CN219475878U - 光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光模块，包含至少一光发射单元、光调制芯片以及耦合手段。光调制芯片包含封装结构以及位于封装结构内的薄膜铌酸锂调制器，且光发射单元位于封装结构外部。耦合手段设置以将薄膜铌酸锂调制器与光发射单元光耦合。

Description

光模块

技术领域

本实用新型涉及一种光通信装置，特别是一种搭载在光通信装置中的光模块。

背景技术

在现代高速光通信网络中，通常有光通信器件安装于电子通信设备中。随着通信系统的升级和各种因特网服务对通信带宽需求的快速增加，现有通信系统存在着内部容置空间不足和能耗大的两大问题需要克服。如何在提升带宽和传输速率的前提下提供小尺寸、高程度内部空间利用率以及低能耗的通信系统，是本技术领域目前重要的课题之一。

在部分大带宽应用的通信系统中，如数据中心和FTTH调制解调器，为了提高信号传输效率以及传输距离，会额外配置光调制器用以调整光信号的功率、相位或偏振。薄膜铌酸锂材料制作的光调制器可与波导一同被集成于光芯片中，能够实现单通道100G以上的速率的信号调制，将此光芯片设计应用到光模块上，可以大幅降低光模块成本以及提升产品特性。

实用新型内容

本实用新型在于提供一种光模块，有助于解决现有光模块需要兼顾小型化、大带宽应用需求以及信号调制效果好的问题。

本实用新型所揭露的光模块包含至少一光发射单元、光调制芯片以及耦合手段。光调制芯片包含封装结构以及位于封装结构内的薄膜铌酸锂调制器，且光发射单元位于封装结构外部。耦合手段设置以将薄膜铌酸锂调制器与光发射单元光耦合。

根据本实用新型的一实施例，耦合手段包含光发射单元的发射端口，且发射端口直接接触光调制芯片。

根据本实用新型的一实施例，耦合手段包含设置在光调制芯片与光发射单元之间的单芯连接器。

根据本实用新型的一实施例，耦合手段包含设置在光调制芯片与光发射单元之间的聚焦透镜以及光隔离器。光隔离器及聚焦透镜自该调制芯片至光发射单元依序排列。

根据本实用新型的一实施例，耦合手段包含设置在光调制芯片与光发射单元之间的准直透镜、聚焦透镜以及光隔离器。聚焦透镜、光隔离器及准直透镜自光调制芯片至光发射单元依序排列。

根据本实用新型的一实施例，光模块更包含密封外壳及陶瓷电路板。密封外壳具有气密空间，且陶瓷电路板通过密封焊料固定于密封外壳。光发射单元、光调制芯片及耦合手段均容置在气密空间内。

根据本实用新型的一实施例，光模块更包含电路板、驱动电芯片及金属基座。驱动电芯片和金属基座设置在电路板。光发射单元与光调制芯片承载在金属基座上，光发射单元与电路板电性连接，且光调制芯片与驱动电芯片电性连接。

根据本实用新型的一实施例，光模块更包含光传输件，与光调制芯片的薄膜铌酸锂调制器光耦合。光发射单元与光传输件位于光调制芯片的同一侧，且光传输件包含光纤阵列。

根据本实用新型的一实施例，光模块更包含设置在金属基座的波分复用器以及与波分复用器光耦合的光传输件。波分复用器与光调制芯片的薄膜铌酸锂调制器光耦合，且波分复用器位于封装结构外部。

根据本实用新型的一实施例，光调制芯片更包含波分复用器。波分复用器与薄膜铌酸锂调制器光耦合，且波分复用器位于封装结构内。

根据本实用新型的一实施例，光发射单元发出红外光。

根据本实用新型揭露的光模块，薄膜铌酸锂调制器具有体积小以及调制效率高的优点。采用薄膜铌酸锂调制器的光调制芯片能可实现单通道100G以上的速率。将此光调制芯片应用到光通信系统中能大幅降低系统制造本以及提升传输表现。此外，由于薄膜铌酸锂调制器能兼顾光强度和相位的调制，因此在选择与其搭配使用的光发射单元时可以不受限于相位需要一致的要求，有助于降低制造成本。进一步地，光发射单元(例如激光发射器)与薄膜铌酸锂之间的光路耦合能通过激光器发散角和薄膜铌酸锂芯片的模场匹配，采用直接耦合的方式，节省空间体积，提高耦合效率。

以上关于本实用新型内容的说明及以下的实施方式的说明系用以示范与解释本实用新型的精神与原理，并且为本实用新型的保护范围提供更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本实用新型一实施例的光模块的光路示意图。

图2为根据本实用新型另一实施例的光模块的光路示意图。

图3为根据本实用新型又一实施例的光模块的光路示意图。

图4为根据本实用新型又另一实施例的光模块的光路示意图。

图5为根据本实用新型一实施例的气密式100G光模块的示意图。

图6为根据本实用新型一实施例的非气密式100G光模块的示意图。

图7为根据本实用新型一实施例的一进四出型400G光模块的示意图。

图8为根据本实用新型一实施例的四进一出型400G光模块的示意图。

图9为根据本实用新型另一实施例的四进一出型400G光模块的示意图。

图10为根据本实用新型一实施例的二进八出型800G光模块的示意图。

图11为根据本实用新型一实施例的八进二出型800G光模块的示意图。

图12为根据本实用新型另一实施例的二进八出型800G光模块的示意图。

图13为根据本实用新型另一实施例的八进二出型800G光模块的示意图。

图14为根据本实用新型又另一实施例的八进二出型800G光模块的示意图。

图15为根据本实用新型一实施例的四进十六出型1.6T光模块的示意图。

图16为根据本实用新型一实施例的十六进四出型1.6T光模块的示意图。

图17为根据本实用新型另一实施例的十六进四出型1.6T光模块的示意图。

图18为根据本实用新型另一实施例的四进十六出型1.6T光模块的示意图。

图19为根据本实用新型又一实施例的十六进四出型1.6T光模块的示意图。

图20为根据本实用新型再一实施例的十六进四出型1.6T光模块的示意图。

图21为根据本实用新型又一实施例的四进十六出型1.6T光模块的示意图。

【附图标记说明】

1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k、1l、1m 光模块

10 光发射单元

110 发射端口

20、20d 光调制芯片

210 封装结构

220 铌酸锂调制器

230 分光器

240 波分复用器

30 耦合手段

31A 单芯连接器

31B 单芯光纤

32、32B 聚焦透镜

32A 准直透镜

33 光隔离器

40 密封外壳

410 气密空间

50 陶瓷电路板

51 密封焊料

60 金属套筒

70 耦合透镜

80 光隔离器

90 光纤插芯

91 光传输件

92 波分复用器

40” 电路板

50” 驱动电芯片

60” 金属基座

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本实用新型的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本实用新型的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、保护范围及附图，本领域技术人员可轻易地理解本实用新型相关的目的及优点。以下的实施例系进一步详细说明本实用新型的观点，但非以任何观点限制本实用新型的范畴。

根据本实用新型一实施例揭露的光模块可包含光发射单元、光调制芯片及耦合手段。请参照图1，为根据本实用新型一实施例的光模块的光路示意图。在本实施例中，光模块1a可包含光发射单元10、光调制芯片20及耦合手段30。

光发射单元10例如但不限于是激光发射器。光调制芯片20可包含封装结构以及位于封装结构内的铌酸锂(LiNbO₃)调制器。封装结构例如但不限于是气密壳体或电性绝缘的介电层，其容纳薄膜铌酸锂调制器。薄膜铌酸锂调制器与光发射单元10光耦合，且光发射单元10位于封装结构外部。

耦合手段30设置以将薄膜铌酸锂调制器与光发射单元10光耦合。在图1中，示例性绘出耦合手段30可包含单芯连接器31A及单芯光纤31B。单芯连接器31A设置在光发射单元10与光调制芯片20之间。单芯光纤31B被提供以将光发射单元10与单芯连接器31A的其中一侧光耦合，并且光调制芯片20与单芯连接器31A的另一侧光耦合，藉此实现光调制芯片20与光发射单元10光耦合。

本实用新型揭露的耦合手段可以采用其他的具体类型。图2为根据本实用新型另一实施例的光模块的光路示意图。图3为根据本实用新型又一实施例的光模块的光路示意图。图4为根据本实用新型又另一实施例的光模块的光路示意图。

在图2中，示例性绘出耦合手段30可包含光发射单元10的发射端口110，且发射端口110直接接触光调制芯片20。更直接地来说，即光发射单元10的发射端口110本身就作为耦合手段30而得以实现光调制芯片20与光发射单元10光耦合。

在图3中，示例性绘出耦合手段30可包含聚焦透镜32以及光隔离器33。聚焦透镜32和光隔离器33均设置在光调制芯片20与光发射单元10之间。光隔离器33及聚焦透镜32自光调制芯片20至光发射单元10依序排列。光发射单元10发射的光通过聚焦透镜32调整成准直光束后通过光隔离器33，接着通过光隔离器33消除杂散光后入射至光调制芯片20，藉此实现光调制芯片20与光发射单元10光耦合。

在图4中，示例性绘出耦合手段30可包含准直透镜32A、聚焦透镜32B以及光隔离器33。准直透镜32A、聚焦透镜32B和光隔离器33均设置在光调制芯片20与光发射单元10之间。更具体来说，聚焦透镜32B、光隔离器33及准直透镜32A自光调制芯片20至光发射单元10依序排列。光发射单元10发射的光通过靠近光发射单元10的准直透镜32A调整成准直光束后通过光隔离器33，并且通过光隔离器33消除杂散光后再通过靠近光调制芯片20的聚焦透镜32B汇聚，藉此实现光调制芯片20与光发射单元10光耦合。

本实用新型揭露的光模块构造可以应用在100G光模块。图5为根据本实用新型一实施例的气密式100G光模块的示意图。光模块1b可包含光发射单元10、光调制芯片20、耦合手段30、密封外壳40、陶瓷电路板(Feedthru)50、金属套筒60、耦合透镜70、光隔离器80及光纤插芯(Ferrule)90。

光调制芯片20可包含封装结构210以及位于封装结构210内的铌酸锂调制器220。薄膜铌酸锂调制器220与光发射单元10光耦合，且光发射单元10位于封装结构210外部。

密封外壳40例如但不限于是TO(TO-CAN)封装壳或箱型封装壳(Box Housing)，其具有气密空间410。光发射单元10、光调制芯片20及耦合手段30均容置在气密空间410内。在图5中，示例性绘出光发射单元10的发射端口作为耦合手段30，即发射端口直接接触光调制芯片20(如图2所示)，但本实用新型并不以此为限，耦合手段30也可以采用图1、图3或图4揭露的具体类型。此外，气密空间410还可设置有监控光电二极管(MPD)或是作为热沉并承载光发射单元10、光调制芯片20的金属基座。

陶瓷电路板50通过密封焊料51固定于密封外壳40，且陶瓷电路板50与光调制芯片20可借助打线接合相互电性连接。采用陶瓷电路板50实施光调制芯片20的电信号收发能满足高带宽及降低射频损耗的需求。金属套筒60固定于密封外壳40并被配置以减少电磁干扰。耦合透镜70设置于密封外壳40内。光隔离器80和光纤插芯90设置于金属套筒60内。耦合透镜70、光隔离器80与光纤插芯90被配置以实施光调制芯片20与外部光通信设备(未另绘示)的光耦合。

光发射单元10射出的单通道光信号被耦合到光调制芯片20内。于光调制芯片20中，光讯号通过薄膜铌酸锂调制器220进行信号调制。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并经过耦合透镜70、光隔离器80而被耦合进光纤内，再将光信号输出至外部光通信设备。

图6为根据本实用新型一实施例的非气密式100G光模块的示意图。光模块1c可包含光发射单元10、光调制芯片20、耦合手段30、电路板40”、驱动电芯片50”以及金属基座60”。

驱动电芯片50”和金属基座60”设置在电路板40”的上表面。光发射单元10与光调制芯片20承载在金属基座60”上。光发射单元10与电路板40”电性连接，且光调制芯片20与驱动电芯片50”电性连接。具体来说，光调制芯片20通过与电路板40”接触的引脚或金线电性连接至驱动电芯片50”，以形成让驱动电芯片50”向光调制芯片20供电和传输调制信号的路径。耦合手段30设置以将光调制芯片20的薄膜铌酸锂调制器220与光发射单元10光耦合。图6示例性绘出耦合手段30可包含光发射单元10的发射端口，且发射端口直接接触光调制芯片20(如图2所示)，但本实用新型并不以此为限，耦合手段30也可以采用图1至图4其中一者或多者给出的具体手段。非气密式封装的光模块1c具有封装成本较低、封装工艺简单的优势。并且，光发射单元10、光调制芯片20和耦合手段30被集成到单一电路板40”，有助于减少结构性形变。

本实用新型揭露的光模块构造可以应用在400G光模块。图7为根据本实用新型一实施例的一进四出型400G光模块的示意图。光模块1d可包含光发射单元10、光调制芯片20d、耦合手段30、电路板40”、驱动电芯片50”以及金属基座60”。图7示例性绘出耦合手段30可包含光发射单元10的发射端口，且发射端口直接接触光调制芯片20(如图2所示)，但本实用新型并不以此为限。耦合手段30也可以采用图1至图4其中一者或多者给出的具体手段。

光调制芯片20d可包含封装结构210、位于封装结构210内的铌酸锂调制器220及分光器230。分光器230位于封装结构210内，也就是说薄膜铌酸锂调制器220与分光器230一同整合于光调制芯片20中。分光器230能将光发射单元10射出的单路光信号分成四路光线，以实现多通道传输。

光模块1d还进一步包含光传输件91。具体来说，光传输件91位于封装结构210外部，也就是说光传输件91没有容纳于封装结构210内部。光传输件91可包含光纤阵列，其与光调制芯片20的薄膜铌酸锂调制器220光耦合，且光发射单元10与光传输件91位于光调制芯片20的同一侧。光发射单元10射出的单通道光信号被耦合到光调制芯片20内。于光调制芯片20中，分光器230将单通道光信号分成四通道光信号，四通道光信号分别借助薄膜铌酸锂调制器220进行信号调制，而生成四通道调制后的光信号。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并经过光传输件91(光纤阵列)而被耦合进四条光纤内，再将光信号输出至外部光通信设备。

图8为根据本实用新型一实施例的四进一出型400G光模块的示意图。光模块1e可包含光发射单元10、光调制芯片20、耦合手段30、电路板40”、驱动电芯片50”以及金属基座60”。图8示例性绘出耦合手段30可包含光发射单元10的发射端口，且发射端口直接接触光调制芯片20(如图2所示)，但本实用新型并不以此为限。耦合手段30也可以采用图1至图4其中一者或多者给出的具体手段。

光模块1e还可包含设置在金属基座60”的波分复用器92以及与波分复用器92光耦合的光传输件91。波分复用器92例如但不限于是数组波导光栅(AWG)，其与光调制芯片20的薄膜铌酸锂调制器220光耦合，且波分复用器92位于封装结构210外部，也就是说波分复用器92是外置型波分复用器。光传输件91可包含单芯光纤。

在图8中，光发射单元10的数量为多个，且这些光发射单元10的光波长不同。图8示例性表示出总共四个光发射单元10可分别产生波长为1270纳米(nm)、1290纳米、1310纳米和1330纳米的红外光，其构成四通道光信号传输。更具体来说，光发射单元10可以是红外激光发射器。四个光发射单元10发出的光信号分别通过耦合手段30被耦合至光调制芯片20内。在光调制芯片20中，四通道光信号分别借助薄膜铌酸锂调制器220进行信号调制，而生成四道调制后的光信号。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并经过波分复用器92。波分复用器92将调制后的光信号合波进光传输件91(单芯光纤)内，再将光信号输出至外部光通信设备。

光模块还可包含設置在光调制芯片中的波分复用器。图9为根据本实用新型另一实施例的四进一出型400G光模块的示意图。光模块1f可包含多个光发射单元10、光调制芯片20、耦合手段30、电路板40”、驱动电芯片50”以及金属基座60”。图9示例性绘出耦合手段30可包含光发射单元10的发射端口，且发射端口直接接触光调制芯片20(如图2所示)，但本实用新型并不以此为限。耦合手段30也可以采用图1至图4其中一者或多者给出的具体手段。

光调制芯片20可包含波分复用器240。波分复用器240与薄膜铌酸锂调制器220光耦合，且波分复用器240位于封装结构210内，也就是说波分复用器240作为内置型波分复用器240与薄膜铌酸锂调制器220一同集成在光调制芯片20中。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并在封装结构210内由波分复用器240合波后传递进光传输件91(单芯光纤)内，再将光信号输出至外部光通信设备。

本实用新型揭露的光模块构造可以应用在800G光模块。图10为根据本实用新型一实施例的二进八出型800G光模块的示意图。光模块1g可包含两个光发射单元10、光调制芯片20d、耦合手段30、电路板40”、驱动电芯片50”以及金属基座60”。图10示例性绘出耦合手段30可包含光发射单元10的发射端口，且发射端口直接接触光调制芯片20(如图2所示)，但本实用新型并不以此为限。耦合手段30也可以采用图1至图4其中一者或多者给出的具体手段。

光调制芯片20d可包含封装结构210、位于封装结构210内的铌酸锂调制器220及分光器230。分光器230位于封装结构210内，也就是说薄膜铌酸锂调制器220与分光器230一同整合于光调制芯片20中。分光器230能将光发射单元10射出的单路光信号分成四路光线，以实现多通道传输。

光模块1g还进一步包含光传输件91。具体来说，光传输件91位于封装结构210外部，也就是说光传输件91没有容纳于封装结构210内部。光传输件91可包含光纤阵列，其与光调制芯片20的薄膜铌酸锂调制器220光耦合，且光发射单元10与光传输件91位于光调制芯片20的同一侧。在图10中，两个光发射单元10的光波长可互不相同。两个光发射单元10各自射出的光信号被耦合到光调制芯片20内。于光调制芯片20中，分光器230将双通道光信号分成八通道光信号，八通道光信号分别借助薄膜铌酸锂调制器220进行信号调制，而生成八通道调制后的光信号。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并经过光传输件91(光纤阵列)而被耦合进八条光纤内，再将光信号输出至外部光通信设备。

图11为根据本实用新型一实施例的八进二出型800G光模块的示意图。光模块1h可包含八个光发射单元10、光调制芯片20、耦合手段30、电路板40”、驱动电芯片50”以及金属基座60”。图11示例性绘出耦合手段30可包含光发射单元10的发射端口110，且发射端口110直接接触光调制芯片20，但本实用新型并不以此为限。耦合手段30也可以采用图1至图4其中一者或多者给出的具体手段。

光调制芯片20可包含波分复用器240。波分复用器240与薄膜铌酸锂调制器220光耦合，且波分复用器240位于封装结构210内，也就是说波分复用器240作为内置型波分复用器240与薄膜铌酸锂调制器220一同集成在光调制芯片20中。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并在封装结构210内由波分复用器240合波后传递进光传输件91(单芯光纤)内，再将光信号输出至外部光通信设备。

八个光发射单元10发出的光信号分别通过耦合手段30被耦合至光调制芯片20内。在光调制芯片20中，八通道光信号分别借助薄膜铌酸锂调制器220进行信号调制，而生成八道调制后的光信号。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并经过波分复用器240。波分复用器240将调制后的光信号合波成两道光信号后分别传递进光传输件91(两条单芯光纤)内，再将两道光信号输出至外部光通信设备。

图10和图11绘出具有单一次模块的光模块，但本实用新型并不以此为限。图12为根据本实用新型另一实施例的二进八出型800G光模块的示意图。光模块1i可包含两个次模块，并且每个次模块包含单个光发射单元10、光调制芯片20d、耦合手段30以及金属基座60”，并且这些次模块共享同一个电路板40”及同一个驱动电芯片50”。

对于每个次模块，其内部的光发射单元10所射出的光信号被耦合到光调制芯片20d内。在光调制芯片20d中，分光器230将双通道光信号分成四通道光信号，四通道光信号分别借助薄膜铌酸锂调制器220进行信号调制，而生成四通道调制后的光信号。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并经过光传输件91(光纤阵列)而被耦合进四条光纤内，再将光信号输出至外部光通信设备。

图12绘出本实用新型采用两个一进四出型的次模块集成而实现二进八出型800G光模块。在其他实施例中，可以采用两个四进一出型的次模块集成而实现八进二出型800G光模块，如图13和图14所示。此外，图13还包含设置在金属基座60”的波分复用器92以及与波分复用器92光耦合的光传输件91。波分复用器92例如但不限于是数组波导光栅(AWG)，其与光调制芯片20的薄膜铌酸锂调制器220光耦合，且波分复用器92是外置型波分复用器。图14中的光调制芯片20可包含波分复用器240。波分复用器240与薄膜铌酸锂调制器220光耦合，且波分复用器240作为内置型波分复用器与薄膜铌酸锂调制器220一同集成在光调制芯片20中。

本实用新型揭露的光模块构造可以应用在1.6T光模块。图15为根据本实用新型一实施例的四进十六出型1.6T光模块的示意图。光模块1j可包含四个光发射单元10、光调制芯片20d、耦合手段30、电路板40”、驱动电芯片50”以及金属基座60”。图15示例性绘出耦合手段30可包含光发射单元10的发射端口，且发射端口直接接触光调制芯片20(如图2所示)，但本实用新型并不以此为限。耦合手段30也可以采用图1至图4其中一者或多者给出的具体手段。

光调制芯片20d可包含封装结构210、位于封装结构210内的铌酸锂调制器220及分光器230。分光器230位于封装结构210内，也就是说薄膜铌酸锂调制器220与分光器230一同整合于光调制芯片20中。分光器230能将光发射单元10射出的单路光信号分成四路光线，以实现多通道传输。

光模块1j还进一步包含光传输件91。具体来说，光传输件91位于封装结构210外部，也就是说光传输件91没有容纳于封装结构210内部。光传输件91可包含光纤阵列，其与光调制芯片20的薄膜铌酸锂调制器220光耦合，且光发射单元10与光传输件91位于光调制芯片20的同一侧。在图15中，两个光发射单元10的光波长可互不相同。两个光发射单元10各自射出的光信号被耦合到光调制芯片20内。于光调制芯片20中，分光器230将四通道光信号分成十六通道光信号，十六通道光信号分别借助薄膜铌酸锂调制器220进行信号调制，而生成十六通道调制后的光信号。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并经过光传输件91(光纤阵列)而被耦合进十六条光纤内，再将光信号输出至外部光通信设备。

图16为根据本实用新型一实施例的十六进四出型1.6T光模块的示意图。光模块1k可包含十六个光发射单元10、光调制芯片20、耦合手段30、电路板40”、驱动电芯片50”以及金属基座60”。图16示例性绘出耦合手段30可包含光发射单元10的发射端口，且发射端口直接接触光调制芯片20(如图2所示)，但本实用新型并不以此为限。耦合手段30也可以采用图1至图4其中一者或多者给出的具体手段。

光模块1k还包含设置在金属基座60”的波分复用器92以及与波分复用器92光耦合的光传输件91。波分复用器92例如但不限于是数组波导光栅(AWG)，其与光调制芯片20的薄膜铌酸锂调制器220光耦合，且波分复用器92位于封装结构210外部，也就是说波分复用器92是外置型波分复用器。光传输件91可包含光纤阵列和单芯光纤至少其中一者。

十六个光发射单元10发出的光信号分别通过耦合手段30被耦合至光调制芯片20内。在光调制芯片20中，十六道光信号分别借助薄膜铌酸锂调制器220进行信号调制，而生成十六道调制后的光信号。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并经过波分复用器92。波分复用器92将调制后的光信号合波成四道光信号后分别传递进光传输件91(四条单芯光纤)内，再将两道光信号输出至外部光通信设备。

图16中的外置型波分复用器92可以替换成内置型波分复用器，如图17所示。在图17中，内置型波分复用器240与薄膜铌酸锂调制器220一同集成在光调制芯片20中。

图18为根据本实用新型另一实施例的四进十六出型1.6T光模块的示意图。光模块1l可包含两个次模块，并且每个次模块包含两个光发射单元10、光调制芯片20d、耦合手段30及金属基座60”，并且这些次模块共享同一个电路板40”及同一个驱动电芯片50”。

对于每个次模块，其内部的光发射单元10所射出的光信号被耦合到光调制芯片20d内。在光调制芯片20d中，分光器230将双通道光信号分成八通道光信号，八通道光信号分别借助薄膜铌酸锂调制器220进行信号调制，而生成八通道调制后的光信号。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并经过光传输件91(光纤阵列)而被耦合进八条光纤内，再将光信号输出至外部光通信设备。

图18绘出本实用新型采用两个二进八出型的次模块集成而实现四进十六型1.6T光模块。在其他实施例中，可以采用两个八进二出型的次模块集成而实现十六进四出型1.6T光模块，如图19和图20所示。其中，图19绘出各个次模块可包含外置型波分复用器92用以将调制后的光信号合波成两道光信号，图20绘出各个次模块可包含内置型波分复用器240。

图21为根据本实用新型又一实施例的四进十六出型1.6T光模块的示意图。光模块1m可包含四个次模块，并且每个次模块包含单个光发射单元10、光调制芯片20d、耦合手段30及金属基座60”，并且这些次模块共享同一个电路板40”及同一个驱动电芯片50”。

对于每个次模块，其内部的光发射单元10所射出的光信号被耦合到光调制芯片20d内。单通道光信号被分光器230分成四路光线并借助薄膜铌酸锂调制器220进行信号调制，而生成四通道调制后的光信号。调制后的光信号自薄膜铌酸锂调制器220输出并经过光传输件91(光纤阵列)而被耦合进四条光纤内，再将光信号输出至外部光通信设备。

综上所述，根据本实用新型揭露的光模块采用薄膜铌酸锂调制器进行光信号的调制作业。薄膜铌酸锂调制器具有体积小以及调制效率高的优点。采用薄膜铌酸锂调制器的光调制芯片能可实现单通道100G以上的速率。将此光调制芯片应用到光通信系统中能大幅降低系统制造本以及提升传输表现。此外，由于薄膜铌酸锂调制器能兼顾光强度和相位的调制，因此在选择与其搭配使用的光发射单元时可以不受限于相位需要一致的要求，有助于降低制造成本。进一步地，光发射单元(例如激光发射器)与薄膜铌酸锂之间的光路耦合能通过激光器发散角和薄膜铌酸锂芯片的模场匹配，采用直接耦合的方式，节省空间体积，提高耦合效率。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包含：

至少一光发射单元；

光调制芯片，包含封装结构以及位于该封装结构内的薄膜铌酸锂调制器，且该至少一光发射单元位于该封装结构外部；

耦合手段，设置以将该薄膜铌酸锂调制器与该至少一光发射单元光耦合；

密封外壳，具有气密空间，该至少一光发射单元、该光调制芯片及该耦合手段均容置在该气密空间内；以及

陶瓷电路板，通过密封焊料固定于该密封外壳。

2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，该耦合手段包含：

该至少一光发射单元的发射端口，且该发射端口直接接触该光调制芯片。

3.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，该耦合手段包含：

一单芯连接器，设置在该光调制芯片与该至少一光发射单元之间。

4.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，该耦合手段包含：

聚焦透镜以及光隔离器，设置在该光调制芯片与该至少一光发射单元之间，其中该光隔离器及该聚焦透镜自该光调制芯片至该至少一光发射单元依序排列。

5.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，该耦合手段包含：

准直透镜、聚焦透镜以及光隔离器，设置在该光调制芯片与该至少一光发射单元之间，其中该聚焦透镜、该光隔离器及该准直透镜自该光调制芯片至该至少一光发射单元依序排列。

6.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，更包含：

电路板；

驱动电芯片，设置在该电路板；以及

金属基座，设置在该电路板，该至少一光发射单元与该光调制芯片承载在该金属基座上，该至少一光发射单元与该电路板电性连接，且该光调制芯片与该驱动电芯片电性连接。

7.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，更包含：

光传输件，与该光调制芯片的该薄膜铌酸锂调制器光耦合；

其中，该至少一光发射单元与该光传输件位于该光调制芯片的同一侧，且该光传输件包含光纤阵列。

8.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，更包含：

波分复用器，设置在该金属基座，该波分复用器与该光调制芯片的该薄膜铌酸锂调制器光耦合，且该波分复用器位于该封装结构外部；以及

光传输件，与该波分复用器光耦合。

9.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，该光调制芯片更包含波分复用器，该波分复用器与该薄膜铌酸锂调制器光耦合，且该波分复用器位于该封装结构内。

10.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，该至少一光发射单元发出红外光。