CN214278494U - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种光模块，包括：上壳体，下壳体，与所述上壳体盖合形成包裹腔体。光发射次模块，设置于所述包裹腔体内，用于发射光信号。所述光发射次模块包括：盖板；外壳与盖板形成光发射腔体；陶瓷基板设置于光发射腔体内，陶瓷基板表面设置正极线路、负极线路和接地线路。其中，接地线路呈半包围结构，正极线路、负极线路设置于接地线路内，有助于屏蔽杂波信号，提高抗电磁干扰能力，提供电磁信号回流，减少激光器之间信号串扰，提高通信质量。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

在云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式，均会用到光通信技术。光模块在光通信技术领域中实现光电转换的功能，是光通信设备中的关键器件之一，光模块向外部光纤中输入的光信号强度直接影响光纤通信的质量。

在光模块模进行信号发送时，金手指将电信号引入到激光器驱动芯片，激光器驱动芯片通过传输线将该电信号传输到激光器，然后利用激光器将该电信号转化为光信号。

随着光通信技术发展的需求光模块的传输速率不断提高，采用多个激光器发射不同波长的信号。随着光模块通道数量增多，相邻通道激光器距离越来越近，导致激光器的串扰越来越严重，激光器发射眼图严重恶化。

实用新型内容

本申请提供了一种光模块，以减少激光器之间的串扰，提高光模块通信质量。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种光模块，包括：上壳体；

下壳体，与所述上壳体盖合形成包裹腔体；

光发射次模块，设置于所述包裹腔体内，用于发射光信号；

所述光发射次模块包括：外壳；

盖板，与所述外壳形成光发射腔体；

陶瓷基板，设置于所述光发射腔体内，其表面设置多组功能电路；

所述功能电路包括：接地线路、负极线路和正极线路，所述接地线路呈半包围结构，所述负极线路和所述正极线设置于所述接地线路的半包围结构内。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请实施例提供了一种光模块，包括：盖板；外壳与盖板形成光发射腔体；陶瓷基板设置于光发射腔体内，陶瓷基板表面设置正极线路、负极线路和接地线路。其中，接地线路呈半包围结构，正极线路、负极线路设置于接地线路内，有助于屏蔽杂波信号，提高抗电磁干扰能力，提供电磁信号回流，减少激光器之间信号串扰，提高通信质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为光网络终端结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光模块结构示意图；

图4为该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模块中光发射次模块的结构爆炸图；

图6为本申请实施例提供的一种发射组件局部结构示意图一；

图7为本申请实施例提供的一种发射组件局部结构示意图二；

图8为本申请实施例提供的一种功能电路局部示意图；

图9为本申请实施例提供的一种导线结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当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为该光模块分解结构示意图。下面结合图3和图4对前述实施例光通信终端中的光模块进行说明；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及光收发组件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202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201盖合在下壳体202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204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组件400；电路板300、光收发组件400等光电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、光收发组件400等器件安装到壳体中，由上壳体、下壳体形成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，利用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300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；当光收发组件位于电路板上时，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组件之间可以采用柔性电路板连接。

光收发组件包括光发射次模块400及光接收次模块件500两部分，分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。发射次模块一般包括光发射器、透镜与光探测器，且透镜与光探测器分别位于光发射器的不同侧，光发射器的正反两侧分别发射光束，透镜用于会聚光发射器正面发射的光束，使得光发射器射出的光束为会聚光，以方便耦合至外部光纤；光探测器用于接收光发射器反面发射的光束，以检测光发射器的光功率。具体地，光发射器发出的光经透镜会聚后进入光纤中，同时光探测器检测光发射器的发光功率，以保证光发射器发射光功率的恒定性。

图5为本申请实施例提供的一种光模块中光发射次模块的结构爆炸图；如图5所示，光发射次模块400包括外壳401、盖板402、发射组件403。发射组件403和光复用器件均位于外壳401与盖板402形成的光发射腔体内。光发射腔体内设置有光芯片、光探测器、准直透镜等发射组件403。外壳401的一端连接第一光纤适配器404，发射组件403用于发射光束并汇聚耦合至第一光纤适配器404，以实现光束通过光纤发射出去。外壳401远离第一光纤适配器404的另一端设置有陶瓷转接块405，该陶瓷转接块405与柔性电路板的一端连接，柔性电路板通过陶瓷转接块与激光芯片、光探测器、激光驱动器等光电器件电连接；柔性电路板的另一端用于与电路板300电连接。外壳401与盖板402可采用金属材料结构件，如压铸、铣削加工的金属件。

图6为本申请实施例提供的一种发射组件局部结构示意图一。如图6所示，发射组件403包括：陶瓷基板4031，设置于光发射腔体内，选氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷等。陶瓷基板4031表面雕刻有激光器芯片的功能电路，用于信号的传输。陶瓷基板4031的表面还设有半导体激光器4032，与激光器芯片的功能电路电连接，用于将电信号转换为光信号。陶瓷基板4031的表面设有激光监测器4033，设置于半导体激光器4032的一侧，用于监测半导体激光器4032出射光线强度。

进一步，为了实现多波合束功能，提高光模块效率，本申请实施例中陶瓷基板4031的表面设置多个半导体激光器4032及对应多个激光监测器4033。为避免相邻通道激光器串扰，提出以下实施例。

图7为本申请实施例提供的一种发射组件局部结构示意图。图6和图7分别从不同角度展示了发射组件的部分结构。如图6和图7所示，陶瓷基板4031表面的功能电路包括：接地线路4034和信号线路。其中：信号线路包括正极线路4035和负极线路4036。

半导体激光器4032贴附于负极线路4036上方，与负极线路4036连接；半导体激光器4032通过导线4037与正极线路4035连接，实现半导体激光器4032的电信号传输。

半导体激光器4032包括：后出光口和前出光口；前出光口的出射光线经透镜组件、光复用器等汇聚耦合至第一光纤适配器404，以实现光束通过光纤发射出去。后出光口的出射光路上设置激光监测器4033，用于对半导体激光器4032的光功率进行监测。

激光监测器4033设置于半导体激光器4032远离第一光纤适配器404的一侧，位于后出光口的出射光路上，用于对半导体激光器4032的光功率进行监测。

激光监测器4033贴附于正极线路4035上，负极通过导线与接地线路4034连接，实现激光监测器4033的供电。

接地线路4034设置于信号线路的外侧，接地线路4034呈半包围形状，正极线路4035和负极线路4036设置于半包围状的接地线路4034内，有助于屏蔽杂波信号，提高抗电磁干扰能力，提供电磁信号回流。

本申请实施例中，正极线路4035和负极线路4036设置于半包围状的接地线路4034内，外部电磁信号首先接触接地线路4034，接地线路4034能够有效屏蔽杂波信号，提高抗电磁干扰能力。其次，正极线路4035和负极线路4036的外侧均设置有接地线路，为正极线路4035和负极线路4036的电磁信号提供回流途径，提高抗电磁干扰能力。

图8为本申请实施例提供的一种功能电路局部示意图。如图8所示本申请实施例中，接地线路4034呈U型，正极线路4035和负极线路4036设置于接地线路4034内，有助于屏蔽杂波信号，提高抗电磁干扰能力，提供电磁信号回流。

图9为本申请实施例提供的一种导线结构示意图。如图9所示，导线4037包括：第一导线段40371、第二导线段40372和第三导线段40373，第一导线段40371、第二导线段40372和第三导线段40373依次连接。第一导线段40371的一端与半导体激光器4032的焊盘连接，另一端与第二导线段40372连接。第三导线段40373的一端与第二导线段40372连接，另一端与负极线路4036连接。为减少导线4037寄生电容，提高通信效率，第一导线段40371与半导体激光器4032的焊盘平面呈45度夹角。第三导线段40373与负极线路4036所在平面呈45度拐角，减少拐角的寄生电容，提高通信效率。

进一步，为提高光模块通信效率，正极线路4035和负极线路4036紧耦合设置。本申请实施例中，正极线路4035和负极线路4036线路宽度一致，提高信号线抗电磁干扰能力。

综上，本申请实施例提供了一种光模块，包括：盖板；外壳与盖板形成光发射腔体；陶瓷基板设置于光发射腔体内，陶瓷基板表面设置正极线路、负极线路和接地线路。其中，接地线路呈半包围结构，正极线路、负极线路设置于接地线路内，有助于屏蔽杂波信号，提高抗电磁干扰能力，提供电磁信号回流，减少激光器之间信号串扰，提高通信质量。同时，激光器贴附于负极线路上方，且通过导线与正极线路连接。为减少导线寄生电容的产生，导线包括：依次连接的第一导线段、第二导线段和第三导线段。第一导线段的一端与半导体激光器的焊盘连接，另一端与第二导线段连接。第三导线段的一端与第二导线段连接，另一端与负极线路连接，第一导线段与激光器的焊盘平面呈45度夹角。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本申请的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、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申请的一般性原理并包括本申请未公开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，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (8)

1.一种光模块，其特征在于，包括：上壳体；

下壳体，与所述上壳体盖合形成包裹腔体；

光发射次模块，设置于所述包裹腔体内，用于发射光信号；

所述光发射次模块包括：外壳；

盖板，与所述外壳形成光发射腔体；

陶瓷基板，设置于所述光发射腔体内，其表面设置多组功能电路；

所述功能电路包括：接地线路、负极线路和正极线路，所述接地线路呈半包围结构，所述负极线路和所述正极线设置于所述接地线路的半包围结构内。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光发射次模块还包括：激光器，由所述陶瓷基板承载，贴附于所述负极线路上方，其正极焊盘与所述正极线路通过导线电连接。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述导线包括：依次连接第一导线段、第二导线段和第三导线段，其中，所述第一导线段的一端与所述激光器连接，且所述第一导线段与所述激光器焊盘平面呈45度夹角。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第三导线段的一端与所述正极线路连接，且所述第三导线段与所述正极线路的平面呈45度夹角。

5.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述光发射次模块还包括：激光监测器，设置于所述激光器的一侧，用于监测所述激光器的出光功率。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述激光监测器贴的正极与所述正极线路连接，负极与所述接地线路连接。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述负极线路与所述正极线路紧耦合设置。

8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述负极线路与所述正极线路的线宽一致。

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