CN217587684U - 一种光模块 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光模块,包括收发腔体。收发腔体包括收发端、发射端和接收端。收发端设有光纤适配器。发射端,与接收端分别位于收发腔体的不同侧,设有激光芯片。接收端朝向光接收芯片。接收腔体内设有位移棱镜、第三透镜、支撑架和反射棱镜。位移棱镜,位于接收腔体的底面,用于改变接收光的射出位置。支撑架,位于接收腔体的底面,上设有第三透镜和反射棱镜,上表面高于接收腔体的底面。第三透镜,用于将接收光耦合。反射棱镜用于改变接收光的射出方向。接收腔体与发射腔体不是并列设置,且接收腔体的长度小于隔板与发射腔体的第二端的长度,缩短接收光的光路光程,避免接收光的光路发生偏移,提高接收光的耦合效率。
Description
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
传统光模块包括光收发组件,光收发组件包括收发腔体、电路板、光器件和光纤适配器。光纤适配器和电路板分别位于收发腔体的两端,光器件位于收发腔体内。收发腔体包括发射腔体和接收腔体,发射腔体和接收腔体由隔板隔开,隔板上设置有通孔,发射腔体和接收腔体并列设置,且发射腔体和接收腔体的两端均位于电路板的相邻位置处。光器件包括发射光器件和接收光器件,发射光器件和接收光器件分别位于发射腔体和接收腔体内。
由于发射腔体和接收腔体并列设置,发射腔体和接收腔体的两端均位于电路板的相邻位置处,且光纤适配器位于发射腔体的一端,则接收光的光路如下:光纤适配器-部分发射光器件-通孔-接收光器件-光接收芯片。
由于接收光的传输不仅需要接收光器件,还需要部分发射光器件以及在发射腔体和接收腔体之间的通孔,使得接收光的光路光程较长。由于接收光的光路光程较长,而接收光器件多数为无源贴装器件,这容易导致接收光的光路发生偏移,使得接收光的耦合效率较低。
实用新型内容
本申请提供了一种光模块,提高接收光的耦合效率。
一种光模块,包括:
电路板,设置有光接收芯片;
光收发组件,与电路板连接,包括收发腔体,设置有第一滤光片;
收发腔体,包括收发端、发射端和接收端;
收发端,设置有光纤适配器;
发射端,与接收端分别位于收发腔体的不同侧,设置有激光芯片;
接收端,朝向光接收芯片;
接收腔体,与发射腔体通过隔板隔开,内设置有位移棱镜、第三透镜、支撑架和反射棱镜,其中,收发腔体中由发射端至收发端的部分为发射腔体,收发腔体中除发射腔体之外的部分为接收腔体;
第一滤光片,位于隔板的侧壁上,设置于隔板上的通孔处,用于过滤光;
光纤适配器,用于将发射光射出收发腔体外,以及接收射入收发腔体中的接收光;
激光芯片,用于发光;
位移棱镜,位于接收腔体的底面,位于第一滤光片与所述第三透镜之间,用于改变接收光的射出位置,以使第三透镜接收到接收光;
支撑架,位于接收腔体的底面,上表面的第一端设置有第三透镜,上表面的第二端设置有反射棱镜,上表面的位置高度高于接收腔体的底面的位置高度,以使第三透镜接收到接收光;
第三透镜,用于将接收光耦合至反射棱镜;
反射棱镜,位于第三透镜和光接收芯片之间,用于改变接收光的射出方向,以使接收光射入光接收芯片中。
有益效果:本申请提供了一种光模块,包括电路板和与电路板连接的光收发组件。电路板上设置有光接收芯片,光接收芯片与电路板打线连接。光收发组件,包括收发腔体,设置有第一滤光片。收发腔体包括收发端、发射端和接收端。收发腔体中由发射端至收发端的部分为发射腔体,收发腔体中除发射腔体之外的部分为接收腔体。接收腔体与发射腔体通过隔板隔开。收发端,设置有光纤适配器。光纤适配器,用于将发射光射出收发腔体外,以及接收射入收发腔体中的接收光。发射端,与接收端分别位于收发腔体的不同侧,设置有激光芯片。激光芯片用于发光。接收端朝向光接收芯片。说明发射腔体和接收腔体不是并列设置。受电路板宽度的制约,接收腔体与发射腔体不并列设置,接收腔体的长度也要小于隔板到发射腔体的第二端的长度。因此,接收腔体与发射腔体不并列设置,相对于接收腔体和发射腔体并列的情况,明显的缩短接收光的光路光程。由于接收光器件多数为无源贴装器件,接收光的光路光程缩短避免接收光的光路发生偏移,提高接收光的耦合效率。接收腔体内设置有位移棱镜、第三透镜、支撑架和反射棱镜。第一滤光片,位于隔板的侧壁上,设置于隔板上的通孔处,用于过滤光。第一滤光片的存在,使得射入接收腔体的光仅为接收光,无接收光以外的其他波长光。由于电路板上的光接收芯片相对于激光芯片的位置较高,接收光无法直接通过第二透镜和反射棱镜射入到光接收芯片中。为了使接收光耦合至光接收芯片中,设置有位移棱镜和支撑架。位移棱镜,位于接收腔体的底面,位于第一滤光片与第三透镜之间,用于改变接收光的射出位置,以使第三透镜接收到接收光。支撑架,位于接收腔体的底面,上表面的第一端上设置有第三透镜,上表面的第二端设置有反射棱镜,上表面的位置高度高于接收腔体的底面的位置高度,以使第三透镜接收到接收光。第三透镜,用于将接收光耦合至反射棱镜。反射棱镜,用于改变接收光的射出方向,以使接收光射入光接收芯片中。接收光仅经过第一滤光片、位移棱镜、第三透镜和反射棱镜射入光接收芯片。本申请中,接收腔体与发射腔体不是并列设置,且接收腔体的长度小于隔板与发射腔体的第二端的长度,缩短接收光的光路光程,避免接收光的光路发生偏移,提高接收光的耦合效率。
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光收发组件与电路板的第一角度结构示意图;
图6为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第二角度结构示意图;
图7为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第三角度结构示意图;
图8为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第四角度结构示意图;
图9为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第五角度结构示意图;
图10为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第一分解图;
图11为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第二分解图;
图12为根据一些实施例的除盖板外的光收发组件与电路板的结构示意图;
图13为根据一些实施例的光收发组件的分解结构示意图;
图14为根据一些实施例的收发腔体的第一角度结构示意图;
图15为根据一些实施例的收发腔体的第二角度结构示意图;
图16为根据一些实施例的收发腔体的第三角度结构示意图;
图17为根据一些实施例的光器件的结构示意图;
图18为根据一些实施例的电路板的结构示意图;
图19为根据一些实施例的支撑架与反射棱镜的第一角度结构示意图;
图20为根据一些实施例的支撑架与反射棱镜的第二角度结构示意图;
图21为根据一些实施例的收发腔体与电路板的第一角度剖面图;
图22为根据一些实施例的收发腔体与电路板的第二角度剖面图;
图23为根据一些实施例的接收光器件的光路图。
具体实施方式
光纤通信技术领域,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,因此需要使用光模块实现上述光信号与电信号的相互转换。
图1为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图。如图1所示,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之间建立了双向光通信系统。
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。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与远端服务器1000的连接由光纤101与网线103完成;而光纤101与网线103之间的连接由光模块200和光网络终端100完成。
光模块200中,光口被配置为与光纤101连接,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之间建立连接。
光网络终端100上设置光模块接口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。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。
图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图,如图2所示,光网络终端100中还包括设置于壳体内的PCB电路板105,设置在PCB电路板105的表面的笼子106,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建立双向的电信号连接。
图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图,图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图。如图3和图4所示,光模块200包括壳体、设置于壳体中的电路板300;
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204和205的上述壳体;壳体的外轮廓一般呈现方形体。
两个开口204和205的连线所在方向可以与光模块200的长度方向一致,也可以与光模块200的长度方向不一致。其中,开口204为电口,电路板300的金手指从电口204伸出,插入上位机中;开口205为光口,配置为接入外部的光纤101,以使光纤101连接光模块200的内部。
采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式,便于将电路板300等器件安装到壳体中,由上壳体201、下壳体202可以对这些器件形成封装保护。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壁的解锁部件203。当光模块200插入上位机的笼子里,由解锁部件203的卡合部件将光模块200卡合在上位机的笼子里;拉动解锁部件203时,解锁部件203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。
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。
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的承载芯片;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,部分光模块中也会将柔性电路板与电路板300配合使用。
光模块还包括光收发组件400。光收发组件400,用于发射光和接收光。
图5为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第一角度结构示意图。图6为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第二角度结构示意图。图7为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第三角度结构示意图。图8为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第四角度结构示意图。图9为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第五角度结构示意图。图10为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第一分解图。图11为根据一些实施例的光收发组件与电路板的第二分解图。图12为根据一些实施例的除盖板外的光收发组件与电路板的结构示意图。图13为根据一些实施例的光收发组件的分解结构示意图。图14为根据一些实施例的收发腔体的第一角度结构示意图。图15为根据一些实施例的收发腔体的第二角度结构示意图。图16为根据一些实施例的收发腔体的第三角度结构示意图。图17为根据一些实施例的光器件的结构示意图。图18为根据一些实施例的电路板的结构示意图。图19为根据一些实施例的支撑架与反射棱镜的第一角度结构示意图。图20为根据一些实施例的支撑架与反射棱镜的第二角度结构示意图。图21为根据一些实施例的收发腔体与电路板的第一角度剖面图。图22为根据一些实施例的收发腔体与电路板的第二角度剖面图。图23为根据一些实施例的接收光器件的光路图。如图5-23所示,本申请实施例中,光收发组件400,包括收发腔体401、盖板402和光器件403。具体的,
收发腔体401包括收发端、发射端和接收端。发射端和接收端分别位于收发腔体401的不同侧。收发腔体401中由发射端至收发端的部分为发射腔体4011。收发腔体401中除发射腔体外的部分为接收腔体4012。
发射腔体4011,与接收腔体4012通过隔板4013隔开,第一端设置有插入槽40111,第二端设置有第一开口40112和第三开口40113,第三开口40113位于第一开口40112的下侧。其中,发射腔体4011的第一端为收发腔体401的收发端,发射腔体4011的第二端为收发腔体401的发射端。
由于发射腔体4011的第一端为收发腔体401的收发端,且发射腔体4011的第一端设置有插入槽40111,则说明收发腔体401的收发端设置有插入槽40111。
接收腔体4012,第一端与隔板4013连接,第二端设置有第二开口40121,其中,接收腔体4012的第二端为收发腔体401的接收端。
发射端和接收端分别位于收发腔体的不同侧。说明接收腔体4012和发射腔体4011不是并列设置的。受电路板宽度的制约,接收腔体与发射腔体不并列设置,接收腔体的长度也要小于隔板到发射端的长度。因此,接收腔体与发射腔体不并列设置,相对于接收腔体和发射腔体并列的情况,明显的缩短接收光的光路光程。由于接收光器件多数为无源贴装器件,接收光的光路光程缩短避免接收光的光路发生偏移,提高接收光的耦合效率。
当接收腔体4012与发射腔体4011之间的夹角为直角时,接收光射入接收腔体后,无需改变接收光的传输方向,因此,接收腔体内无需设置有改变接收光传输方向的部件。而改变接收光传输方向的部件发生轻微偏移都容易造成光路发生偏移,使得接收光的耦合效率较低。但本申请中,无需设计改变接收光传输方向的部件,进一步提高接收光的耦合效率。
插入槽40111,用于插入光纤适配器404。具体的,插入槽40111相对于发射腔体4011的底面倾斜,且倾斜角度可以为3°。这使得光纤适配器404插入到插入槽40111时,光纤适配器404的光纤端面与发射光的入射角不垂直,使得发射光不容易反射回去,增加耦合效率。
由于收发腔体401的收发端设置有插入槽40111,且插入槽40111用于插入光纤适配器,则收发腔体401的收发端设置有光纤适配器404。光纤适配器,用于将发射光射出收发腔体401外,以及接收射入收发腔体401中的接收光。
外部光纤的接收光经光纤适配器404射入收发腔体401中,收发腔体401中的发射光经光纤适配器404射入外部光纤。但由于发射光在光纤适配器404的光纤端面容易发生反射,使得部分发射光经光纤适配器404反射回收发腔体401中。则经光纤适配器404传输至收发腔体401的所有光包括外部光纤的接收光,也包括经光纤适配器404反射回来的部分发射光。
第一开口40112,相对于第三开口40113更凸出,与发射腔体4011的底面分别位于第三开口40113的两侧,与盖板402连接。
第二开口40121,与盖板402连接,
第三开口40113,用于插入电路板300。具体的,电路板300包括第二缺口301,电路板300的第二缺口301插入第三开口40113,并通过胶水固定,以使收发腔体401与电路板300连接。
收发腔体401,与电路板300连接。具体的,
收发腔体401包括第一侧壁4014、第二侧壁4015、第三侧壁4016、第四侧壁4017和第五侧壁4018。具体的,第一侧壁4014的一端、第二侧壁4015、第三侧壁4016和第四侧壁4017依次连接,第五侧壁4018与第四侧壁4017之间设置有第一开口40112,第五侧壁4018和第一侧壁4014的另一端连接。
收发腔体401还设置有第一挡板40141、第二挡板40171、第三挡板401131和第四挡板40181。
第一挡板40141,由第二侧壁4015向外延伸得到,包括第一子挡板、第二子挡板和第三子挡板。第一子挡板,两端分别与第一侧壁4014和第二子挡板连接。第二子挡板,与第三子挡板分离,与第三子挡板之间设置有第二开口40121。
第二挡板40171,由第四侧壁4017向外延伸得到。
第三挡板401131,与发射腔体4011的底面围城第三开口40113,包括两个分离的第四子挡板。
第四挡板40181,由第五侧壁4018向外延伸得到。
电路板300设置有第二缺口301,第二缺口301包括第一子缺口3011和第二子缺口3012。第一子缺口3011,朝向接收端,包括第一连接边30111和第二连接边30112。第二子缺口3012,与第一子缺口3011连通,相对于第一子缺口3011更凹陷,朝向发射端,包括第三连接边30121、第四连接边30122和第五连接边30123。第一连接边30111、第二连接边30112、第三连接边30121、第四连接边30122和第五连接边30123依次连接。
其中,与第一连接边30111连接的电路板300的上表面为第一表面,与第二连接边30112与第三连接边30121连接的电路板300的上表面为第二表面,与第四连接边30122连接的电路板300的上表面为第三表面,与第五连接边30123连接的电路板300的上表面为第四表面。光接收芯片位于电路板300的第一表面,激光驱动芯片位于电路板300的第三表面。
第一连接边30111与第二侧壁4015连接,第一表面与第一挡板40141连接,第二连接边30112与第三侧壁4016连接,第三连接边30121与第四侧壁4017连接,第二表面与第二挡板40171连接,第四连接边30122与第三开口40113的底部连接,第三表面与第三挡板401131连接,第五连接边30123与第五侧壁4018连接,第四表面与第四挡板40181连接,即电路板300的第二缺口301与收发腔体400连接。其中,第三开口40113的底部为第三开口40113中远离电路板300的一侧。
盖板402,与收发腔体401连接,具体的,
盖板402包括第一盖板4021、第二盖板4022和第三盖板4023,第一盖板4021和第三盖板4023分别与第二盖板4022连接,第一盖板4021与第一开口40112连接。其中,第二盖板4022的形状为L形。
收发腔体401内设置有第一支撑体4019。第一支撑体4019,侧壁与收发腔体401的内壁连接,由收发腔体401的上表面向内凹陷形成。第一支撑体4019包括第一子支撑体40191和第二子支撑体40192,第一子支撑体40191和第二子支撑体40192一体成型。第一子支撑体40191,位于发射腔体4011内,侧壁与发射腔体4011的内壁连接,第一端位于第一开口处,第二端与隔板4013连接。第二子支撑体40192,位于接收腔体4012内,一侧壁与接收腔体4012的一侧壁连接。
第二盖板4022的下表面分别与第一支撑体4019和隔板4013连接,第一盖板4021与第一开口40112连接,第三盖板4023与第二开口40121连接,第一盖板4021和第三盖板4023分别与第二盖板4022连接,则盖板402与收发腔体401连接,以使盖板402与收发腔体401围城一个相对密封的壳体。
发射腔体4011用于实现发射光的发射和接收光的反射。接收腔体用于实现接收光的接收。具体的,
收发腔体401内设置有光学器件403。光学器件403包括第一滤光片4031、光发射器件和光接收器件。光发射器件放置于发射腔体4011内,以使发射腔体4011实现发射光的发射和接收光的反射。光接收器件放置于接收腔体4012内,以使接收腔体4012实现接收光的接收。而第一滤光片4031既可以放置于发射腔体4011内,也可以放置于接收腔体4012内。
接收腔体4012和发射腔体4011之间由隔板4013隔开。当隔板4013未设置通孔40131时,发射腔体4011和接收腔体4012完全分隔开,发射腔体4011中的发射光可经光纤适配器404射入外部光纤中,但外部光纤的接收光经光纤适配器404射入发射腔体4011后无法射入接收腔体中。因此,在隔板4013上设置有通孔40131。
接收腔体4012和发射腔体4011之间由隔板4013隔开。隔板4013上设置有通孔40131,通孔40131用于将发射腔体4011中的光射入接收腔体4012中。
通孔40131的存在,使得接收腔体4012可接收外部光纤经光纤适配器404传输至发射腔体4011中的接收光,完成接收光的接收。
由于通孔用于将发射腔体4011中的光射入接收腔体中,但发射腔体4011中的光包括接收光和部分发射光,而接收腔体4012接收的光时接收光,否则容易引起串扰。因此,本申请实施例中,在收发腔体401中设置第一滤光片4031。
第一滤光片4031,位于隔板4013的侧壁上,设置于通孔40131处,用于过滤光。具体的,第一滤光片4031为0°滤光片。0°滤光片指的是入射光与滤光片法线之间夹角为0°的滤光片。即入射光垂直射入0°滤光片。
第一滤光片4031表面镀膜,可使得接收光的透射率为100%,即发射光的反射率为100%。当入射光为除接收光以外的其他波长光时,入射光垂直射入第一滤光片4031,该入射光原路反射回去;当入射光为接收光时,入射光垂直射入第一滤光片4031,该入射光完全透射过去。
发射光器件实现发射光的发射和接收光的反射。具体的,发射光器件包括第一透镜4032、隔离器4033、第二滤光片4034和第二透镜4035。
第一透镜4032,位于激光芯片与隔离器4033之间,用于发射光的准直。具体的,第一透镜4032为准直透镜,可将激光芯片发出的发散的发射光进行准直为准直的发射光。
其中,激光芯片,与电路板300电连接,用于发出发射光。具体的,激光芯片位于热沉基板上,使得激光芯片发出的发射光可被第一透镜4032尽可能的全部准直。
激光芯片,与电路板300上的对应焊盘打线连接。
当激光芯片发出的发射光经光纤适配器404反射至第二滤光片4034时,可能有部分发射光可经第二滤光片4034透射到第一透镜4032中。为了避免这种情况,在第一透镜4032与第二滤光片4034之间设置有隔离器4033。
隔离器4033,用于防止激光芯片发出的发射光返回至激光芯片中。隔离器4033的设置,防止了发射光经光纤适配器404反射至第一透镜4032中,进一步防止发射光返回至激光芯片中。
第二滤光片4034,位于隔离器4033与第二透镜4035之间,用于将发射光透射至第二透镜4035,还用于将经第二透镜4035准直后的所有光反射至光接收腔体4012中。具体的,第二滤光片4034为45°滤光片,该滤光片可使经过隔离器4033的发射光经透射至第二透镜4035,还可使经第二透镜4035准直后的所有光反射至光接收腔体4012中。此时,经第二透镜4035准直后的所有光包括光纤适配器404传输来的外部光纤的接收光,还包括经光纤适配器404反射回来的部分发射光。
第一滤光片4031,位于第二滤光片4034的反射光路上,以使第二滤光片4034反射的所有光经第一滤光片4031透射至第三接收腔体4012中。第二滤光片4034反射的所有光包括接收光和经光纤适配器404反射回来的部分发射光。
第二透镜4035,位于第二滤光片4034与光纤适配器404之间,用于将发射光耦合至光纤适配器404中,还用于将部分发射光或者接收光准直。具体的,该第二透镜4035为聚焦透镜,该透镜可使发射光耦合至光纤适配器404中,还可将经光纤适配器传输来的所有光准直。其中,光纤适配器传输来的所有光包括接收光,还包括经光纤适配器404反射回来的部分发射光。
由于光纤适配器404的位置是固定的,激光芯片需要放置在热沉基板上,才能是激光芯片发出的发射光尽可能被光纤适配器404接收,因此,需要在发射腔体4011的底面设置有不同凹陷程度的支撑面。如图5-23可知,发射腔体4011的底面分别设置有第二支撑体40114、第一支撑面40115和第二支撑面40116。具体的,
第二支撑体40114、第一支撑面40115和第二支撑面40116均由发射腔体4011的底面向内凹陷形成,第二支撑面相对于第一支撑面40115更凹陷。
第二支撑体40114,位于第一支撑面40115上,侧面与第二滤光片4034连接。
第二支撑体40114侧面与第二滤光片4034连接。具体的,第二支撑体40114包括两个不相连的第三子支撑体和第四子支撑体,第三子支撑体的第一侧面和第四子支撑体的第一侧面均与第二滤光片4034粘接。
由于第二滤光片4034为45°滤光片,则第三子支撑体的第一侧面和第四子支撑体的第一侧面之间的虚拟连接面与隔板之间的夹角为45°。
第一支撑面40115,第一侧靠近光纤适配器404,第二侧靠近第二支撑面,固定有隔离器4033、第二滤光片4034和第二透镜4035。
第二支撑面40116,靠近电路板300,固定有热沉基板,热沉基板上固定有激光芯片和第一透镜4032。
接收光器件可实现接收光的接收。具体的,接收光器件包括位移棱镜4036、第三透镜4037和反射棱镜4038。
由于光纤适配器404的位置是固定的,光接收芯片放置在电路板上,光接收芯片相对于激光芯片的位置较高,接收光无法直接通过第二透镜和反射棱镜射入光接收芯片中。为了使接收光耦合至光接收芯片中,需要在接收腔体4012的底面设置有位移棱镜4036和支撑架40122。
支撑架40122,上表面的第一端设置有第三透镜4037,上表面的第二端设置有反射棱镜,下表面位于接收腔体4012的底面,上表面的位置高度高于接收腔体的底面的位置高度,以使第三透镜4037接收到接收光。
支撑架40122包括第一子支撑架401221和第二子支撑架401222。第一子支撑架401221,上表面的第一端设置第三透镜4037,上表面的第二端设置有第一缺口401223。第二支撑架401222,位于第一缺口401223处,用于放置反射棱镜4038。其中,第一缺口401223的上表面的位置高度低于第一子支撑架401221上表面的第一端。
位移棱镜4036,与第二子支撑体40192连接,用于改变接收光的射出位置,以使第三透镜4037接收到接收光。具体的,第二子支撑体40192的另一侧壁与位移棱镜4036的第二面粘接。接收光垂直入射到位移棱镜4036的第一面,接收光在位移棱镜4036内两次反射后垂直位移棱镜4036的第三面射出。
其中,位移棱镜4036的第一面与位移棱镜4036的第三面相对设置,位移棱镜4036的第二面的两端分别与位移棱镜4036的第一面及位移棱镜4036的第三面相连接,位移棱镜4036的第一面靠近第一滤光片4031,位移棱镜4036的第三面靠近第三透镜4037,第二子支撑体40192用于为位移棱镜4036提供支撑力。
位移棱镜4036可使接收光由第一位置射入,再经第二位置射出至第三透镜4037中。由于第二位置相对于第一位置较高,则位移棱镜4036的存在提高了接收光的射出位置高度。
位移棱镜改变了接收光的射出位置高度,使得接收光尽可能的射入第三透镜4037,再经第三透镜和反射镜耦合至光接收芯片中,从而提高光耦合效率。
第三透镜4037,位于位移棱镜4036和反射棱镜4038之间,用于将接收光耦合至反射棱镜4038。
反射棱镜4038,位于第三透镜4037和光接收芯片之间,用于改变接收光的射出方向,以使接收光射入光接收芯片中。
由于光接收芯片的接收光路与第三透镜4037的耦合光路相互垂直,如果第三透镜4037与光接收芯片之间没有其他器件,则第三透镜4037的接收光无法耦合至光接收芯片中。
反射棱镜4038位于第三透镜4037和光接收芯片之间,可以改变第三透镜4037接收光的射出方向,以使光接收芯片接收到接收光。
光接收芯片,用于接收光的接收。光接收芯片位于电路板300上。光接收芯片与电路板300上的焊盘打线连接。
本申请中,发射腔体和接收腔体之间由隔板隔开,且隔板上设置有通孔,第一滤光片与通孔连接,使得接收腔体可接收外部光纤传输至发射腔体中的接收光,完成接收光的接收,避免因发射光射入接收腔体引起的信息串扰问题。
如图5-23可知,发射光的路径:激光芯片发出发射光-第一透镜准直发射光-隔离器-第二滤光片透射发射光-第二透镜汇聚发射光-光纤适配器中。
接收光的路径:光纤适配器-第二透镜准直接收光-第二滤光片反射接收光-第一滤光片透射接收光-位移棱镜改变接收光的射出位置-第三透镜汇聚接收光-反射棱镜反射改变接收光的射出方向-光接收芯片中。
但由于部分发射光经光纤适配器反射回第二透镜中,则部分发射光的路径:第二透镜准直发射光-第二滤光片反射发射光-第一滤光片过滤掉除接收光之外的其他波长光。
本申请提供了一种光模块,包括电路板和与电路板连接的光收发组件。电路板上设置有光接收芯片,光接收芯片与电路板打线连接。光收发组件,包括收发腔体,设置有第一滤光片。收发腔体包括收发端、发射端和接收端。收发腔体中发射端与收发端之间为发射腔体,收发腔体中接收端与收发端之间为接收腔体。接收腔体与发射腔体通过隔板隔开。收发端,设置有光纤适配器。光纤适配器,用于将发射光射出收发腔体外,以及接收射入收发腔体中的接收光。发射端,与接收端分别位于收发腔体的不同侧,设置有激光芯片。激光芯片用于发光。接收端朝向光接收芯片。说明发射腔体和接收腔体不是并列设置。受电路板宽度的制约,接收腔体与发射腔体不并列设置,接收腔体的长度也要小于隔板到发射腔体的第二端的长度。因此,接收腔体与发射腔体不并列设置,相对于接收腔体和发射腔体并列的情况,明显的缩短接收光的光路光程。由于接收光器件多数为无源贴装器件,接收光的光路光程缩短避免接收光的光路发生偏移,提高接收光的耦合效率。接收腔体内设置有位移棱镜、第三透镜、支撑架和反射棱镜。第一滤光片,位于隔板的侧壁上,设置于隔板上的通孔处,用于过滤光。第一滤光片的存在,使得射入接收腔体的光仅为接收光,无接收光以外的其他波长光。由于电路板上的光接收芯片相对于激光芯片的位置较高,接收光无法直接通过第二透镜和反射棱镜射入到光接收芯片中。为了使接收光耦合至光接收芯片中,设置有位移棱镜和支撑架。位移棱镜,位于接收腔体的底面,位于第一滤光片与第三透镜之间,用于改变接收光的射出位置,以使第三透镜接收到接收光。支撑架,位于接收腔体的底面,上表面的第一端上设置有第三透镜,上表面的第二端设置有反射棱镜,上表面的位置高度高于接收腔体的底面的位置高度,以使第三透镜接收到接收光。第三透镜,用于将接收光耦合至反射棱镜。反射棱镜,用于改变接收光的射出方向,以使接收光射入光接收芯片中。接收光仅经过第一滤光片、位移棱镜、第三透镜和反射棱镜射入光接收芯片。本申请中,接收腔体与发射腔体不是并列设置,且接收腔体的长度小于隔板与发射腔体的第二端的长度,缩短接收光的光路光程,避免接收光的光路发生偏移,提高接收光的耦合效率。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本公开的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明,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公开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,设置有光接收芯片;
光收发组件,与所述电路板连接,包括收发腔体,设置有第一滤光片;
所述收发腔体,包括收发端、发射端和接收端;
所述收发端,设置有光纤适配器;
所述发射端,与所述接收端分别位于所述收发腔体的不同侧,设置有激光芯片;
所述接收端,朝向所述光接收芯片;
接收腔体,与发射腔体通过隔板隔开,内设置有位移棱镜、第三透镜、支撑架和反射棱镜,其中,收发腔体中由发射端至收发端的部分为所述发射腔体,所述收发腔体中除所述发射腔体之外的部分为所述接收腔体;
所述第一滤光片,位于所述隔板的侧壁上,设置于所述隔板上的通孔处,用于过滤光;
所述光纤适配器,用于将发射光射出所述收发腔体外,以及接收射入所述收发腔体中的接收光;
所述激光芯片,用于发光;
所述位移棱镜,位于所述接收腔体的底面,位于所述第一滤光片与所述第三透镜之间,用于改变接收光的射出位置,以使所述第三透镜接收到所述接收光;
所述支撑架,位于接收腔体的底面,上表面的第一端设置有所述第三透镜,上表面的第二端设置有所述反射棱镜,上表面的位置高度高于所述接收腔体的底面的位置高度,以使所述第三透镜接收到所述接收光;
所述第三透镜,用于将所述接收光耦合至所述反射棱镜;
所述反射棱镜,位于所述第三透镜和光接收芯片之间,用于改变所述接收光的射出方向,以使所述接收光射入所述光接收芯片中。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述接收腔体的长度小于所述隔板与所述发射端的长度。
3.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述发射腔体和所述接收腔体之间的夹角为直角。
4.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述支撑架包括第一子支撑架和第二子支撑架;
所述第一子支撑架,上表面的第一端放置所述第三透镜,上表面的第二端设置有第一缺口;
所述第二子支撑架,位于所述第一缺口处,用于放置所述反射棱镜。
5.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述电路板设置有第二缺口;
所述第二缺口包括第一子缺口和第二子缺口;
所述第一子缺口,朝向所述接收端;
所述第二子缺口,与所述第一子缺口连通,相对于所述第一子缺口更凹陷,朝向所述发射端。
6.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述收发腔体内设置有第一支撑体;
所述第一支撑体,侧壁与所述收发腔体的内壁连接,由所述收发腔体的上表面向内凹陷形成,包括第一子支撑体和第二子支撑体;
所述第一子支撑体,位于所述发射腔体内;
所述第二子支撑体,位于所述接收腔体内,侧壁与所述位移棱镜连接。
7.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述收发腔体包括第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板;
所述第一挡板,由第二侧壁向外延伸得到,包括第一子挡板、第二子挡板和第三子挡板,与所述电路板的第一表面连接;
所述第二挡板,由第四侧壁向外延伸得到,与所述电路板的第二表面连接;
所述第三挡板,包括两个分离的第四子挡板,与所述电路板的第三表面连接;
所述第四挡板,由第五侧壁向外延伸得到,与所述电路板的第四表面连接;
所述第二子挡板,与所述第一子挡板连接,与所述第三子挡板分离。
8.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于,所述收发腔体包括插入槽、第一开口、第二开口和第三开口;
所述插入槽,位于所述收发端,用于光纤适配器的插入;
所述第一开口,位于所述发射端,相对于所述第三开口更凸出,与所述发射腔体的底面分别位于所述第三开口的两侧,与盖板连接;
所述第二开口,位于所述接收端,与盖板连接;
所述第三开口,位于所述发射端,与所述电路板的第二缺口对应,用于插入电路板。
9.根据权利要求8所述的光模块,其特征在于,所述发射腔体的底面分别设置有第二支撑体、第一支撑面和第二支撑面;
所述第二支撑体,位于所述第一支撑面上,包括不相连的第三子支撑体和第四子支撑体;
所述第一支撑面,第一端靠近光纤适配器,第二端靠近所述第二支撑面;
所述第二支撑面,相对于所述第一支撑面更凹陷,靠近所述电路板。
10.根据权利要求9所述的光模块,其特征在于,所述发射腔体内,设置有固定于所述第二支撑面上的第一透镜和固定于所述第一支撑面上的隔离器及第二透镜,还设置有第二滤光片;
所述第一透镜,位于激光芯片与所述隔离器之间,用于发射光的准直;
所述隔离器,用于防止所述激光芯片发出的发射光返回至所述激光芯片中;
所述第二滤光片,与所述第一支撑体的侧面连接,位于所述隔离器与所述第二透镜之间,用于将所述发射光透射至所述第二透镜,还用于将经所述第二透镜准直后的所有光反射至所述第一滤光片;
所述第二透镜,位于所述第二滤光片与所述光纤适配器之间,用于将所述发射光耦合至光纤适配器中,还用于将光纤适配器传输来的所有光准直。
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