CN219957923U - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种光模块。该光模块包括：壳体，所述壳体内部设置为空腔结构；电路板，其设置在所述空腔结构内，所述电路板侧边开设有一安装部；散热组件，其包括有连接在所述安装部处的第一散热部件和设置在所述电路板上的第二散热部件；光发射组件，其设置在所述第一散热部件上，包括若干激光器，用于发射光信号；光接收组件，其设置在所述第二散热部件上，包括若干光接收器，用于接收光信号；光纤适配组件，其包括有连接所述光准直器和所述壳体的发射端光纤适配器以及连接所述光解复用器和所述壳体的接收端光纤适配器。通过本申请提供的光模块，提高光模块工作过程的散热性能。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及光通信领域，具体地涉及一种光模块。

背景技术

现有技术中，为了实现大量数据的高速传输，光通信技术不可或缺，而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。随着数据中心流量的急剧增长，所需求的通信速率也必须提高，从而对光模块的传输速率要求也越来越高，从以前的10G、25G、100G到现在的400G甚至800G，光模块沿着高速、高密度的方向不断迭代更新。

在实现现有技术过程中，发明人发现：

随着传输速率的提高，相应的元器件种类、数量繁多，布线密度显著增加，同时要求光模块在有限的空间内完成结构封装，这就导致了光模块运行过程温度升高，散热性能差，从而影响光模块内电气连接，导致光模块工作失效。

因此，需要提供一种散热较好的光模块的技术方案以解决现有技术中光模块内温度升高，散热性能差的技术问题。

实用新型内容

为克服上述缺点，本申请的目的在于：提供一种散热较好的光模块的技术方案以解决现有技术中光模块内温度升高，散热性能差的技术问题。。

为了达到以上目的，本申请采用如下技术方案：

一种光模块，其包括：

壳体，所述壳体内部设置为空腔结构；

电路板，其设置在所述空腔结构内，所述电路板侧边开设有一安装部；

散热组件，其包括有连接在所述安装部处的第一散热部件和设置在所述电路板上的第二散热部件；

光发射组件，其设置在所述第一散热部件上，包括有依次排列设置的若干激光器、若干光学透镜、光复用器、光隔离器和光准直器；

光接收组件，其设置在所述第二散热部件上，包括有排列设置的若干光接收器和光解复用器；

光纤适配组件，其包括有连接所述光准直器和所述壳体的发射端光纤适配器以及连接所述光解复用器和所述壳体的接收端光纤适配器。

在一较佳的实施方式中，所述第一散热部件上开设有安装槽，所述激光器设置在所述安装槽中。

在一较佳的实施方式中，所述激光器设置在所述安装槽中，具体包括：

设于所述激光器和所述安装槽之间的陶瓷基板；

设于所述陶瓷基板和所述安装槽之间的热电制冷片。

在一较佳的实施方式中，所述热电制冷片包括散热面、冷却面；

其中，所述热电制冷片散热面与所述安装槽相连接，所述热电制冷器的冷却面与所述陶瓷基板相连接。

在一较佳的实施方式中，所述第一散热部件开设有安装槽的一侧还依次设置有凸台和安装面，所述凸台上设置有光复用器，所述安装面上设置有光隔离器，所述光隔离器远离所述凸台一侧设置有光准直器。

在一较佳的实施方式中，所述激光器设置有8个，每4个所述激光器设置有1个光复用器、1个光隔离器和1个光准直器。

在一较佳的实施方式中，所述第一散热部件与所述电路板相接的三条侧边上设有容胶槽，所述容胶槽内放置有胶料，与所述电路板粘接。

在一较佳的实施方式中，所述光接收组件还包括有设置在所述光接收器一侧的光解复用器，所述光接受器远离所述光解复用器的一侧设置有跨阻放大器。

在一较佳的实施方式中，所述光接收器设置有8个，所述光解复用器设置有2个，所述跨阻放大器设置有2个，每个所述光解复用器对应4个光接收器，每4个所述光接收器对应1个跨阻放大器。

在一较佳的实施方式中，所述第二散热部件，具体包括：

设于所述电路板正面的正面散热铜片；

设于所述电路板反面的、与所述电路板正面的正面散热铜片位置相对应的反面散热铜片；其中，所述光解复用器设于所述正面散热铜片，所述正面散热铜片和所述反面散热铜片均与所述跨阻放大器之间形成导热连接。

在一较佳的实施方式中，所述正面散热铜片和所述反面散热铜片均与所述跨阻放大器之间形成导热连接具体为：所述电路板设有电路走线，所述跨阻放大器与所述电路走线连接，所述电路走线与所述正面散热铜片连接，所述电路走线通过连接柱与所述反面散热铜片连接。

通过本申请提供的光模块，能够使得光模块在有限空间内完成结构封装的基础上，提高其散热性能。与此同时，对光模块内电气连接影响较小，增加光模块的工作寿命。

附图说明

附图用来提供对本公开技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本申请内容。

图1为本申请实施例光模块示意图；

图2为根据图1提供的本申请实施例的光模块局部的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第一散热部件结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电路板结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电路板另一结构示意图；

图6为本申请实施例提供的壳体结构示意图。

附图标记

光模块-100；壳体-10；凸起块-101；电路板-20；散热组件-30；第一散热部件-301；容胶槽-3011；安装槽-3012；凸台-3013；安装面-3014；第二散热部件-302；正面散热铜片-3021；反面散热铜片-3022；光发射组件-40；激光器-401；光学透镜-402；光复用器-403；光隔离器-404；光准直器-405；光接收组件-50；光接收器-501；光解复用器-502；光纤适配组件-60；跨阻放大器-503；发射端光纤适配器-601；接收端光纤适配器-602。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

接下来结合附图来描述本申请提出的光模块100(下称光模块100)。

请参照图1至图2，所述光模块100包括：壳体10，所述壳体10内部设置为空腔结构；电路板20，其设置在所述空腔结构内，所述电路板20侧边开设有一安装部；散热组件30，其包括有连接在所述安装部处的第一散热部件301和设置在所述电路板20上的第二散热部件302；光发射组件40，其设置在所述第一散热部件301上，包括有依次排列设置的若干激光器401、若干光学透镜402、光复用器403、光隔离器404和光准直器405；光接收组件50，其设置在所述第二散热部件302上，包括有排列设置的若干光接收器501和光解复用器502；光纤适配组件60，其包括有连接所述光准直器405和所述壳体10的发射端光纤适配器601以及连接所述光解复用器502和所述壳体10的接收端光纤适配器602。

如图6所示，所述光模块100的壳体10内部为空腔结构，用于容纳所述电路板20、散热组件30、光发射组件40、光接收组件50、光纤适配组件60。应当指出的是，壳体10在所述第一散热部件301和第二散热部件302处分别设有相对应的凸起块101，所述第一散热部件301和第二散热部件302与所述相对应的凸起块101之间通过导热硅胶相接，从而缩短传输到壳体10的散热距离，也方便导热硅胶的涂敷定位。可以理解的是，所述第一散热部件301和第二散热部件302处分别设有相对应的凸起块101，凸起块的设置同样是为了散热而设置的。

如图4为电路板示意图，如图5为电路板另一示意图。电路板20设于所述空腔结构中，对于本领域技术人员而言，电路板20主要用于电信号的传输、供电等电功能。电路板20上可以是设置有电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、MOS管)及芯片(如MCU、激光驱动器、时钟数据恢复CDR、电源管理芯片、数据处理芯片DSP)等。

电路板20上连接有光发射组件40、光接收组件50、光纤适配组件60。光发射组件40中包括若干激光器401、若干光学透镜402、光复用器403、光隔离器404和光准直器405。其中，多个若干光学透镜402与多个激光器401对应设置，若干光学透镜402位于激光器401的出射光路，光隔离器404与光复用器403对应设置，光隔离器404设于光复用器403的出射光路。光接收组件50包括有若干光接收器501和光解复用器502。光接收器501远离光解复用器502的一侧还设有跨阻放大器503。光纤适配组件60包括有发射端光纤适配器601和接收端光纤适配器602。其中，发射端光纤适配器601一端连接光准直器405，接收端光纤适配器602一端连接光解复用器502，发射端光纤适配器601和接收端光纤适配器602的另一端都连接在壳体10。

散热组件30，主要用于光模块100的散热。散热组件30具体包括有连接在安装部处的第一散热部件301和设置在电路板20上的第二散热部件302。第一散热部件301主要用于光发射组件40的散热，第二散热部件302主要用于光接收组件50的散热。第一散热部件301选用导热系数及热膨胀系数较低的金属材料，如钨铜。

进一步的，如图3所示，所述第一散热部件301与电路板20相接的三条侧边上开设有容胶槽3011，所述容胶槽3011内放置有胶料，与所述电路板20的安装部粘接。通过设置容胶槽3011，在贴装到电路板20的过程中，增加粘胶的接触面积，从而使贴附的更稳定。

进一步的，第一散热部件301上开设有安装槽3012，激光器401设置在安装槽3012中。在本申请提供的一种优选实施例中，激光器401和第一散热部件301的安装槽3012之间还包括：设于若干激光器401和安装槽3012之间的陶瓷基板；设于陶瓷基板和安装槽3012之间的热电制冷片。热电制冷片包括散热面、冷却面；其中，热电制冷片散热面与安装槽3012相连接，热电制冷器的冷却面与陶瓷基板相连接。可以理解为，安装槽3012内设有热电制冷片，热电制冷片的散热面通过导热胶粘贴在安装槽3012内，保证良好的导热性。热电制冷片的冷却面通过导热胶粘贴在陶瓷基板，便于散热。

进一步的，第一散热部件301开设有安装槽3012的一侧还设置有凸台3013，光复用器403设置在凸台3013上。第一散热部件301的凸台3013远离安装槽3012的端面还设有安装面3014，安装面3014上设置有光隔离器404。

具体的，光复用器403贴装在凸台3013上，光隔离器404贴装于安装面3014上。还应当指出的是，安装面3014上还设置有位于光隔离器404一侧的，远离所述凸台3013的光准直器405。光准直器405也贴装于安装面3014上。优选的，光准直器405和安装面3014之间还设有垫块。光准直器405和垫块采用相同材质，如光学玻璃，在将光准直器405耦合到光路上时，确定位置后在垫块和光准直器405之间涂光学胶，同种材质有利于两者粘接更牢固，而垫块下表面面积更大，粘贴在安装面3014上，比光准直器405直接粘到安装面3014上更稳定。

可以理解的是，本领域技术人员应当熟知，安装槽3012的深度需满足使激光器401的引线焊盘与PCB边缘的引线焊盘齐平贴近，凸台3013的高度以及安装面3014的高度根据各光发射组件40而定，使得若干光学透镜402、光复用器403、光隔离器404、光准直器405均位于各激光器401出射的光路上。

进一步的，第二散热部件302，具体包括：设于电路板20正面的正面散热铜片3021；设于所述电路板20反面的、与电路板20正面的跨阻放大器503位置相对应的反面散热铜片3022；其中，光解复用器502设于正面散热铜片3021上。

具体的，第二散热部件302分为铺设在电路板20正面的正面散热铜片3021和铺设于电路板20背面的、与电路板20正面的跨阻放大器503位置相对应的反面散热铜片3022，光解复用器502设于正面散热铜片3021上，光解复用器502与正面散热铜片3021粘贴，再通过正面散热铜片3021与电路板20相贴，相比于光解复用器502与电路板表面的油墨粘贴，能够提高粘贴稳定性。

进一步的，电路板20在所述正面散热铜片3021、反面散热铜片3022周边设通孔；所述通孔内设有连接柱，用于连接所述正面散热铜片3021和反面散热铜片3022。

具体的，正面散热铜片通过电路走线与跨阻放大器形成热连接，电路走线连接跨阻放大器的部分和反面散热铜片3022之间设有通孔，通孔内设有连接柱，所述连接柱可以是铜柱。从而使得正面散热铜片3021和反面散热铜片3022均与跨阻放大器503之间形成导热连接，提高光接收组件50处的散热效率。可以理解，所述正面散热铜片3021设于光接收组件50附近，增加散热表面积，以对光解复用器502、光接收器501、跨阻放大器503进行散热。与此同时，跨阻放大器503和反面散热铜片3022之间通过连接柱连接，进而将跨阻放大器产生的大部分热量传导至反面散热铜片3022，然后传递至壳体10，进而提高光接收组件50处的散热效率。

在本申请提供的实际应用场景中，主要用于800G光模块100，当然也可用于其他型号的模块上。800G光模块100的激光器401数量为8个。光接收器501为8个。8个激光器401分为2组。每4个激光器401对应1个光复用器403，光复用器403为2个。光隔离器404为2个。2个光复用器403对称设置在激光器401出光光路上，每组4个激光器401出射的四路光波经对应若干光学透镜402聚焦准直后分别从光复用器403的四个入射口进入光复用器403，四路光波经复用后成为一路合波从出射口输出，再经光隔离器404后进入光准直器405，最后进入光纤适配器。8个光接收器501分为2组，光解复用器502为2个，每个光解复用器502对应4个光接收器501，外部合波经光纤适配器传入光解复用器502，经解复后形成四路光波分别出射到对应的一组光接收器501上。

800G光模块100的壳体10在所述光发射组件40、光接收组件50位置处分别设置凸台3013，壳体10的凸台3013上通过导热硅胶分别与所述第一散热部件301和第二散热部件302相接。第一散热部件301连接于所述电路板20的安装部位置，第一散热部件301与电路板20相接的三侧边上开设有容胶槽3011，通过容胶槽3011内的胶料与所述电路板20粘接。第二散热部件302同样与所述电路板20相接。第一散热部件301上设置有安装槽3012，安装槽上安装有8个激光器401。安装槽与8个激光器401之间设有陶瓷基板，陶瓷基板和安装槽之间设有热电制冷片。热电制冷片散热面与安装槽3012相连接，所述热电制冷器的冷却面与陶瓷基板相连接。第一散热部件301开设有安装槽3012的一侧还设置有凸台3013，用于2个光复用器403安装。第一散热部件301的凸台远离安装槽3012的端面还设有安装面3014，所述安装面3014上设置有2个光隔离器404、光准直器405。第二散热部件302包括正面散热铜片3021和反面散热铜片3022，正面散热铜片3021和反面散热铜片3022均与跨阻放大器503之间形成导热连接，用于为光接收组件50中的8个光接收器501和2个跨阻放大器503散热。光纤适配组件60设于所述壳体10，包括发射端光纤适配器601和接收端光纤适配器602。

需要说明的是以上所述实施例的各技术特征如“壳体”、“光发射组件”、“光接手组件”、“第一散热部件”、“第二散热部件”、“光纤适配组件”、“电路板”、“激光器”、“光学透镜”、“光复用器”、“光隔离器”、“光接收器”、“光解复用器”等可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡如本申请精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内部设置为空腔结构；

电路板，其设置在所述空腔结构内，所述电路板侧边设有一安装部；

散热组件，其包括连接在所述安装部处的第一散热部件与设置在所述电路板上的第二散热部件；

光发射组件，其设置在所述第一散热部件上，包括若干激光器，用于发射光信号；

光接收组件，其设置在所述第二散热部件上，包括若干光接收器，用于接收光信号；

光纤适配组件，其包括连接所述光发射组件和所述壳体的发射端光纤适配器以及连接所述光接收组件和所述壳体的接收端光纤适配器。

2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述第一散热部件上开设有安装槽，所述激光器设置在所述安装槽中。

3.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述激光器设置在所述安装槽中，具体包括：

设于所述激光器和所述安装槽之间的陶瓷基板；

设于所述陶瓷基板和所述安装槽之间的热电制冷片。

4.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，

所述第一散热部件开设有所述安装槽的一侧还依次设置有凸台和安装面，所述凸台上设置有光复用器，所述安装面上设置有光隔离器，所述光隔离器远离所述凸台一侧设置有光准直器。

5.如权利要求4所述的光模块，其特征在于，

所述激光器设置有8个，每4个所述激光器设置有1个光复用器、1个光隔离器和1个光准直器。

6.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述第一散热部件与所述电路板相接的三条侧边上设有容胶槽，所述容胶槽内放置有胶料，与所述电路板粘接。

7.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述光接收组件还包括有设置在所述光接收器一侧的光解复用器，所述光接收器远离所述光解复用器的一侧设置有跨阻放大器。

8.如权利要求7所述的光模块，其特征在于，

所述光接收器设置有8个，所述光解复用器设置有2个，所述跨阻放大器设置有2个，每个所述光解复用器对应4个光接收器，每4个所述光接收器对应1个跨阻放大器。

9.如权利要求7所述的光模块，其特征在于，

所述第二散热部件，具体包括：

设于所述电路板正面的正面散热铜片；

设于所述电路板反面的、与所述电路板正面的所述跨阻放大器位置相对应的反面散热铜片；

其中，所述光解复用器设于所述正面散热铜片，所述正面散热铜片和所述反面散热铜片均与所述跨阻放大器之间形成导热连接。

10.如权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述正面散热铜片和所述反面散热铜片均与所述跨阻放大器之间形成导热连接具体为：

所述电路板设有电路走线，所述跨阻放大器与所述电路走线连接，所述电路走线与所述正面散热铜片连接，所述电路走线通过连接柱与所述反面散热铜片连接。