WO2021232862A1

WO2021232862A1 - 一种光模块

Info

Publication number: WO2021232862A1
Application number: PCT/CN2021/076328
Authority: WO
Inventors: 刘旭霞; 郑龙; 邵乾; 刘璐; 钟岩; 罗成双; 杨思更
Original assignee: 青岛海信宽带多媒体技术有限公司
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2021-02-09
Publication date: 2021-11-25

Abstract

一种光模块，属于光纤通信领域。光模块中，光发射芯片（301）发出的光经光学反射折射面（211）射向反折光元件（430），经反折光元件（430）上方表面反射后射向反射面（221），最终进入光纤接口中，实现光发射功能；光发射芯片（301）发出的光经光学反射折射面（211）反射向光功率监控芯片（300A），实现光功率监控功能；反折光元件（430）独立于透镜组件（420）设置，提供反射光的作用，可以简化透镜组件（420）的设计，利用反折光元件（430）的上方表面及下方表面设置不同的光学特性，实现复杂的光学路径。

Description

一种光模块

本公开要求在2020年05月22日提交中国专利局、申请号为202010440073.8、发明名称为“一种光模块”、在2020年05月22日提交中国专利局、申请号为202010442761.8、发明名称为“一种光模块”、在2020年08月19日提交中国专利局、申请号为202010837891.1、发明名称为“一种光模块”的优先权，其全部内容通过引用结合在本公开中。

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

光模块主要用于光电、电光转换，其发射端将电信号转换为光信号并通过光纤传输出去，其接收端将接收到的光信号转换为电信号。目前光模块的封装形式主要包括TO(Transistor-Outline，同轴)封装和COB(Chip on Board,板上芯片)封装。

COB封装形式的光模块中，光发射芯片和光接收芯片分别贴装在电路板上，光学组件罩设在光发射芯片和光接收芯片上，光学组件连接光纤。具体的：光发射芯片发射的光信号通过光学组件改变方向后传输至光纤，通过光纤传输至光模块外部；而光模块通过光纤接收到的光信号，通过光纤传输至光学组件光信号，然后经光学组件改变方向后传输至光接收芯片。

然而在具体使用中，上述光纤通常是指光纤带，光纤带中部分光纤用于将光发射芯片产生的光信号、部分光纤用于接收传输至光接收芯片的光信号。因此，COB封装形式的光模块中，通常单根光纤中仅用于传输光发射芯片产生的光信号或待传输至光接收芯片的光信号，即单根光纤中仅用于传输单个波长的光。

发明内容

一方面，本公开提供的一种光模块，包括电路板；光发射芯片及光功率监控芯片，分别设置在所述电路板的表面；透镜组件，其下表面设置在所述电路板的边缘表面，所述下表面向上凸起以形成容纳腔及反射面，所述光发射芯片及所述光功率监控芯片分别位于所述容纳腔内；其上表面向下凹陷以形成凹陷腔，所述凹陷腔的底面形成光学反射折射面，所述光学反射折射面可折射及反射来自所述光发射芯片的光；其一端设置有光纤接口，所述反射面可将光向所述光纤接口方向反射，所述光纤接口的入光方向与所述光发射芯片的出光方向不同；所述光功率监控芯片接收来自所述光学反射折射面的反射光；反折光元件，设置在所述凹陷腔的上方，其下方表面可将来自所述光学反射折射面的光折射进所述反折光元件；其上方表面可将进入所述反折光元件的光向其下方表面反射，其下方表面可将光折射向所述反射面。

另一方面，本公开提供的一种光模块，包括：电路板；光发射芯片，设置在所述电路板的表面；透镜组件，其下表面设置在所述电路板的边缘表面，所述下表面向上凸起以形成容纳腔及反射面，所述光发射芯片位于所述容纳腔内；其上表面向下凹陷以形成凹陷腔，所述凹陷腔的底面形成光学折射面，所述光学折射面可折射来自所述光发射芯片的光；其一端设置有光纤接口，所述反射面可将光向所述光纤接口方向反射，所述光纤接口的入光方向与所述光发射芯片的出光方向不同；反折光元件，设置在所述凹陷腔的上方，其下方表面可将来自所述光学折射面的光折射进所述反折光元件；其上方表面可将进入所述反折光元件的光向其下方表面反射，其下方表面可将光折射向所述反射面。

另一方面,本公开提供的一种光模块，包括：电路板；光发射芯片，设置在所述电路板上，用于发射信号光；光接收芯片，设置在所述电路板上，用于接收来自光模块外部的信号光；透镜组件，罩设在所述光发射芯片和所述光接收芯片上，传输并改变信号光的传播方向；其中，所述透镜组件包括：COB透镜体，罩设在所述光发射芯片和所述光接收芯片上；所述COB透镜体的顶面包括第一凹陷部，所述第一凹陷部的底面形成第一光学面、第二光学面和第三光学面，所述第一光学面在所述电路板方向的投影覆盖所述光发射芯片，所述第二光学面在所述电路板方向的投影覆盖所述光接收芯片；所述COB透镜体的底面包括第二凹陷部，所述第二凹陷部的底面形成第四光学面；所述COB透镜体的顶面还包括支撑结构；滤光片，通过所述支撑结构支撑，倾斜设置在所述COB透镜体上，在所述COB透镜体上的投影覆盖所述第一光学面、所述第二光学面和所述第三光学面；滤光片罩子，罩设在所述滤光片上，固定连接所述COB透镜体使所述滤光片固定在所述COB透镜体上。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为光通信终端连接关系示意图；

图2为光网络单元结构示意图；

图3为本公开实施例中提供的一种光模块的结构示意图；

图4为本公开实施例中提供的一种光模块的分解结构示意图；

图5为本公开实施例提供的一种光模块的局部结构示意图；

图6为本公开实施例提供的一种光模块的局部分解示意图一；

图7为本公开实施例提供的一种光模块的局部分解示意图二；

图8为本公开实施例提供的一种透镜组件的立体图一；

图9为本公开实施例提供的一种透镜组件的立体图二；

图10为本公开实施例提供的一种透镜组件的立体图三；

图11为本公开实施例提供的一种透镜组件的剖视图；

图12为本公开实施例提供的一种固定帽的结构示意图一；

图13为本公开实施例提供的一种固定帽的结构示意图二；

图14为本公开实施例提供的一种固定帽的剖视图；

图15为本公开实施例提供的一种固定帽中装设有反折光元件的剖视图；

图16为本公开实施例提供的一种光学组件的剖面示意图；

图17为本公开实施例提供的光模块中信号光传输光路图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输；而计算机等信息处理设备使用的是电信号，为了在光纤/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，就需要实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光纤通信技术领域中实现上述光、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、I2C信号、数据信号以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。

图1为光通信终端连接关系示意图。如图1所示，光通信终端的连接主要包括光网络单元100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接。

光纤的101一端连接远端服务器，网线103的一端连接本地信息处理设备，本地信息处理设备与远端服务器的连接由光纤101与网线103的连接完成；而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络单元100完成。

光模块200的光口对外接入光纤101，与光纤101建立双向的光信号连接；光模块200的电口对外接入光网络终端100中，与光网络终端100建立双向的电信号连接；在光模块内部实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤与光网络终端之间建立信息连接；在本公开的某一实施例中，来自光纤的光信号由光模块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的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。

光网络终端具有光模块接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接；光网络终端具有网线接口104，用于接入网线103，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，在本公开的某一实施例中，光网络终端将来自光模块的信号传递给网线，将来自网线的信号传递给光模块，光网络终端作为光模块的上位机监控光模块的工作。

至此，远端服务器通过光纤101、光模块200、光网络单元100及网线103，与本地信息处理设备之间建立双向的信号传递通道。

常见的信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；光网络单元100是光模块 200的上位机，向光模块200提供数据信号，并接收来自光模块200的数据信号，常见的光模块200上位机还有光线路终端等。

图2为光网络单元结构示意图。如图2所示，在光网络单元100中具有电路板105，在电路板105的表面设置笼子106；在笼子106中设置有电连接器，用于接入金手指等光模块电口；在笼子106上设置有散热器107，散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起结构。

光模块200插入光网络单元中，具体为光模块的电口插入笼子106中的电连接器，光模块200的光口与光纤101连接。

笼子106位于电路板上，将电路板上的电连接器包裹在笼子中；光模块200插入笼子中，由笼子固定光模块200，光模块200产生的热量通过光模块壳体传导给笼子，最终通过笼子上的散热器107进行扩散。

图3为本公开实施例提供的一种光模块200的结构示意图，图4为本公开实施例提供光模块200的分解结构示意图。如图3和图4所示，本公开实施例提供的光模块200包括上壳体201、下壳体202、解锁部件203、电路板300及光学组件400。

上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的包裹腔体，包裹腔体的外轮廓一般呈现为方形体形状。具体的，下壳体202包括主板以及位于主板两侧、与主板垂直设置的两个侧板；上壳体201包括盖板，盖板盖合在上壳体201的两个侧板上，以形成包裹腔体；上壳体201还可以包括位于盖板两侧、与盖板垂直设置的两个侧壁，由两个侧壁与两个侧板结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。

两个开口具体可以是在同一方向的两端开口(204、205)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口204，电路板300的金手指从电口204伸出，插入光网络单元等上位机中，另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接光模块200内部的光收发器件，电路板300、光收发器件等光电器件位于包裹腔体中。

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形成光模块最外层的封装保护壳体。上壳体201及下壳体202一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；一般不会将光模块200的壳体做成一体结构，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽结构无法安装，也不利于生产自动化。

解锁部件203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，用于实现光模块与上位机之间的固定连接，或解除光模块与上位机之间的固定连接。

解锁部件203具有与上位机笼子匹配的卡合结构；拉动解锁部件203的末端可以在使解锁部件203在外壁的表面相对移动；光模块插入上位机的笼子里，由解锁部件203的卡合结构将光模块固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁部件203，解锁部件203的卡合结构随之移动，进而改变卡合结构与上位机的连接关系，以解除光模块与上位机的卡合关系，从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。

电路板300上设置有光发射芯片、光发射芯片的驱动芯片、光接收芯片、跨阻放大芯片、限幅放大芯片及微处理器芯片等，其中光发射芯片与光接收芯片直接贴装在光模块的电路板上，此种形态业内称为COB封装。

电路板300通过电路走线将光模块中的用电器件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电功能；同时电路板300还有承载的各器件的功能，如电路板承载光学组件400。

电路板一般为硬性电路板，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，在本公开的某一实施例中，在硬性电路板的一侧末端表面形成金属引脚/金手指，用于与电连接器连接。

如附图4所示，电路板300上设置光学组件400以及光发射芯片、激光驱动芯片、光接收芯片、限幅放大芯片(被光学组件400遮挡未标出)等，且光学组件400设置在电路板300靠近光口的一端。光学组件400采用罩设式的方式设置在光发射芯片和光接收芯片的上方，光学组件400与电路板300形成包裹光发射芯片、光接收芯片等光芯片的腔体，光发射芯片和光接收芯片位于该腔体中。光学组件400用于传输光束并在传输过程中改变光束传输方向。具体的，光发射芯片发出的光经光学组件传输并反射后进入光纤中，来自光纤的光经光学组件反射后进入光接收芯片中，光学组件不仅起到密封光芯片的作用，同时也建立了光芯片与光纤之间的光连接。光学组件400同时罩设在光发射芯片和光接收芯片上方，便于利用较少器件实现改变光发射芯片发射的信号光和来自光模块外部的信号光的传播方向。

在本公开的某一实施例中，高速率数据传输要求光芯片及其驱动/匹配芯片之间近距离设置，以缩短芯片之间的连线、减小连线造成的信号损失，而光学组件400罩设在光芯片的上方，所以光学组件400一般将光芯片及其驱动/匹配芯片同时罩设住。所以光发射芯片与光发射芯片的驱动芯片近距离设置，光学组件400罩设光发射芯片与光发射芯片的驱动芯片；光接收芯片与跨阻放大芯片近距离设置，光学组件400罩设光接收芯片与跨阻放大芯片。

在本公开实施例中，光发射芯片和光接收芯片的数量可不止一组，即光学组件400的数量不止一组，光发射芯片和光接收芯片的数量可为一组，进而如图4所示，光学组件400的数量包括两组，但本公开实施例不限于两组，还可以三组、四组等。

在本公开实施例中，光学组件包括透镜组件和反折光元件，透镜组件罩设在发射器和光接收芯片上，反折光元件设置在透镜组件的上端。透镜组件和反折光元件用于传输光发射芯片发射的信号光和来自光模块外部的信号光，且透镜组件和反折光元件协作改变光发射芯片发射的信号光和来自光模块外部的信号光传播方向。如，光发射芯片发射的信号光先沿垂直于电路板方向传输进入透镜组件，然后进入反折光元件，经反折光元件改变传播方向后再进入透镜组件，在经透镜组件改变传输方向，使光发射芯片发射的信号光沿平行于电路板方向输出；来自光模块外部的信号光沿平行于电路板方向入射至透镜组件，经透镜组件改变传播方向传输至反折光元件，经反折光元件改变传播方向后再进入透镜组件，再经透镜组件眼垂直于电路板方向传输至光接收芯片。在本公开实施例中，反折光元件可通过胶水或反折光元件固定件固定在透镜组件的上端。反折光元件固定件在本公开的某一实施例中选用固定帽等结构件。

图5为本公开实施例提供的一种光模块的局部结构示意图。如图5所示，光学组件400设置在电路板300的一端。光学组件400包括固定帽410和透镜组件420。固定帽410罩设在透镜组件420的上端。其中，固定帽410内设置有反折光元件，固定帽410罩住反折光元件，然后固定连接透镜组件420，进而使反折光元件固定在透镜组件420上。

图6为本公开实施例提供的一种光模块的局部分解示意图一，图7为本公开实施例提供的一种光模块的局部分解示意图二。如图6和7所示，透镜组件420的上部支撑反折光元件430，光发射芯片301、光功率监控芯片300A和光接收芯片302罩设在透镜组件420的下方。在本公开实施例中，光功率监控芯片300A、光发射芯片301和光接收芯片302沿电路板300的长度排列，进而光功率监控芯片300A设置在光发射芯片301左边，光发射芯片301设置在光接收芯片302左边，光接收芯片302更靠近光模块的光口。透镜组件420的顶面设置有支撑斜面，该支撑斜面用于支撑反折光元件430。支撑斜面支撑反折光元件430，使反折光元件430倾斜设置在透镜组件420的顶部，反折光元件430向光模块的光口方向倾斜。

光功率监控芯片与光接收芯片都是接收光的器件，但两者在光模块中的作用及技术路线完全不同；光功率监控芯片接收的是来自光发射芯片的光，而光接收芯片接收的是来自光模块外部的光；光功率监控芯片接收光以用于生成发射光功率监控数据，该数据是光模块行业协议要求监控的数据，光接收芯片接收光以用于生成接收数据信号，接收数据信号是光纤通信传递的数据信号。

图8为本公开实施例提供的一种透镜组件的立体图一，图9为本公开实施例提供的一种透镜组件的立体图二，图10为本公开实施例提供的一种透镜组件的立体图三。如图8-10所示，透镜组件420的顶面设置有凹陷腔421，凹陷腔421的底面形成光学反射折射面211、透射面212和光学汇聚面213，透镜组件420的底面设置有容纳腔422，容纳腔422的底面形成反射面221。

在本公开实施例中，光学反射折射面211用于反射、透射光发射芯片发射的信号光，进而光学反射折射面211在电路板方向的投影覆盖光发射芯片，来自光发射芯片的光在光学反射折射面上发生反射及折射；透射面212用于透射来自光模块外部的信号光并使该信号光传输至光接收芯片，进而透射面212在电路板方向的投影覆盖光接收芯片；光学汇聚面213用于将光发射芯片发射的信号光再次射入透镜组件420以及将来自光模块外部的信号光射出透镜组件420，反射面221用于将经反折光元件改变方向的光发射芯片发射的信号光，将光发射芯片发射的信号光的传播反向改成平行于透镜组件420底部，以及将来自光模块外部的信号光发射和至光学汇聚面213。

在本公开的某一实施例中，光学汇聚面213上设置有聚光透镜214，聚光透镜214用于将传输至其的光发射芯片发射的信号光会聚传输至反射面221，聚光透镜214还用于将传输至其的来自光模块外部的信号光准直传输至反折光元件。

在本公开的某一实施例中，透镜组件420的底面还包括聚光透镜301A、准直透镜222和汇聚透镜223。聚光透镜301A与光功率监控芯片300A相对设置，用于将光聚光/汇聚射向光功率监控芯片300A；准直透镜222在电路板方向的投影覆盖光发射芯片，用于准直光发射芯片发射的信号光。光发射芯片发射的信号光为发散光，准直透镜222将发散的信号光转变为平行光。汇聚透镜223在电路板方向的投影覆盖光接收芯片，传输至其的来自光模块外部的信号光为平行光，汇聚透镜223用于将该来自光模块外部的信号光会聚至光接收芯片。在本公开的某一实施例中，准直透镜222的焦点位于光发射芯片上，汇聚透镜223的焦点位于光接收芯片上。

在本公开一些实施例中，光学反射折射面211和透射面212上镀有增透膜，光学汇聚面213上镀有反射膜。

为方便反折光元件安装固定，在本公开的某一实施例中，支撑斜面包括第一支撑部和第二支撑部。如图8和9所示，透镜组件420的顶部设置第一支撑部424和第二支撑部425。第一支撑部424和第二支撑部425用于支撑反折光元件，既方便反折光元件的固定，又方便调整反折光元件的倾斜角度。第一支撑部424和第二支撑部425可垂直于透镜组件420长度方向设置，也可平行于透镜组件420长度方向设置。在本公开的某一实施例中，平行于透镜组件420长度方向设置，有助于增加第一支撑部424和第二支撑部425对反折光元件的支撑面积。如图8和9所示，第一支撑部424和第二支撑部425分别设置在凹陷腔421的两侧，第一支撑部424和第二支撑部425的长度方向与凹陷腔421的长度方向平行。第一支撑部424和第二支撑部425上端面为倾斜面，第一支撑部424和第二支撑部425的上端面用于支撑反折光元件，使反折光元件倾斜设置在透镜组件420的顶部。

另外，透镜组件420的顶部还用于支撑连接固定帽，因此为方便固定帽的安装透镜组件420的顶部设置回型槽，固定帽的底端设置在透镜组件420顶部的回型槽内。并且为提高固定帽的安装精度，回型槽的侧边设置限位凸起等。

为方便实现透镜组件420与固定帽固定连接，透镜组件420的侧边设有第一凸起426和第二凸起427，第一凸起426和第二凸起427用于透镜组件420连接固定帽。在本公开的某一实施例中，第一凸起426和第二凸起427设置在透镜组件420长度方向的侧边，第一凸起426设置在透镜组件420长度方向的一侧边，第二凸起427设置在与该侧边相对的另一侧边。

在本公开实施例中，透镜组件420还包括光纤接口423，光纤接口423设置在透镜组件420上靠近反射面221的一端。在本公开的某一实施例中，光纤接口423可通过透镜组件420一体成型过程中直接成型。

光纤接口423上设置有通孔，进而光纤接口423可用于连接光模块外部的光纤，用于输出光发射芯片发出的信号光和输入来自光模块外部的信号光。透镜组件420上一体成型设置有光纤接口423便于实现光模块与外部光纤的连接。

为方便光纤接口423限位和固定，下壳体上具有卡槽，在卡槽中具有间隙，卡槽可以由下壳体表面向上凸起形成，进而光纤接口423设置凸起。光纤接口423与下壳体上的卡槽实现装配固定，通过将凸起放置在卡槽的间隙中，实现光纤接口423在下壳体上固定。

图11为本公开实施例提供的一种透镜组件的剖视图。如图11所示，光纤接口423设置在透镜组件420的左端，进而信号光从透镜组件420的左端输出和输入。光纤接口423 的轴心设置通孔232。在本公开的某一实施例中，光纤接口423的通孔232内设置光纤插芯233。光纤插芯233中包括有光纤，该光纤用于传输经反射面反射的光发射芯片发射的信号光或者将来自光模块外部的信号光传输至反射面。光纤插芯233设置在光纤接口423靠近反射面的一端，光纤接口423远离反射面的一端用于插入外部光纤。

光纤柔软，不易与透镜组件420进行高精度的位置固定，由此设计了光纤插芯233。光纤插芯233由一种较硬、可实现高精度加工的材料包裹光纤，对该材料的固定即实现了对光纤的固定。在本公开的某一实施例中，光纤插芯233可以由陶瓷材料包裹光纤形成，光纤用于传导光，陶瓷具有较高的加工精度，可以实现高精度的位置对齐，由光纤与陶瓷组合成光纤插芯，通过对陶瓷的固定实现了对光纤的固定。陶瓷材料限制了光纤在光纤插芯中的固定方向，一般将陶瓷加工成圆柱体，在陶瓷柱体中心设置直线型通孔，将光纤插入陶瓷柱体的通孔中以实现固定，所以光纤笔直的固定在陶瓷体中；光纤插芯中，光纤的轴线方向与光纤插芯的轴线方向平行。

为方便将光纤插芯233固定在光纤接口423中，光纤接口423设置点胶孔234。将光纤插芯233装入光纤接口423中，然后通过点胶孔234点胶，通过该胶将光纤插芯233固定在光纤接口423内。

另外在本公开实施例中，光纤接口423的底部设置为平整的结构，便于使透镜组件420整体的底部具有一个较为平整的结构，同时还把便于光纤接口423与下壳体的固定。光纤接口423的外壁上上套设金属套筒235。金属套筒235用于电磁屏蔽，避免其周围的电磁辐射对光纤接口423内传输的信号光产生电磁干扰。

图12为本公开实施例提供的一种固定帽的结构示意图一，图13为本公开实施例提供的一种固定帽的结构示意图二。如图12和13所示，本公开实施例提供的固定帽410包括罩子本体411。罩子本体411与透镜组件固定连接，进而将反折光元件固定在透镜组件的顶部。

在本公开实施例中，固定帽410还包括设置在罩子本体411内的反折光元件容纳腔。图14为本公开实施例提供的一种固定帽的剖视图。如图14所示，反折光元件容纳腔412设置在罩子本体411内。其中，反折光元件容纳腔412的形状根据反折光元件的形状以及倾斜要求而定。

如图12-14所示，固定帽410还包括第一连接部415和第二连接部416，第一连接部415和第二连接部416分别设置在罩子本体411长度方向的一侧。第一连接部415上设置第一卡槽，第二连接部416上设置第二卡槽。当将固定帽410与透镜组件装配时，第一连接部415的第一卡槽与透镜组件的第一凸起配合连接，第二连接部416的第二卡槽与透镜组件的第二凸起配合连接。另外，为保证第一卡槽与第一凸起以及第二卡槽与第二凸起牢固连接的可靠性，当将固定帽410与透镜组件装配后在第一卡槽与第一凸起以及第二卡槽与第二凸起处再点胶固定。

在本公开实施例中，当将固定帽410与透镜组件装配完成后，为保证反折光元件固定的牢靠性，固定帽410的顶端设置弹片。当将固定帽410与透镜组件装配完成后，弹片挤压反折光元件，用于向透镜组件方向压紧反折光元件，进而使反折光元件固定。弹片可为 S型，弹片的一端连接罩子本体411的顶端、另一端可为自由端。

如图12-14所示，固定帽410上设置的弹片包括第一弹片413和第二弹片414。第一弹片413和第二弹片414为S型。第一弹片413和第二弹片414的一端连接罩子本体411的顶端、另一端可为自由端。在本公开的某一实施例中，第一弹片413和第二弹片414对称设置在罩子本体411上。对称设置的第一弹片413和第二弹片414可均匀的向反折光元件施加挤压力，便于保证反折光元件均匀受力，进而保证反折光元件固定的牢靠性。

图15为本公开实施例提供的一种固定帽中装设有反折光元件的剖视图。如图15所示，反折光元件430装设在固定帽410的反折光元件容纳腔412中，反折光元件430一面抵触第一弹片413(被遮挡)和第二弹片414的自由端。在将反折光元件430固定至透镜组件的顶部时，先将反折光元件430装至固定帽410的反折光元件容纳腔412中，然后将装设有反折光元件430的固定帽410装配至透镜组件上。当将固定帽410与透镜组件420装配完成后，第一弹片413和第二弹片414的自由端挤压反折光元件430的一面。

在本公开实施例中，反折光元件通常为薄片形状，如长方体薄片。反折光元件的顶面和底面分别镀膜，镀膜后的顶面形成反射面，镀膜后的底面形成分波面，分波面更靠近透镜组件的上表面。反折光元件在透镜组件上的投影覆盖光学反射折射面、所述透射面和所述光学汇聚面。反射面用于全反射某一波长的信号光，分波面用于透射某一波长的信号光以及反射另一波长的信号光。假设光发射芯片发射信号光的波长为λ1，光接收芯片待接收信号光的波长为λ2，则反射面反射波长为λ1的光、分波面透过波长为λ1的光以及分波面反射波长为λ2的光。

图16为本公开实施例提供的一种光学组件的剖面示意图。如图16所示，当将固定帽410与透镜组件420装配完成后，第一弹片和第二弹片的自由端挤压反折光元件430的反射面，反折光元件430的分波面接触透镜组件420的第一支撑部424和第二支撑部，即第一支撑部424和第二支撑部通过支撑反折光元件430的分波面支撑反折光元件430，进而第一弹片和第二弹片的自由端挤压反折光元件430使反折光元件430相对于透镜组件420被固定。

在本公开的某一实施例中，第一弹片在透镜组件420顶部的投影覆盖第一支撑部424，第二弹片在透镜组件420顶部的投影覆盖第二支撑部，使第一弹片对反折光元件430挤压力方向指向第一支撑部424以及第二弹片对反折光元件430挤压力方向指向第二支撑部，进而使第一弹片对反折光元件430挤压力方向与第一支撑部424对反折光元件430的支撑力方向平行以及使第二弹片对反折光元件430挤压力方向与第二支撑部对反折光元件430的支撑力方向平行，由于保证反折光元件430受力的均衡性，避免第一弹片和第二弹片挤压不均对反折光元件430造成损害。

图17为本公开实施例提供的光模块中信号光传输光路图，其中信号光包括光发射芯片发射的信号光和自光模块外部的信号光。

如图17所示，光发射芯片301发射信号光，该信号光的光轴垂直于电路板，信号光传输至透镜组件底面上的准直透镜222，由于光发射芯片发射的信号光为发散光，准直透镜222准直该信号光，经准直透镜222准直后信号光由发散光转化为平行光，该平行光传输至光学反射折射面211，经过光学反射折射面211折射传输至反折光元件430的分波面；经过反折光元件430的分波面折射传输至反折光元件430的反射面，经反折光元件430的反射面反射传输至反折光元件430的分波面，经过分波面折射传输出反折光元件然后传输至光学汇聚面213，经光学汇聚面213上的聚光透镜214会聚至反射面221，最后经反射面221反射，信号光光轴方向平行于电路板，光轴方向平行于电路板信号光传输至光纤插芯233中的光纤端面，进入光纤插芯233的光纤中，然后传输出透镜组件；

来自准直透镜222的平行光传输至光学反射折射面211，经过光学反射折射面211反射传输至聚光透镜301A；由聚光透镜301A汇聚射向光功率监控芯片。光学反射折射面将来自光发射芯片的光按照预设已知的比例进行反射，从而对该反射面的功率监控可以推算光发射芯片整体的发光功率。

来自光模块外部的信号光，该信号光的光轴平行于电路板，该信号光通过光纤插芯233中的光纤传输至反射面221，经反射面221反射至光学汇聚面213，经光学汇聚面213上的聚光透镜214准直后传输至反折光元件430的分波面，经反折光元件430的分波面反射至透射面212，信号光的光轴变为垂直于电路板，该信号光透射透射面212传输至透镜组件底面上的汇聚透镜223，然后经汇聚透镜223会聚传输至光接收芯片302。

在本公开实施例中，协调控制光学反射折射面211、透射面212、光学汇聚面213、反射面221以及反折光元件430的倾斜角，使光发射芯片301发射的信号光从光轴垂直于电路板转换为光轴平行于电路板，以及使来自光模块外部的信号光从光轴平行于电路板转换为光轴垂直于电路板。在本公开的某一实施例中，透射面212平行于电路板，当来自光模块外部的信号光传输至透射面212垂直入射而不发生折射。

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

一种光模块，其特征在于，包括

电路板；

光发射芯片及光功率监控芯片，分别设置在所述电路板的表面；

透镜组件，其下表面设置在所述电路板的边缘表面，所述下表面向上凸起以形成容纳腔及反射面，所述光发射芯片及所述光功率监控芯片分别位于所述容纳腔内；

其上表面向下凹陷以形成凹陷腔，所述凹陷腔的底面形成光学反射折射面，所述光学反射折射面可折射及反射来自所述光发射芯片的光；

其一端设置有光纤接口，所述反射面可将光向所述光纤接口方向反射，所述光纤接口的入光方向与所述光发射芯片的出光方向不同；

所述光功率监控芯片接收来自所述光学反射折射面的反射光；

反折光元件，设置在所述凹陷腔的上方，其下方表面可将来自所述光学反射折射面的光折射进所述反折光元件；其上方表面可将进入所述反折光元件的光向其下方表面反射，其下方表面可将光折射向所述反射面。
如权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括

光接收芯片，设置在所述电路板的表面，位于所述容纳腔内；

所述反射面可将来自所述光纤接口的光反射向所述反折光元件；

所述透镜组件的凹陷腔底面还形成有透射面，所述反折光元件的下方表面可将来自所述反射面的光反射向所述透射面，所述透射面可将光透射向所述光接收芯片，所述光发射芯片发出光的波长与所述光接收芯片接收光的波长不同。
如权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括

光接收芯片，设置在所述电路板的表面，位于所述容纳腔内；

所述反射面可将来自所述光纤接口的光反射向所述反折光元件；

所述透镜组件的凹陷腔底面还形成有第二折射面，所述反折光元件的下方表面可将来自所述反射面的光反射向所述第二折射面，所述第二折射面可将光折射向所述光接收芯片，所述光发射芯片发出光的波长与所述光接收芯片接收光的波长不同。
如权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述透镜组件的上表面设置有支撑斜面，所述反折光元件设置在所述支撑斜面上；

所述光学反射折射面为斜面。
如权利要求1、2、3任一所述的光模块，其特征在于，还包括

固定帽，所述固定帽扣设在所述反折光元件上，其底部与所述透镜组件固定连接。
如权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述固定帽顶部具有向底部弯曲的弹片，所述弹片压在所述反折光元件上方表面。
如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述凹陷腔的底面还形成光学汇聚面，所述光学汇聚面上设置有聚光透镜；所述聚光透镜可将所述反折光元件下方表面折射的光汇聚后，射向所述反射面。
如权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述容纳腔表面设置有准直透镜，所述准直透镜将来自所述光发射芯片的光汇聚射向所述光学反射折射面；

所述容纳腔表面设置有聚光透镜，所述聚光透镜将来自所述光学反射折射面的反射光聚光射向所述光功率监控芯片。
如权利要求2所述的光模块，其特征在于，

所述容纳腔表面设置有汇聚透镜，所述汇聚透镜将来自所述透射面的光汇聚射向所述光接收芯片。
如权利要求3所述的光模块，其特征在于，

所述容纳腔表面设置有汇聚透镜，所述汇聚透镜将来自所述第二折射面的光汇聚射向所述光接收芯片。
一种光模块，其特征在于，包括

电路板；

光发射芯片，设置在所述电路板的表面；

透镜组件，

其下表面设置在所述电路板的边缘表面，所述下表面向上凸起以形成容纳腔及反射面，所述光发射芯片位于所述容纳腔内；

其上表面向下凹陷以形成凹陷腔，所述凹陷腔的底面形成光学折射面，所述光学折射面可折射来自所述光发射芯片的光；

其一端设置有光纤接口，所述反射面可将光向所述光纤接口方向反射，所述光纤接口的入光方向与所述光发射芯片的出光方向不同；

反折光元件，设置在所述凹陷腔的上方，其下方表面可将来自所述光学折射面的光折射进所述反折光元件；其上方表面可将进入所述反折光元件的光向其下方表面反射，其下方表面可将光折射向所述反射面。
如权利要求11所述的光模块，其特征在于，还包括

光接收芯片，设置在所述电路板的表面，位于所述容纳腔内；

所述反射面可将来自所述光纤接口的光反射向所述反折光元件；

所述透镜组件的凹陷腔底面还形成有透射面，所述反折光元件的下方表面可将来自所述反射面的光反射向所述透射面，所述透射面可将光透射向所述光接收芯片，所述光发射芯片发出光的波长与所述光接收芯片接收光的波长不同。
如权利要求11所述的光模块，其特征在于，还包括

光接收芯片，设置在所述电路板的表面，位于所述容纳腔内；

所述反射面可将来自所述光纤接口的光反射向所述反折光元件；

所述透镜组件的凹陷腔底面还形成有第二折射面，所述反折光元件的下方表面可将来自所述反射面的光反射向所述第二折射面，所述第二折射面可将光折射向所述光接收芯片，所述光发射芯片发出光的波长与所述光接收芯片接收光的波长不同。
如权利要求11所述的光模块，其特征在于，

所述透镜组件的上表面设置有支撑斜面，所述反折光元件设置在所述支撑斜面上。
如权利要求11、12、13任一所述的光模块，其特征在于，还包括

固定帽，所述固定帽扣设在所述反折光元件上，其底部与所述透镜组件固定连接。
如权利要求15所述的光模块，其特征在于，所述固定帽顶部具有向底部弯曲的弹片，所述弹片压在所述反折光元件上方表面。
如权利要求11所述的光模块，其特征在于，所述凹陷腔的底面还形成光学汇聚面，所述光学汇聚面上设置有聚光透镜；所述聚光透镜可将所述反折光元件下方表面折射的光汇聚后，射向所述反射面。
如权利要求11所述的光模块，其特征在于，

所述容纳腔表面设置有准直透镜，所述准直透镜将来自所述光发射芯片的光汇聚射向所述光学折射面。
如权利要求12所述的光模块，其特征在于，

所述容纳腔表面设置有汇聚透镜，所述汇聚透镜将来自所述透射面的光汇聚射向所述光接收芯片。
如权利要求13所述的光模块，其特征在于，

所述容纳腔表面设置有汇聚透镜，所述汇聚透镜将来自所述第二折射面的光汇聚射向所述光接收芯片。
一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光发射芯片，设置在所述电路板上，用于发射信号光；

光接收芯片，设置在所述电路板上，用于接收来自光模块外部的信号光；

透镜组件，罩设在所述光发射芯片和所述光接收芯片上，传输并改变信号光的传播方向；

其中，所述透镜组件包括：

COB透镜体，罩设在所述光发射芯片和所述光接收芯片上；所述COB透镜体的顶面包括第一凹陷部，所述第一凹陷部的底面形成第一光学面、第二光学面和第三光学面，所述第一光学面在所述电路板方向的投影覆盖所述光发射芯片，所述第二光学面在所述电路板方向的投影覆盖所述光接收芯片；所述COB透镜体的底面包括第二凹陷部，所述第二凹陷部的底面形成第四光学面；所述COB透镜体的顶面还包括支撑结构；

滤光片，通过所述支撑结构支撑，倾斜设置在所述COB透镜体上，在所述COB透镜体上的投影覆盖所述第一光学面、所述第二光学面和所述第三光学面；

滤光片罩子，罩设在所述滤光片上，固定连接所述COB透镜体使所述滤光片固定在所述COB透镜体上。
如权利要求21所述的光模块，其特征在于，所述滤光片包括分波面和反射面，所述分波面更靠近所述COB透镜体的顶面；

所述光发射芯片发射的信号光通过所述COB透镜体的底面进入所述COB透镜体，传输至所述第一光学面，经所述第一光学面折射至所述分波面，经所述分波面折射至所述反射面，经所述反射面反射至所述分波面，经所述分波面折射至所述第三光学面，经所述第三光学面透射至所述第四光学面，然后经所述第四光学面反射至光模块外部；

来自光模块外部的信号光传输至所述第四光学面，经所述第四光学面反射至第三光学面，经所述第三光学面透射至所述分波面，经所述分波面反射至所述第二光学面，通过所述第二光学面传输至所述光接收芯片。
如权利要求22所述的光模块，其特征在于，所述COB透镜体的底面还包括第一透镜和第二透镜；所述第一透镜在所述电路板方向的投影覆盖所述光发射芯片，所述第一透镜用于准直所述光发射芯片发射的信号光至第一光学面；所述第二透镜在所述电路板方向的投影覆盖所述光接收芯片，所述第二透镜用于将经第二光面透射的光会聚至所述光接收芯片；

所述第三光学面上包括第三透镜，所述第三透镜用于将经所述分波面折射至所述第三光学面的光会聚至所述第四光学面并将经所述四光学面反射至第三光学面的光准直传输至所述分波面。
如权利要求21所述的光模块，其特征在于，所述滤光片罩子包括罩子本体以及设置在罩子本体内的滤光片容纳腔；

所述滤光片设置在所述滤光片容纳腔内并通过所述罩子本体固定在所述COB透镜体上。
如权利要求24所述的光模块，其特征在于，所述滤光片罩子还包括第一弹片和第二弹片，所述第一弹片的一端和所述第二弹片的一端连接所述罩子本体，所述第一弹片的另一端和所述第二弹片的另一端用于抵触压制所述滤光片。
如权利要求21所述的光模块，其特征在于，所述滤光片罩子还包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部上设置第一卡槽，所述第二连接部上设置第二卡槽；

所述COB透镜体的侧边设置第一凸起和第二凸起；

所述第一凸起配合连接所述第一卡槽，所述第二凸起配合连接所述第二卡槽。
如权利要求21所述的光模块，其特征在于，所述支撑结构包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部和所述第二支撑部分别设置在所述第一凹陷部沿所述COB透镜体长度的两侧，所述第一支撑部和所述第二支撑部支撑所述滤光片。
如权利要求21所述的光模块，其特征在于，所述COB透镜体还包括透镜光口，所述透镜光口用于传输所述第四光学面反射的所述光发射芯片发射的信号光以及用于传输来自光模块外部的信号光。
如权利要求28所述的光模块，其特征在于，所述透镜光口上设置点胶孔，所述透镜光口内设置光纤插芯，通过所述点胶孔点胶固定所述光纤插芯。
如权利要求28所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括金属套筒，所述金属套筒套设在所述透镜光口的外壁上。