CN214795317U - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供的光模块，包括设有光芯片的电路板、光纤支架与透镜组件，光纤支架内固定有光纤，其一端的侧面上设有定位孔，且光纤突出于定位孔所在的侧面；透镜组件罩设于光芯片上，其一侧设有第一凹槽，第一凹槽内设有与定位孔相对设置的定位柱；光纤支架设有定位孔的一端插在第一凹槽内，光纤支架的侧面与第一凹槽的限位壁相接触固定；第一凹槽内设有第二凹槽，第二凹槽内设置有第一透镜，突出于光纤支架的光纤嵌在第二凹槽内，光纤与第一透镜耦合连接。本申请通过定位柱、定位孔对光纤支架、透镜组件进行定位，通过光纤支架的侧面与第一凹槽的限位壁进行限位固定，提高了光纤支架与透镜组件的连接稳固性，提高了透镜组件与光纤的耦合效率。

Description

一种光模块

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

随着云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式发展，光通信技术的发展进步变的愈加重要。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。

传统光模块包括光纤支架、透镜组件和光纤阵列，光纤支架的一端与透镜组件通过定位柱与定位孔连接，光纤阵列包括多根光纤，多根光纤固定于光纤支架上的固定槽；多根光纤沿着光纤插槽伸出光纤支架外，与透镜组件一端的透镜阵列对应接触。

但光纤支架通过定位柱、定位孔与透镜组件固定连接时，没有承载面支撑光纤支架，使得光纤支架与透镜组件的稳固性较低，如此固定于光纤支架内的光纤可能会发生偏移，导致透镜组件反射的光斑不能按理论值到达光纤的中心，从而导致光信号的耦合效率较低。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种光模块，以解决目前光模块中光纤支架与透镜组件的稳固性较低，导致光信号的耦合效率较低的问题。

本申请提供的一种光模块，包括：

电路板，其上设置有光芯片；

光纤支架，内侧固定有光纤，其一端的侧面上设置有定位孔，且所述光纤突出于所述定位孔所在的侧面；

透镜组件，罩设于所述光芯片上，其一侧设置有第一凹槽，所述第一凹槽内设置有定位柱，所述定位柱与所述定位孔相对应设置；所述光纤支架设置有定位孔的一端插在所述第一凹槽内，所述光纤支架的侧面与所述第一凹槽的限位壁相接触固定，且所述光纤支架的底面与所述电路板之间存在间隙；所述第一凹槽内设置有第二凹槽，所述第二凹槽凹陷于所述第一凹槽，且所述第二凹槽内设置有第一透镜，突出于所述光纤支架的光纤嵌在所述第二凹槽内，所述光纤与所述第一透镜耦合连接。

本申请提供的光模块包括电路板、透镜组件与光纤支架，电路板上设置有光芯片，光纤支架内固定有光纤，其一端的侧面上设置有定位孔，且光纤突出于定位孔所在的侧面；透镜组件罩设于光芯片上，其一侧设置有第一凹槽，第一凹槽内设置有定位柱，定位柱与定位孔相对应设置，如此光纤支架与透镜组件通过定位柱、定位孔进行定位连接；光纤支架设置有定位孔的一端插在第一凹槽内，且光纤支架的侧面与第一凹槽的限位壁相接触固定，如此通过第一凹槽的限位壁对光纤支架进行前后方向的限位，以进一步对光纤支架进行固定；光纤支架的底面与电路板之间存在间隙，即光纤支架悬空固定在透镜组件上；第一凹槽内设置有第二凹槽，第二凹槽凹陷于第一凹槽，第二凹槽内设置有第一透镜，突出于光纤支架的光纤嵌在第二凹槽内，光纤与第一透镜耦合连接，如此能够减小光纤的光纤端面与第一透镜之间的距离，使得第一透镜射出的光束耦合至光纤的光纤端面。本申请中，光纤支架通过定位柱、定位孔与透镜组件进行定位，再通过光纤支架的侧面与第一凹槽的限位壁进行限位，能够提高光纤支架与透镜组件的稳固性，使得固定于光纤支架内的光纤不会发生偏移，能够保证透镜组件反射的光斑能够按理论值达到光纤的中心，从而能够提高透镜组件与光纤的耦合效率。

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模块中电路板、透镜组件、光纤支架与光纤阵列的装配示意图；

图6本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件、光纤支架与光纤阵列的装配示意图；

图7为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件、光纤支架与光纤阵列的分解示意图；

图8为本申请实施例提供的一种光模块中光纤支架与光纤的装配示意图；

图9为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、透镜组件、光纤支架与光纤阵列的装配剖视图；

图11为本申请实施例提供的一种光模块中光纤支架的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的一种光模块中光纤支架的剖面示意图；

图13为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件的另一角度结构示意图；

图14为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件的再一角度结构示意图；

图15为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件的剖面示意图一；

图16为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件的剖面示意图二；

图17为本申请实施例提供的一种光模块中透镜组件与光芯片的装配示意图；

图18为本申请实施例提供的一种光模块的光路示意图。

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。光模块通过光接口实现与外部光纤的光连接，外部光纤的连接方式有多种，衍生出多种光纤连接器类型；采用光接口与光纤连接器实现的光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，光纤连接器也形成了多种行业标准，如LC接口、SC接口、MPO接口等，光模块的光接口也针对光纤连接器做了适配性的结构设计，在光接口处设置的光纤适配器因此具有多种类型。

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、透镜组件400、光纤阵列600与光纤适配器。

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；上壳体包括第三壳体，第三壳体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第三壳体两侧、与第三壳体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204伸出，插入光网络终端等上位机中；另一个开口为光口205，光模块内部的光纤适配器位于此处以用于与外部光纤连接器(外部光纤)连接；电路板300、透镜组件400、光纤阵列600与光纤适配器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、透镜组件400、光纤阵列600与光纤适配器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，如光发射芯片LD、驱动芯片LDD、光接收芯片PD、跨阻放大芯片TIA、限幅放大芯片LA即微处理器芯片MCU，其中，光发射芯片与光接收芯片直接贴装在光模块的电路板300上，此种形态业内成为COB(Chip on Board)封装。

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。

图5为本申请实施例提供的光模块中电路板、透镜组件、光纤支架与光纤阵列的装配示意图，图6为本申请实施例提供的光模块中透镜组件、光纤支架与光纤阵列的装配示意图，图7为本申请实施例提供的光模块中透镜组件、光纤支架与光纤阵列的分解示意图。如图5、图6、图7所示，本申请提供的透镜组件400设置在电路板300上，采用罩扣式的方式罩设在电路板300上光芯片的上方(光芯片主要指光发射芯片、驱动芯片、光接收芯片、跨阻放大芯片、限幅放大芯片等与光电转换功能相关的芯片)，透镜组件400与电路板300形成包裹光发射芯片、光接收芯片等光芯片的腔体，透镜组件400与电路板300一起形成了封装光芯片的结构。光发射芯片发出的光经透镜组件400反射后进入到光纤阵列600中，来自光纤阵列600的光经透镜组件400反射后进入光接收芯片中，透镜组件400在光发射芯片与光纤阵列之间建立了相互的光连接。透镜组件400不仅起到密封光芯片的作用，同时也建立了光芯片与光纤阵列之间的光连接。

透镜组件400可以采用聚合物材料经注塑工艺一体成型制成。具体地，该透镜组件400的制成材料包括PEI(Polyetherimide，聚醚酰亚胺)塑料(Ultem系列)等透光性好的材料。由于透镜组件400中的所有光束传播元件均采用相同的聚合物材料单片形成，从而可以大大减少成型模具，降低了制造成本和复杂度。同时，本申请实施例基于上述所设置的透镜组件400结构只需调节入射光束以及光纤的位置，安装调试简单。

光纤阵列600的一端与透镜组件400之间建立光连接，另一端与光纤适配器建立光连接。光纤阵列600由多根光纤组成，其将来自透镜组件400的光传输至光纤适配器，实现对外发出光信号，其将来自光纤适配器的光传输至透镜组件400，实现从光模块外部接收光信号。光纤阵列600与透镜组件400之间具有良好的光耦合结构设计，来自透镜组件400的多路汇聚光入射到光纤阵列600的多路光纤中，利用透镜组件400的光学结构实现与光发射芯片的光连接；将来自光纤阵列600的多路光入射到透镜组件400中，利用透镜组件400的光学结构实现与光接收芯片的光连接。光纤阵列600与透镜组件400之间具有良好的固定结构设计，可以实现光纤阵列600与透镜组件400之间的相对固定，从而形成透镜组件400与电路板300相对固定，光纤阵列600与透镜组件400相对固定。

光纤适配器位于上壳体201与下壳体202形成的光接口处，是光模块与光模块外部光纤实现连接的连接件；此外，为了与外部光纤实现连接，往往还需要在上壳体201、下壳体202、光接口处设置匹配的结构。光纤适配器一般具有标准形状及尺寸，便于外部光纤连接器/插头插入，其内部具有多个光纤对接口，包括传出光信号的接口及传入光信号的接口。常见的光纤连接器/插头为MT型光纤连接器(如MPO(Multi-fiber Push On)光纤跳线连接器)。通过光纤连接器插入光模块的光纤适配器，使得光模块内部的光信号可以传入外部光纤中，使得光模块外部的光信号可以传入光模块内部。

在本申请实施例中，为了实现光纤阵列600与透镜组件400的相对固定，本申请实施例提供的光模块还包括光纤支架500，该光纤支架500与透镜组件400固定连接，且其内侧固定有光纤阵列600的光纤610。具体地，光纤610包括芯层、包层和保护层，其中，保护层包裹于包层，包层包裹于芯层，光信号在芯层中传输。

图8为本申请实施例提供的光模块中光纤支架与光纤阵列的装配示意图，图9为本申请实施例提供的光模块中透镜组件的结构示意图。如图8、图9所示，光纤支架500朝向透镜组件400的侧面上设置有定位孔5110，透镜组件400朝向光纤支架500的侧面上设置有定位柱420，光纤支架500与透镜组件400固定连接时，该定位柱420插在定位孔5110内，从而通过定位孔5110、定位柱420实现了光纤支架500与透镜组件400的定位连接。

具体地，光纤支架500包括第一侧面510(该第一侧面510为光纤支架500朝向透镜组件400的侧面)与两个第二侧面520，两个第二侧面520分别位于第一侧面510的两端，定位孔5110设置在第一侧面510上，且该定位孔5110由第一侧面510向远离透镜组件400的方向延伸，以对透镜组件400进行定位。

光纤支架500的第二侧面520上设置有第三侧面530，该第三侧面530与第一侧面510相连接，且该第三侧面530凹陷于第二侧面520，使得第二侧面520与第三侧面530形成台阶面。如此，光纤支架500相对两侧的长度尺寸不一致，即光纤支架500靠近透镜组件400一侧前后方向的长度尺寸小于光纤支架500远离透镜组件400一侧前后方向的长度尺寸。

透镜组件400朝向光纤支架500的侧面上设有第一凹槽410，该第一凹槽410包括第一限位壁4110、第二限位壁4120与第三限位壁4130，第一限位壁4110与第三限位壁4130相对设置，且第二限位壁4120的两端分别与第一限位壁4110、第三限位壁4130连接。在本申请实施例中，第一凹槽410贯穿透镜组件400的上、下侧面，使得第一凹槽410的上、下侧开口。

透镜组件400的第二限位壁4120上设置有定位柱420，该定位柱420由第二限位壁4120向光纤支架500的方向延伸，以方便插入光纤支架500上的定位孔5110。在本申请实施例中，透镜组件400上的定位柱420为圆形定位柱，光纤支架500上的定位孔5110为圆形定位孔。

将透镜组件400与光纤支架500固定连接时，首先将透镜组件400上的定位柱420与光纤支架500上的定位孔5110相对齐；然后将光纤支架500由左至右移动，使得定位柱420插入定位孔5110内；然后继续向右移动光纤支架500，使得光纤支架500的两个侧面530分别与透镜组件400的第一限位壁4110、第三限位壁4130相接触，通过第一限位壁4110与第三限位壁4130对光纤支架500进行左右方向的限位；然后继续向右移动光纤支架500，直至光纤支架500的第一侧面510与透镜组件400的第二限位壁4120相接触，从而将光纤支架500的右侧部分插入透镜组件400的第一凹槽410内。

在本申请实施例中，透镜组件400与光纤支架500通过定位柱420、定位孔5110配合在一起后，通过定位柱420与定位孔5110的位置度来保证光纤610落在透镜组件400汇聚光斑的位置，然后作为整体与光发射芯片、光接收芯片进行耦合。将光纤支架500与透镜组件400安装到位后，将胶水点在第一凹槽410的第一限位壁4110与第三限位壁4130上，透镜组件400通过胶水与光纤支架500的侧面固定连接。

在本申请实施例中，第一限位壁4110的整个壁面上均涂覆有胶水，第三限位壁4130的整个壁面上均涂覆有胶水，增加光纤支架500的侧面与第一限位壁4110、第三限位壁4130的粘接面积，从而能够提高光纤支架500与透镜组件400的安装稳固性。

在本申请实施例中，第一限位壁4110上、下端到透镜组件400前侧面之间的厚度尺寸可不一致，第一限位壁4110上端到透镜组件400前侧面之间的厚度尺寸大于其下端到透镜组件400前侧面之间的厚度尺寸，使得第一限位壁4110形成台阶面，第一限位壁4110下端的凹陷可用于容纳电路板300此位置处的芯片、打线等。

同理，第三限位壁4130上、下端到透镜组件400后侧面之间的厚度尺寸可不一致，第三限位壁4130上端到透镜组件400后侧面之间的厚度尺寸大于其下端到透镜组件400后侧面之间的厚度尺寸，使得第三限位壁4130形成台阶面，第三限位壁4130下端的凹陷可用于容纳电路板300此位置处的芯片、打线等。

图10为本申请实施例提供的光模块中电路板、透镜组件、光纤支架的装配剖视图。如图10所示，光纤支架500通过定位柱420、定位孔5110与透镜组件400进行定位，通过光纤支架500的侧面与第一限位壁4110、第三限位壁4130粘接固定后，光纤支架500悬空设置于电路板300的上方，其与电路板300之间并不存在支撑关系。在本申请实施例中，电路板300与光纤支架500的底面之间的间隙可用于放置芯片、打线等。

图11为本申请实施例提供的光模块中光纤支架的结构示意图，图12为本申请实施例提供的光模块中光纤支架的剖面示意图。如图11、图12所示，光纤支架500内侧固定有光纤阵列600的光纤610，光纤支架500与透镜组件400固定连接后，透镜组件400与光纤610相对耦合连接，经透镜组件400反射后的光斑耦合至光纤610的光纤端面。为了固定光纤610，该光纤支架500包括光纤凹槽550、表面开口560与通孔570，该光纤凹槽550设置于光纤支架500的内部，用于放置光纤阵列600的光纤610，且该光纤凹槽550包括光纤固定槽5510，该光纤固定槽5510用于固定光纤610。

具体地，光纤支架500的第一侧面510、与第一侧面510相对的侧面上均设置有通孔570，该通孔570贯穿光纤支架500相对的两侧面，且该通孔570与光纤固定槽5510相连通，光纤610的一端通过光纤支架500侧面上的通孔570插入光纤支架500内，然后继续向右插入，使得光纤610嵌在光纤固定槽5510内，然后继续沿着光纤固定槽5510向右滑动，由光纤支架500中第一侧面510的通孔570穿出来。光纤610由第一侧面510的通孔570穿出来后，光纤610的光纤端面与第一侧面510之间具有一定距离，即光纤610的光纤端面突出于第一侧面510。

光纤支架500还包括第四侧面540，该第四侧面540为光纤支架500的上侧面，且其与第一侧面510、两个第三侧面530相连接。表面开口560设置在第四侧面540上，且表面开口560与光纤凹槽550相连通，通过表面开口560将光纤凹槽550暴露出来，便于向光纤凹槽550内注入胶水。即通过表面开口560向光纤凹槽550内注入胶水，胶水注入光纤凹槽550内的光纤固定槽5510内，从而通过胶水将光纤610固定于光纤固定槽5510内，使得光纤610与光纤支架500固定连接。

图13为本申请实施例提供的光模块中透镜组件的另一角度结构示意图。如图13所示，透镜组件400的第二限位壁4120上设置有第二凹槽440，该第二凹槽440平行于第二限位壁4120的侧壁凹陷于第二限位壁4120，且该侧壁上设置有第一透镜450，该第一透镜450与透镜组件400的内部相连通，且该第一透镜450与光纤支架500内固定的光纤610相对应设置，用于将透镜组件400内部反射的光转换为汇聚光束，汇聚光束耦合至光纤610内，以将来自透镜组件400的多路汇聚光入射到光纤阵列600的多路光纤中，实现光的发射；同理，第一透镜450还用于将来自光纤阵列600的多路光纤中的光汇聚至透镜组件400，经由透镜组件400反射后传输至光接收芯片，实现光的接收。

由于第二凹槽440凹陷于第二限位壁4120，将光纤支架500安装至透镜组件400的第一凹槽410内后，突出于光纤支架500第一侧面510的光纤端面嵌在该第二凹槽440内，且这些光纤端面与第一透镜450一一对应设置，如此减小了光纤610的光纤端面与第一透镜450之间的距离，方便将第一透镜450射出的光束汇聚耦合至光纤端面，提高了第一透镜450与光纤610的耦合效率。

在本申请实施例中，光芯片设置于电路板300上，为了既能将透镜组件400粘贴于电路板300上，又能罩设电路板300上的光芯片，透镜组件400朝向电路板300的一侧设置有空腔460，该空腔460朝向电路板300的一侧开口，光芯片设置于该空腔460与电路板300组成的空间内。

为了反射光束，该透镜组件400的内表面设置有第二透镜470与第三透镜480，其外表面设置有反射镜430，第二透镜470为发射透镜，用于将电路板300上的光发射芯片发射的光束转换为准直光束，该准直光束经由反射镜430反射后射入第一透镜450，之后经由第一透镜450将光束汇聚耦合至光纤610；第三透镜480为接收透镜，用于将通过第一透镜450射入透镜组件400的光束转换为准直光束，该准直光束经由反射镜430反射后射入电路板300上的光接收芯片。

图14为本申请实施例提供的光模块中透镜组件的再一角度结构示意图，图15为本申请实施例提供的光模块中透镜组件的剖面示意图一。如图14、图15所示，具体地，透镜组件400的空腔460内设置有第一凸台4810，该第一凸台4810由空腔460的上侧面向电路板300方向延伸，第三透镜480设置在第一凸台4810上，并与电路板300上的光接收芯片相对应设置，且第三透镜480设置在反射镜430的正下方。该第三透镜480连通空腔460与反射镜430，如此经由第一透镜450射至透镜组件400的光束，在反射镜430的反射面4310处发生反射，反射后的光束射至第三透镜480，第三透镜480将反射光束转换为准直光束射至电路板300上的光接收芯片。

图16为本申请实施例提供的光模块中透镜组件的剖面示意图二。如图16所示，第一凸台4810上设置有第二凸台4710，该第二凸台4710由第一凸台4810的上侧面向电路板300的方向延伸，第二透镜470设置在第二凸台4710上，并与电路板300上的光接收芯片相对应设置，且第二透镜470设置在反射镜430的正下方，如此光发射芯片发射的光束射至第二透镜470，经由第二透镜470转换为准直光束。该第二透镜470连通空腔460与反射镜430，如此第二透镜470射出的准直光束射至反射镜430的反射面4310处，在反射面4310处发生反射，反射后的光束水平射至第一透镜450。

在本申请实施例中，第二透镜470与第三透镜480通过第一凸台4810、第二凸台4710设置在不同的台阶面上，且第二透镜470距离电路板300的距离小于第三透镜480距离电路板300的距离，如此当第二透镜470的焦距发生变化、第三透镜480的焦距不发生变化时，只需改变第二凸台4710的尺寸即可，无需改变第一凸台4810的尺寸，即不需对第三透镜480进行联动。

图17为本申请实施例提供的光模块中透镜组件与光芯片的装配示意图一。如图17所示，根据上述方案制作完成透镜组件400后，将透镜组件400粘贴在电路板300的表面上，并将电路板300上的光芯片罩设在透镜组件400的空腔460内。光芯片包括光发射芯片310、光发射驱动芯片320、光接收芯片330与光接收驱动芯片340，该光发射芯片310设置在第二透镜470的正下方，以方便将光发射芯片310发射的光束射至第二透镜470。光发射驱动芯片320可设置在光发射芯片310的左侧(靠近光纤支架500的方向)，该光发射驱动芯片320与光发射芯片310信号连接，用于驱动光发射芯片310发射光束。光接收芯片330设置在第三透镜480的正下方，以方便第三透镜480射出的准直光束射至光接收芯片330。光接收驱动芯片340设置在光接收芯片330的右侧(远离光纤支架500的方向)，该光接收驱动芯片340与光接收芯片330信号连接，用于驱动光接收芯片330将光信号转换为电信号。

光发射驱动芯片320还可与光接收驱动芯片340并排设置在光发射芯片310、光接收芯片330的右侧，即光发射芯片310、光发射驱动芯片320、光接收芯片330、光接收驱动芯片340并排设置于同一侧。

在本申请实施例中，电路板300上光芯片在透镜组件400的空腔460内的摆放方式并不限于上述摆放方式，可根据光芯片的尺寸进行相应布置。

图18为本申请实施例提供的光模块中光路示意图。如图18所示，将光发射芯片310、光发射驱动芯片320、光接收芯片330、光接收驱动芯片340等光芯片按照一定摆放方式粘贴在电路板300上后，将透镜组件400罩设于该光芯片上，并将透镜组件400粘贴在电路板300的表面上；然后将光纤阵列600的多根光纤610通过光纤支架500的通孔570、光纤固定槽5510插在光纤支架500内，并将光纤610的光纤端面突出于光纤支架500的第一侧面510，并通过表面开口560向光纤凹槽550内注入胶水，对插入光纤固定槽5510的光纤610进行固定；然后移动光纤支架500，将透镜组件400的定位柱420插入光纤支架500的定位孔5110内，继续移动光纤支架500，直至光纤支架500的第一侧面510与透镜组件400的第二限位壁4120相接触，光纤支架500的两个第三侧面530与透镜组件400的第一限位壁4110、第三限位壁4130相接触，以将光纤支架500的一侧插入透镜组件400的第一凹槽410内；然后将胶水点在透镜组件400的第一限位壁4110与第三限位壁4130上，通过胶水将透镜组件400与光纤支架500固定连接。

将光纤支架500固定至透镜组件400上后，光纤支架500的下表面与电路板300的表面之间存在有间隙，该间隙尺寸至少是光芯片高度尺寸+0.07mm，以保证该间隙内可以放置光芯片并打线。在本申请实施例中，为了安全起见，光纤支架500下表面与电路板300表面之间的间隙一般为光芯片高度尺寸+0.15mm。

将光芯片、透镜组件400、光纤支架500与光纤阵列600组装完成后，光发射芯片310在光发射驱动芯片320驱动下产生光束，光束经由第二透镜470转换为准直光束，准直光束射至反射镜430，在反射面4310处发生反射，反射后的光束水平射至第一透镜450，通过第一透镜450将光束汇聚耦合至光纤610的光纤端面处，实现了光的发射。光纤610将来自外部光纤传输的光束射至第一透镜450，经由第一透镜450将光束射至反射镜430，在反射面4310处发生反射，反射后的光束射至第三透镜480，通过第三透镜480将光束转换为准直光束，并将准直光束射至光接收芯片330，光接收芯片330在光接收驱动芯片340的驱动下将光信号转换为电信号，实现了光的接收。

本申请实施例提供了一种光模块，包括电路板、设置在电路板上的光芯片、罩设在光芯片上的透镜组件、光纤支架及光纤阵列，透镜组件朝向光纤支架的一侧设置有第一凹槽，第一凹槽朝向光纤支架的一侧、上侧面、下侧面均开口，该第一凹槽的第一限位壁与第二限位壁相对设置，第二限位壁朝向光纤支架，第二限位壁上设置有定位柱与第二凹槽，第二凹槽凹陷于第二限位壁，且第二凹槽内设置有第一透镜。光纤支架朝向透镜组件的第一侧面上设置有定位孔，该定位孔与透镜组件上的定位柱相对应设置；光纤支架上与第一侧面相连接的侧面为台阶面，包括第二侧面与第三侧面，第三侧面凹陷于第二侧面，且第三侧面与第一侧面相连接；光纤支架的第三侧面嵌在透镜组件的第一凹槽内，且第三侧面与第一凹槽的第一限位壁、第三限位臂相接触固定，从而将光纤支架固定在透镜组件上。光纤阵列的光纤插在光纤支架内，且光纤的光纤端面突出于光纤支架的第一侧面，以插入透镜组件的第二凹槽内，与第二凹槽内的第一透镜相耦合。本申请中，光纤支架通过定位柱、定位孔与透镜组件进行定位，再通过光纤支架的第三侧面与透镜组件的第一限位壁、第三限位壁进行限位，提高了光纤支架与透镜组件的稳固性，使得固定于光纤支架内的光纤不会发生偏移，保证了透镜组件反射的光斑能够按理论值达到光纤的中心，从而提高了光信号的耦合效率。

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 (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板，其上设置有光芯片；

光纤支架，内侧固定有光纤，其一端的侧面上设置有定位孔，且所述光纤突出于所述定位孔所在的侧面；

透镜组件，罩设于所述光芯片上，其一侧设置有第一凹槽，所述第一凹槽内设置有定位柱，所述定位柱与所述定位孔相对应设置；所述光纤支架设置有定位孔的一端插在所述第一凹槽内，所述光纤支架的侧面与所述第一凹槽的限位壁相接触固定，且所述光纤支架的底面与所述电路板之间存在间隙；所述第一凹槽内设置有第二凹槽，所述第二凹槽凹陷于所述第一凹槽，且所述第二凹槽内设置有第一透镜，突出于所述光纤支架的光纤嵌在所述第二凹槽内，所述光纤与所述第一透镜耦合连接。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架包括朝向所述透镜组件的第一侧面及与所述第一侧面相连接的两个第二侧面，所述第二侧面上设置有第三侧面，所述第三侧面凹陷于所述第二侧面，且所述第三侧面与所述第一侧面相连接；

所述定位孔设置在所述第一侧面上，所述光纤突出于所述第一侧面。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第一凹槽包括第一限位壁、第二限位壁与第三限位壁，所述第一限位壁与所述第三限位壁相对设置，所述第二限位壁的两端与所述第一限位壁、所述第二限位壁连接；所述光纤支架的两个第三侧面分别与所述第一限位壁、所述第三限位壁相接触；

所述定位柱设置在所述第二限位壁上，所述第二凹槽设置在所述第二限位壁上。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架的两个第三侧面与所述第一限位壁、所述第三限位壁通过胶水粘接。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述第一限位壁的壁面上均涂覆有胶水，所述第三限位壁的壁面上均涂覆有胶水。

6.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架还包括光纤凹槽与通孔，所述通孔设置在所述第一侧面及与所述第一侧面相对的侧面上，且所述通孔与所述光纤凹槽相连通；

所述光纤凹槽包括光纤固定槽，所述光纤嵌在所述光纤固定槽内。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架还包括第四侧面，所述第四侧面与所述第一侧面、两个所述第三侧面相连接；所述第四侧面上设置有表面开口，所述表面开口与所述光纤凹槽相连通。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件朝向所述电路板的一侧设置有空腔，所述光芯片位于所述空腔内；所述透镜组件的外表面设置有反射镜，所述反射镜与所述第一透镜相对设置；

所述空腔内设置有第一凸台，所述第一凸台上设置有第三透镜，所述第三透镜设置于所述反射镜的正下方；所述第一凸台上设置有第二凸台，所述第二凸台上设置有第二透镜，所述第二透镜设置于所述反射镜的正下方。

9.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架的底面与所述电路板之间间隙的尺寸大于或等于所述光芯片的高度+0.07mm。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述光纤支架的底面与所述电路板之间间隙的尺寸为所述光芯片的高度+0.15mm。

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