CN220085123U

CN220085123U - 光模块

Info

Publication number: CN220085123U
Application number: CN202321480337.8U
Authority: CN
Inventors: 张晓磊; 王扩; 李静思
Original assignee: Hisense Broadband Multimedia Technology Co Ltd
Current assignee: Hisense Broadband Multimedia Technology Co Ltd
Priority date: 2023-06-09
Filing date: 2023-06-09
Publication date: 2023-11-24
Anticipated expiration: 2033-06-09

Abstract

本公开提供了一种光模块，包括光发射部件，光发射部件包括发射管壳、引脚及位于发射管壳内的第一与第二激光器组，发射管壳内安装有接地件；引脚包括第一、第二引脚组，第一引脚组的引脚插入发射管壳内，第一激光器组通过打线与第一引脚组连接；第二引脚组包括插入发射管壳的高速信号、供电引脚及与发射管壳连接的接地引脚，接地件包围高速信号引脚，接地件与高速信号引脚间的距离小于高速信号、接地引脚间的距离；第二激光器组通过打线与高速信号、供电引脚及接地件连接，第二激光器组的传输速率大于第一激光器组的传输速率。本公开在发射管壳内增设接地件，通过接地件实现了高速信号引脚与第二激光器组的阻抗匹配，提高了光模块的传输速率。

Description

光模块

技术领域

本公开涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

随着云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式发展，光通信技术的发展进步变的愈加重要。在光通信技术中，光模块是实现光电信号转换的器件，是光通信设备中的关键器件之一，并且随着光通信技术发展的需求，光模块的传输速率不断提高，对光模块内光器件的封装结构要求也越来越高。

实用新型内容

本公开实施例提供了一种光模块，以实现光模块的高速率低成本封装。

本公开提供了一种光模块，包括：

电路板；

光发射部件，与所述电路板电连接，用于产生信号光；

其中，所述光发射部件包括：

发射管壳，一侧板内安装有接地件，另一侧板上嵌有光窗；

引脚，一端与所述电路板电连接，所述引脚包括第一引脚组与第二引脚组，所述第一引脚组的引脚插入所述发射管壳内；所述第二引脚组包括高速信号引脚、供电引脚与接地引脚，所述高速信号引脚与所述供电引脚插入所述发射管壳内，所述接地引脚与所述发射管壳连接，所述接地件包围所述高速信号引脚，所述接地件与所述高速信号引脚之间的距离小于所述高速信号引脚与所述接地引脚之间的距离；

垫片，位于所述发射管壳内；

第一激光器组，位于所述垫片上，所述第一激光器组通过打线分别与所述第一引脚组连接，所述第一激光器组用于产生第一波长的信号光；

第二激光器组，倾斜设置于所述垫片上，所述第二激光器组通过打线分别与所述高速信号引脚、所述供电引脚与所述接地件连接，所述第二激光器组的传输速率大于所述第一激光器组的传输速率，所述第二激光器组用于产生第二波长的信号光。

由上述实施例可见，本公开实施例提供的光模块包括电路板与光发射部件，光发射部件与电路板电连接，光发射部件包括发射管壳、引脚、垫片、第一激光器组与第二激光器组，发射管壳的一侧板内安装有接地件，发射管壳的另一侧板上嵌有光窗；引脚的一端与电路板电连接，以通过引脚传输电路板输出的电信号；引脚包括第一引脚组与第二引脚组，第一引脚组的引脚插入发射管壳内，第一激光器组通过打线与第一引脚组连接，以通过第一引脚组实现第一激光器组与电路板的电连接，使得第一激光器组产生第一波长的信号光；第二引脚组包括高速信号引脚、供电引脚与接地引脚，高速信号引脚与供电引脚插入发射管壳内，接地引脚与发射管壳连接，以使发射管壳与接地件整体接地；接地件包围高速信号引脚，接地件与高速信号引脚之间的距离小于高速信号引脚与接地引脚之间的距离，能够减小高速信号引脚相对于GND的特性阻抗，从而能够实现高速信号引脚与第二激光器组的阻抗匹配；第二激光器组倾斜设置于垫片上，第二激光器组通过打线分别与第二引脚组的高速信号引脚、供电引脚与接地件连接，以通过第二引脚组实现第二激光器组与电路板的电连接，使得第二激光器组产生第二波长的信号光；由于通过接地件能够实现第二引脚组的高速信号引脚与第二激光器组的阻抗匹配，第二引脚组的高速信号引脚能够传输高速信号，使得第二激光器组的传输速率大于第一激光器组的传输速率。本公开提供的光模块，在第二引脚组的高速信号引脚的外周增设接地件，接地件与高速信号引脚之间的距离小于高速信号引脚与接地引脚之间的距离，以通过接地件减小发射管壳内高速信号引脚与GND的距离，有利于实现高速信号引脚与激光第二激光器组的阻抗匹配，从而能够提高光模块的传输速率。

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，并非是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、信号的实际时序等进行限制。

图1为根据本公开一些实施例提供的一种光通信系统的部分结构图；

图2为根据本公开一些实施例提供的一种上位机的局部结构图；

图3为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的结构图；

图4为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的分解图；

图5为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的内部结构图；

图6为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的结构图；

图7为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的分解图；

图8为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体与引脚的装配图；

图9为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体的结构图一；

图10为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体的结构图二；

图11为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体与引脚的装配剖视图；

图12为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体的结构图三；

图13为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体与引脚在另一角度下的装配图；

图14为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的局部结构图一；

图15为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的局部剖视图；

图16为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的局部结构图二；

图17为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第一激光芯片结构图；

图18为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第一激光器组的结构图；

图19为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二基板的结构图；

图20为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光芯片的结构图；

图21为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光器组的局部结构图；

图22为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二匹配电阻的结构图；

图23为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光器组与第二匹配电阻的装配图；

图24为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光器组与第二匹配电阻在另一角度下的线路连接图一；

图25为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光器组与第二匹配电阻的线路连接图二；

图26为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中支撑柱的结构图；

图27为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光器组的结构图；

图28为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的电气连接示意图；

图29为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的光路图；

图30为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光窗的结构图；

图31为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体与光窗的装配剖视图；

图32为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在光通信技术中，为了在信息处理设备之间建立信息传递，需要将信息加载到光上，利用光的传播实现信息的传递。这里，加载有信息的光就是光信号。光信号在信息传输设备中传输时可以减少光功率的损耗，因此可以实现高速度、远距离、低成本的信息传递。信息处理设备能够识别和处理的信号是电信号。信息处理设备通常包括光网络终端(Optical Network Unit，ONU)、网关、路由器、交换机、手机、计算机、服务器、平板电脑、电视机等，信息传输设备通常包括光纤及光波导等。

光模块可以实现信息处理设备与信息传输设备之间的光信号与电信号的相互转换。例如，光模块的光信号输入端或光信号输出端中的至少一个连接有光纤，光模块的电信号输入端或电信号输出端中的至少一个连接有光网络终端；来自光纤的第一光信号传输至光模块，光模块将该第一光信号转换为第一电信号，并将该第一电信号传输至光网络终端；来自光网络终端的第二电信号传输至光模块，光模块将该第二电信号转换为第二光信号，并将该第二光信号传输至光纤。由于多个信息处理设备之间可以通过电信号进行信息传输，因此，需要多个信息处理设备中的至少一个信息处理设备直接与光模块连接，而无需所有的信息处理设备直接与光模块连接。这里，直接连接光模块的信息处理设备被称为光模块的上位机。另外，光模块的光信号输入端或光信号输出端可被称为光口，光模块的电信号输入端或电信号输出端可被称为电口。

图1为根据本公开一些实施例提供的一种光通信系统的部分结构图。如图1所示，光通信系统主要包括远端信息处理设备1000、本地信息处理设备2000、上位机100、光模块200、外部光纤101以及网线103。

外部光纤101的一端向远端信息处理设备1000的方向延伸，且外部光纤101的另一端通过光模块200的光口与光模块200连接。光信号可以在外部光纤101中全反射，且光信号在全反射方向上的传播几乎可以维持原有光功率，光信号在外部光纤101中发生多次的全反射，以将来自远端信息处理设备1000的光信号传输至光模块200中，或将来自光模块200的光信号传输至远端信息处理设备1000，从而实现远距离、低功率损耗的信息传递。

光通信系统可以包括一根或多根外部光纤101，且外部光纤101与光模块200可拆卸连接，或固定连接。上位机100被配置为向光模块200提供数据信号，或从光模块200接收数据信号，或对光模块200的工作状态进行监测或控制。

上位机100包括大致呈长方体的壳体(housing)，以及设置在该壳体上的光模块接口102。光模块接口102被配置为接入光模块200，以使上位机100与光模块200建立单向或双向的电信号连接。

上位机100还包括对外电接口，该对外电接口可以接入电信号网络。例如，该对外电接口包括通用串行总线接口(Universal Serial Bus，USB)或网线接口104，网线接口104被配置为接入网线103，以使上位机100与网线103建立单向或双向的电信号连接。网线103的一端连接本地信息处理设备2000，且网线103的另一端连接上位机100，以通过网线103在本地信息处理设备2000与上位机100之间建立电信号连接。例如，本地信息处理设备2000发出的第三电信号通过网线103传入上位机100，上位机100根据该第三电信号生成第二电信号，来自上位机100的该第二电信号传输至光模块200，光模块200将该第二电信号转换为第二光信号，并将该第二光信号传输至外部光纤101，该第二光信号在外部光纤101中传输至远端信息处理设备1000。例如，来自远端信息处理设备1000的第一光信号通过外部光纤101传播，来自外部光纤101的第一光信号传输至光模块200，光模块200将该第一光信号转换为第一电信号，光模块200将该第一电信号传输至上位机100，上位机100根据该第一电信号生成第四电信号，并将该第四电信号传入本地信息处理设备2000。需要说明的是，光模块是实现光信号与电信号相互转换的工具，在上述光信号与电信号的转换过程中，信息并未发生变化，信息的编码和解码方式可以发生变化。

上位机100除了包括光网络终端之外，还包括光线路终端(Optical LineTerminal，OLT)、光网络设备(Optical Network Terminal，ONT)、或数据中心服务器等。

图2为根据本公开一些实施例提供的一种上位机的局部结构图。为了清楚地显示光模块200与上位机100的连接关系，图2仅示出了上位机100的与光模块200相关的结构。如图2所示，上位机100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、设置于笼子106上的散热器107、以及设置于笼子106内部的电连接器。该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结构。

光模块200插入上位机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，从而使光模块200与上位机100建立双向的电信号连接。此外，光模块200的光口与外部光纤101连接，从而使得光模块200与外部光纤101建立双向的光信号连接。

图3为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的结构图，图4为根据本公开一些实施例提供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(shell)、设置于壳体内的电路板300、光发射部件400与光接收部件500。但本公开并不局限于此，在一些实施例中，光模块200包括光发射部件400与光接收部件500之一。

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。

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包括上盖板2011，上盖板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包括上盖板2011，以及位于上盖板2011两侧、与上盖板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的左端)，开口205也位于光模块200的端部(图3的右端)。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301从电口伸出，插入上位机100的电连接器中；开口205为光口，被配置为接入外部的外部光纤101，以使外部光纤101连接光模块200中的光部件。

采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板300、光发射部件400、光接收部件500等安装到上述壳体中，由上壳体201、下壳体202可以对上述器件进行封装保护。此外，在装配电路板300、光发射部件400、光接收部件500等时，上述上壳体201、下壳体202结合的装配方式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600。解锁部件600被配置为实现光模块200与上位机100之间的固定连接，或解除光模块200与上位机100之间的固定连接。

例如，解锁部件600位于下壳体202的两个下侧板2022的外侧，包括与上位机100的笼子106匹配的卡合部件。当光模块200插入笼子106中时，由解锁部件600的卡合部件将光模块200固定在笼子106中；拉动解锁部件600时，解锁部件600的卡合部件随之移动，从而改变卡合部件与上位机的连接关系，以解除光模块200与上位机的固定，从而可以将光模块200从笼子106中抽出。

电路板300包括电路走线、电子元件及芯片等，通过电路走线将电子元件和芯片按照电路设计连接，以实现供电、电信号传输及接地等功能。电子元件例如可以包括电容、电阻、三极管、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)。芯片例如可以包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、激光驱动芯片、跨阻放大器(Transimpedance Amplifier，TIA)、限幅放大器(LimitingAmplifier，LA)、时钟数据恢复芯片(Clock and Data Recovery，CDR)、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的承载上述电子元件和芯片；硬性电路板还可以插入上位机100的笼子106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301，金手指301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301与笼子106内的电连接器导通。金手指301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，以提供更多数量的引脚，从而适应引脚数量需求大的场合。金手指301被配置为与上位机建立电连接，以实现供电、接地、二线制同步串行(Inter-IntegratedCircuit，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。

光发射部件400或光接收部件500中的至少一个位于电路板300的远离金手指301的一侧。

在一些实施例中，光发射部件400及光接收部件500分别与电路板300物理分离，然后分别通过相应的柔性电路板或电连接件与电路板300电连接。

在一些实施例中，光发射部件400或光接收部件500中的至少一个可以直接设置在电路板300上。例如，光发射部件400或光接收部件500中的至少一个可以设置在电路板300的表面或电路板300的侧边。

图5为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的内部结构图。如图5所示，本公开实施例提供的光模块还包括第一光纤适配器700与第二光纤适配器800，光发射部件400的一端通过柔性电路板与电路板300电连接，电路板300通过柔性电路板向光发射部件400的激光芯片传输电信号，以驱动激光芯片产生光信号；光发射部件400的另一端与第一光纤适配器700光连接，光发射部件400产生的光信号经由第一光纤适配器700发射出去，以实现光的发射。

光接收部件500的一端与第二光纤适配器800光连接，外部光信号经由第二光纤适配器800传输至光接收部件500，光接收部件500将光信号转换为电信号；光接收部件500的另一端通过柔性电路板与电路板300电连接，以将光接收部件500输出的电信号传输至电路板300，电信号经由金手指301传输至上位机100，以实现光的接收。

图6为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的结构图，图7为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的分解图。如图6与图7所示，光发射部件400包括发射管壳与引脚403，该引脚403插入发射管壳内，且引脚403与发射管壳密封连接，以实现光发射部件400的气密封装。

发射管壳包括发射壳体401与盖板402，发射壳体401设计为顶部开口的空腔结构，盖板402盖合在发射壳体401上；发射壳体401内设置有光发射组件，引脚403插入发射壳体401内，光发射组件通过打线与引脚403连接，以使光发射组件通过引脚403与柔性电路板或电路板300电连接。在一些实施例中，为实现电磁屏蔽以及器件散热，发射壳体401与盖板402一般采用金属材料制成。

为实现光模块使用过程中，对发射壳体401内的光发射组件的保护，发射壳体401、盖板402与引脚403采用气密性封装，发射壳体401内的光发射组件通过引脚403与外部的电路板连接，以实现光发射部件400的气密封装。

图8为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体与引脚的装配图，图9为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体的结构图一。如图8与图9所示，发射壳体401包括底板4010、第一侧板4011、第二侧板4012、第三侧板4013与第四侧板4014，第一侧板4011、第二侧板4012、第三侧板4013与第四侧板4014均与底板4010垂直连接，第一侧板4011与第三侧板4013相对设置，第二侧板4012与第四侧板4014相对设置，如此，底板4010、第一侧板4011、第二侧板4012、第三侧板4013与第四侧板4014组成一个顶部开口的壳体。

第三侧板4013上形成有多个插孔4016，引脚403通过插孔4016插入发射壳体401内，且引脚403与插孔4016之间通过绝缘件4017密封连接，以实现引脚403与发射壳体401的密封连接。

在一些实施例中，由于玻璃PIN封装是光器件中成本最低的封装形式，因此绝缘件4017为玻璃件，引脚403与发射壳体401之间通过玻璃密封连接。

在一些实施例中，为了避免信号串扰，相邻插孔4016之间的间距需大于0.2mm，当光发射组件包括多个激光器组时，多个激光芯片需连接较多的引脚403，发射壳体401的第三侧板4013上的插孔4016数量较多，为了保证相邻插孔4016之间的间距，第三侧板4013的内侧面呈台阶状设置，即第三侧板4013的内侧面包括第一面与第二面，第二面可突出于第一面，使得第二面与第一侧板4011之间的距离小于第一面与第一侧板4011之间的距离，且第一面与第二面上分别形成有插孔4016，如此增大了相邻插孔4016之间的间距，以在第三侧板4013上设置较多的插孔4016。

将引脚403通过插孔4016插入发射壳体401后，引脚403通过打线与发射壳体401内的激光器组连接，引脚403传输的信号驱动激光器组产生信号光。

在一些实施例中，第一侧板4011上形成有通光孔4015，该通光孔4015贯穿第一侧板4011，以使通光孔4015与发射壳体401的内腔相连通，激光器组产生的信号光通过通光孔4015射出发射壳体401。

在一些实施例中，光发射部件400还包括光窗404，光窗404用于透过发射光信号以及密封发射壳体401上的通光孔。示例性的，光窗404嵌设在通光孔4015中，光窗404用于相对密封通光孔4015，既能使发射光信号通过，又能密封通光孔4015，以保证发射壳体401的密封性能。在一些实施例中，光窗404为透明玻璃。

在一些实施例中，光窗404可倾斜设置在通光孔4015内，通过光窗404与通光孔4015的不同轴设置，可以减少被光窗404反射的发射光信号原路返回至发射光信号的传输光路中，避免了反射光影响激光器组的发光性能。

在一些实施例中，光发射组件包括至少一个激光器组，激光器组分别通过打线与相应的引脚403连接，引脚403向激光芯片传输电信号、数据信号，以驱动激光芯片产生信号光。

参照图8，引脚403包括高速信号引脚4030、接地引脚4031与供电引脚4032，发射壳体401内的激光器组通过打线与插入插孔4016的引脚403连接时，激光芯片通过打线与高速信号引脚4030、供电引脚4032和接地引脚4031连接，通过供电引脚4032为激光芯片供电，以使激光芯片产生光；通过高速信号引脚4030传输的数据信号对激光芯片产生的光进行信号调制，如此，激光芯片在电信号、数据信号的作用下产生调制的光信号。

在一些实施例中，激光器组中的激光芯片与引脚403打线连接时，激光芯片根据引脚403传输的信号具有不同的传输速率，如1.25G、10G、50G等传输速率。

当引脚403传输的信号为低速信号时，由于低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“短线”，可以不考虑低速信号在传输线内的反射，因此，引脚403传输低速信号时，一般不考虑传输线的阻抗匹配问题。

当引脚403传输的信号为高速信号时，就需考虑信号在传输线内的反射问题，反射信号易与原信号混叠，影响信号质量，为了保证引脚403传输高速信号的完整性，需保证引脚403与激光芯片的阻抗匹配。

在一些实施例中，高速信号引脚4030的两侧分别设置有接地引脚4031，高速信号引脚4030与两个接地引脚4031组成地-信号-地(Ground-Signal-Ground，GSG)结构，根据高速信号引脚4030与接地引脚4031的相关参数计算高速信号引脚4030的特征阻抗。

高速信号引脚4030的特征阻抗是由内导体外径、外导体内径和绝缘材料介电常数等参数决定的，高速信号引脚4030的阻抗可以根据公式(1)计算：

其中，Zo-特性阻抗；

ε_r-绝缘体的相对介电常数，空气的ε_r≈1，玻璃绝缘子的ε_r＝4～7；

D-外导体内径，本公开实施例提供的光模块中，D为两个接地引脚4031之间的内径尺寸；

d-内导体外径，本公开实施例提供的光模块中，d为高速信号引脚4030的外径尺寸。

当引脚403采用玻璃封装与发射壳体401气密连接时，在发射壳体401的外侧，高速信号引脚4030与接地引脚4031之间近似为空气同轴；在发射壳体401的第三侧板4013处，高速信号引脚4030与接地引脚4031之间为玻璃同轴；在发射壳体401的内侧，高速信号引脚403与接地引脚4031之间为空气同轴。参照公式(1)，由于空气的介电常数小于玻璃的介电常数，由发射壳体401的外侧至发射壳体401的内部，高速信号引脚4030相对于接地引脚4031的阻抗变化为小-大-小。

在一些实施例中，引脚403与发射壳体401采用玻璃气密封装时，由于要保证气密性的玻璃尺寸限制，高速信号引脚4030与接地引脚4031之间的间距较大，即公式(1)中的D较大，导致高速信号引脚4030的特征阻抗较大，使得高速信号引脚4030与激光芯片之间的阻抗不匹配，影响了高速信号的完整性，难以实现激光芯片的高传输速率(如50G)。

为了实现光模块的高速率传输，本公开实施例提供的光模块，在第三侧板4013的内侧设置接地件，该接地件位于高速信号引脚4030的一侧，且该接地件与接地引脚4031连接，接地件与高速信号引脚4030之间的距离小于接地引脚4031与高速信号引脚4030之间的距离，根据公式(1)可知，通过接地件减小了高速信号引脚4030与GND之间的距离，减小了插入发射壳体401内的高速信号引脚4030的阻抗，有利于实现高速信号引脚4030与激光芯片的阻抗匹配，以实现高速率信号的完整传输。

图10为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体的结构图二，图11为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体与引脚的装配剖视图。如图10与图11所示，第三侧板4013的内侧的接地件可为接地柱，接地柱包括第一接地柱4180与第二接地柱4181，第一接地柱4180与第二接地柱4181分别与第三侧板4013固定连接，以实现第一接地柱4180与第二接地柱4181的接地。

第一接地柱4180与第二接地柱4181分别位于插孔4016的两侧，将高速信号引脚4030通过插孔4016插入发射壳体401后，第一接地柱4180与第二接地柱4181位于高速信号引脚4030的两侧，且第一接地柱4180与高速信号引脚4030之间的距离小于插孔4016内绝缘件4017的半径尺寸，第二接地柱4181与高速信号引脚4030之间的距离小于插孔4016内绝缘件4017的半径尺寸，使得第一接地柱4180与第二接地柱4181在第三侧板4013上的投影区域覆盖部分绝缘件4017，以减小高速信号引脚4030在发射壳体401内与GND之间的距离，从而减小高速信号引脚4030与激光芯片连接端的阻抗。

在一些实施例中，第一接地柱4180与第二接地柱4181可为直径尺寸一致的圆柱，该圆柱由第三侧板4013的内侧面向第一侧板4011的方向延伸，圆柱在第三侧板4013的投影区域覆盖部分绝缘件4017与部分第三侧板4013，使得第一接地柱4180与高速信号引脚4030的距离小于接地引脚4031与高速信号引脚4030之间的距离。

第一接地柱4180与第二接地柱4181也可为直径尺寸不一致的圆台，例如，第一接地柱4180右侧的直径尺寸大于第一接地柱4180左侧的直径尺寸，圆台的左侧面在第三侧板4013的投影区域覆盖部分绝缘件4017与部分第三侧板4013，使得第一接地柱4180的打线区(左侧)与高速信号引脚4030的距离小于接地引脚4031与高速信号引脚4030之间的距离，第二接地柱4181的打线区与高速信号引脚4030的距离小于接地引脚4031与高速信号引脚4030之间的距离。

在一些实施例中，第一接地柱4180与第二接地柱4181也可为尺寸一致的方形柱，方形柱在第三侧板4013的投影区域覆盖部分绝缘件4017与部分第三侧板4013。

在一些实施例中，第一接地柱4180与第二接地柱4181的左侧面和高速信号引脚4030的左侧面相平齐，激光芯片通过打线分别与高速信号引脚4030、第一接地柱4180和第二接地柱4181打线连接，以实现高速信号引脚4030与激光芯片的阻抗匹配。

图12为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体的结构图三。如图12所示，第三侧板4013的内侧的接地件还可包括多个接地柱，多个接地柱围绕在插孔4016的外周，将高速信号引脚4030通过插孔4016插入发射壳体401后，多个接地柱围绕在高速信号引脚4030的外周。

在一些实施例中，多个接地柱在第三侧板4013的投影区域覆盖部分绝缘件4017与部分第三侧板4013，使得多个接地柱与高速信号引脚4030之间的距离小于接地引脚4031与高速信号引脚4030之间的距离，减小了发射壳体401内高速信号引脚4030与GND之间的距离，从而减小了高速信号引脚4030与激光芯片连接端的阻抗。

图13为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体与引脚在另一角度下的装配图。如图13所示，第三侧板4013的内侧的接地件可为接地环413，接地环413的一端面与第三侧板4013的内侧面固定连接，第三侧板4013的外侧面与接地引脚4031连接，如此，发射壳体401与接地环413整体接地。接地环413的中心位置形成有通孔，该通孔与插孔4016相对设置，高速信号引脚4030插入该通孔内，且高速信号引脚4030与通孔不接触，以使接地环413包围高速信号引脚4030。

在一些实施例中，接地环413可为直径尺寸一致的圆环，该圆环由第三侧板4013的内侧面向第一侧板4011的方向延伸，圆环在第三侧板4013的投影区域覆盖部分绝缘件4017与部分第三侧板4013，使得高速信号引脚4030与接地环413之间的距离小于高速信号引脚4030与接地引脚4031之间的距离，减小了高速信号引脚4030与激光芯片连接端的阻抗。

图14为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的局部结构图一，图15为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的局部剖视图。如图14与图15所示，为方便在接地环413上打线，高速信号引脚4030的左侧面突出于接地环413的左侧面，接地环413的左端面上设置有第一打线平台4130与第二打线平台4131，第一打线平台4130与第二打线平台4131位于高速信号引脚4030的两侧，第一打线平台4130的左侧面、第二打线平台4131的左侧面与高速信号引脚4030的左侧面相平齐，第一打线平台4130与高速信号引脚4030之间、第二打线平台4131与高速信号引脚4030之间夹持有空气，使得第一打线平台4130、第二打线平台4131与高速信号引脚4030采用空气同轴设置。

第一打线平台4130的上侧面与第二打线平台4131的上侧面可相平齐，第一打线平台4130的上侧面与底板4010之间的上下距离小于接地环413的上侧与底板4010之间的上下距离，以减小激光芯片与第一打线平台4130和第二打线平台4131之间的打线距离。

在一些实施例中，第一打线平台4130与高速信号引脚4030之间的距离小于一接地引脚4031与高速信号引脚4030之间的距离，第二打线平台4131与高速信号引脚4030之间的距离小于另一接地引脚4031与高速信号引脚4030之间的距离，减小了发射壳体401内高速信号引脚4030与GND之间的距离。

参照图15，在第三侧板4013处，高速信号引脚4030与接地引脚4031为玻璃同轴；在发射壳体401内，第一打线平台4130、第二打线平台4131与高速信号引脚4030为空气同轴，且第一打线平台4130与高速信号引脚4030之间的距离和第二打线平台4131与高速信号引脚4030之间的距离较小，由于空气的介电常数小于玻璃绝缘子的介电常数，根据公式(1)可知，在高速信号引脚4030的外周增加接地环413，将发射壳体401内高速信号引脚4030与接地引脚4031之间由玻璃同轴过渡到空气同轴，减小了高速信号引脚4030相对于GND的特征阻抗，使得高速信号引脚4030与激光芯片阻抗匹配，有利于保证阻抗更接近50Ω。

当激光器组与高速信号引脚4030之间的阻抗匹配时，信号在高速信号引脚4030内的反射较小，高速信号引脚4030传输的高速信号能够传递到激光器组，保证了高速信号的完整性，从而使高速信号引脚4030具备提升带宽减少信号反射的能力，以通过高速信号引脚4030向激光器组传输高速率信号，如50G NRZ信号、100G PAM4信号，使得低成本低速率的玻璃PIN封装的发射壳体401具备高速率传输能力，实现了激光器组的高传输速率。

在一些实施例中，由于发射壳体401为金属壳体，为使接地环413与发射壳体401连接接地，接地环413也为金属块。发射壳体401与接地环413为相同材质的金属，避免了发射壳体401或接地环413变形时拉扯发射壳体401与接地环413的连接处，保证了发射壳体401与绝缘件4017的密封效果。

在一些实施例中，发射壳体401内的光发射组件包括垫片与激光器组，垫片位于发射壳体401的底板4010上，激光器组位于垫片上，以通过垫片支撑固定激光器组；激光器组包括基板与激光芯片，基板位于垫片上，且基板上涂覆有导电金属层，导电金属层上形成有信号传输区，导电金属层与接地环413上的打线平台打线连接，信号传输区与高速信号引脚4030打线连接。

激光芯片位于基板的导电金属层上，为使激光芯片产生信号光，需对激光芯片进行调制。对于激光芯片的调制方式，可以采用直接调制的方式，即将高频数据电信号直接加载在激光芯片上，但是这种方式，色散容限值低，传输距离较短，一般在80公里以下，因此，本公开实施例采用外调制的方式，以获得较大的色散容限值，将激光芯片设置为由电吸收调制器Electro Absorption Modulator，EAM)与分布式反馈式(Distributed Feed Back，DFB)激光芯片的集成器件，又称电吸收调制激光芯片(Electroabsorption ModulatedLasers，EML)。

EML激光芯片是一种单片集成器件，它由材料体系相同的激光芯片与调制器在同一衬底上单片集成而成，降低了器件的制作成本，缩小了器件的体积，提高了光源的稳定性，同时也提高了激光芯片和调制器之间的耦合效率，且由于EML的连续光输出和信号调制分别是由DFB和EAM独立所产生的，能够更加灵活简单的调节EML的调制速率和输出功率。

在一些实施例中，EML激光芯片包括发光区(DFB)与电吸收调制区(EAM)，发光区与供电引脚4032打线连接，供电引脚4032传输的电信号为DFB区供电，以利用DFB区输出不携带信号的光。

电吸收调制区EA与信号传输区打线连接，使得电吸收调制区EA与高速信号引脚4030连接，高速信号引脚4030传输的高频数据信号传输至EA区，通过EA区对DFB区连续输出光加以振幅调制，产生数据光信号。

EML激光芯片通过打线与高速信号引脚4030、接地环413上的打线平台及供电引脚4032连接时，通过接地环413将高速信号引脚4030与接地引脚4031之间由玻璃同轴过渡到空气同轴，减小了高速信号引脚4030的特征阻抗，实现了高速信号引脚403与EML激光芯片的阻抗匹配，可通过高速信号引脚403向EML激光芯片传输高速率信号，提高了EML激光芯片发射信号光的传输速率，从而提高了光模块的传输速率。

图16为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的局部结构图二。如图16所示，光发射组件包括垫片405、第一激光器组与第二激光器组，垫片405位于发射壳体401的底板4010上，第一激光器组与第二激光器组位于垫片405上，通过垫片405支撑固定第一激光器组与第二激光器组，使得第一激光器组与第二激光器组靠近引脚403，缩短第一激光器组、第二激光器组与引脚403的打线长度。

在一些实施例中，在光发射组件包括第一激光器组与第二激光器组时，引脚403包括第一引脚组与第二引脚组，第一引脚组与第二引脚组分别包括高速信号引脚、供电引脚和接地引脚，第一激光器组通过打线与第一引脚组连接，以使第一激光器组产生第一信号光；第二激光器组通过打线与第二引脚组连接，以使第二激光器组产生第二信号光。

第一激光器组与第二激光器组并排设置在垫片405的一端，第一激光器组发射第一波长的光信号，第二激光器组发射第二波长的光信号，第一波长光信号与第二波长光信号的光轴与发射壳体401的长度延伸方向平行。示例性的，第一波长光信号的波长范围为1575-1580nm，如第一波长光信号的波长为1577nm；第二波长光信号的波长范围为1340-1344nm，如第二波长光信号的波长为1342nm。

在一些实施例中，第一激光器组的传输速率小于第二激光器组的传输速率，如，第一激光器组的传输速率为10G，第二激光器组的传输速率为50G。

在第一激光器组的传输速率为10G时，第一引脚组插入发射壳体内，第一激光器组可通过打线直接与第一引脚组的高速信号引脚、接地引脚和供电引脚连接，高速信号引脚传输较低速率(10G NRZ)的信号。

在第二激光器组的传输速率为50G时，第二引脚组的高速信号引脚插入发射壳体401内，在高速信号引脚的外周增设有接地环413；第二引脚组的接地引脚与发射壳体401固定连接，第二引脚组的供电引脚插入发射壳体401内，第二激光器组通过打线与第二引脚组的高速信号引脚、供电引脚和接地环413上的打线平台连接，高速信号引脚传输较高速率(50G NRZ)的信号。

在一些实施例中，光发射部件400并不局限于包括第一激光器组与第二激光器组，光发射部件400可包括3个及以上激光器组，多个激光器组的传输速率可相同，也可不相同，其均属于本公开实施例的保护范围。

在一些实施例中，由于EML激光芯片的中心波长、输出功率等受到工作温度的影响，因此要保持EML激光芯片中心波长和输出功率的稳定，需要对EML激光芯片的温度进行控制。为了控制EML激光芯片的温度，光发射组件还包括半导体制冷器(Thermo ElectricCooler，TEC)414，TEC414设置在发射壳体401的底板4010上，垫片405位于TEC414上，TEC414对EML激光芯片进行加热或制冷，从而调节EML激光芯片处于恒定的工作温度中。

在一些实施例中，为使TEC414调节EML激光芯片的工作温度，TEC414包括第一电极4140与第二电极4141，第一电极4140与第二电极4141分别为TEC414的正负极，第一电极4140与第二电极4141位于TEC414突出于垫片405的一侧，且第一电极4140与第二电极4141靠近第一激光器组。第一电极4140与第二电极4141分别与插入发射壳体401的供电引脚4032打线连接，以使TEC414加热或制冷。

在一些实施例中，激光器组工作时会产生热量，热量通过垫片405传导至TEC414上，通过TEC414对激光器组进行散热，且TEC414还可调整激光器组的温度，从而调整激光器组产生信号光的波长。示例性的，为将激光器组的热量传导至TEC414上，垫片405可为陶瓷垫片，以提高温度传导效率。

在一些实施例中，第一激光器组与第二激光器组采用载体上的芯片封装(Chip onCarrier，COC)，该COC也可以称为瓷质基板上芯片贴装，因此，第一激光器组与第二激光器组的侧边轮廓相对比较规则，如第一激光器组与第二激光器组的侧边轮廓分别为矩形。

图17为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第一激光芯片结构图；图18为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第一激光器组的结构图。如图17与图18所示，第一激光器组包括第一基板406与第一激光芯片407，第一激光芯片407为EML激光芯片，第一激光芯片407包括第一发光电极4071、第一电吸收调制电极4072与第一接地电极，第一发光电极4071与第一电吸收调制电极4072均为第一激光芯片407的正极，第一发光电极4071与第一电吸收调制电极4072位于第一激光芯片407的上表面上，第一接地电极位于第一激光芯片407的下表面上。

参照图18，第一基板406上形成有第一接地金属区4060、第一高频传输线4061、第二接地金属区4062与第一电传输线4063，第一高频传输线4061与第一电传输线4063为第一基板406上形成的金属层，第一接地金属区4060、第一高频传输线4061、第二接地金属区4062与第一电传输线4063沿第一基板406的宽度方向设置，第一接地金属区4060位于第一基板406一侧的边缘，第一电传输线4063位于第一基板406另一侧的边缘，第一高频传输线4061位于第一接地金属区4060与第一电传输线4063之间，第二接地金属区4062位于第一高频传输线4061与第一电传输线4063之间。

在一些实施例中，第一接地金属区4060的长度尺寸、第一高频传输线4061的长度尺寸与第二接地金属区4062的长度尺寸和第一基板406的长度尺寸相同，第一电传输线4063的长度尺寸小于第一基板406的长度尺寸，且第一电传输线4063由第一基板406的右侧面向左侧方向延伸。

在一些实施例中，第一基板406上还形成有第三接地金属区4067，第三接地金属区4067位于第二信号传输区1063与第一基板406的左侧面之间，第三接地金属区4067与第二接地金属区4062连接。

第一激光芯片407安装于第二接地金属区4062上，第一激光芯片407的第一接地电极与第二接地金属区4062连接，第二接地金属区4062通过打线与第一引脚组中的接地引脚电连接，第一接地金属区4060通过打线与第一引脚组中的接地引脚电连接。

第一发光电极4071通过打线与第一电传输线4063电连接，第一电传输线4063通过打线与第一引脚组中的供电引脚电连接，以对第一激光芯片407的DFB区供电，使得DFB区产生不携带信号的光。

第一电吸收调制电极4072的一端通过打线与第一高频传输线4061电连接，第一高频传输线4061通过打线与第一引脚组的高速信号引脚电连接，第一电吸收调制电极4072的另一端通过打线与第二接地金属区4062电连接。第一激光芯片407的电吸收调制区接收高速信号引脚传输的数据信号，电吸收调制区对DFB区输出的光加以振幅调制，产生数据光信号。

在一些实施例中，在光模块进行信号发送时，金手指将电信号引入到电路板300上的激光器驱动芯片，激光器驱动芯片将该电信号通过引脚403传输到第一激光芯片407，然后利用第一激光芯片407将电信号转化为光信号，其中，激光器驱动芯片与第一激光芯片407之间通过引脚403连接，该引脚403存在一定地特性阻抗，当第一激光芯片407输出的阻抗与引脚403的特性阻抗不匹配时，激光器驱动芯片和第一激光芯片407之间传输的信号会有损耗，降低信号的完整性，因此为了保证信号的完整性，需要保证第一激光芯片407输出的阻抗与引脚403的特性阻抗相匹配。

为了使第一激光芯片407输出的阻抗与引脚403的特性阻抗相匹配，第一基板406上设置有第一匹配电阻4064，第一匹配电阻4064的两侧设置有第一焊盘4065与第二焊盘4066，第一电吸收调制电极4072的另一端通过打线与第一焊盘4065电连接，第二焊盘4066通过打线与第三接地金属区4067电连接，使得第一匹配电阻4064与第一激光芯片407形成电路上的并联，且第一匹配电阻4064的电阻值与高速信号引脚的电阻值相等，以实现第一激光芯片407与高速信号引脚之间的阻抗匹配。

在一些实施例中，第一匹配电阻4064设计为第一匹配电阻与第二匹配电阻串联组成，其中，第一匹配电阻的第一端与第一电吸收调制电极4072电连接，第一匹配电阻的第二端与第二匹配电阻的第一端连接，第二匹配电阻的第二端与第二接地金属区4062连接，并且，第一匹配电阻与第二匹配电阻的电阻值均为第一高频传输线4061的电阻值的二分之一。这样，不仅可以降低电阻的阻值精度对阻抗匹配的影响，另外，还有一个重要的因素，如果考虑电阻微弱的电阻寄生，上述第一匹配电阻与第二匹配电阻的串联设计等效于分布式寄生电容，进而在高频段会有益于高频效果。

将第一激光芯片407安装在第一基板406的第二接地金属区4062，第一接地金属区4060与第二接地金属区4062分别与第一引脚组的接地引脚打线连接；第一激光芯片407的第一发光电极4071与第一电传输线4063打线连接，第一电传输线4063与第一引脚组的供电引脚打线连接；第一激光芯片407的第一电吸收调制电极4072的一端与第一高频传输线4061打线连接，第一高频传输线4061与第一引脚组的高速信号引脚打线连接；第一电吸收调制电极4072的另一端与第一匹配电阻4064的第一焊盘4065打线连接，第一匹配电阻4064的第二焊盘4066与第二接地金属区4062打线连接。如此，实现了第一激光器组与第一引脚组的打线连接，使得第一激光器组产生第一波长的光信号。

参照图16，在一些实施例中，为进一步控制第一激光芯片407的温度，垫片405上还设置有热敏电阻417，热敏电阻417靠近第一基板406，当第一激光芯片407的温度发生变化时，热敏电阻417可以将温度变化反馈至TEC驱动器上，通过TEC驱动器来控制TEC414进行制冷或制热，使得第一激光芯片407的温度保持恒定，从而实现对第一激光芯片407在微观上的精确温度控制。

在一些实施例中，获取热敏电阻417的当前电阻值，根据预先存储的热敏电阻的温度-阻值映射关系，获取当前电阻值对应的热敏电阻温度，将该热敏电阻温度与预先设定目标温度进行比较，当热敏电阻温度高于目标温度时，向TEC驱动器发送信号，使TEC414制冷，从而降低第一激光芯片410的温度；当热敏电阻温度低于目标温度时，向TEC驱动器发送信号，使TEC414制热，从而提高第一激光芯片407的温度，从而保障第一激光芯片407的稳定性。

图19为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二基板的结构图，图20为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光芯片的结构图，图21根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光器组的局部结构图。如图19、图20与图21所示，第二激光器组包括第二基板409与第二激光芯片410，第二激光芯片410为EML激光芯片，第二激光芯片410包括第二发光电极4101、第二电吸收调制电极4102与第二接地电极，第二发光电极4101与第二电吸收调制电极4102均为第二激光芯片410的正极，第二发光电极4101与第二电吸收调制电极4102位于第二激光芯片410的上表面上，第二接地电极位于第二激光芯片410的下表面上。

由于日益增长的光功率需求，第二激光芯片410内封装有半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier，SOA)，以增大第二激光芯片410发射光信号的发射光功率。SOA是一种半导体光电子器件，和EML材料体系相同，因此SOA能够与EML在同一片衬底上单片集成。在EML末端用SOA做放大器能够使光源器件更加紧凑，体积更小，器件的稳定性更好，在一定的程度上降低了耦合损耗。

参见图19，第二基板409的正面设计采用电子束蒸发形成一层镀金层，其镀金层上采用电子束蒸发形成一层焊料层，该焊料层为预置焊料区4091，第二激光芯片410安装于预置焊料区4091，第二激光芯片410与预置焊料区4091共晶焊接。在一些实施例中，预置焊料区4091为接地金属层，第二激光芯片410的第二接地电极与预置焊料区4091连接。

第二基板409上还形成有第四接地金属区4090、第二高频传输线4092与第五接地金属区4095，第二高频传输线4092为第二基板409上形成的信号传输金属层，第四接地金属区4090与第五接地金属区4095位于第二高频传输线4092的两侧，且第四接地金属区4090与第五接地金属区4095相连通。

在一些实施例中，第二高频传输线4092由第二基板409的右侧面向左侧方向延伸，且第二高频传输线4092的长度尺寸小于第二基板409的长度尺寸，以使第二高频传输线4092靠近预置焊料区4091。

参见图20，在一些实施例中，第二激光芯片410内集成有沿光路方向依次布设的DFB区、EAM调制区、SOA放大区及波导区，SOA放大区对EAM调制区输出的信号光进行放大，放大后的信号光经波导区中的波导射出，由于SOA的放大使得第二激光芯片的发射光功率较高，为了减少光反射，波导区中的波导倾斜设置，使得第二激光芯片410发射光的出光角度与第二激光芯片410呈预设角度设置。

在一些实施例中，第二激光芯片410右端面的波导与第二基板409的倾斜角满足以下两个条件，一是出射光满足小角度水平角度出射，出射光束经过第二激光芯片410右侧光学元件表面反射后，反射光偏离波导区，二是波导内的反射光返回波导后的角度大于波导的全反射角，以形成辐射模。在一些实施例中，发射光的出光角度与第二激光芯片410之间的预设角度为10°～30°。

由于第二激光芯片410发射光的出光角度与第二激光芯片410呈预设角度设置，为方便第二激光芯片410射出的光射出发射壳体401且耦合至第一光纤适配器700，第二激光芯片410在第二基板409上倾斜设置，即将第二激光芯片410倾斜一定角度与预置焊料区4091共晶焊接，使得第二激光芯片410的发射光水平射出。

在一些实施例中，由于第二激光芯片410倾斜设置，为保证产品封装设计的兼容性，第二基板409支持多角度共晶，可同时满足多角度的激光芯片的封装。

将第二激光芯片410倾斜设置于第二基板409的预置焊料区4091后，第二激光芯片410的第二发光电极4101与第二引脚组的供电引脚打线连接，以对第二激光芯片410的DFB区供电，使得DFB区产生不携带信号的光。

第二电吸收调制电极4102的一端与第二高频传输线4092打线连接，第二高频传输线4092与第二引脚组的高速信号引脚打线连接，第二电吸收调制电极4102的另一端与第四接地金属区4090打线连接，第四接地金属区4090与接地环413上的第二打线平台4131打线连接，第五接地金属区4095与接地环413上的第一打线平台4130打线连接。第二激光芯片410的电吸收调制区接收高速信号引脚传输的数据信号，电吸收调制区对DFB区输出的光加以振幅调制，产生数据光信号。

在光模块进行信号发送时，金手指将电信号引入到电路板300上的激光器驱动芯片，激光器驱动芯片将该电信号通过引脚403传输到第二激光芯片410，然后利用第二激光芯片410将电信号转化为光信号，其中，激光器驱动芯片与第二激光芯片410之间通过引脚403连接，该引脚403存在一定地特性阻抗，当第二激光芯片410输出的阻抗与引脚403的特性阻抗不匹配时，激光器驱动芯片和第二激光芯片410之间传输的信号会有损耗，降低信号的完整性，因此为了保证信号的完整性，需要保证第二激光芯片410输出的阻抗与引脚403的特性阻抗相匹配。

图22为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二匹配电阻的结构图，图23为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光器组与第二匹配电阻的装配图。如图22与图23所示，为了使第二激光芯片410输出的阻抗与引脚403的特性阻抗相匹配，发射壳体401内还设置有第二匹配电阻4080，第二匹配电阻4080与第二激光芯片410并联，此时第二匹配电阻4080具备阻抗匹配作用，以使第二激光芯片410输出的阻抗与引脚403的特性阻抗相匹配。

第二匹配电阻4080的两侧设置有第三焊盘4081与第四焊盘4082，第二电吸收调制电极4102的一端与第三焊盘4081打线连接，第四焊盘4082与第四接地金属区4090打线连接，使得第二匹配电阻4080与第二激光芯片410形成电路上的并联，且第二匹配电阻4080的电阻值与高速信号引脚4030的电阻值相等，以实现第二激光芯片410与高速信号引脚4030之间的阻抗匹配。

在一些实施例中，随着EML激光芯片的信号传输速率的逐渐升高，EML激光芯片的发射光功率也随之增加，EML激光芯片产生的热量也逐步增加，热量的增加导致EML激光芯片的信号噪声增加，影响了激光芯片的光电转换效率。本公开将第二匹配电阻4080放置在独立的第三基板408上，可使第二匹配电阻4080产生的热量对第二激光芯片410的影响降为最少，以保证第二激光芯片410的发光性能。

相比于将第二匹配电阻4080集成在第二基板409上，将第二匹配电阻4080设置在独立的第三基板408上，可以通过更换集成不同电阻阻值的第三基板408，来实现不同阻抗的激光芯片的匹配，以保证激光芯片的高频性能。

在一些实施例中，将第三基板408独立设置在第二基板409的一侧，第二激光芯片410发射的信号光在其前方的光学器件的端面处发生反射时，第三基板408可对反射的光起到一定的隔离作用，以减少反射光对第二激光芯片410产生串扰。

在一些实施例中，第二基板409上还设置有第一电容4093，第一电容4093位于第二匹配电阻4080与第二激光芯片410之间，第一电容4093与第二匹配电阻4080串联连接构成RC电路，RC电路与第二激光芯片410的电吸收调制区相并联。

第二基板409的表面具有可传输信号的第一电路区域，第一电路区域为金属材料形成的信号线传输层，第一电容4093的正极和负极设置在两个相对的面上，其中，第一电容4093的下表面(底面)上设置有负极，第一电容4093的上表面(顶面)上设置有正极，第一电容4093的负极连接至第一电路区域上，第一电容4093正极的一端与第二匹配电阻4080的第三焊盘4081打线连接，第一电容4093正极的另一端与第二电吸收调制电极4102打线连接。在一些实施例中，第一电容4093具有同交流隔直流从而降低功耗的作用。

图24为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光器组与第二匹配电阻在另一角度下的线路连接图一，图25为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光器组与第二匹配电阻的线路连接图二。如图24与图25所示，在一些实施例中，第一电容4093在第二基板409上的位置与第二激光芯片410的焊接角度相关，当第二激光芯片410倾斜设置于第二基板409时，第一电容4093位于第二电吸收调制电极4102的右侧，连接第一电容4093与第二电吸收调制电极4102的打线垂直于第二激光芯片410，以使第一电容4093与第二电吸收调制电极4102的打线距离较短，以减少打线的阻值。

当第二激光芯片410水平设置在第二基板409上时，第一电容4093位于第二电吸收调制电极4102的正上方，连接第一电容4093与第二电吸收调制电极4102的打线垂直于第二激光芯片410，以使第一电容4093与第二电吸收调制电极4102的打线距离较短，以减少打线的阻值。

本公开实施例中，通过第一电容4093在第二基板409的贴片位置，调节多角度激光芯片(第二激光芯片410)的高频输入输出部分的打线长度，使得打线长度更合适，以保证第二激光芯片410的高频特性。

在一些实施例中，第二高频传输线4092传输给第二激光芯片410的信号中存在杂波，为了滤除该杂波，第二基板409上还设置有第二电容4094，第二电容4094位于第二激光芯片410与第二高频传输线4092之间，第一电容4093与第二电容4094位于第二激光芯片410的两侧。

第二电容4094的负极位于第二电容4094的底面上，第二电容4094的正极位于第二电容4094的顶面上，第二电容4094正极的一端与第二电吸收调制电极4102打线连接，第二电容4094正极的另一端与第二高频传输线4092打线连接。

在一些实施例中，将第二电吸收调制电极4102正极的一端与第一电容4093正极的一端打线连接，第一电容4093正极的另一端与第三焊盘4081打线连接，第四焊盘4082与第四接地金属区4090打线连接，第四接地金属区4090与接地环413的打线平台打线连接；第二电吸收调制电极4102正极的另一端与第二电容4094正极的一端打线连接，第二电容4094正极的另一端与第二高频传输线4092打线连接，第二高频传输线4092与第二引脚组的高速信号引脚打线连接，第二发光电极4101与第二引脚组的供电引脚打线连接。如此，实现了第二激光器组与第二引脚组的打线连接，使得第二激光器组产生第二波长的光信号。

通过上述对第二基板409及第二激光芯片410外围匹配元器件的设置，可以使第二激光芯片410在安全工作的同时输出高质量的光信号。为了保证第二激光芯片410所输出光信号的光功率的稳定性，可通过背光探测器来检测第二激光芯片410发射光信号的功率。

图26为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中支撑柱的结构图，图27为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中第二激光器组的结构图。如图26与图27所示，第二基板409上设置有安装柱416，安装柱416上设置有背光探测器(Monitor Photo Detector，MPD)415，MPD415的光感面位于第二激光芯片410的背向出光方向上，第二激光芯片410发出的光信号中，其中大功率光信号朝向第一光纤适配器700的方向传播(向前传播)，小功率光信号向MPD415的方向传播(向后传播)。在一些实施例中，进入MPD415内进行功率检测的功率为第二激光芯片410发出总功率的1/10。

参见图26，安装柱416包括底面、安装面4160与顶面4161，安装柱416的底面粘贴于第二基板409的第四接地金属区4090上；安装面4160上形成有第一金属区域4162与第二金属区域4163，第一金属区域4162的面积大于第二金属区域4163的面积，第一金属区域4162的一角落(右上方)形成有缺口，第二金属区域4163位于该缺口内。

顶面4161上形成有第三金属区域4164与第四金属区域4165，第三金属区域4164位于第四金属区域4165的左侧，第三金属区域4164与第一金属区域4162连接，第四金属区域4165与第二金属区域4163连接。

MPD415安装于第一金属区域4162上，MPD415的正极可与第一金属区域4162电连接，MPD415的负极可与第二金属区域4163电连接，第三金属区域4164与第二引脚组的供电引脚打线连接，第四金属区域4165与接地环413上的打线平台打线连接，以实现MPD415、安装柱416与第二引脚组的打线连接。如此，第二激光芯片410发出的小功率光信号被MPD415接收，MPD415用于对第二激光芯片410发出的小功率光信号进行功率监控，以监控第二激光芯片410的前出光光功率。

图28为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的电气连接示意图。如图28所示，第一引脚组430包括第一高速信号引脚4300、第一接地引脚4301与第一供电引脚4302，第一激光芯片407的第一发光电极4071与第一电传输线4063打线连接，第一电传输线4063与第一供电引脚4302打线连接，以通过第一供电引脚4302向第一激光芯片407的DFB区供电，使得DFB区产生不携带信号的光。

第一激光芯片407的第一电吸收调制电极4072的一端与第一高频传输线4061打线连接，第一高频传输线4061与第一高速信号引脚4300打线连接；第一电吸收调制电极4072的另一端与第一匹配电阻4064的第一焊盘4065打线连接，第一匹配电阻4064的第二焊盘4066与第三接地金属区4067打线连接，第三接地金属区4067与第二接地金属区4062连接，第二接地金属区4062与一个第一接地引脚4301打线连接，第一接地金属区4060与另一个第一接地引脚4301打线连接，以形成回流。第一激光芯片407的电吸收调制区接收第一高速信号引脚4300传输的数据信号，电吸收调制区对DFB区输出的光加以振幅调制，从而使第一激光芯片407产生第一波长的光信号。

第二引脚组420包括第二高速信号引脚4200、第二接地引脚4201与第二供电引脚4202，第二接地引脚4201与发射壳体401的外侧面连接，发射壳体401的内侧面与接地环413连接，使得接地环413接地。

第二激光芯片410的第二发光电极4101与第二供电引脚4202打线连接，以通过第二供电引脚4202向第二激光芯片410的DFB区供电，使得DFB区产生不携带信号的光。

第二激光芯片410的第二电吸收调制电极4102的一端与第一电容4093正极的一端打线连接，第一电容4093正极的另一端与第二匹配电阻4080的第三焊盘4081打线连接，第四焊盘4082与第四接地金属区4090打线连接；第二电吸收调制电极4102的另一端与第二电容4094正极的一端打线连接，第二电容4094正极的另一端与第二高频传输线4092打线连接，第二高频传输线4092与第二高速信号引脚4200打线连接。第二激光芯片410的电吸收调制区接收第二高速信号引脚4200传输的数据信号，电吸收调制区对DFB区输出的光加以振幅调制，从而使第二激光芯片410产生第二波长的光信号。

在一些实施例中，第二基板409上的接地金属层被第二高频传输线4092分成第四接地金属区4090与第五接地金属区4095，第四接地金属区4090与接地环413上的第二打线平台4131打线连接，第五接地金属区4095与接地环413上的第一打线平台4130打线连接，以形成回流。

图29为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的光路图。如图29所示，由于光发射部件400包括第一激光器组与第二激光器组，第一激光器组发射第一波长λ1的光信号，第二激光器组发射第二波长λ2的光信号，第一激光器组的传输速率小于第二激光器组的传输速率，为了减小发射壳体401的尺寸，光发射部件400还包括合光器411，合光器411设置在垫片405上，且合光器411位于第一激光芯片407与第二激光芯片410的出光方向上，合光器411对第一激光芯片407射出的第一波长光信号与第二激光芯片410射出的第二波长光信号进行合波。

合光器411具有两个输入光波导与一个输出光波导，第一激光芯片407与一个输入光波导对应设置，第二激光芯片410与另一个输入光波导对应设置，如此，第一激光芯片407射出的第一波长λ1的光信号通过一个输入光波导射入合光器411，第二激光芯片410射出的第二波长λ2的光信号通过另一个输入光波导射入合光器411内，合光器411将第一波长λ1的光信号与第二波长λ2的光信号合成为一路复合光信号，该复合光信号包含第一波长λ1的光信号与第二波长λ2的光信号。

在一些实施例中，由于第一波长光信号λ1的传输速率小于第二波长光信号λ2的传输速率，导致第一波光光信号λ1与第二波长光信号λ2的模场不一致，影响光发射部件300射出光信号的光斑与眼图。为了实现不同激光器组输出光信号模场的一致，合光器411采用平面光路(Planar Lightwave Circuit，PLC)合光器，通过设计改变PLC输入输出的模场直径，在PLC内部合波，同一从一个输出端输出光，实现更高的耦合效率，解决了常规合光器(Multiplexe，MUX)器件或lens组合无法实现多激光器输出的模场一致的问题。

在一些实施例中，光发射部件400还包括准直透镜412，该准直透镜412设置在垫片405上，准直透镜412位于合光器411的光输出方向上，准直透镜412用于对合光器411输出的复合信号光进行准直，准直信号光经发射壳体401上的光窗404射出，并耦合至第一光纤适配器700，实现了多路光的单纤发射。

图30为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光窗的结构图，图31为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中发射壳体与光窗的装配剖视图，图32为根据本公开一些实施例提供的一种光模块中光发射部件的剖视图。如图30、图31与图32所示，准直透镜412射出的准直光经由光窗404射出发射壳体401，为了减少准直光在光窗404处的反射，光窗404为单面倾斜玻璃结构，即光窗404包括第一侧面4041与第二侧面4042，第一侧面4041为竖直面，第二侧面4042为斜面。

将光窗404嵌入第一侧板4011的通光孔4015内，第一侧面4041与第一侧板4011的外侧面位于同一平面内，即第一侧面4041与第一侧板4011的外侧面相平齐，以保证发射壳体401的外观。第一侧面4041的外侧可支持lens粘接，为光路设计提供多样化选择。

第二侧面4042朝向准直透镜412，由于第二侧面4042倾斜设置，准直透镜412射出的大部分准直光在第二侧面4042处发生折射，折射后的准直光经第一侧面4041再次发生折射，再次折射的光可直接耦合至第一光纤适配器700，也可经lens结构耦合至第一光纤适配器700。

准直透镜412射出的小部分准直光在第二侧面4042处发生反射，由于第二侧面4042倾斜设置，反射光与射至第二侧面4042的准直光之间形成一定角度，如此，反射光无法沿原路返回第一激光器组与第二激光器组，减少了光串扰引起的性能劣化。

在一些实施例中，将光窗404采用单面倾斜结构，可通过玻璃冷加工实现，不会增加额外成本；光窗404的面积较大，解决了传统小光窗仅可通过单路光束的限制，可支持多通道光路传播，可随意选择在发射管壳内或发射管壳外进行合波，使得光发射部件实现了小体积气密性封装。

本公开实施例提供的光模块中，在发射管壳内增加金属接地柱或接地环，接地柱或接地环包裹高速信号引脚，，将高速信号引脚与GND由玻璃同轴过渡到空气同轴，接地柱或接地环在发射壳体上的投影区域覆盖部分绝缘件，减少了发射壳体内高速信号引脚与GND的距离，减小了高速信号引脚与激光芯片连接端的阻抗，实现了高速信号引脚与激光芯片的阻抗匹配，以使高速信号引脚具备提升带宽减少信号反射的能力，使得低成本低速率的玻璃PIN管壳具备高速率传输能力；光发射部件包括低传输速率的第一激光器组与高传输速率的第二激光器组，采用低成本的玻璃PIN管壳实现了高速率产品与低速率产品的联合封装，实现了宽波长间隔、不同激光器类型的封装，使得光模块具备成本、高速率、小型化、低反射及高功率的优势，从而实现了光模块的不同波长光的发射，保障了数据能够长距离高速传输。

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

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光发射部件，与所述电路板电连接，用于产生信号光；

其中，所述光发射部件包括：

发射管壳，一侧板内安装有接地件，另一侧板上嵌有光窗；

垫片，位于所述发射管壳内；

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第二激光器组包括：

第二基板，表面形成有预置焊料区、第四接地金属区、第二高频传输线与第五接地金属区，所述第二高频传输线位于所述第四接地金属区与所述第五接地金属区之间，所述第二高频传输线与所述第二引脚组的高速信号引脚打线连接；所述第四接地金属区与所述第五接地金属区连接，所述第四接地金属区与所述第五接地金属区分别与所述接地件打线连接；

第二激光芯片，倾斜安装于所述预置焊料区，所述第二激光芯片的发射光沿水平方向设置；所述第二激光芯片包括第二发光电极与第二电吸收调制电极，所述第二发光电极与所述第二引脚组的供电引脚打线连接，所述第二电吸收调制电极的一端与所述第二高频传输线打线连接，所述第二电吸收调制电极的另一端与所述第四接地金属区打线连接。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第二激光芯片包括：

发光区，通过所述第二发光电极与所述供电引脚打线连接，所述发光区用于产生不携带信号的光；

调制区，位于所述发光区的出光方向上，通过所述第二电吸收调制电极与所述第二高频传输线打线连接，所述调制区用于对所述发光区输出的光进行信号调制，以产生信号光；

放大区，位于所述调制区的出光方向上，所述放大区用于对所述调制区输出的信号光进行功率放大；

波导区，位于所述放大区的出光方向上，所述波导区内的波导倾斜设置，所述波导区输出的信号光与所述第二激光芯片之间呈预设角度设置。

4.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述接地件为接地环，所述接地环的一端贴装于所述发射管壳的内壁上，所述第二引脚组的高速信号引脚穿过所述接地环，所述高速信号引脚与所述接地环同轴设置；

所述高速信号引脚通过绝缘件与所述发射管壳密封连接，所述接地环在所述发射管壳内壁上的投影区域覆盖部分所述绝缘件。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述高速信号引脚的一端突出于所述接地环，所述接地环上形成有第一打线平台与第二打线平台，所述第一打线平台与所述第二打线平台位于所述高速信号引脚的两侧，所述第一打线平台在所述发射管壳的侧板上的投影区域覆盖部分所述绝缘件，所述第二打线平台在所述发射管壳的侧板上的投影区域覆盖部分所述绝缘件；

所述第四接地金属区与所述第二打线平台打线连接，所述第五接地金属区与所述第一打线平台打线连接。

6.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述光发射部件还包括：

第三基板，安装于所述垫片上，位于所述第一激光器组与所述第二激光器组之间；

第二匹配电阻，设置于所述第三基板上，所述第二匹配电阻的一端形成有第三焊盘，所述第二匹配电阻的另一端形成有第四焊盘，所述第四焊盘与所述第四接地金属区打线连接；

第一电容，安装于所述第二基板上，位于所述第三基板与所述第二激光芯片之间，所述第二电吸收调制电极的一端与所述第一电容打线连接，所述第一电容与所述第三焊盘打线连接。

7.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述光发射部件还包括：

安装柱，安装于所述第二基板上，所述安装柱包括安装面与顶面，所述安装面上形成有第一金属区域与第二金属区域，所述第一金属区域与所述第二金属区域不连接；所俗话顶面上形成有第三金属区域与第四金属区域，所述第三金属区域与所述第一金属区域连接，所述第四金属区域与所述第二金属区域连接；所述第三金属区域与所述第二引脚组的供电引脚打线连接，所述第四金属区域与所述第二打线平台打线连接；

背光探测器，安装于所述第一金属区域，所述背光探测器的光感面位于所述第二激光芯片的背向出光方向上，所述背光探测器用于检测所述第二激光芯片的发射光功率。

8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光发射部件还包括：

合光器，安装于所述垫片上，位于所述第一激光器组与所述第二激光器组的出光方向上，所述合光器用于对第一波长信号光与第二波长信号光进行合波，以输出复合信号光；

准直透镜，安装于所述垫片上，位于所述合光器的出光方向上，用于将所述复合信号光转换为准直光。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述合光器为平面光路合光器。

10.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述光窗包括第一侧面与第二侧面，所述第一侧面为竖直面，所述第一侧面与所述发射管壳的外侧面位于同一平面内；所述第二侧面为斜面，所述斜面朝向所述准直透镜。