CN215494244U - 一种光发射组件及光发射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光发射组件，包括光源部、光纤裸纤、调制器芯片。光纤裸纤与调制器芯片直接连接以调制光纤裸纤中的光线，其中调制器芯片开设有引导槽，光纤裸纤部分放置在引导槽中，从而实现光纤裸纤与调制器芯片耦合连接。本实用新型实施例通过在调制器芯片上开设有可以容纳光纤裸纤的引导槽，将光纤裸纤的部分放置在引导槽中以实现调制器芯片直接对光纤裸纤中的光线进行调制，结构简单，提高光发射组件的集成度。

Description

一种光发射组件及光发射装置

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种光发射组件及光发射装置。

背景技术

光发射组件用于将电信号转化为光信号，以进行光通信。光发射组件将光信号传输出光发射组件之间需要对光信号进行调制，以提高光信号的抗干扰能力，充分利用信道容量。相关的光发射组件中的光调制芯片集成在电路板上，但光调制芯片体积较大，容易受电路板上其他元器件的干扰。还有的相关光发射组件通过外部调制器进行调制，结构复杂，不便于集成。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种光发射组件，以解决如何简化光发射组件的结构，提高集成度。

本实用新型实施例提供的一种光发射组件，包括：光源部，用于发射光线；光纤裸纤，沿第一方向延伸并与所述光源部间隔设置，以接收所述光线并传输；调制器芯片，开设有用于容纳所述光纤裸纤的部分的引导槽，所述光纤裸纤与所述调制器芯片耦合以调制所述光线。

进一步地，所述光纤裸纤与所述调制器芯片粘接。

进一步地，所述光发射组件还包括制冷器，所述调制器芯片固定在所述制冷器上。

进一步地，所述光源部包括：激光器芯片，具有在所述第一方向上相对的光发射端和背光端，所述光发射端用于发射所述光线；聚焦透镜，在所述第一方向上，设置在所述光发射端和所述光纤裸纤之间，以将所述光线聚焦至所述光纤裸纤中。

进一步地，所述光源部还包括光电探测器芯片，所述光电探测器芯片设置在所述第一方向上并靠近所述背光端，以监测所述激光器芯片的工作状态。

进一步地，所述光源部还包括基板，所述激光器芯片、所述聚焦透镜、所述光电探测器芯片均设置在所述基板上。

进一步地，所述基板呈台阶状，以使所述光电探测器芯片、所述激光器芯片和所述聚焦透镜三者在同一条光路上。

本实用新型实施例还提供一种光发射装置，包括：如上述任意一项所述的光发射组件；壳体，具有中空的容纳腔，所述光发射组件位于所述容纳腔中；其中，所述壳体具有在所述第一方向上相对的第一端和第二端，所述第一端上设有第一开口，所述第一开口与所述容纳腔连通，所述光纤裸纤通过所述第一开口伸出所述容纳腔。

进一步地，所述光发射装置还包括电路板，所述光发射组件穿过所述第二端与所述电路板连接。

进一步地，所述光发射装置还包括适配件，所述适配件的一端与所述第一开口连接，所述适配件的另一端用于连接光接收装置。

本实用新型实施例提供的光发射装置，包括光接收组件和壳体，壳体具有中空的容纳腔，光发射组件放置在容纳腔中，其中，壳体具有相对的第一端和第二端，第一端上开设有第一开口，光纤裸纤通过该第一开口伸出容纳腔，本实用新型实施例提供的光发射装置，通过在光发射组件外围设置壳体包裹光发射组件，以使光发射组件不能与空气直接接触，同时在壳体上设有第一开口，以使光纤裸纤能与外界通信。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种光发射组件结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种光发射组件的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种调制器芯片与制冷器的装配图；

图4为本实用新型实施例提供的一种光源部的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种光发射组件的爆炸图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种光发射组件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种光发射装置的结构示意图。

附图标记说明：

10、光源部；11、激光器芯片；111、光发射端；112、背光端；12、聚焦透镜；13、光电探测器芯片；20、光纤裸纤；30、调制器芯片；31、引导槽；40、制冷器；

100、光发射组件；200、壳体；210、容纳腔；220、开口；230、盖板；240、第一端；241、第一开口；250、第二端；251、第二开口；300、电路板；400、适配件。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在具体实施方式中所描述的各个实施例中的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以进行各种组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\……”仅仅是是区别不同的对象，不表示各对象之间具有相同或联系之处。应该理解的是，所涉及的方位描述“上”、“下”“外”、“内”均为正常使用状态时的方位。术语“上表面”、“下表面”均为使用状态时所属的表面。

需要说明的是，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过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。术语“连接”在未特别说明的情况下，既包括直接连接也包括间接连接。

本实用新型实施例提供的一种光发射组件，如图1所示，包括：光源部10、光纤裸纤20、调制器芯片30，其中，光源部10用于发射光线。具体的，光源部10可以为激光器，激光器通电后可直接发射光线。激光器发射的光线为直线光，不包含通信信息，需通过后续的操作将通信信息加载到光线上随着光线在光纤裸纤20中传输。可选的，光源部10也可以是发光二极管等其他可以发射光线的部件。可选的，光源部10在工作状态下，会散发大量的热量，可以将光源部10与降温器件，例如，制冷器，集成在一起，以对光源部10及时降温保护。光源部10可以集成在电路板上，以完成电连接，例如，光源部10上可以向外延伸的引脚，通过该引脚，将光源部10焊接在电路板上。

如图1所示，光纤裸纤20沿第一方向延伸并与光源部10间隔设置，以接收光线并传输。具体的，所谓第一方向，是光纤裸纤20长度延伸的方向，光纤裸纤20为完全以光纤作为传输媒介的部件，也即光线在光纤裸纤20中仅靠光纤进行传输。光纤裸纤20为沿长度方向延伸的长条状，光纤裸纤20间隔设置在光源部10的一端，所谓间隔设置是指两部件靠近但不接触，也即光纤裸纤20的一端靠近光源部10。光源部10发射的光线首先在空气中传输，然后才会进入光纤裸纤20中进行传输，而空气中有许多微小的介质会影响光传输的角度以及强度，所以光线在空气中的传输时间需尽可能的短暂，因而光源部10与光纤裸纤20之间的间距也尽可能的小。光源部10在发射光线的状态下，会产生大量的热量，因此，光纤裸纤20的需要与光源部10有一定的间距以保护光纤裸纤20不被损坏。

如图2所示，调制器芯片30开设有用于容纳光纤裸纤20的部分的引导槽31，光纤裸纤20与调制器芯片30耦合以调制光线。具体的，调制器芯片30可以将射频信号加载在光线上，通过光电效应等原理将射频信号所携带的电信号转换为光的波动信号，以实现通过光纤裸纤20中的光线传递电信号所携带的信息的效果，也即光线进入到光纤裸纤20后，调制器芯片30会根据接收到的电信号对光纤裸纤20中的光线进行调制，可见，光线在光纤裸纤20中传输的过程中就可以对光线进行调制。调制器芯片30上设有沿第一方向(如图2所示的左右方向)贯穿的引导槽31，光纤裸纤20放入引导槽31中，并延伸出引导槽31。引导槽31可以为长条状凹槽，沿如图2所示的左右方向贯穿调制器芯片30，引导槽31的一端靠近光源部10，以将光线裸纤20固定在靠近光源部10，便于光线进入到光纤裸纤20中。可选的，光纤裸纤20在传输光线时会产生热量，光纤裸纤20在受热后会膨胀，可将引导槽31横截面的尺寸设置成大于光纤裸纤20横截面的尺寸，以使光纤裸纤20膨胀后不会突出引导槽31。可选的，光调制器芯片30可以选择与光纤裸纤20膨胀系数相同的材质，以避免光纤裸纤20和调制器芯片30之间因热胀冷缩发生错位或连接断裂，降低调制的效果。

如图3所示，光纤裸纤20与调制器芯片30粘接。具体的，引导槽31中可以添加耐热胶水，以使光纤裸纤20放置在引导槽31中与调制器芯片30固定，避免光纤裸纤20与调制器芯片30脱离，影响调制器芯片30对光线的调制。调制器芯片30可以与电路板连接以完成调制器芯片30的电连接，例如，调制器芯片30可以设置有引脚，通过该引脚将调制器芯片30焊接在电路板上。

如图3所示，光发射组件还包括制冷器40，调制器芯片30固定于制冷器40。具体的，调制器芯片30在工作状态下会产生大量的热量，可将调制器芯片30放置在制冷器40的上方对调制器芯片30进行降温处理，以保护光纤裸纤20不会灼坏。调制器芯片30的下表面与制冷器40的上表面的尺寸可以相同，或者将制冷器40的上表面的尺寸设置为大于调制器芯片30的下表面，以使调制器芯片30与制冷器40可以充分接触，从而提高降温效率。制冷器40可以与电路板电连接，以实现对制冷器40的供电，可选的，制冷器40与调制器芯片30可以集成在同一块电路板上，也可以分别与电路板连接。

本实用新型实施例提供的光发射组件包括光源部、光纤裸纤、调制器芯片，光纤裸纤与调制器芯片直接连接以调制光纤裸纤中的光线，其中，调制器芯片开设有引导槽，光纤裸纤部分放置在引导槽中，从而实现光纤裸纤与调制器芯片耦合连接。本实用新型实施例通过在调制器芯片上开设有可以容纳光纤裸纤的引导槽，将光纤裸纤的部分放置在引导槽中以实现调制器芯片直接对光纤裸纤中的光线进行调制，结构简单，提高了光发射组件的集成度。

在一些实施例中，如图4和图5所示，光源部10包括：激光器芯片11和聚焦透镜12，其中，激光器芯片11具有在第一方向上相对的光发射端111和背光端112，光发射端111用于发射光线。具体的，激光器芯片11有相对的光发射端111和背光端112，光发射端111可以发射光线，光发射端111靠近光纤裸纤20设置，以使光发射端111发射的光线可以进入到光纤裸纤20中进行传输。光发射端111可以集中发射光线，也即光发射端111发射的光线较为集中，以减少光线从光发射端111发射后发散，从而增强光线的强度。

如图4和图5所示，聚焦透镜12，在第一方向上，设置在光发射端111和光纤裸纤20之间，以将光线聚焦至光纤裸纤20中。具体的，光线从光发射端111发射后会发散，从而使光纤裸纤20直接接收到光线减少，而聚焦透镜12可以将光线进行聚焦，减少光线的发散。聚焦透镜12设置在光发射端111和光纤裸纤20之间，光线从光发射端111发射后会经过聚焦透镜12，将发散的光线聚焦后传输到光纤裸纤20中。光发射端111对准聚焦透镜12的中心，以使光线居中对焦，避免偏离光线的角度，从而提高光的聚集性，增强光线强度。

在一些实施例中，如图4和图5所示，光源部10还包括光电探测器芯片13，光电探测器芯片13设置在第一方向上并靠近背光端112，以监控激光器芯片11的工作状态。具体的，光发射端111发射的光线会有部分向背光端112泄露，靠近背光端112可以设置光电探器测芯片13，光电探测器芯片13上有光敏面，用于接收背光端112泄露的光线，光电探测器芯片13可以根据光敏面接收到的光以判断激光器芯片11的工作状态，以确定激光器芯片11是否能正常稳定的输出光线，降低因激光器芯片11工作异常或故障导致通信异常的风险。可选的，为降低反射光的影响，光电探测器芯片13的光敏面和激光器芯片11泄露的光线的光路可以设置具有合适的夹角，以使泄露的光线能准确的被光敏面吸收，进而能准确的判断激光器芯片11的工作状态。

在一些实施例中，如图5所示，光源部10还包括基板14，激光器芯片11、聚焦透镜12、光电探测器芯片13均设置在基板14上。具体的，基板14可以为陶瓷基板，用于完成个元器件之间的电连接。激光器芯片11、聚焦透镜12、光电探测器芯片13可以直接设置在基板14上，避免激光器芯片11、聚焦透镜12、光电探测器芯片13各自连接电路板，增加集成的难度。其中，激光器芯片11设置在聚焦透镜12和光电探测器芯片13之间，且激光器芯片11的光发射端111和背光端112、聚焦透镜12的中心以及光电探测器芯片13位于同一条光路上，以使光线在该光路上传输时减少偏差，减少光线的射散。通过将激光器芯片11、聚焦透镜12、光电探测器芯片13集成在基板14上，通过导线实现基板14与该电器件的电路接，提高了光接收组件的集成性。

在一些实施例中，如图5所示，基板14呈台阶状，以使光电探测器芯片13、激光器芯片11和聚焦透镜12三者在同一条光路上。具体的，基板14可以是具有不同高度的台阶状，根据光电探测器芯片13、激光器芯片11和聚焦透镜12的高度不同，可以将光电探测器芯片13、激光器芯片11和聚焦透镜12放置在基板14的不同位置，以调整光电探测器芯片13、激光器芯片11和聚焦透镜12的高度，例如，可以将激光器芯片11和聚焦透镜12放在同一高度处，将光电探测器芯片13放在稍高于激光器芯片11和聚焦透镜12所在处，以抬高光电探测器芯片13的高度，从而使光电探测器芯片13、激光器芯片11和聚焦透镜12的在同一条光路上，避免了额外采用垫块抬高各电器件的高度，减少了光接收组件的组成元件，简化了结构。可选的，基板14还可以提供电连接，以将光电探测器芯片13、激光器芯片11和聚焦透镜12集成在基板14上，可以减少与电路板的连接，进而节省光发射组件的空间，提高集成性。

本实用新型实施例还提供了一种光发射装置，如图6所示，包括上述任一项实施例中的光发射组件100、壳体200，壳体200具有中空的容纳腔210，光发射组件100位于容纳腔210中。具体的，壳体200可以为金属壳体，通过金属板围绕形成内部具有中空的容纳腔210，以容纳光发射组件100。光发射组件100可以与金属壳体200接触，以使光发射组件100的在工作状态下产生的热量散发到壳体200外，从而降低壳体200内部的温度。可选的，壳体200可以是一体成型，也可以是由金属板拼接形成，例如，壳体200上开设有开口220，开口220连通容纳腔210与外界，盖板230可以封闭开口220，以使整个壳体200形成一个内部中空的封闭件。其中，壳体200具有在第一方向上相对的第一端240和第二端250，第一端240上设有第一开口241，第一开口241与容纳腔210连通，光纤裸纤20通过第一开口241伸出容纳腔210。具体的，第一开口241可以为圆形开口，直径要稍大于光纤裸纤20的直径，以使光纤裸纤20穿过该第一开口241时不与所述第一开口241的壁面接触，从而保护光纤裸纤20不被损坏。

本实用新型实施例提供的光发射装置，包括光接收组件和壳体，壳体具有中空的容纳腔，光发射组件放置在容纳腔中，其中，壳体具有相对的第一端和第二端，第一端上开设有第一开口，光纤裸纤通过该第一开口伸出容纳腔，本实用新型提供的光发射装置，通过在光发射组件外围设置壳体包裹光发射组件，以使光发射组件不能与空气直接接触，避免光发射组件被氧化，同时在壳体上设有第一开口，以使光纤裸纤能与外界通信，且保护光纤裸纤不被折断。

在一些实施例中，如图7所示，光发射装置还包括电路板300，光发射组件100穿过第二端250与电路板300连接。具体的，光发射组件100中的基板14靠近第二端250放置；为实现第二端250的电连接，可以在第二端250上开设第二开口251，基板14部分穿过第二开口251后与电路板300连接。可选的，基板14可以直接与第二端250焊接成一体，也即基板14与壳体200形成一体，以稳定的固定光发射组件100，同时也便于基板14伸出容纳腔210与电路板300完成电通信。基板14伸出容纳腔210的一端与电路板300可以通过压焊连接，以使基板14与电路板300之间连接牢固，从而实现稳定的电通信。

在一些实施例中，如图7所示，光发射装置还包括适配件400，适配件400的一端与第一开口241连接，适配件400的另一端用于连接光接收装置。具体的，适配件400的一端插入到第一开口241中，适配件400的另一端插入到光接收装置中，以连接光发射装置和光接收装置，以实现光通信。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种光发射组件，其特征在于，包括：

光源部，用于发射光线；

光纤裸纤，沿第一方向延伸并与所述光源部间隔设置，以接收所述光线并传输；

调制器芯片，开设有用于容纳所述光纤裸纤的部分的引导槽，所述光纤裸纤与所述调制器芯片耦合以调制所述光线。

2.如权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，所述光纤裸纤与所述调制器芯片粘接。

3.如权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，所述光发射组件还包括制冷器，所述调制器芯片固定在所述制冷器上。

4.如权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，所述光源部包括：

激光器芯片，具有在所述第一方向上相对的光发射端和背光端，所述光发射端用于发射所述光线；

聚焦透镜，在所述第一方向上，设置在所述光发射端和所述光纤裸纤之间，以将所述光线聚焦至所述光纤裸纤中。

5.如权利要求4所述的光发射组件，其特征在于，所述光源部还包括光电探测器芯片，所述光电探测器芯片设置在所述第一方向上并靠近所述背光端，以监测所述激光器芯片的工作状态。

6.如权利要求5所述的光发射组件，其特征在于，所述光源部还包括基板，所述激光器芯片、所述聚焦透镜、所述光电探测器芯片均设置在所述基板上。

7.如权利要求6所述的光发射组件，其特征在于，所述基板呈台阶状，以使所述光电探测器芯片、所述激光器芯片和所述聚焦透镜三者在同一条光路上。

8.一种光发射装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-7任意一项所述的光发射组件；

壳体，具有中空的容纳腔，所述光发射组件位于所述容纳腔中；

其中，所述壳体具有在所述第一方向上相对的第一端和第二端，所述第一端上设有第一开口，所述第一开口与所述容纳腔连通，所述光纤裸纤通过所述第一开口伸出所述容纳腔。

9.如权利要求8所述的光发射装置，其特征在于，所述光发射装置还包括电路板，所述光发射组件穿过所述第二端与所述电路板连接。

10.如权利要求9所述的光发射装置，其特征在于，所述光发射装置还包括适配件，所述适配件的一端与所述第一开口连接，所述适配件的另一端用于连接光接收装置。

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