CN217521405U - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供的光模块中，包括光发射器件，光发射器件包括TEC和管座，TEC包括第一基板和第二基板，第一基板与第二基板相对平行设置；在TEC表面设置倾斜垫块，倾斜垫块剖面为三角形，倾斜垫块包括倾斜面，倾斜面与第一基板表面之间呈预设角度；倾斜垫块表面设有激光芯片基板，激光芯片基板表面设有激光芯片，激光芯片产生的光信号沿倾斜面倾斜射出，光信号的发射角度会减小，进而会增加光信号至管帽透镜处的耦合效率；同时，倾斜垫块的设置可增加激光芯片的设置高度，可以增加管座的设置高度，进而减小柔性电路板的设置长度，增加高频信号性能；同时，由于避免设置钨铜热沉，进而可缩短激光器与TEC之间的导热路径。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

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。光模块通常包括光发射组件、光接收组件、微处理器等器件，另外，还有一些光模块中将单独的光发射组件和光接收组件一起封装在金属外壳中制成光收发组件。

基于TO(Transistor Outline)封装技术相对于其它封装技术，具有寄生参数小、工艺成本低等优点，因此，光收发组件中的光发射器件常会采用同轴TO封装方式。光发射器件通常包括管座和管帽，管座包括管脚且顶部设置有承载面，通过管脚与电路板连接，管帽内置透镜。承载面上设置有TEC(Thermoelectric Cooler，半导体热电制冷器)和激光器。

在一些方案中，在TEC的表面直接设置激光器，由于激光器为边发光激光器，导致光束至管帽内透镜的耦合效率降低，且由于激光器至透镜的距离为固定距离，当激光器设于TEC 表面时，管座会降低高度以满足激光器至透镜的距离，进而会增加连接TO和电路板的柔性电路板长度，当柔性电路板长度较长时不利于高频信号的传递。

在一些方案中，在TEC的表面设置钨铜热沉，钨铜热沉包括水平承载面和竖直承载面，将激光器设置在竖直承载面上，激光器产生的光束耦合进入管帽内的透镜处，增加光耦合效率，但是由于增加钨铜热沉，导致激光器至TEC之间的导热路径增加，不利于激光器的正常工作。

实用新型内容

本申请提供一种光模块，既保证光耦合效率，又可以缩短导热路径。

本申请提供的光模块，包括：

电路板；

光发射器件，与所述电路板电连接，包括：

管座；

TEC，设于所述管座表面，包括第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板相对平行设置；

倾斜垫块，设于所述TEC表面，剖面为三角形，包括倾斜面，所述倾斜面与所述第一基板表面之间呈预设角度；

激光芯片基板，设于所述倾斜垫块表面，表面分别设有第一信号传输区域和第二信号传输区域；

信号转接板，设于所述TEC的一侧，表面设有第三信号传输区域，所述第三信号传输区域与所述第二信号传输区域电连接；

激光芯片，设于所述激光芯片基板表面,包括发光区和电吸收调制区，用于发射光信号，所述光信号传输光路与所述第一基板之间呈预设角度；

所述发光区，与所述第一信号传输区域电连接；

所述电吸收调制区，与所述第二信号传输区域电连接；

反射棱镜，设于所述激光芯片的出光光路上，用于改变所述光信号的传输方向，以使所述光信号传输至所述光发射器件外部。

本申请提供的光模块中，包括光发射器件，光发射器件包括TEC和管座，TEC包括第一基板和第二基板，第一基板与第二基板相对平行设置；在TEC表面设置倾斜垫块，倾斜垫块剖面为三角形，倾斜垫块包括倾斜面，倾斜面与第一基板表面之间呈预设角度；倾斜垫块表面设有激光芯片基板，激光芯片基板表面设有激光芯片，激光芯片产生的光信号沿倾斜面倾斜射出，光信号的发射角度会减小，进而会增加光信号至管帽透镜处的耦合效率；同时，倾斜垫块的设置可增加激光芯片的设置高度，可以增加管座的设置高度，进而减小柔性电路板的设置长度，增加高频信号性能；同时，倾斜垫块的设置可以缩短激光芯片与TEC之间的垂直距离，进而可缩短激光器与TEC之间的导热路径；保证激光器工作性能。

附图说明

为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例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公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。

图1为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图；

图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图；

图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图；

图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图；

图5为根据一些实施例的一种光模块的光收发组件的结构图；

图6为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的结构图；

图7为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的分解结构图；

图8为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件去除管帽后的一视角下的结构图；

图9为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件去除管帽后的另一视角下的结构图；

图10为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件去除管帽后的另一视角下的结构图；

图11为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件去除管帽后的另一视角下的结构图；

图12为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的内部分解结构示意图；

图13为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的局部结构图；

图14为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的一视角下的管座结构图；

图15为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的另一视角下的管座结构图；

图16为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的另一视角下的管座结构图；

图17为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的另一视角下的管座结构图；

图18为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的一视角下的信号转接板结构图；

图19为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件另一视角下的信号转接板结构图；

图20为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的一视角下的TEC结构图；

图21为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件另一视角下的TEC结构图；

图22为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的激光芯片基板的结构图；

图23为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的激光芯片基板的分解图；

图24为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的各结构的电连接示意图；

图25为根据一些实施例的一种光模块的光发射器件的光路传输示意图；

图26为根据一些实施例的一种光模块的另一光发射器件的结构示意图；

图27为根据一些实施例的一种光模块的另一光发射器件拆除管帽后的结构示意图；

图28为根据一些实施例的一种光模块的另一光发射器件拆除管帽后的结构示意图；

图29为根据一些实施例的一种光模块的另一光发射器件拆除管帽后的结构示意图；

图30为根据一些实施例的一种光模块的另一光发射器件拆除管帽后的结构示意图。

具体实施方式

光通信系统中，使用光信号携带待传输的信息，并使携带有信息的光信号通过光纤或光波导等信息传输设备传输至计算机等信息处理设备，以完成信息的传输。由于光通过光纤或光波导传输时具有无源传输特性，因此可以实现低成本、低损耗的信息传输。此外，光纤或光波导等信息传输设备传输的信号是光信号，而计算机等信息处理设备能够识别和处理的信号是电信号，因此为了在光纤或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，需要实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光通信技术领域中实现上述光信号与电信号的相互转换功能。光模块包括光口和电口，光模块通过光口实现与光纤或光波导等信息传输设备的光通信，通过电口实现与光网络终端(例如，光猫)之间的电连接，电连接主要用于供电、I2C信号传输、数据信息传输以及接地等；光网络终端通过网线或无线保真技术(Wi-Fi)将电信号传输给计算机等信息处理设备。

图1为光通信系统的连接关系图。如图1所示，光通信系统包括远端服务器1000、本地信息处理设备2000、光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103。

光纤101的一端连接远端服务器1000，另一端通过光模块200与光网络终端100连接。光纤本身可支持远距离信号传输，例如数千米(6千米至8千米)的信号传输，在此基础上如果使用中继器，则理论上可以实现无限距离传输。因此在通常的光通信系统中，远端服务器1000与光网络终端100之间的距离通常可达到数千米、数十千米或数百千米。

网线103的一端连接本地信息处理设备2000，另一端连接光网络终端100。本地信息处理设备2000可以为以下设备中的任一种或几种：路由器、交换机、计算机、手机、平板电脑、电视机等。

远端服务器1000与光网络终端100之间的物理距离大于本地信息处理设备2000与光网络终端100之间的物理距离。本地信息处理设备2000与远端服务器1000之间的连接由光纤 101与网线103完成；而光纤101与网线103间的连接由光模块200和光网络终端100完成。

光模块200包括光口和电口，光口被配置为接入光纤101，从而使得光模块200与光纤 101建立双向的光信号连接；电口被配置为接入光网络终端100中，从而使得光模块200与光网络终端100建立双向的电信号连接。光模块200实现光信号与电信号的相互转换，从而使得光纤101与光网络终端100之间建立信息连接。示例地，来自光纤101的光信号由光模块200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200转换为光信号输入至光纤101中。由于光模块200是实现光信号与电信号相互转换的工具，不具有处理数据的功能，在上述光电转换过程中，信息并未发生变化。

光网络终端100包括大致呈长方体的壳体(housing)，以及设置在壳体上的光模块接口 102和网线接口104。光模块接口102被配置为接入光模块200，从而使得光网络终端100与光模块200建立双向的电信号连接；网线接口104被配置为接入网线103，从而使得光网络终端100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。示例地，光网络终端100将来自光模块200的电信号传递给网线103，将来自网线103的电信号传递给光模块200，因此光网络终端100作为光模块200的上位机，可以监控光模块200的工作。光模块200的上位机除光网络终端100之外还可以包括光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)等。

远端服务器1000通过光纤101、光模块200、光网络终端100及网线103，与本地信息处理设备2000之间建立了双向的信号传递通道。

图2为光网络终端的结构图，为了清楚地显示光模块200与光网络终端100的连接关系，图2仅示出了光网络终端100的与光模块200相关的结构。如图2所示，光网络终端100还包括设置于壳体内的电路板300，设置在电路板300表面的笼子106，设置在笼子106上的散热器107，以及设置在笼子106内部的电连接器。电连接器被配置为接入光模块200的电口；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100的笼子106中，由笼子106固定光模块200，光模块200 产生的热量传导给笼子106，然后通过散热器107进行扩散。光模块200插入笼子106中后，光模块200的电口与笼子106内部的电连接器连接，从而光模块200与光网络终端100建议双向的电信号连接。此外，光模块200的光口与光纤101连接，从而光模块200与光纤101建立双向的光信号连接。

图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图；图4为光模块的分解图，如图3和图4 所示，光模块200包括壳体(shell)，设置于壳体内的电路板300及光收发组件400。

壳体包括上壳体201和下壳体202，上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的上述壳体；壳体的外轮廓一般呈现方形体。

在本公开的一些实施例中，下壳体202包括底板2021以及位于底板2021两侧、与底板 2021垂直设置的两个下侧板2022；上壳体201包括盖板2011，盖板2011盖合在下壳体202的两个下侧板2022上，以形成上述壳体。

在一些实施例中，下壳体202包括底板2021以及位于底板2021两侧、与底板2021垂直设置的两个下侧板2022；上壳体201包括盖板2011以及位于盖板2011两侧、与盖板2011垂直设置的两个上侧板，由两个上侧板与两个下侧板2022结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。

两个开口204和205的连线所在的方向可以与光模块200的长度方向一致，也可以与光模块200的长度方向不一致。例如，开口204位于光模块200的端部(图3的右端)，开口205也位于光模块200的端部(图3的左端)。或者，开口204位于光模块200的端部，而开口205则位于光模块200的侧部。开口204为电口，电路板300的金手指从开口204伸出，插入上位机(例如，光网络终端100)中；开口205为光口，被配置为接入外部光纤101，以使外部光纤101连接光模块200内部的光收发组件400。

采用上壳体201、下壳体202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201、下壳体202对这些器件形成封装保护。此外，在装配电路板300和光收发组件400等器件时，便于这些器件的定位部件、散热部件以及电磁屏蔽部件的部署，有利于自动化地实施生产。

在一些实施例中，上壳体201及下壳体202一般采用金属材料制成，利于实现电磁屏蔽以及散热。

在一些实施例中，光模块200还包括位于其壳体外部的解锁部件203，解锁部件203被配置为实现光模块200与上位机间的固定连接，或解除光模块200与上位机之间的固定连接。

示例地，解锁部件203位于下壳体202的两个下侧板2022的外壁上，具有与上位机笼子 (例如，光网络终端100的笼子106)匹配的卡合部件。当光模块200插入上位机的笼子里，由解锁部件的卡合部件将光模块200固定在上位机的笼子里；拉动解锁部件时，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200与上位机的卡合关系，从而可以将光模块200从上位机的笼子里抽出。

电路板300包括电路走线、电子元件及芯片，通过电路走线将电子元件和芯片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功能。电子元件例如包括电容、电阻、三极管、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor， MOSFET)。芯片例如包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、激光驱动芯片、限幅放大器(limiting amplifier)、时钟数据恢复(Clock and Data Recovery，CDR)芯片、电源管理芯片、数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)芯片。

电路板300一般为硬性电路板，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地承载上述电子元件和芯片；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地承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中。

电路板300还包括形成在其端部表面的金手指，金手指由相互独立的多个引脚组成。电路板300插入笼子106中，由金手指与笼子106内的电连接器导通连接。金手指可以仅设置在电路板300一侧的表面(例如图4所示的上表面)，也可以设置在电路板300上下两侧的表面，以适应引脚数量需求大的场合。金手指被配置为与上位机建立电连接，以实现供电、接地、I2C信号传递、数据信号传递等。

当然，部分光模块中也会使用柔性电路板。柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，以作为硬性电路板的补充。例如，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400包括光发射器件及光接收器件，光发射器件被配置为实现光信号的发射，光接收器件被配置为实现光信号的接收。示例地，光发射器件及光接收器件结合在一起，形成一体地光收发组件。

图5为本申请实施例提供的一种光模块的内部结构示意图；如图5所示，前述实施例中的光收发组件400包括光发射器件500和光接收器件700，光模块还包括圆方管体600、光纤适配器800，在本申请实施例中，光收发次模块优选光纤适配器800连接光纤，即光纤适配器800镶嵌在圆方管体600上，用于连接光纤。具体的，圆方管体600上设置有供所述光纤适配器800插入的第三管口603，光纤适配器800镶嵌入第三管口603，光发射器件500和光接收器件700分别与光纤适配器800建立光连接，光收发组件中发出的光及接收的光均经由光纤适配器中的同一根光纤进行传输，即光纤适配器中的同一根光纤是光收发组件进出光的传输通道，光收发组件实现单纤双向的光传输模式。

圆方管体600用于承载光发射器件500和光接收器件700，在本申请实施例中，圆方管体600采用金属材料，利于实现电磁屏蔽及散热。圆方管体600上设置有第一管口601、第二管口602，第一管口601和第二管口602分别设置在圆方管体600相邻的侧壁上。优选的，第一管口601设置在圆方管体600长度方向的侧壁上，第二管口602设置在圆方管体600宽度方向的侧壁上。

光发射器件500镶嵌入第一管口601，通过第一管口601，光发射器件500导热接触圆方管体600；光接收器件700镶嵌入第二管口602，通过第二管口602，光接收器件700导热接触圆方管体600。可选的，光发射器件500和光接收器件700直接压配到圆方管体600中，圆方管体600分别与光发射器件500和光接收器件700直接或通过导热介质接触。如此圆方管体可用于光发射器件500和光接收器件700的散热，保证光发射器件500和光接收器件700的散热效果。

进一步，光发射器件500，与电路板300通过柔性电路板连接，用于发射光信号。光接收器件700，与电路板300通过柔性电路板连接，内设置有光接收芯片，用于接收光信号。

图6为本申请实施例中光发射器件500的结构示意图，图7为光发射器件500的分解结构图，如图6和图7所示，光发射器件500包括管座510a和管帽520a,管帽520a罩设于管座510a上,管座510a和管帽520a围城一个空腔。管座510a和管帽520a围城的空腔内设置有激光芯片，激光芯片包括发光区和电吸收调制区，发光区的正极端与电路板上的激光驱动芯片连接，发光区的负极端接地，电吸收调制区的正极端与电路板上的激光驱动芯片和电源芯片连接，电吸收调制区的负极端接地，发光区根据驱动信号发射不携带数据的光，电吸收调制区根据调制信号和偏置信号将不携带数据的光调制为数据光。管帽520a上设置有一通孔，该通孔40221上粘接有准直透镜。激光芯片发射的数据光经管帽520a上的准直透镜准直后射入圆方管体内，并经过圆方管体内的光学组件会聚后耦合至光纤适配器中。其中，调驱动信号、制信号和偏置信号均为高频信号，驱动信号由激光驱动芯片提供，调制信号也由激光驱动芯片提供，偏置信号由电源芯片提供。

图8、图9、图10及图11为光发射器件500去除管帽520a后的不同视角下的内部结构；图12为光发射器件500去除管帽520a后的分解结构示意图，图13为管座510a表面的局部结构示意图。图14-图17为管座510a的不同视角下的结构示意图；图18、图19为信号转接板514a的不同视角下的结构示意图；图20、图21为TEC511A不同视角下的结构示意图；图 22、图23为激光芯片基板512a的表面结构示意图。

如图8-13所示，管座510a的表面设有TEC511A，管座510a的表面还设有第四管脚和第五管脚，TEC511A的表面设有激光芯片基板512a，激光芯片基板512a的表面设有激光芯片513a，激光芯片513a包括发光区和电吸收调制区，发光区和电吸收调制区分别与第四管脚和第五管脚电连接；在TEC511A的侧面设有信号转接板514a，在激光芯片513a的出光光路上设有反射棱镜516a。具体地：

TEC511A，设于管座510a表面，包括第一基板和第二基板，第一基板和第二基板之间通过半导体管柱阵列连接；

第一基板，相对于所述第二基板倾斜设置，相对较低的一端更靠近所述第四管脚和所述第五管脚，且与所述第二基板之间的最小垂直距离不小于预设距离；

半导体管柱阵列，包括半导体管柱，用于根据输入电流控制所述TEC制冷或制热；

激光芯片基板512a，设于所述第一基板表面，表面分别设有第一信号传输区域和第二信号传输区域；

第一信号传输区域，与所述第四管脚电连接；

信号转接板514a，设于所述TEC的一侧，表面设有第三信号传输区域；

第三信号传输区域，一端与所述第五管脚电连接，另一端与所述第二信号传输区域电连接；

激光芯片513a，设于所述激光芯片基板表面,包括发光区和电吸收调制区；

发光区，与所述第一信号传输区域电连接，由于第一信号传输区域与第四管脚电连接，因此发光区与第四管脚电连接；

电吸收调制区，与所述第二信号传输区域电连接，由于第二信号传输区域与第三信号传输区域电连接，第三信号传输区域与第五管脚电连接，因此电吸收调制区与第五管脚电连接；

激光芯片513a产生光信号，光信号传输光路与所述管座表面呈预设倾斜角度。

反射棱镜，设于所述激光芯片的出光光路上，用于改变所述激光芯片发出光信号的传输方向，以使所述光信号传输至所述光发射器件外部。

本申请实施例中，由于第一基板表面为倾斜面，则激光芯片相对于第二基板亦倾斜设置，则激光芯片产生的光信号沿第一基板倾斜射出，光信号的发射角度会减小，进而会增加光信号至管帽透镜处的耦合效率。

本申请实施例中，由于第一基板相对于第二基板倾斜设置，第一基板与第二基板之间的最小垂直距离不小于预设距离，则第一基板与第二基板之间的距离递增，第一基板高度递增，进而可以增加激光芯片的设置高度，则可以增加管座的设置高度，进而减小柔性电路板的设置长度，增加高频信号性能。

本申请实施例中，由于第一基板与第二基板之间的距离递增，进而使得第一基板和第二基板之间的各半导体管柱长度递增，相较于相关技术中半导体管柱长度增大，进而增加TEC 的控温性能。

本申请实施例中，由于避免设置钨铜热沉，进而可缩短激光器与TEC之间的导热路径。

下面结合附图6-图25对本申请提供的一种光发射器件进行展开说明。

如图14-图17所示，管座510a的表面设有管脚515a，具体地，管座510a的表面设有第一管脚5151、第二管脚5152、第三管脚5153、第四管脚5154及第五管脚5155；第一管脚5151、第二管脚5152、第三管脚5153、第四管脚5154及第五管脚5155分别相对于管座510a的表面突出，且突出高度不同，其中，第五管脚5155的突出高度相对于第一管脚5151、第二管脚5152、第三管脚5153、第四管脚5154较高。第一管脚5151、第二管脚5152、第三管脚5153、第四管脚5154及第五管脚5155分别通过柔性电路板与电路板电连接，电信号传递至电路板，然后经柔性电路板传递至相应地管脚，再由管脚传递至相应器件上；其中电信号包括高频信号。第一管脚5151、第二管脚5152分别与TEC511A的第一电极5113和第二电极5114电连接。第三管脚5153与热敏电阻电连接。第四管脚5154与第一信号传输区域5124 电连接。第五管脚5155与第三信号传输区域5142电连接。

如图20、图21所示，TEC511A包括第一基板5111、第二基板5112、第一电极5113和第二电极5114；第一基板5111、第二基板5112之间设有半导体管柱阵列5115；第一电极5113和第二电极5114分别与第一管脚5151、第二管脚5152电连接，第一管脚5151、第二管脚5152为供电管脚，电源信号经金手指上的电源引脚传递至电路板，然后传递至柔性电路板，继续传递至第一管脚5151、第二管脚5152，通过第一管脚5151、第二管脚5152为第一电极5113和第二电极5114供电；第一电极5113和第二电极5114用于给半导体管柱阵列5115供电，以使半导体管柱阵列5115根据输入电流控制TEC511A制冷或者制热，进而控制激光芯片的工作温度。

关于半导体管柱阵列5115进行说明，本申请将第一基板5111和第二基板5112之间所有的半导体管柱称为半导体管柱阵列5115，为了方便描述，将第二基板5112延伸的方向定义为水平方向，将与该方向垂直的方向定义为垂直方向，半导体管柱阵列5115包括各半导体管柱组，垂直方向上同一列半导体管柱即组成一个半导体管柱组，这样同一半导体管柱组内的半导体管柱长度相同，即将长度相同的半导体管柱划分为一个半导体管柱组；水平方向上各个半导体管柱组的长度在逐渐发生变化，各半导体管柱组则组成半导体管柱阵列5115。

因此，半导体管柱阵列5115包括第一半导体管柱组、第二半导体管柱组、第三半导体管柱组、……第N半导体管柱组，第一半导体管柱组、第二半导体管柱组、第三半导体管柱组、……第N半导体管柱组以相同间隙分布于第一基板5111与第二基板5112之间，第一半导体管柱组、第二半导体管柱组、第三半导体管柱组、……第N半导体管柱组之间的长度沿一方向递增；第一半导体管柱组包括长度相同的半导体管柱，第二半导体管柱组包括长度相同的半导体管柱、……第N半导体管柱组包括长度相同的半导体管柱。第二基板5112设于管座510a的表面，具体地设于管座510a的顶面；第二基板5112相对于管座510a的顶面平行设置，第一基板5111相对于第二基板5112倾斜设置，即第一基板5111的表面为倾斜面。第一基板5111相对于第二基板5112倾斜设置，则第一基板5111和第二基板5112的延长线在某一点处相交，此时第一基板5111和第二基板5112的延长线之间呈预设夹角，在一些实施例中，预设夹角可设为30°。

第一基板5111相对于第二基板5112倾斜设置，则第一基板5111和第二基板5112之间的距离渐变，具体地第一基板5111和第二基板5112之间的垂直距离从第一端至第二端逐渐变大；且第一基板5111和第二基板5112之间的最小垂直距离不小于预设距离，第一基板5111 和第二基板5112之间的垂直距离在第一端处不小于预设距离；在一些实施例中，现有技术中通常TEC511A中的第一基板5111相对于第二基板5112平行设置，假设二者之间的垂直距离为H，则可将前面提到的预设距离设为H时，第一基板5111和第二基板5112之间的最小垂直距离不小于H。

第一基板5111和第二基板5112之间通过半导体管柱阵列5115连接，即第一基板5111 和第二基板5112之间设有半导体管柱阵列5115；半导体管柱阵列5115包括各长度不同的半导体管柱组，由于第一基板5111和第二基板5112之间的距离从一端至另一端逐渐变大，则第一基板5111和第二基板5112之间的半导体管柱组长度从第一端至第二端逐渐变大，使得第一基板和第二基板之间的各半导体管柱组长度递增，相较于相关技术中半导体管柱长度增大，进而提高TEC的控温性能。

半导体管柱阵列5115包括各长度不同的半导体管柱组，各半导体管柱组分别包括半导体管柱，任一半导体管柱的顶面与第一基板相接触，在一些实施例中，各半导体管柱的顶面设置为倾斜面，倾斜方向与第一基板5111的倾斜方向相同，这样各半导体管柱中与第一基板 5111的接触面为倾斜面，增加接触面积，可进一步提高TEC的控温性能。

本申请实施例中，第一基板5111相对较低的一端更靠近第四管脚5154及第五管脚5155，由于第四管脚5154及第五管脚5155分别与激光芯片513a的发光区和电吸收调制区电连接，因此，当第一基板5111相对较低的一端更靠近第四管脚5154及第五管脚5155时，便于打线且打线长度较短，有利于高频信号的传递，进而提高高频性能。

激光芯片基板512a设于第一基板5111的表面，且同样相对于第二基板5112倾斜设置，倾斜方向和倾斜角度与第一基板5111的倾斜方向和倾斜角度均相同；激光芯片基板512a的表面设有激光芯片513a；如图22和图23所示，激光芯片基板512a为金属化陶瓷基板，表面上可铺设高频信号线形成电路图案；在一些实施例中，激光芯片基板512a的表面设有第一信号传输区域5124、第二信号传输区域5122，在第二信号传输区域5122的两侧分别设有第一接地区域5121和第二接地区域5123，第一接地区域5121、第二信号传输区域5122、第二接地区域5123构成G-S-G信号传输方式。激光芯片513a包括发光区和电吸收调制区，发光区的正极端与第一信号传输区域5124打线连接，然后第一信号传输区域5124与第四管脚5154 打线连接，反向之，第四管脚5154与第一信号传输区域5124打线连接，第一信号传输区域5124与激光芯片513a的发光区打线连接，进而通过第四管脚将第一高频信号传递至激光芯片513a的发光区，激光芯片513a的发光区根据接收到的第一高频信号产生不携带数据的光；第一高频信号包括向激光芯片513a的发光区提供的高频驱动信号。

信号转接板514a设于TEC511A的一侧面，且同样相对于第二基板5112倾斜设置，倾斜方向和倾斜角度与第一基板5111的倾斜方向和倾斜角度均相同；通过信号转接板514a可缩短激光芯片基板512a的信号传输区域至管脚的打线长度，有利于高频信号的传递；信号转接板514a同样为金属化陶瓷基板，表面上可铺设高频信号线形成电路图案；在一些实施例中，信号转接板514a的表面设有第三信号传输区域5142，在第三信号传输区域5142的两侧分别设有第三接地区域5141和第四接地区域5143，第三接地区域5141、第三信号传输区域5142、第四接地区域5143构成G-S-G信号传输方式。第三接地区域5141与第一接地区域5121电连接，第四接地区域5143与第二接地区域5123电连接。

第三信号传输区域5142的一端与第五管脚5155打线连接，另一端与第二信号传输区域 5122打线连接，第二信号传输区域5122与激光芯片513a的电吸收调制区打线连接，则，通过第五管脚5155将第二高频信号传递至第三信号传输区域5142，然后继续传递至第二信号传输区域5122，然后传递至激光芯片513a的电吸收调制区，激光芯片513a的电吸收调制区根据第二高频信号将发光区产生的不携带数据的光调制为携带数据的光，具体地将数据调制入发光区产生的光束中，进而将发光区产生的不携带数据的光调制为携带数据的光；第二高频信号包括向激光芯片513a的电吸收调制区提供的高频调制信号和高频偏置信号。

激光芯片513a相对于激光芯片基板512a平行设置，由于激光芯片基板512a相对倾斜设置，则激光芯片513a相对倾斜设置，发光区和电吸收调制区分别接收第一高频信号和第二高频信号，然后根据第一高频信号和第二高频信号发出携带数据的光束。

由于第一基板表面为倾斜面，则激光芯片相对于第二基板亦倾斜设置，则激光芯片产生的光信号沿第一基板倾斜射出，光信号的发射角度会减小，进而会增加光信号至管帽透镜处的耦合效率。

由于第一基板相对于第二基板倾斜设置，第一基板与第二基板之间的最小垂直距离不小于预设距离，则第一基板与第二基板之间的距离递增，第一基板高度递增，进而可以增加激光芯片的设置高度，则可以增加管座的设置高度，进而减小柔性电路板的设置长度，增加高频信号性能。

反射棱镜516a设于激光芯片513a的出光光路上，用于改变激光芯片513a发出光束的传播方向，以使激光芯片513a发出光束射向管帽520a内部的准直透镜。具体地，光路图如图 25所示。

第五管脚5155相对于管座510a表面的突出高度与信号转接板514a的高度相差较少，则第五管脚5155与信号转接板514a表面的第三信号传输区域5142的高度相差较少，因此，第五管脚5155的表面可不作倾斜设置，而是将第五管脚5155的表面作水平设置，则第五管脚 5155与第三信号传输区域5142直接打线连接，进行第二高频信号的传递。

第四管脚5154相对于管座510a表面的突出高度较小，小于激光芯片基板512a所在高度，则小于第一信号传输区域5124所在高度，为了缩短第四管脚5154与第一信号传输区域5124 之间的打线长度及保证打线的顺畅度，因此，第四管脚5154的表面做倾斜设置，倾斜方向和倾斜角度与激光芯片基板512a相同，进而缩短第四管脚5154与第一信号传输区域5124之间的打线长度及保证打线的顺畅度，有利于第一高频信号的传递。

如图22所示，激光芯片基板512a表面还设有终端电阻518和匹配电容517。

匹配电容517，正极端与终端电阻518的负极端连接，负极端接地，用于降功耗。其中，终端电阻518的正极端与激光芯片513a打线连接，终端电阻518用于减少阻抗不连续造成的信号反射。

终端电阻518与匹配电容517串联连接，使得二者与激光芯片513a并联连接。

如图23所示，激光芯片基板512a表面还设有第一设置区域5125、第二设置区域5126 及第三设置区域5127，第一设置区域5125、第二设置区域5126及第三设置区域5127为安装区域，第一设置区域5125用于安装终端电阻518；第二设置区域5126及第三设置区域5127 用于安装匹配电容517。

如图24所示，激光芯片基板512a表面还设有热敏电阻519。

热敏电阻519，正极端与第三管脚5153连接，负极端接地，用于采集激光芯片513a的工作温度进而实现对激光芯片513a工作温度的监测。具体的，通过热敏电阻519实时采集激光芯片513a的温度，并将采集的激光芯片513a的温度反馈给半导体制冷器驱动电路，半导体制冷器驱动电路根据接收到的激光芯片513a的温度，确定向半导体管柱阵列5115输入电流，实现对半导体管柱阵列5115的制热或者制冷，从而可以使得激光芯片513a的温度控制在目标温度的范围内。

第三管脚5153相对于管座510a表面的突出高度较小，小于热敏电阻519所在高度，为了缩短第三管脚5153与热敏电阻519之间的打线长度及保证打线的顺畅度，因此，第三管脚 5153的表面做倾斜设置，倾斜方向和倾斜角度与激光芯片基板512a相同，进而缩短第三管脚5153与热敏电阻519之间的打线长度及保证打线的顺畅度，有利于高频信号的传递。

因此，本申请通过将激光芯片基板512a、激光芯片513a、信号转接板514a、第三管脚 5153、第四管脚5154分别为倾斜设置，且倾斜方向与第一基板5111倾斜方向相同，则可缩短器件之间的打线长度，且保证打线的畅度，进而有利于高频信号的传递，提高光模块的高频性能。

本申请实施例中，由于第一基板表面为倾斜面，则激光芯片相对于第二基板亦倾斜设置，则激光芯片产生的光信号沿第一基板倾斜射出，光信号的发射角度会减小，进而会增加光信号至管帽透镜处的耦合效率。本申请实施例中，由于第一基板相对于第二基板倾斜设置，第一基板与第二基板之间的最小垂直距离不小于预设距离，则第一基板与第二基板之间的距离递增，第一基板高度递增，进而可以增加激光芯片的设置高度，进而可以增加管座的设置高度，进而减小柔性电路板的设置长度，增加高频信号性能。本申请实施例中，由于第一基板与第二基板之间的距离递增，进而使得第一基板和第二基板之间的各半导体管柱长度递增，相较于相关技术中半导体管柱长度增大，进而增加TEC的控温性能。本申请实施例中，由于避免设置钨铜热沉，进而可缩短激光器与TEC之间的导热路径。

进一步，本申请实施例还提供另一种光发射器件，如图26-图30所示，其包括管帽520b 和管座510b,管座510b表面有TEC511b、激光芯片基板512b、激光芯片513b、信号转接板 514b、管脚515b、反射棱镜516b及倾斜垫块900。

如图26-30所示，TEC511b包括第一基板和第二基板，第一基板和第二基板相对平行设置，第一基板位于第二基板的上方。

TEC511b，表面设有倾斜垫块900，倾斜垫块900的剖面呈三角形，倾斜垫块900包括水平面、垂直面和倾斜面，水平面设于第一基板表面，垂直面相对于第一基板垂直设置，倾斜面与第一基板之间呈预设夹角；进一步，倾斜面与第一基板之间的预设夹角为30°。

倾斜垫块900的倾斜面上设有激光芯片基板512b，激光芯片基板512b表面设有激光芯片513b，则激光芯片513b所产生的光信号光路传输方向沿倾斜面射出，即光信号光路传输方向与第一基板之间呈预设夹角，如前述，预设夹角可为30°。

激光芯片基板512b，如同激光芯片基板512a，表面分别设有第一信号传输区域和第二信号传输区域。

激光芯片513b，包括发光区和电吸收调制区，分别与第一信号传输区域和第二信号传输区域电连接，产生的光信号沿第一基板倾斜射出，光信号的发射角度会减小，进而会增加光信号至管帽透镜处的耦合效率；且倾斜垫块900可以增加激光芯片的设置高度，进而可以增加管座的设置高度，进而减小柔性电路板的设置长度，增加高频信号性能。

信号转接板514b，表面呈倾斜设置，且表面与倾斜垫块900的倾斜面，倾斜方向和倾斜角度均相同，则信号转接板514b表面与倾斜垫块900的倾斜面平行设置；表面设有第三信号传输区域，第三信号传输区域与第二信号传输区域电连接。

管脚515b，如同管脚515a，包括第四管脚和第五管脚，且第四管脚和第五管脚靠近倾斜垫块900的倾斜面相对较低的一端，进而有利于打线且缩短打线长度，有利于高频信号传递。

反射棱镜516b，作用如同反射棱镜516a，用于改变激光芯片513b产生光信号的传输方向，以使激光芯片513b产生光信号耦合至管帽内的透镜处。

在相关现有方案中，通过钨铜热沉设置激光芯片时，钨铜热沉上设置的激光芯片与TEC 之间的导热路径需经过较长的钨铜热沉垂直面，导致激光芯片与TEC之间的导热路径较长；而图26-30所示的实施例中避免钨铜热沉，而是采用倾斜垫块900，通过倾斜垫块900则可以缩短激光芯片与TEC之间的垂直距离，进而缩短激光芯片与TEC之间的导热路径。

图26-30所示的实施例中，激光芯片513b产生的光信号沿第一基板倾斜射出，光信号的发射角度会减小，进而会增加光信号至管帽透镜处的耦合效率；且倾斜垫块900可以增加激光芯片的设置高度，进而可以增加管座的设置高度，进而减小柔性电路板的设置长度，增加高频信号性能。

综述，本申请提供的光模块中，图6-图25提供一种光发射器件，图26-图30提供另一种光发射器件。

图6-图25提供的光发射器件中，由于第一基板表面为倾斜面，则激光芯片相对于第二基板亦倾斜设置，则激光芯片产生的光信号沿第一基板倾斜射出，光信号的发射角度会减小，进而会增加光信号至管帽透镜处的耦合效率。本申请实施例中，由于第一基板相对于第二基板倾斜设置，第一基板与第二基板之间的最小垂直距离不小于预设距离，则第一基板与第二基板之间的距离递增，第一基板高度递增，进而可以增加激光芯片的设置高度，进而可以增加管座的设置高度，进而减小柔性电路板的设置长度，增加高频信号性能。本申请实施例中，由于第一基板与第二基板之间的距离递增，进而使得第一基板和第二基板之间的各半导体管柱长度递增，相较于相关技术中半导体管柱长度增大，进而增加TEC的控温性能。本申请实施例中，由于避免设置钨铜热沉，进而可缩短激光器与TEC之间的导热路径。

图26-30所示的实施例中，激光芯片513b产生的光信号沿第一基板倾斜射出，光信号的发射角度会减小，进而会增加光信号至管帽透镜处的耦合效率；且倾斜垫块900可以增加激光芯片的设置高度，进而可以增加管座的设置高度，进而减小柔性电路板的设置长度，增加高频信号性能。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光发射器件，与所述电路板电连接，包括：

管座；

TEC，设于所述管座表面，包括第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板相对平行设置；

倾斜垫块，设于所述TEC表面，剖面为三角形，包括倾斜面，所述倾斜面与所述第一基板表面之间呈预设角度；

激光芯片基板，设于所述倾斜垫块表面，表面分别设有第一信号传输区域和第二信号传输区域；

信号转接板，设于所述TEC的一侧，表面设有第三信号传输区域，所述第三信号传输区域与所述第二信号传输区域电连接；

激光芯片，设于所述激光芯片基板表面,包括发光区和电吸收调制区，用于发射光信号，所述光信号传输光路与所述第一基板之间呈预设角度；

所述发光区，与所述第一信号传输区域电连接；

所述电吸收调制区，与所述第二信号传输区域电连接；

反射棱镜，设于所述激光芯片的出光光路上，用于改变所述光信号的传输方向，以使所述光信号传输至所述光发射器件外部。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述信号转接板顶面设为倾斜面；

所述信号转接板顶面相对于所述第一基板表面平行。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述TEC包括第一电极和第二电极；

所述第一基板与所述第二基板之间通过半导体管柱阵列连接；

所述第一电极和所述第二电极用于向所述半导体管柱阵列供电，以使所述半导体管柱阵列根据输入电流控制所述TEC制冷或制热。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述激光芯片基板表面设有热敏电阻；

所述管座表面分别设有第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚；

所述第一管脚，与所述第一电极电连接，用于向所述第一电极供电；

所述第二管脚，与所述第二电极电连接，用于向所述第二电极供电；

所述第三管脚，与所述热敏电阻电连接，顶面设为倾斜面，且倾斜方向与所述第一基板倾斜方向相同；

所述第四管脚，靠近所述第一基板相对较低的一端，与所述第一信号传输区域电连接，顶面设为倾斜面，且倾斜方向与所述第一基板倾斜方向相同，用于将第一高频信号传递至所述第一信号传输区域，进而传递至所述发光区；

所述第五管脚，靠近所述第一基板相对较低的一端，与所述第三信号传输区域电连接，用于将第二高频信号传递至所述第三信号传输区域，进而经所述第二信号传输区域传递至所述电吸收调制区。

5.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述半导体管柱阵列包括半导体管柱；

所述半导体管柱，与所述第一基板的接触面设为倾斜面。

6.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述第五管脚至所述第三信号传输区域的距离相对于所述第三管脚至所述热敏电阻的距离、所述第四管脚至所述第一信号传输区域的距离均较短；

所述第五管脚相对于所述管座表面突出的高度相对于所述第一管脚相对于所述管座表面突出的高度、所述第二管脚相对于所述管座表面突出的高度、所述第三管脚相对于所述管座表面突出的高度、所述第四管脚相对于所述管座表面突出的高度均较高；

所述第五管脚相对于所述管座表面突出的高度与所述信号转接板的高度相同。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一基板的延长线与所述第二基板的延长线之间呈预设夹角；

所述第一基板的延长线与所述第二基板的延长线之间的预设夹角为30°。

8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述激光芯片基板上还设置有终端电阻和匹配电容；

所述终端电阻，正极端与所述第二信号传输区域电连接，负极端与所述匹配电容的正极端连接，用于减少阻抗不连续；

所述匹配电容，负极端接地。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述激光芯片基板表面还设有第一设置区域、第二设置区域和第三设置区域；

所述第一设置区域用于设置所述终端电阻；

所述第二设置区域和所述第三设置区域用于设置所述匹配电容。

10.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第二信号传输区域的两侧分别设有第一接地区域和第二接地区域；

所述第三信号传输区域的两侧分别设有第三接地区域和第四接地区域；

所述第一接地区域与所述第三接地区域电连接；

所述第二接地区域与所述第四接地区域电连接。

Images