与盖板垂直设置的两个侧壁,由两个侧壁与两个侧板结合,以实现上壳体盖合在下壳体上。
两个开口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,电路板的金手指从电口205伸出,插入光网络终端等上位机中;另一个开口为光口205,用于外部光纤接入以连接光模块内部的光收发次模块400;电路板300、光收发次模块400等器件位于包裹腔体中。
采用上壳体、下壳体结合的装配方式,便于将电路板300、光收发次模块400等器件安装到壳体中,由上壳体、下壳体形成光模块最外层的封装保护壳体;上壳体及下壳体一般采用金属材料,利于实现电磁屏蔽以及散热;一般不会将光模块的壳体做成一体部件,这样在装配电路板等器件时,定位部件、散热以及电磁屏蔽部件无法安装,也不利于生产自动化。
解锁部件203位于包裹腔体/下壳体202的外壁,用于实现光模块与上位机之间的固定连接,或解除光模块与上位机之间的固定连接。
解锁部件203具有与上位机笼子匹配的卡合部件;拉动解锁部件的末端可以在使解锁部件在外壁的表面相对移动;光模块插入上位机的笼子里,由解锁部件的卡合部件将光模块固定在上位机的笼子里;通过拉动解锁部件,解锁部件的卡合部件随之移动,进而改变卡合部件与上位机的连接关系,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。
电路板300上设置有电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、MOS管)及芯片(如MCU、激光驱动芯片、限幅放大芯片、时钟数据恢复CDR、电源管理芯片、数据处理芯片DSP)等。
电路板通过电路走线将光模块中的用电器件按照电路设计连接在一起,以实现供电、电信号传输及接地等电功能。
电路板300上的芯片可以是多功能合一芯片,比如将激光驱动芯片与MCU芯片融合为一个芯片,也可以将激光驱动芯片、限幅放大器芯片及MCU融合为一个芯片,芯片是电路的集成,但各个电路的功能并没有因为集合而消失,只是电路呈现形态发生改变,芯片中仍然具有该电路形态。所以,当电路板上设置有MCU、激光驱动芯片及限幅放大器芯片三个独立芯片,这与电路板300上设置一个三功能合一的单个芯片,方案是等同的。
电路板一般为硬性电路板,硬性电路板由于其相对坚硬的材质,还可以实现承载作用,如硬性电路板可以平稳的承载芯片;当光收发器件位于电路板上时,硬性电路板也可以提供平稳的承载;硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中,具体地,在硬性电路板的一侧末端表面形成金属引脚/金手指,用于与电连接器连接;这些都是柔性电路板不便于实现的。
部分光模块中也会使用柔性电路板,作为硬性电路板的补充;柔性电路板一般与硬性电路板配合使用,如硬性电路板与光收发器件之间可以采用柔性电路板连接。
光收发次模块400用于实现光信号的发射和光信号的接收,光收发次模块400电连接电路板300。可选的,光收发次模块400位于电路板300的端部并与电路板300物理分离;光收发次模块400通过柔性电路板电连接电路板300。
本申请实施例提供的光收发次模块400中包括光纤适配器407,通过光纤适配器407实现光模块与外部光纤的连接;光收发次模块400还包括光接收组件和光发射组件;光接收组件用于接收来自光模块外部的信号光,光发射组件用于发射信号光。为便于实现光收发次模块400的封装,光收发次模块400包括光收发壳体及盖合于光收发壳体上的光收发盖板402a;光收发壳体与光收发盖板形成光收发腔体;来自光模块外部的信号光通过光纤适配器407传输至光收发腔体内,然后传输至光接收组件;光发射组件发射的信号光传输至光收发腔体内,然后光纤适配器407传输至光模块外部。为便于用于接收来自光模块外部的信号光和发射信号光在光收发腔体内的传输,光收发腔体内设置有光组件,光组件用于调整来自光模块外部电信号光到光接收组件的传输光路以及光发射组件发射信号光的传输光路。其中,光发射组件通常包括激光器组件、激光驱动器、TEC、背光探测器等用于实现以及辅助实现光模块产生光信号的器件,光接收组件包括光电探测器、跨阻放大器、限幅放大器等用于接收信号光、进行光电转换以及辅助光电转换的器件。
在一些实现激光器突发工作的技术中,通常需要将加载在激光器上的偏置电流会从0mA增加至正常发光需要的电流,如80mA;在整个加载过程中,激光器的温度变化与载流子变化的差异引起很严重的波长漂移;若波长漂移的光进入光网络中会对相邻通道有串扰,因此在本申请一些实施例中,光发射组件发射信号光的传输光路通常可设置有光可调光开关、隔离器或其组合的光选择透过器件,用于实现光收发次模块400输出的信号光是在正常发光产生的信号光。
光可调光开关可为拉第旋转器。在磁场的作用下,法拉第旋转器改变偏振方向的性能可控,即当光通过法拉第旋转器时,其偏振方向会发生变化;当法拉第旋转器外部的磁场固定时,光偏振方向的变化固定,当法拉第旋转器外部的磁场方向发生变化时,光偏振方向的变化也会随之改变。在本申请一些实施例中,光发射组件发射信号光的传输光路上设置法拉第旋转器和隔离器;偏振方向与隔离器的偏振方向一致,光可以通过隔离器,与隔离器的偏振方向不一致,光全部或部分无法通过隔离器,因此通过控制法拉第旋转器磁场方向进行传输至法拉第旋转器信号光偏振方向改变,使信号光能通过或通过隔离器,以达到通过法拉第旋转器和隔离器的配合使用实现光发射组件发射信号光的选择通过。如:光发射组件发射第一偏振方向的信号光,隔离器允许透过信号光的偏振方向为第二偏振方向,而通过控制法拉第旋转器加电方向,法拉第旋转器可将第一偏振方向的信号光的偏振方向变为第二偏振方向或第三偏振方向;因此通过控制法拉第旋转器加电方向,可控制光发射组件发射的信号光是否允许通过。通常第二偏振方向与第三偏振方向相差90度。
另外,在光网络中为实现突发发射和接收,本申请实施例提供的光模块通常需要实现在若干个波长中调谐,如发射可调谐1532.68nm、1533.47nm、1534.25nm、1535.04nm四个波长、接收可调谐1596.34nm、1597.19nm、1598.04nm、1598.89nm四个波长;进而在本申请实施例提供的光模块中光收发腔体内还设置若干波长筛选器件,波长筛选器件可设置在光发射组件的发射光路上和/或光接收组件的接收光路上。当波长筛选器件设置在光发射组件的发射光路上,则波长筛选器件用于进行光发射组件发射信号光的筛选,用于避免非光模块工作波长的信号光入射至光网络中;当波长筛选器件设置在光接收组件的接收光路上,则波长筛选器件用于传输至光接收组件中接收信号光的筛选,用于避免非光模块工作波长的信号光被光接收组件接收。
在本申请一些实施例中,波长筛选器件可包括TEC(半导体热制冷器)和滤波片,滤波片设置在TEC上,通过控制TEC内输入电流方向和大小以实现对滤波片温度的调整以及控制,从而对滤波片的折射率进行调谐,进而实现对滤波片所能透过信号光波长的调谐,即通过第一TEC电流方向和大小的控制实现滤波片选择透过特定信号光波长。
在本申请一些实施例中,波长筛选器件可包括第一反射镜、第二反射镜和压电陶瓷器件,第一反射镜和第一反射镜之间形成空气腔,压电陶瓷器件设置在第一反射镜或第二反射镜上,通过在压电陶瓷器件上施加电压改变第一反射镜和第二反射镜之间空气腔的宽度,即实现了第一反射镜和第二反射镜之间谐振腔长的改变,然后利用多光束干涉原理,实现透过特定信号光波长。通常压电陶瓷器件包括压电陶瓷体,压电陶瓷体的两端施加电压差的改变,可实现压电陶瓷体伸缩量的调整,进而通过压电陶瓷体带动第一反射镜或第二反射镜,进行第一反射镜和第二反射镜之间空气腔的宽度的调整,达到输入至该波长筛选器件信号光波长筛选透过。
波长筛选器件的具体结构可结合光收发腔体的尺寸、光接收组件需求以及波长筛选器件的尺寸进行选择。波长筛选器件也可应用于光发射组件的传输光路中。
下面结合具体实施例对本申请实施例提供的光收发次模块进行详细描述。
图5为本申请实施例提供的一种光收发次模块的结构示意图,记为光收发次模块400a;图6为本申请实施例提供的一种光收发次模块的局部分解示意图。如图5和6所示,本申请实施例提供的光收发次模块400a包括第一光收发壳体401a及盖合于第一光收发壳体401a上的第一光收发盖板402a;第一光收发壳体401a与第一光收发盖板402a形成第一光收发腔体403a,第一光收发腔体403a内设置有用于实现光信号发射的第一光发射组件404a、用于实现光信号接收的第一光接收组件405a以及用于实现光信号传输路径调整的第一光组件406a。第一光收发壳体401a与第一光收发盖板402a可采用金属材料结构件,如压铸、铣削加工的金属件。在本申请实施例中,第一光发射组件404a包括激光器组件、激光驱动器、TEC、背光探测器等用于实现以及辅助实现光模块产生光信号的器件,第一光接收组件405a包括光电探测器、跨阻放大器、限幅放大器等用于接收信号光、进行光电转换以及辅助光电转换的器件。如图6所示的光收发次模块400a中,第一光接收组件405采用微光学封装结构。
如图5和6所示,第一光收发壳体401a远离电路板300的一端连接设置有光纤适配器407,光纤适配器407的一端连通第一光收发腔体403a、另一端用于连接外部光纤。第一光发射组件404a发射的信号光经过第一光组件406a传输至光纤适配器407,然后通过光纤适配器407传输至外部光纤;来自外部光纤的信号光经过光纤适配器407传输至第一光收发腔体403a内,经第一光组件406a传输至第一光接收组件405a,第一光接收组件405a接收该信号光;因此第一光发射组件404a的信号光和第一光接收组件405a待接收的信号光共同通过光纤适配器407传输,进而实现光模块发射光和接收光通过一根光纤进行传输。
进一步,在本申请一些实施例中,第一光发射组件404a包括光发射芯片、金属化陶瓷及半导体制冷器。光模块常见的光发射芯片为激光芯片,将激光芯片设置在金属化陶瓷的表面,金属化陶瓷表面形成电路图案,可以为激光芯片供电;同时金属化陶瓷具有较佳的导热性能,可以作为激光芯片的热沉进行散热;半导体制冷器直接或间接设置在光发射次模块腔体的底面,金属化陶瓷设置在半导体制冷器表面,半导体制冷器用于平衡热量以维持激光芯片的设定工作温度,进而实现激光芯片温度的调整和控制。激光以较好的单波长特性及较佳的波长调谐特性成为光模块乃至光纤传输的首选光源;其他类型的光如LED光等,常见的光通信系统一般不会采用,即使特殊的光通信系统中采用了这种光源,其光源的特性及芯片结构与激光存在较大的差别,使得采用激光的光模块与采用其他光源的光模块存在较大的技术差别,本领域技术人员一般不会认为这两种类型的光模块可以相互给与以技术启示。
如图5和6所示,第一光收发壳体401a靠近电路板300的一端设置有第一连接器408a,如陶瓷连接器等。第一光收发壳体401a靠近电路板300的一端设置连第一接器开口4011a,第一连接器408a嵌设在第一接器开口4011a内且第一连接器408a抵触配合连接连第一接器开口4011a,使第一连接器408a的一端伸入第一光收发腔体403a内、另一端伸出第一光收发腔体403a,伸入第一光收发腔体403a内一端通常用于打线连接第一光收发腔体403a内第一光发射组件404a、第一光接收组件405a等中的电器件;第一连接器408a两端的表面设置若干焊盘引脚,分别用于打线连接第一光发射组件404a、第一光接收组件405a等中的电器件、或者电连接柔性电路板。具体的:伸出第一光收发腔体403a一端通常用于通过柔性电路板电连接电路板300,进而通过第一连接器408a实现电路板300a与第一光发射组件404a、第一光接收组件405a等中电器件的电连接;第一连接器408a可通过一个柔性电路板或多个柔性电路板与电路板300电连接。
图7为本申请实施例提供的一种第一光收发腔体的内部结构示意图;图8为本申请实施例提供的一种第一光收发腔体内发射信号光和接收信号光的传输光路示意图;图8中实线箭头为发射信号光的传输光路、虚线箭头为接收信号光的传输光路。如图7和8所示,第一光收发腔体403a内第一光组件406a包括第一透镜4061a、第一滤波片4062a、第一反射镜4063a、第一准直透镜4064a、第一聚焦透镜4065a等。第一准直透镜4064a设置在第一光发射组件404a的出射光方向上,以将第一光发射组件404a输出的发散光束转换为准直光束;第一滤波片4062a设置在第一准直透镜4064a的光出射方向上,第一透镜4061a设置在第一滤波片4062a的光透射方向上,如此经由第一准直透镜4064a射出的准直光束依次透过第一滤波片4062a和第一透镜4061a传输至光纤适配器407,第一透镜4061a用于汇聚透射第一滤波片4062的准直光束至光纤适配器407。第一反射镜4063设置在第一滤波片4062的光反射方向上,第一聚焦透镜4065a设置在第一反射镜4063a的光反射方向上;如此接收信号光通过外部光纤传输至光纤适配器407、经光纤适配器407传输至第一透镜4061a,第一透镜4061a将发散的光束转换为准直光束,经由第一透镜4061a转换后的准直光束传输至第一滤波片4062,第一滤波片4062a将其反射至第一反射镜4063a、然后经由第一反射镜4063a反射至第一聚焦透镜4065a,经第一聚焦透镜4065a汇聚传输至第一光接收组件405a。
进而,第一准直透镜4064a、第一滤波片4062a和第一透镜4061a设置在发射信号光的光路上,用于保证第一光发射组件404a到光纤适配器407a之间发射信号光的传输;第一透镜4061a、第一滤波片4062a、第一反射镜4063a和第一聚焦透镜4065a设置在接收信号光的光路上,用于保证光纤适配器407到第一光接收组件405a之间接收信号光的传输。在本申请一些实施例中,第一滤波片4062a为45°滤波片,第一反射镜4063a为45°反射镜。
本申请实施例提供的第一光组件406a还包括第二滤波片4066a,第二滤波片4066a设置在第一滤波片4062a到第一反射镜4063a的发射光路上,第二滤波片4066a用于透过第一光接收组件405a所接收波长的信号光。
图9为本申请实施例提供的一种光收发次模块的局部结构视图一。如图9所示,本申请一些实施例提供的光收发次模块400a中,第一光发射组件404a的发射光路上设置第一波长筛选器件4091,第一光发射组件404a的发射光路上设置光选择透过器件40924092。
如图9所示,本申请一些实施例提供的光收发次模块400a中包括第一波长筛选器件4091,第一波长筛选器件4091设置在第一反射镜4063a到第一聚焦透镜4065a的传输光路上,用于进行第一光接收组件405a中接收信号光波长的筛选。可选的,第一波长筛选器件4091为包括TEC和滤波片的波长筛选器件或包括第一反射镜、第二反射镜和压电陶瓷器件的波长筛选器件,具体可结合第一光收发腔体403a的尺寸、第一光接收组件405a需求以及波长筛选器件409的尺寸进行选择。
如图9所示,本申请一些实施例提供的光收发次模块400a中还包括光选择透过器件4092,光选择透过器件4092设置在第一准直透镜4064a到第一滤波片4062a的传输光路上,用于选择透过第一光发射组件404a中信号光。可选的,光选择透过器件4092包括法拉第旋转器和隔离器,具体可结合第一光收发腔体403a的尺寸、第一光发射组件404a需求以及光选择透过器件的尺寸进行选择。
图10为本申请一些实施例提供的一种第一波长筛选器件的结构示意图。如图10所示,本申请实施例提供一种第一波长筛选器件4091包括第一TEC911和第一波长筛选滤波片912,第一波长筛选滤波片912设置在第一TEC911上,第一TEC911设置在第一光收发腔体403a内,且位于第一反射镜4063a到第一聚焦透镜4065a之间,使第一波长筛选滤波片912位于第一反射镜4063a到第一聚焦透镜4065a传输光路上,进而经第一反射镜4063a反射的准直光束传输至第一波长筛选滤波片912,第一波长筛选滤波片912经第一TEC911温度调整,根据传输至其信号光的波长进行选择透过。在本申请实施例中,可通过光模块内设立第一波长筛选滤波片912选择透过波长与温度的对应关系,然后根据选择透过波长选择需要将第一波长筛选滤波片912调控的温度,最后通过第一TEC911进行第一波长筛选滤波片912温度的调整,进而实现第一波长筛选滤波片912对透过信号光波长的筛选。
进一步,在本申请一些实施例中,第一波长筛选器件4091还包括第一滤波片支架913,第一滤波片支架913上设置第一通孔9131,第一滤波片支架913设置在第一TEC911上,第一波长筛选滤波片912设置在第一滤波片支架913上,第一波长筛选滤波片912覆盖第一通孔9131,使透过第一波长筛选滤波片912的特定波长的信号光穿过第一通孔9131传输至第一聚焦透镜4065a,或者穿过第一通孔9131的信号光传输至第一波长筛选滤波片912。
如图10所示,在本申请一些实施例中,第一滤波片支架913包括固定板9132和支撑板9133,固定板9132和支撑板9133形成“L型”结构;其中,固定板9132连接设置在第一TEC911上,支撑板9133上设置第一通孔9131且支撑板9133支撑连接第一波长筛选滤波片912;另外,固定板9132上可设置温度传感器第一波长筛选滤波片912温度的测量,用于进行。进而“L型”结构的第一滤波片支架913不仅方便第一波长筛选滤波片912在第一TEC911上的固定,还可以方便设置温度传感器以进行第一波长筛选滤波片912温度的测量。
图11为本申请一些实施例提供的一种光选择透过器件的结构示意图。如图11所示,本申请实施例提供一种光选择透过器件4092包括法拉第旋转器921和隔离器922,法拉第旋转器921和隔离器922设置在第一光收发腔体403a内,且法拉第旋转器921和隔离器922依次设置在第一准直透镜4064a到第一滤波片4062a的传输光路上。
在本申请一些实施例中,第一光发射组件404a产生的信号光经第一准直透镜4064a准直后传输至,法拉第旋转器921上施加有方向变化的磁场,方向可变的磁场能够实现法拉第旋转器921根据第一光发射组件404a产生信号光的波长调整信号光的偏振态,进而实现根据第一光发射组件404a产生信号光的波长进行筛选后再输出至光模块的外部。
如,当第一光发射组件404a产生信号光的偏振方向被调整为能通过隔离器922时,则改变法拉第旋转器921上施加磁场的方向,使当第一光发射组件404a产生非特定波长信号光经过法拉第旋转器921调整偏振方向后不能通过隔离器922。可选的,通过加电方向的改变实现法拉第旋转器921上施加磁场方向的改变。假设第一光发射组件404a发射第一偏振方向的信号光,隔离器922允许通过第二偏振方向的信号光,而施加第一加电方向时法拉第旋转器921将第一偏振方向的信号光的偏振方向变为第二偏振方向、第二加电方向时法拉第旋转器921将第一偏振方向的信号光的偏振方向变为第三偏振方向;那么选择通过第一光发射组件404a发射的信号光时,给法拉第旋转器921施加第一加电方向的电,而选择阻碍第一光发射组件404a发射的信号光,给法拉第旋转器921施加第一加电方向的电。可选的,第二偏振方向与第三偏振方向相差90度。因此,当第一光发射组件404a中激光器芯片突发工作时,偏置电流从0mA增加至正常发光的加载过程,通过调整控制法拉第旋转器921上施加磁场的方向,可实现偏置电流稳定后第一光发射组件404a产生的信号光被允许通过隔离器922而传输至第一滤波片4062a,进而可有效避免波长漂移的信号光进入到光网络中。
在本申请实施例中,法拉第旋转器921和隔离器922可直接或间接设置在第一光收发壳体401a的底板上;如,第一光收发壳体401a的底板上开设有固定槽,法拉第旋转器921设置在底板上的固定槽内,第一光收发壳体401a的底板上设置有支撑平台,支撑平台可粘贴于第一光收发壳体401a的底板上,支撑平台上设置安装座,隔离器922连接安装座,进而隔离器922通过支撑平台第一光收发壳体401a的底板上。
在本申请实施例中,第一准直透镜4064到第一滤波片4062a的传输光路上不仅可以设置光选择透过器件4092,还可以设置第一波长筛选器件4091;具体选择可根据第一光收发腔体403a的尺寸、第一光发射组件404a以及第一光接收组件405a需求进行第一波长筛选器件4091和光选择透过器件4092的选择和组合;当然若是第一光收发腔体403a的尺寸、第一光发射组件404a以及第一光接收组件405a允许,第一反射镜4063a到第一聚焦透镜4065a的传输光路上和第一准直透镜4064a到第一滤波片4062a的传输光路上还可以使用包括第一反射镜、第二反射镜和压电陶瓷器件的波长筛选器件。
图12为本申请实施例提供的一种光收发次模块的剖视图。如图12所示,本申请实施例提供的第一光收发壳体401a的底板上设置第一支撑平台410a,第一支撑平台410a上设置安装座4101a,隔离器922设置在安装座4101a上,安装座4101a用于固定支撑隔离器922,通过安装座4101a方便实现隔离器922安装以及达到隔离器922安装位置的要求;第一光收发壳体401a的底板上设置固定槽4013a,法拉第旋转器921的底部卡设在固定槽4013a,通过固定槽4013a方便法拉第旋转器921的安装固定并保证安装精度;第一TEC911设置在第一光收发壳体401a的底板上。
本申请实施例提供的光收发次模块400a中,第一透镜4061a、第一滤波片4062a、第一反射镜4063a和第二滤波片4066a设置在第一支撑平台410a;在装配过程中,可先将第一透镜4061a、第一滤波片4062a、第一反射镜4063a和第二滤波片4066a耦合固定设置在第一支撑平台410a,然后再将第一支撑平台410a固定设置在第一光收发壳体401a的底板上;如此便于保证第一透镜4061a、第一滤波片4062a、第一反射镜4063a和第二滤波片4066a的安装精度。
可选的,第一滤波片4062a贴装设置在安装座4101a的侧面,安装座4101a内部设置连接通孔4102a,连接通孔4102a连通第一滤波片4062a和隔离器922,用于通过透过隔离器922的发射信号光。可选的,第一支撑平台410a上设置支撑柱4103a,第一反射镜4063a贴装设置在支撑柱4103a的侧面,支撑柱4103a的侧面根据第一反射镜4063a设置角度需求设置,进而方便第一反射镜4063a耦合装配。
在本申请一些实施例中,第一光接收组件405a包括屏蔽罩,屏蔽罩设置在第一光收发腔体403a内形成屏蔽腔,屏蔽腔内设置有用于信号光接收的光电探测器、跨阻放大器、限幅放大器等光接收器件;由于第一光接收组件405a中光电探测器对光比较敏感以及跨阻放大器、限幅放大器等对电信号比较敏感,第一光发射组件404a产生的信号光以及第一光发射组件404a工作的电信号均可对第一光接收组件405a中的光电探测器、跨阻放大器、限幅放大器等产生干扰,使用屏蔽罩可有效防止第一光发射组件404a产生的信号光对第一光接收组件405a中光电探测器接收的信号光产生干扰、以及屏蔽第一光发射组件404a工作的电信号对跨阻放大器、限幅放大器等的干扰。可选的,屏蔽罩包括屏蔽罩壳体及盖合在屏蔽罩壳体上的屏蔽罩盖板,屏蔽罩壳体和屏蔽罩盖板形成屏蔽腔。屏蔽罩壳体上设置接收开口,经第一聚焦透镜4065a汇聚的接收信号光穿过接收开口进入屏蔽腔。
在本申请一些实施例中,第一光接收组件405a通过直接或间接设置在第一光收发腔体403a内的底板上以使第一光接收组件405a设置在第一光收发腔体403a内。另外,在本申请一些实施例中,第一连接器408a上设置光接收支撑部,光接收支撑部设置金属铺地区域和焊盘引脚;进而通过光接收支撑部即可实现第一光接收组件405a固定支撑,又可为第一光接收组件405a中部分器件提供接地和电连接区域位置,方便实现第一光接收组件405a中部分器件的接地和电连接。当然,光接收支撑部不仅可用于支撑连接第一光接收组件405a,还可用于支撑连接第一聚焦透镜4065a等器件,即第一聚焦透镜4065a等器件设置在光接收支撑部上。
图13为本申请实施例提供的一种光收发次模块的局部结构视图二,图14为本申请实施例提供的一种光收发次模块的剖视图二。如图12、13和14所示,本申请实施例提供的光收发次模块400a中的第一连接器408a包括光接收支撑部4081a,第一光接收组件405a设置在光接收支撑部4081a上;第一聚焦透镜4065a设置在光接收支撑部4081上。如图12、13和14所示,第一光接收组件405a包括屏蔽罩壳体4051a及盖合在屏蔽罩壳体4051a顶部的屏蔽罩盖板4052a,屏蔽罩壳体4051a和屏蔽罩盖板4052a形成屏蔽腔4053a;屏蔽罩壳体4051a的底部接触连接光接收支撑部4081a;屏蔽罩壳体4051a的侧边设置接收开口511,接收开口511设置在第一聚焦透镜4065a的透射输出光路上,即第一聚焦透镜4065a在屏蔽罩壳体4051a方向上的投影覆盖接收开口511,进而透射过第一聚焦透镜4065a的接收信号光穿过接收开口511进入屏蔽腔4053a。
在本申请一些实施例中,光接收支撑部4081a上设置有第一聚焦透镜支撑板4065-1a,第一聚焦透镜4065a设置在第一聚焦透镜支撑板4065-1a上,进而第一聚焦透镜4065a通过第一聚焦透镜支撑板4065-1a设置在光接收支撑部4081a上。通过第一聚焦透镜支撑板4065-1a即可方便第一聚焦透镜4065a的安装设置,也可方便第一聚焦透镜4065a的耦合调节。
第一光接收组件405a还包括光电探测器、跨阻放大器、限幅放大器等的光接收电器件,光电探测器、跨阻放大器、限幅放大器等的光接收电器件设置在屏蔽腔4053a内;光接收支撑部4081a的表面设置金属铺地区域和焊盘引脚,光接收电器件贴装在光接收支撑部4081上并电连接光接收支撑部4081a的表面设置金属铺地区域和焊盘引脚。在本申请实施例中,通过设置光接收支撑部4081a以及在光接收支撑部4081的表面设置金属铺地区域和焊盘引脚,便于减少第一光接收组件405a的高频串扰,以及为第一光接收组件405a的固定以及电连接提供更多的打线位置,便于满足第一光接收组件405a电连接需求。
进一步,在本申请一些实施例中,第一光接收组件405a还包括位移棱镜4054a,位移棱镜4054a设置在屏蔽腔4053a中,位移棱镜4054a在光电探测器方向上的投影覆盖光电探测器或光电探测器的光敏面;具体的,位移棱镜4054a上设置有45°或接近45°的反射面,如42°等,位移棱镜4054a的反射面在光电探测器方向上的投影覆盖光电探测器或光电探测器的光敏面;进而进入屏蔽腔4053a的接收信号光经位移棱镜4054a反射至光电探测器。可选的,位移棱镜4054a的一端连接屏蔽罩盖板4052a上,通过屏蔽罩盖板4052a实现位移棱镜4054a在屏蔽腔4053a中的设置。位移棱镜4054a设置在屏蔽罩盖板4052a上,一方面便于位移棱镜4054a在屏蔽腔4053a内的安装设置,另一方面便于位移棱镜4054a在第一光接收组件405接收光路中的耦合调整,便于实现第一光接收组件405a装配过程中公差的补偿,避免因为第一光接收组件405a公差叠加过多造成增加第一光组件406a中各部件安装调节难度,一定程度上有助于减少第一光组件406a中各部件安装调节难度。
在本申请一些实施例中,屏蔽罩盖板4052a上设置有屏蔽罩开口521,可通过屏蔽罩开口521观察屏蔽腔4053a内各部件以及确定各部件的相对位置;屏蔽罩开口521上设置开口盖板522,开口盖板522用于覆盖屏蔽罩开口521;当屏蔽腔4053a内各部件装配完成,将开口盖板522遮盖在屏蔽罩开口521上,避免因为屏蔽罩开口521的设置影响到屏蔽罩的屏蔽效果。屏蔽罩壳体4051a、屏蔽罩盖板4052a和开口盖板522可采用金属材料结构件,如压铸、铣削加工的金属件。
在本申请一些实施例中,可先将光电探测器、跨阻放大器、限幅放大器等的光接收电器件固定设置在光接收支撑部4081并实现各光接收电器件与光接收支撑部4081上金属铺地区域和焊盘引脚的电连接,然后将屏蔽罩壳体4051a设置在光接收支撑部4081上以及将位移棱镜4054a固定在屏蔽罩盖板4052a上,再将屏蔽罩盖板4052a设置在屏蔽罩壳体4051a上并在将屏蔽罩盖板4052a固定在屏蔽罩壳体4051a上之前进行光电探测器接收光路的耦合调整,最后固定屏蔽罩盖板4052a和屏蔽罩壳体4051a以及通过开口盖板522封闭屏蔽罩开口521。
图15为本申请实施例提供的一种第一连接器的结构示意图一,图16为本申请实施例提供的一种第一连接器的结构示意图二。如图14和15中呈现的方位,第一连接器408a的左端用于伸入第一光收发腔体403a内用于打线连接第一光收发腔体403a内第一光发射组件404a、第一光接收组件405a等中的电器件,第一连接器408a的伸出第一光收发腔体403a,用于通过柔性电路板电连接电路板300。
如图15和16所示,第一连接器408a的左端包括光接收支撑部4081a,还包括第一台阶面4082a、第二台阶面4083a和第三台阶面4084a,第一台阶面4082a、第二台阶面4083a和第三台阶面4084a上分别设置若干焊盘引脚,通过第一连接器408a的左端设置第一台阶面4082a、第二台阶面4083a和第三台阶面4084a进行焊盘引脚的设置便于满足第一光发射组件404a、第一光接收组件405a中电器件与第一连接器408a连接对焊盘引脚数量需求;第一台阶面4082a、第二台阶面4083a和第三台阶面4084a为第一连接器408a左端的不同高度,即第一台阶面4082a、第二台阶面4083a和第三台阶面4084a位于距离第一连接器408a底面不同高度的位置,第一台阶面4082a、第二台阶面4083a和第三台阶面4084a成阶梯状的排布在第一连接器408a的左端,如此便于配合第一光发射组件404a、第一光接收组件405a中电器件的打线连接打线长度的控制。可选的,第一台阶面4082a上排布用于传输第一光接收组件405a高频信号的焊盘引脚,第二台阶面4083a上排布用于传输第一光发射组件404a高频信号的焊盘引脚,第三台阶面4084a上排布用于传输第一光接收组件405a、第一光发射组件404a直流信号的焊盘引脚,如此便于实现第一光发射组件404a高频信号传输用打线最短,保证高频信号传输质量。在本申请一些实施例中,屏蔽罩壳体4051a将第一台阶面4082包裹在屏蔽腔4053a内,在一定程度上保证了屏蔽罩的屏蔽效果。
如图15和16所示,第一连接器408a的右端设置第一凸台4085a,第一凸台4085a的上、下侧面分别设置焊盘引脚,第一凸台4085a的上、下侧面的焊盘引脚分别对应连接第一连接器408a的左端的焊盘引脚。在本申请一些实施例中,第一凸台4085a的上侧面排布有用于传输第一光接收组件405a、第一光发射组件404a直流信号的焊盘引脚,第一凸台4085a的上侧面排布的焊盘引脚对应电连接第一连接器408a左端第三台阶面4084a上的焊盘引脚。在本申请一些实施例中,第一凸台4085a的下侧面排布有用于传输第一光接收组件405a和第一光发射组件404a高频信号的焊盘引脚,第一凸台4085a的下侧面排布的焊盘引脚对应电连接第一连接器408a左端第一台阶面4082a和第二台阶面4083a上排布的焊盘引脚。
可选的,第一凸台4085a的上侧面与第三台阶面4084a位于第一连接器408a的同一层,即第一凸台4085a的上侧面与第三台阶面4084a位于第一连接器408a的同一高度,进而第三台阶面4084a上焊盘引脚与第一凸台4085a上侧面上焊盘引脚之间的信号连接线位于第一连接器408a的同一层,如此便于避免增加第一连接器408a的层数以及设置过孔实现不同层信号线的连接。可选的,第一凸台4085a的下侧面包括第四台阶面851和第五台阶面852,第四台阶面851与第一台阶面4082a位于第一连接器408a的同一层、第五台阶面852与第二台阶面4083a位于第一连接器408a的同一层,进而第四台阶面851和第五台阶面852位于第一连接器408a右端不同的高度,即第四台阶面851和第五台阶面852连接处形成阶梯。第四台阶面851与第一台阶面4082a位于第一连接器408a的同一层,进而使第一台阶面4082a上用于传输第一光接收组件405高频信号的焊盘引脚与第四台阶面851上用于传输第一光接收组件405高频信号的焊盘引脚之间的信号线位于第一连接器408a的同一层,便于保证传输第一光接收组件405a高频信号的性能;第五台阶面852与第二台阶面4083a位于第一连接器408a的同一层,进而使第二台阶面4083a上用于传输第一光发射组件404a高频信号的焊盘引脚与第五台阶面852上用于传输第一光发射组件404a高频信号的焊盘引脚之间的信号线位于第一连接器408a的同一层,便于保证传输第一光发射组件404a高频信号的性能。
在本申请一些实施例中,第一连接器408a通过两个柔性电路板与电路板300,其中一个柔性电路板用于实现第一凸台4085a的上侧面与电路板300的电连接,另一个柔性电路板用于实现第一凸台4085a的下侧面与电路板300的电连接。当然本申请一些实施例中,第一凸台4085a的下侧面与电路板300可通过两个柔性电路板电连接实现。可选的,当第一凸台4085a的下侧面通过一个柔性电路板电连接实现与电路板300的电连接时,用于第一凸台4085a下侧面与电路板300电连接的柔性电路板可为异形柔性电路板,如该柔性电路板上设置U型槽,柔性电路板上的U型槽与第四台阶面851和第五台阶面852直接的阶梯对应,如此方便实现第一凸台4085a的下侧面与电路板300的电连接。
在本申请一些实施例中,屏蔽罩壳体4051a一端设置敞口,敞口的端面接触连接第一台阶面4082a的端面,屏蔽罩盖板4052a接触连接第三台阶面4084a或第三台阶面4084a的端面,屏蔽罩盖板4052a覆盖第一台阶面4082a,进而将第一台阶面4082a上用于传输第一光接收组件405高频信号的焊盘引脚封装在屏蔽腔内4053a内,进一步保证第一光接收组件405a中屏蔽罩的屏蔽效果,保证第一光接收组件405a接收信号光的性能。
图17为本申请实施例提供的一种光收发次模块另一方向的结构示意图,图18为本申请实施例提供的一种光收发次模块另一方向的分解示意图。如图17和18所示,第一光收发壳体401a的底板上设置缺角4012a,光接收支撑部4081a覆盖缺角4012a。第一光收发壳体401a的底板上设置缺角4012a,即可有效避免第一光收发壳体401a受热或受冷产生应力挤压第一连接器408a的光接收支撑部4081a造成第一连接器408a产生形变,以减少第一连接器408a的变形,进而保护第一光收发腔体403a内光路的稳定性;另外,还可以在光模块装配过程中在缺角4012a处填充导热凝胶与光模块内散热块或光模块上壳体或下壳体接触,减少第一光收发腔体403a内通过第一连接器408a位置导热路径的层数,使第一连接器408a处的散热路径简单、散热性能好。
本申请实施例提供的光收发次模块400除了上述光收发次模块400a结构形式的光收发次模块,还提供到了另外一种结构形式的光收发次模块。图19为本申请实施例提供的另一种光收发次模块的结构示意图,记为400b;图20为本申请实施例提供的另一光收发次模块的局部分解示意图。如图19和20所示,本申请实施例提供的另一种光收发次模块400b包括第二光收发壳体401b及盖合于第二光收发壳体401b上的第二光收发盖板402b;第二光收发壳体401b与第二光收发盖板402b形成第二光收发腔体403b,第二光收发腔体403b内设置有用于实现光信号发射的第二光发射组件404b、用于实现光信号接收的第二光接收组件405b以及用于实现光信号传输路径调整的第二光组件406b。第二光收发壳体401b与光发射盖板402b可采用金属材料结构件,如压铸、铣削加工的金属件。在本申请实施例中,第二光发射组件404b包括激光器组件、激光驱动器、TEC、背光探测器等用于实现以及辅助实现光模块产生光信号的器件。在本申请实施例中,如图19所示的光收发次模块400b中,第二光接收组件405b采用同轴封装结构;进一步,第二光接收组件405b包括光电探测器、跨阻放大器、限幅放大器等用于接收信号光、进行光电转换以及辅助光电转换的器件。同轴封装结构的第二光接收组件405b,可采用结构相对固定的接收TO,减少组装光接收组件过程中因为累积公差造成光路稳定性,便于保证接收光路的稳定性;进而采用同轴封装结构的第二光接收组件405b一方面便于实现光接收组件在第二光收发腔体403b内的耦合装配,另一方面又能提升接收光路的稳定性。
如图19和20所示,第二光收发壳体401b远离电路板300的一端连接设置有光纤适配器407,光纤适配器407的一端连通第二光收发腔体403b、另一端用于连接外部光纤。第二光发射组件404b发射的信号光经过第一光组件406a传输至光纤适配器407,然后通过光纤适配器407传输至外部光纤;来自外部光纤的信号光经过光纤适配器407传输至第二光收发腔体403b内,经第二光组件406b传输至第二光接收组件405b,第二光接收组件405b接收该信号光;因此第二光发射组件404b的信号光和第二光接收组件405b待接收的信号光共同通过光纤适配器407传输,进而实现光模块发射光和接收光通过一根光纤进行传输。
在本申请一些实施例中,光收发次模块400b中第二光发射组件404b的结构可参见第二种光收发次模块中第一光发射组件404a的结构。本申请实施例提供的光收发次模块400b中,第二光接收组件405b可通过柔性电路板直接连接电路板300。
本申请提供的第二种光收发次模块的一些实施例中,第二光组件406b的结构可如第一种光收发次模块实施例中所示第一光组件406a的结构,但也可根据实际需要进行相应的变换。
图21为本申请实施例提供的第二光收发腔体的一种内部结构示意图,图22为本申请实施例提供的第二光收发腔体内一种发射信号光和接收信号光的光路传输示意图,图22中实线箭头为发射信号光的传输光路、虚线箭头为接收信号光的传输光路。如图21和22所示,本申请实施例提供的光收发次模块中包括第二光组件406b和第二波长筛选器件4093;其中第二光组件406b包括第二透镜4061b、第三滤波片4062b、第四滤波片4063b、第二准直透镜4064b、第二聚焦透镜4065b等。
第二准直透镜4064b设置在第二光发射组件404b的出射光方向上,以将第二光发射组件404b输出的发散光束转换为准直光束;第三滤波片4062b设置在第二准直透镜4064的光出射方向上,第二透镜4061b设置在第三滤波片4062b的光透射方向上,如此经由第二准直透镜4064b射出的准直光束依次透过第三滤波片4062b和第二透镜4061b传输至光纤适配器407,第二透镜4061b用于汇聚透射第三滤波片4062b的准直光束至光纤适配器407。第四滤波片4063b设置在第三滤波片4062b的光反射方向上,第二波长筛选器件4093设置在第三滤波片4062b的透射方向上,第二聚焦透镜4065b设置在第二波长筛选器件4093的光透射方向上,第二波长筛选器件4093根据接收信号光的波长筛选透过接收信号光;如此接收信号光通过外部光纤传输至光纤适配器407、经光纤适配器407传输至第一透镜4061b,第二透镜4061b将发散的光束转换为准直光束,经由第二透镜4061b转换后的准直光束传输至第三滤波片4062b,第三滤波片4062b将其反射至第四滤波片4063b、然后经由第四滤波片4063b传输至第二波长筛选器件4093,透过第二波长筛选器件4093的信号光传输至第一聚焦透镜4065b,经第一聚焦透镜4065b汇聚传输至第二光接收组件405b。
在本申请实施例中,第二波长筛选器件4093设置在光收发次模块400b中第二光接收组件405b接收光路上,用于进行第二光接收组件405b接收信号光波长的筛选。如图21和22所示,第二波长筛选器件4093包括第一反射镜932、第二反射镜933和压电陶瓷器件,压电陶瓷器件包括压电陶瓷块931,第一反射镜932和第二反射镜933之间形成空气腔934,压压电陶瓷块931连接第一反射镜932。控制施加在压压电陶瓷块931两端的电压大小变化,压压电陶瓷块931伸缩量发生改变,使第一反射镜932和第二反射镜933之间空气腔934的宽度发生改变,进而选择透过输入至接收信号光。
在本申请一些实施例中,压电陶瓷器件还包括悬臂935,悬臂935的一侧连接第一反射镜932,悬臂935的另一侧连接压压电陶瓷块931的一端,压压电陶瓷块931加电通过悬臂935带动第一反射镜932移动;悬臂935方便压电陶瓷块931的设置以及带动第一反射镜932。
通常压压电陶瓷块931上施加的电压为高压,因此在光模块中通常需要设置升压电路,并通过升压电路为压电陶瓷块931提供可调电压。图23为本申请实施例提供的一种升压电路图,压压电陶瓷块931的升压电路不局限于图23所示的电路。另外,结合PWM型开关电源芯片,可实现升压电路为压电陶瓷块931施加电压大小的变化。
相应的,光收发次模块400b中第二光发射组件404b的发射光路中也可设置波长筛选器件,波长筛选器件可选择第二波长筛选器件4093,也可设置本申请实施例提供的第一种光束收发次模块中第一波长筛选器件4091或光选择透过器件4092;当然通过调整第二光组件406b的结构,第二光接收组件405b接收光路上也可选择使用本申请实施例提供的第一种光束收发次模块中第一波长筛选器件4091或光选择透过器件4092。
图24为本申请实施例提供的另一种光收发次模块的局部分解示意图,图25为本申请实施例提供的另一种光收发次模块的剖视图一。如图24和25所示,第二光收发壳体401b靠近电路板300的一端设置有第二连接器408b,如陶瓷连接器等。第二光收发壳体401b靠近电路板300的一端设置第二连接器开口4011b,第二连接器408b嵌设在第二连接器开口4011b内且第二连接器408b抵触配合连接第二连接器开口4011b,使第二连接器408b的一端伸入第二光收发腔体403b内、另一端伸出第二光收发腔体403b,伸入第二光收发腔体403b内一端通常用于打线连接第二光收发腔体403b内第二光发射组件404b等中的电器件;第二连接器408b两端的表面设置若干焊盘引脚,分别用于打线连接第二光发射组件404b或者电连接柔性电路板。具体的:伸出第二光收发腔体403b一端通常用于通过柔性电路板电连接电路板300,进而通过第二连接器408b实现电路板300与第二光发射组件404b中电器件的电连接;可通过一个柔性电路板或多个柔性电路板与电路板300电连接。当然本申请实施例提供第二种光收发次模块中,第二光发射组件404b还可通过柔性电路板直接连接电路板300。
如图24和25所示,第二光收发壳体401b上设置光接收开口4101,第二光接收组件405b嵌设在光接收开口4012b中。在本申请一些实施例提供的光收发次模块400b中,第二光收发壳体401b上还设置光接收容纳腔体4013b,光接收容纳腔体4013b连通光接收开口4012b,第二光接收组件405b的前端设置在光接收容纳腔体4013b中。光接收容纳腔体4013b的侧壁上设置容纳开口4014b,容纳开口4014b设置在第二聚焦透镜4065b输出光路上且容纳开口4014b内镶嵌设置第一平面光窗4015b,第一平面光窗4015b用于实现密封容纳开口4014b的同时又能透过第二聚焦透镜4065b输出的接收信号光。第一平面光窗4015b为允许光通过的玻璃片,为了增强平面光窗的透射度,防止光反射现象影响第二光接收组件405b的性能,通常第一平面光窗4015b通常倾斜设置在容纳开口4014b内,如倾斜8°等,并可在玻璃片的表面镀上增镀膜。
光接收容纳腔体4013b可与第二光收发壳体401b一体成型,采用金属材料结构件,如压铸、铣削加工的金属件;进而通过第一平面光窗4015b封闭容纳开口4014b的光接收容纳腔体4013b,除了能够便于满足第二光收发壳体401b的气密性要求,还可以进行第二光接收组件405b屏蔽,避免第二光接收组件405b遭受非工作信号光和电信号的干扰。
图26为本申请实施例提供的另一种光收发次模块的剖视图二。如图26所示,本申请实施例提供的第二光组件406b中还包括第二隔离器4066b,第二隔离器4066b设置在第二准直透镜4064b到第三滤波片4062b的传输光路中;第二隔离器4066b用于实现第三滤波片4062b反射的发射信号光的隔离,避免第三滤波片4062b反射的发射信号光原光路路返回。
如图26所示,本申请实施例提供的第二光收发壳体401b的底板上设置有第二支撑平台410b,第二光组件406b、第二波长筛选器件4093均设置在第二支撑平台410b上,如第二透镜4061b、第三滤波片4062b、第四滤波片4063b等设置在第二支撑平台410b上,通过第二支撑平台410b方便第二透镜4061b、第三滤波片4062b、第四滤波片4063b等的安装固定。进一步,第二支撑平台410b上设置支撑柱等结构方便第二透镜4061b、第三滤波片4062b、第四滤波片4063b、第二隔离器4066b、第二波长筛选器件4093等辅助结构。
图27为申请实施例提供的一种第二支撑平台的结构示意图。如图26和27所示,第二支撑平台410b上设置支撑侧板4102b、安装槽4103b和第二安装座4101b;支撑侧板4102b的一侧支撑连接压电陶瓷块931的侧边,安装槽4103b用于容纳固定第一反射镜932和第二反射镜933;第二安装座4101b的侧壁支撑连接第三滤波片4062b且第二安装座4101b镶嵌固定第二隔离器4066b,第二安装座4101b上设置有连通第三滤波片4062b和第二隔离器4066b的连接通孔4104b,连接通孔4104b连通第三滤波片4062b和第二隔离器4066b。
图28为本申请实施例提供的一种光纤适配器的结构示意图,图29为本申请实施例提供的一种光纤适配器的剖视图一。如图28和29所示,本申请实施例中的光纤适配器407包括光纤适配器本体4071、光纤插芯4072和夹持机构,夹持机构用于方便光纤插芯4072在光纤适配器本体4071装配固定。在本申请一些实施例中,夹持机构包括套环4073。如图28和29所示,套环4073的一端连接光纤适配器本体4071且套环4073套设在光纤插芯4072上,光纤插芯4072的一端位于光纤适配器本体4071内。当然本申请实施例提供的光纤适配器中还可以使用套环4073以外其他形式的夹持。
光纤柔软,不易与光发射次模块进行高精度的位置固定,由此设计了光纤插芯。光纤插芯由一种较硬、可实现高精度加工的材料包裹光纤,对该材料的固定即实现了对光纤的固定。具体地,光纤插芯可以由陶瓷材料包裹光纤形成,光纤用于传导光,陶瓷具有较高的加工精度,可以实现高精度的位置对齐,由光纤与陶瓷组合成光纤插芯,通过对陶瓷的固定实现了对光纤的固定。陶瓷材料限制了光纤在光纤插芯中的固定方向,一般将陶瓷加工成圆柱体,在陶瓷柱体中心设置直线型通孔,将光纤插入陶瓷柱体的通孔中以实现固定,所以光纤笔直的固定在陶瓷体中。
在本申请实施例中,光纤适配器本体4071上设置凸起4071a,凸起4071a位于光纤适配器本体4071表面,凸起相对于光纤适配器本体4071的主体侧面而凸起。
图30为本申请实施例提供的一种光纤适配器的剖视图二。如图30所示,光纤插芯4072位于光纤适配器本体4071内一端的端面设置为倾斜端面4072b,如倾斜8°等的倾斜端面4072b,如此可有效防止光模块发射信号光通过光纤插芯4072进入外部光纤时本原路返回。
光纤插芯4072中倾斜端面通常可通过研磨光纤插芯4072端面形成,为便于光纤插芯4072倾斜端面的研磨加工,套环4073的侧壁上设置第一平面组4073a,第一平面组4073a包括两个相对设置的平面,即第一平面组4073a包括两个中心对称的平面。当需要进行光纤插芯4072的倾斜端面4072b研磨加工时,通过套环4073固定光纤插芯4072,然后凭借套环4073侧壁上的第一平面组4073a夹持固定光纤插芯4072,如此便于光纤插芯4072倾斜端面的研磨加工。
为便于光纤插芯4072倾斜端面的研磨加工,套环4073设置在光纤插芯4072中部,因此光纤适配器407还包括套筒4074,套筒4074的一端连接套环4073的另一端,光纤插芯4072的另一端位于套筒4074内,套筒4074的另一端连接光收发壳体,如此可用于保护光纤插芯4072的另一端。
进一步,凸起4071a上设置第二平面组4071b,第二平面组4071b包括两个相对设置的平面,即第二平面组4071b包括两个中心对称的平面;当进行光纤适配器本体4071与套环4073装配固定时,可通过第二平面组4071b与第一平面组4073a相互定位实现光纤适配器本体4071与套环4073定位,进而可通过第二平面组4071b与第一平面组4073a相互定位方便实现光纤插芯4072的倾斜端面4072b在光收发次模块中的安装定位。可选的,套筒4074的侧壁上设置第三平面组4074a,第三平面组4074a包括两个相对设置的平面,即第三平面组4074a两个中心对称的平面。当进行套环4073、套筒4074与光收发壳体的装配固定时,可通过第二平面组4071b、第三平面组4074a与光收发壳体相互定位实现套环4073、套筒4074与光收发壳体的定位,更进一步的方便实现光纤插芯4072的倾斜端面4072b在光收发次模块中的安装定位。
套筒4074内设置镶嵌设置第二平面光窗4074b,第二平面光窗4074b用于密封光纤适配器,便于保证光收发次模块400的密封性。第二平面光窗4074b为允许光通过的玻璃片,为了增强平面光窗的透射度,防止光反射现象影响光收发次模块400的光收发性能,通常第二平面光窗4074b通常倾斜设置在套筒4074内,如倾斜8°等,并可在玻璃片的表面镀上增镀膜。
图31为本申请实施例提供的另一种收发次模块的局部结构示意图。如图31中呈现的方位,本申请实施例提供的第二连接器408b的左端用于伸入第一光收发腔体403a内用于打线连接第二光收发腔体403b内第二光发射组件404b等中的电器件,第二连接器408b的伸出第二光收发腔体403b,用于通过柔性电路板电连接电路板300。
可选的,如图31所示,第二连接器408b的左端第六台阶面4081b和第七台阶面4082b,第六台阶面4081b和第七台阶面4082b位于第二连接器408b的左端不同的高度,即第六台阶面4081b和第七台阶面4082b距离第二连接器408b底面不同高度的位置。第六台阶面4081b和第七台阶面4082b上分别设置若干焊盘引脚,通过将焊盘引脚分设在第六台阶面4081b和第七台阶面4082b便于为第二光收发腔体403b内第二光发射组件404b等中的电器件提供充足的焊盘引脚数量。在本申请一些实施例中,第六台阶面4081b上排布用于传输第二光发射组件404b高频信号的焊盘引脚,第七台阶面4082b上排布用于传输第二光发射组件404b等直流信号的焊盘引脚,如此便于实现第二光发射组件404b高频信号传输用打线最短,保证高频信号传输质量。
如图31所示,第二连接器408b的右端设置第二凸台4083b,第二凸台4083b的上、下侧面分别设置焊盘引脚,第二凸台4083b的上、下侧面的焊盘引脚分别对应连接第二连接器408b左端的焊盘引脚。可选的,第二凸台4083b的上侧面排布用于传输第二光发射组件404b等直流信号的焊盘引脚,第二凸台4083b的下侧面排布用于传输第二光发射组件404b高频信号的焊盘引脚,第六台阶面4081b与第二凸台4083b的下侧面位于第二连接器408b的同一层,第七台阶面4082b与第二凸台4083b的上侧面位于第二连接器408b的同一层,第二凸台4083b下侧面的焊盘引脚对应连接第六台阶面4081b上的焊盘引脚,第二凸台4083b上侧面的焊盘引脚对应连接第七台阶面4082b上的焊盘引脚,如此可使第六台阶面4081b上用于传输第二光发射组件404b高频信号焊盘引脚与第二凸台4083b下侧面上用于传输第二光发射组件404b高频信号焊盘引脚之间的信号线位于第二连接器408b的同一层,便于保证传输第二光发射组件404b高频信号的性能。
在本申请一些实施例中,第二连接器408a通过两个柔性电路板与电路板300,其中一个柔性电路板用于实现第二凸台4083b的上侧面与电路板300的电连接,另一个柔性电路板用于实现第二凸台4083b的下侧面与电路板300的电连接。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种光模块,其特征在于,包括:
电路板;
光收发次模块,与所述电路板电连接,用于接收来自光模块外部的信号光和发射信号光;
其中,所述光收发次模块包括:
光收发壳体;
光收发盖板,盖合在所述光收发壳体上,与所述光收发壳体形成光收发腔体;
光纤适配器,设置在所述光收发壳体上,用于传输来自光模块外部的信号光和发射信号光;
所述光纤适配器包括光纤适配器本体、光纤插芯和夹持机构,所述夹持机构连接所述光纤插芯上且所述夹持机构的一端连接所述光纤适配器本体,所述光纤插芯的一端位于所述光纤适配器本体内。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述夹持机构包括套环,所述套环套设在所述光纤插芯上,所述套环的侧壁上设置第一平面组。
3.根据权利要求2所述的光模块,其特征在于,所述光纤适配器本体上设置凸起,所述凸起上设置第二平面组,通过所述第二平面组与所述第一平面组实现所述光纤适配器本体与所述套环的定位装配。
4.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述光纤插芯包括倾斜端面,所述倾斜端面位于所述光纤适配器本体内。
5.根据权利要求4所述的光模块,其特征在于,所述倾斜端面的倾斜角度8°。
6.根据权利要求2所述的光模块,其特征在于,所述光纤适配器还包括套筒,所述套筒的一端连接所述套环的另一端且所述光纤插芯的另一端位于所述套筒内,所述套筒的另一端连接所述光收发壳体。
7.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于,所述套筒的侧壁上设置第三平面组,通过所述第三平面组与所述第一平面组实现所述套筒与所述套环的定位装配。
8.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于,所述套筒内嵌设第二平面光窗。
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