CN216083185U - 一种波分复用的800g光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种波分复用的800G光模块，其布板紧凑且合理，余留了更多的空间可以布局元器件，满足光模块封装需求，发射端组件和接收端组件分别设置在PCB电路板的同一个表面上，接收端组件位于发射端组件的一侧，发射端组件包括沿光路设置的激光器、光学透镜、合波器、光隔离器、准直器，准直器与光纤相连接，发射端组件还包括TEC制冷器和金属热沉，接收端组件包括沿光路设置的分波器、电芯片、分波器与光纤相连接，分波器和电芯片分别设有两个，第二分波器和第二电芯片分别设置在第一分波器和第一电芯片的后侧，第一分波器和第二分波器的下端分别设有斜坡垫块，第一分波器和第二分波器分别在安装在斜坡垫块的倾斜面上。

Description

一种波分复用的800G光模块

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，具体涉及一种波分复用的800G光模块。

背景技术

随着我国通信技术的不断更新与升级，光通信行业也在持续高速发展，光模块作为构建现代高速信息网络的基础，在光通信行业中起着中枢的作用，其不断发展是必然趋势。

当前光模块的发展主要体现在高速率和高密度上，光芯片在速率提高的基础上，数量也在不断增加。800G光模块相较于400G光模块来说，其配套电路更复杂，电子元器件的种类及数量也成倍增加，对更高集成度、更低功耗、更多布板空间和更好可靠性等目标的实现难度更大。

采集波分复用技术的光模块，相对于如公开号为CN112711108A的中国发明专利公开了OSFP封装形式的800G光模块，使用的元器件更多，为此如何合理的布局发射端组件和接收端组件，在PCB板上留有更多布板空间是当前亟需解决的问题，同时，该种类型的800G光模块中均采用光纤阵列的方式传输信号，占用PCB电路板的空间较大，且光纤离PCB电路板的纵向距离很近，无法在PCB电路板上对应光纤阵列正下方的位置设置电子元器件，对PCB板上的布板空间影响较大。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种波分复用的800G光模块，其布板紧凑且合理，余留了更多的空间可以布局元器件，满足波分复用的光模块封装需求。

其技术方案是这样的：一种波分复用的800G光模块，包括能够拼合在一起的上壳体、下壳体以及设置在所述上壳体和下壳体之间的PCB电路板，所述PCB电路板上设置有控制芯片、发射端组件、接收端组件，其特征在于：所述发射端组件和所述接收端组件分别设置在所述PCB电路板的同一个表面上，所述接收端组件位于所述发射端组件的一侧，所述发射端组件包括沿光路设置的激光器、光学透镜、合波器、光隔离器、准直器，所述准直器与光纤相连接，所述发射端组件还包括TEC制冷器和金属热沉，所述接收端组件包括沿光路设置的分波器、电芯片、所述分波器与光纤相连接，所述分波器和所述电芯片分别设有两个，第二分波器和第二电芯片分别设置在第一分波器和第一电芯片的后侧，所述第一分波器和所述第二分波器的下端分别设有斜坡垫块，所述第一分波器和所述第二分波器分别在安装在所述斜坡垫块的倾斜面上。

进一步的，所述第一分波器和第一电芯片之间以及所述第二分波器和第二电芯片之间，分别通过金线键连，所述第一电芯片和所述第二电芯片分别焊接在PCB电路板上。

进一步的，所述斜坡垫块的长度小于所述第一分波器的长度，所述第二电芯片设置在安装所述第一分波器下方的斜坡垫块的后侧且位于所述第一分波器的下端。

进一步的，所述金属热沉以粘胶的方式与所述PCB电路板固定连接，所述TEC制冷器、合波器、光隔离器和所述准直器以粘胶的方式固定于金属热沉上，所述激光器以贴片方式固定于所述TEC制冷器上，所述光学透镜以粘胶的方式固定于TEC制冷器上。

进一步的，所述PCB电路板上相应所述发射端组件有安装让位槽，所述金属热沉上设置有安装槽，所述TEC制冷器安装于安装槽中，所述金属热沉上对应合波器设有安装凸台。

进一步的，所述发射端组件包括两个所述光隔离器和两个所述准直器，并列设置的前四个所述激光器分别通过光学透镜将光路聚焦传输至合波器后，通过第一个光隔离器和第一个准直器将光路耦合至光纤内；并列设置的后四个激光器分别通过光学透镜将光路聚焦传输至合波器后，通过第二个光隔离器和第二个准直器将光路耦合至光纤内。

进一步的，所述金属热沉上对应所述PCB板的另一侧表面的元器件设有避让槽。

进一步的，所述避让槽上设有点胶孔。

进一步的，所述上壳体的一端设有连接卡钩，所述下壳体上对应所述连接卡钩设有连接卡槽，所述上壳体的另一端上设有安装螺孔，所述下壳体对应所述安装螺孔设有安装通孔。

本实用新型的800G光模块，将发射端组件和接收端组件均布置在PCB电路板一个表面上，另一个表面不做发射端和接收端器件的布置，为了PCB电路板留有了更多的布板空间，具体布置时，将接收端组件位于发射端组件的一侧，高效的利用了PCB电路板的布板空间，对于接收端组件，将接收端组件分成了两组，每组接收端组件分别具有一个分波器和一个电芯片，两组的分波器、电芯片一前一后布置，这样布置后可以充分利用布置发射端组件后留下的狭长空间，同时对于长度较长的分波器，分波器通过斜坡垫块，以一定的倾斜角度设置于PCB电路板上，减少占用PCB电路板空间的同时，也缩短了接收端前后排列的间隔距离，使整体结构更紧凑，有效提高了PCB电路板的空间利用率，在将分波器倾斜设置后，光纤离PCB电路板的纵向距离变远，从而可以在PCB电路板上对应光纤正下方的位置设置电子元器件，对PCB板上的布板空间影响较小。

附图说明

图1为实施例中的一种波分复用的800G光模块上壳体分离后的示意图；

图2为实施例中的一种波分复用的800G光模块上壳体分离后的侧视示意图；

图3为实施例中的一种波分复用的800G光模块去除壳体后第一视角的示意图；

图4为实施例中的一种波分复用的800G光模块去除壳体后第二视角的示意图；

图5为实施例中的PCB电路板的示意图；

图6为实施例中的金属热沉的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

见图1至图6，本实用新型的一种波分复用的800G光模块，包括能够拼合在一起的上壳体1、下壳体2以及设置在上壳体1和下壳体之间2的PCB电路板3，PCB电路板3上设置有控制芯片4、发射端组件5、接收端组件6，发射端组件5和接收端组件6分别设置在PCB电路板3的同一个表面上，接收端组件6位于发射端组件5的一侧，发射端组件包括沿光路设置的激光器501、光学透镜502、合波器503、光隔离器504、准直器505，准直器505与光纤7相连接，发射端组件还包括TEC制冷器506和金属热沉507，接收端组件6包括沿光路设置的分波器、电芯片、分波器与光纤7相连接，发射端和接收端连接的光纤会通过光纤适配器连接到外部，在本实施例中，分波器和电芯片分别设有两个，第二分波器601B和第二电芯片602B分别设置在第一分波器601A和第一电芯片602A的后侧，第一分波器601A和第二分波器601B的下端分别设有斜坡垫块603，第一分波器601A和第二分波器601B分别在安装在斜坡垫块603的倾斜面上，斜坡垫块603为玻璃制成，分波器以粘胶的方式设置于斜坡垫块的倾斜面上，斜坡垫块的水平面以粘胶的方式固定于PCB电路板上，通过将分波器以一定的倾斜角度设置于PCB电路板上，使得分波器占用的空间变小，在将分波器倾斜设置后，光纤离PCB电路板的纵向距离变远，从而可以在PCB电路板上对应光纤正下方的位置设置电子元器件，对PCB板上的布板空间影响较小。

本实施例中将接收端组件分成了两组，每组接收端组件分别具有一个分波器和一个电芯片，两组的分波器、电芯片一前一后布置，这样布置后可以充分利用布置发射端组件后留下的狭长空间。布板结构占用了PCB电路板较少空间，增加了其他电子元器件布板及走线的空间，后续设计难度较小。

在本实施例中，第一分波器601A和第一电芯片602A之间以及第二分波器601B和第二电芯片602B之间，分别通过金线键连，第一电芯片602A和第二电芯片602B分别焊接在PCB电路板3上，这样设置，也可以让键连的金线变短，分波器601和电芯片602可以更接近，保证高速信号的传输性能。

另外，由于斜坡垫块603的长度小于第一分波器601A的长度，第二电芯片602B设置在安装第一分波器器601A下方的斜坡垫块603的后侧且位于第一分波器601A的下端，这样的设置，缩短了两个接收端组件前后排列的间隔距离，使整体结构更紧凑，有效提高了PCB电路板的空间利用率。

在本实施例中，金属热沉507以粘胶的方式与PCB电路板3固定连接，TEC制冷器506、合波器503、光隔离器504和准直器505以粘胶的方式固定于金属热沉上，激光器501以贴片方式固定于TEC制冷器506上，光学透镜502以粘胶的方式固定于TEC制冷器506上；PCB电路板3上相应发射端组件有安装让位槽301，金属热沉507上设置有安装槽508，TEC制冷器506安装于安装槽508中，金属热沉507上对应合波器设有安装凸台509。安装槽508和安装凸台509的设置使得激光器501、光学透镜502、合波器503、光隔离器504、准直器505构成的光路更加准直。

本实施例中的金属热沉的材质为导热系数及热膨胀系数较低的金属材料。金属热沉通过粘胶的方式固定于PCB电路板上设置的安装让位槽处，TEC通过粘胶的方式固定于金属热沉上设置的安装槽内，TEC底部涂有导热胶，以确保TEC散热面与金属热沉间具有良好的导热性。激光器通过贴片的方式固定于TEC制冷面，与PCB电路板通过金线键合的方式实现电信号的传输，激光器键合焊盘与PCB电路板上相应键合焊盘贴近对齐，以确保金线长度尽可能短，保证高速信号的传输性能。合波器、光隔离器、准直器以粘胶的方式固定于金属热沉上，与激光器保持高精度的位置关系。

具体在本实施例中，发射端组件包括两个光隔离器和两个准直器，并列设置的前四个激光器501分别通过光学透镜502将光路聚焦传输至合波器503后，通过第一个光隔离器504和第一个准直器505将光路耦合至光纤7内；并列设置的后四个激光器501分别通过光学透镜502将光路聚焦传输至合波器503后，通过第二个光隔离器504和第二个准直器505将光路耦合至光纤7内，本实施中使用了一个合波器，简化了发射端的设计结构，降低了贴片难度，在贴片的时候也更方便，降低了成本；当然在本实用新型的其他实施例中，合波器也可以设置两个。

本实施例中的波分复用的800G光模块，采用的是波分复用方案，发射端激光器发出的光透过透镜聚焦到合波器，准直器前端设置有凸透镜结构，将合波器传出的光转换成平行光，最大效率的将多个不同波长的光信号合并到一起，耦合至一根光纤中传输。接收端再采用分波器分光器将接收到的多个波长的光信号分开。

此外，在本实施例中，金属热沉507上对应PCB板3的另一侧表面的元器件设有避让槽510，在确保对于PCB板的保护的同时，减少对于PCB板上的布板空间的侵占，避让槽上设有点胶孔511，方便金属热沉507的安装。

另外，上壳体1的一端设有连接卡槽101，下壳体2上对应连接卡槽101设有连接卡钩201，上壳体1的另一端上设有安装螺孔，下壳体对应安装螺孔设有安装通孔202，上壳体1和下壳体2之间可以通过螺丝锁紧，确保光模块外壳封装的可靠性。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种波分复用的800G光模块，包括能够拼合在一起的上壳体、下壳体以及设置在所述上壳体和下壳体之间的PCB电路板，所述PCB电路板上设置有控制芯片、发射端组件、接收端组件，其特征在于：所述发射端组件和所述接收端组件分别设置在所述PCB电路板的同一个表面上，所述接收端组件位于所述发射端组件的一侧，所述发射端组件包括沿光路设置的激光器、光学透镜、合波器、光隔离器、准直器，所述准直器与光纤相连接，所述发射端组件还包括TEC制冷器和金属热沉，所述接收端组件包括沿光路设置的分波器、电芯片、所述分波器与光纤相连接，所述分波器和所述电芯片分别设有两个，第二分波器和第二电芯片分别设置在第一分波器和第一电芯片的后侧，所述第一分波器和所述第二分波器的下端分别设有斜坡垫块，所述第一分波器和所述第二分波器分别在安装在所述斜坡垫块的倾斜面上。

2.根据权利要求1所述的一种波分复用的800G光模块，其特征在于：所述第一分波器和第一电芯片之间以及所述第二分波器和第二电芯片之间，分别通过金线键连，所述第一电芯片和所述第二电芯片分别焊接在PCB电路板上。

3.根据权利要求1所述的一种波分复用的800G光模块，其特征在于：所述斜坡垫块的长度小于所述第一分波器的长度，所述第二电芯片设置在安装所述第一分波器下方的斜坡垫块的后侧且位于所述第一分波器的下端。

4.根据权利要求1所述的一种波分复用的800G光模块，其特征在于：所述金属热沉以粘胶的方式与所述PCB电路板固定连接，所述TEC制冷器、合波器、光隔离器和所述准直器以粘胶的方式固定于金属热沉上，所述激光器以贴片方式固定于所述TEC制冷器上，所述光学透镜以粘胶的方式固定于TEC制冷器上。

5.根据权利要求1所述的一种波分复用的800G光模块，其特征在于：所述PCB电路板上相应所述发射端组件有安装让位槽，所述金属热沉上设置有安装槽，所述TEC制冷器安装于安装槽中，所述金属热沉上对应合波器设有安装凸台。

6.根据权利要求1所述的一种波分复用的800G光模块，其特征在于：所述发射端组件包括两个所述光隔离器和两个所述准直器，并列设置的前四个所述激光器分别通过光学透镜将光路聚焦传输至合波器后，通过第一个光隔离器和第一个准直器将光路耦合至光纤内；并

列设置的后四个激光器分别通过光学透镜将光路聚焦传输至合波器后，通过第二个光隔离器和第二个准直器将光路耦合至光纤内。

7.根据权利要求1所述的一种波分复用的800G光模块，其特征在于：所述金属热沉上对应所述PCB板的另一侧表面的元器件设有避让槽。

8.根据权利要求7所述的一种波分复用的800G光模块，其特征在于：所述避让槽上设有点胶孔。

9.根据权利要求1所述的一种波分复用的800G光模块，其特征在于：所述上壳体的一端设有连接卡钩，所述下壳体上对应所述连接卡钩设有连接卡槽，所述上壳体的另一端上设有安装螺孔，所述下壳体对应所述安装螺孔设有安装通孔。

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