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一种光模块公开 发明

技术领域

[0001] 本申请涉及光通信技术领域,尤其涉及一种光模块。

相关背景技术

[0002] 随着云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式的发展,光通信技术的进步变的愈加重要。在光通信技术中,光模块作为光通信设备中的关键器件之一,可以实现光电信号转换;在光通信技术的发展过程中,要求光模块的数据传输速率不断提高。
[0003] 在一些结构的光模块中,包括光发射部件和光接收部件,为了提高传输速率,通常进行多光路传输。在内部空间有限的情况下,难以合理布局多光路的光发射部件及光接收部件。

具体实施方式

[0063] 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。
[0064] 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。
[0065] 图1为根据一些实施例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、光纤101以及网线103。
[0066] 光纤101的一端向远端信息处理设备1000的方向延伸,且光纤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。
[0067] 光通信系统可以包括一根或多根光纤101,且光纤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。
[0068] 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。
[0069] 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光纤101,该第二光信号在光纤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的第一光信号通过光纤101传播,来自光纤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。
[0070] 上位机100除了包括光网络终端之外,还包括光线路终端(Optical  Line Terminal,OLT)、光网络设备(Optical Network Terminal,ONT)、或数据中心服务器等。
[0071] 图2为根据一些实施例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。
[0072] 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。
[0073] 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(shell)、设置于壳体内的电路板300、光发射部件和光接收部件。但本公开并不局限于此,在一些实施例中,光模块200包括光发射部件和光接收部件之一。
[0074] 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。
[0075] 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包括盖板2011,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。
[0076] 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包括盖板2011,以及位于盖板2011两侧、与盖板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。
[0077] 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的右端),开口205也位于光模块200的端部(图3的左端)。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从开口204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光纤101,以使光纤101连接光模块200中的光发射部件与光接收部件。
[0078] 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、光接收部件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、光发射部件与光接收部件等时,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。
[0079] 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。
[0080] 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与上位机之间的固定连接,或解除光模块200与上位机之间的固定连接。
[0081] 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。
[0082] 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‑Effect Transistor,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(limiting amplifier)、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。
[0083] 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。
[0084] 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‑Integrated Circuit,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。
[0085] 光发射部件或光接收部件中的至少一个位于电路板300的远离金手指301的一侧。
[0086] 在一些实施例中,光发射部件及光接收部件分别与电路板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。
[0087] 在一些实施例中,光发射部件或光接收部件中的至少一个可以直接设置在电路板300上。例如,光发射部件或光接收部件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。
[0088] 在一些实施例中,电路板300的表面还设置有DSP芯片302,电信号从电接口单元输入,DSP芯片302对该电信号进行预处理、信号调制等,输出调制电信号,并加载到驱动芯片上,驱动芯片将调制电信号传输至激光芯片,激光芯片将调制电信号转换为光信号,从而得到携带数据的光发射信号。在本申请中,可将设有DSP芯片302的一面称为电路板300的正面,相对的另一面则为电路板300的反面。
[0089] 电路板300与光收发腔体电连接,示例性地,电路板300的一端伸入至光收发腔体的内部。光收发腔体的内部用于设置光接收端的各光学元件及光发射端的各光学元件。在光收发腔体内部合理布局多光路的光发射部件及光接收部件,从而实现多光路传输,提高传输速率。
[0090] 为了传输光信号,光收发腔体的光口侧与光纤插头800b的一端连接,光纤插头800b的另一端与光纤连接器800c连接。光纤连接器800c连接有外部光纤,光收发腔体的光口侧连接有内部光纤,通过光纤插头800b连接外部光纤及内部光纤,从而进行光信号的传输,比如,待传输至光接收端中的光接收信号依次经外部光纤、光纤连接器800c、光纤插头
800b、内部光纤,传输至光收发腔体内,进而传输至光接收部件中;光发射端产生的光发射信号依次经内部光纤、光纤插头800b、光纤连接器800c、外部光纤,传输出光收发腔体,进而传输至光模块内部。
[0091] 在一些实施例中,接口卡爪800a用于将光纤连接器800c、光纤插头800b耦接在一起,光纤连接器800c连接有外部光纤,光纤插头800b的端部连接有内部光纤,光纤连接器800c插入至接口卡爪800a的一端,光纤插头800b插入至接口卡爪800a的另一端,光纤连接器800c、光纤插头800b在接口卡爪800a的内部实现对接,从而实现内部光纤与外部光纤的光对接。
[0092] 图5为根据一些实施例的一种接口卡爪与光纤插头的装配示意图;图6为根据一些实施例的一种接口卡爪的结构图。如图5及图6所示,接口卡爪800a的一端沿竖直方向上分别设有第一卡爪801a及第二卡爪802a,第一卡爪801a及第二卡爪802a相对设置,光纤插头800b设于第一卡爪801a及第二卡爪802a之间,第一卡爪801a及第二卡爪802a分别卡接在上述光收发腔体中,从而将接口卡爪800a的一端与光收发腔体连接在一起;接口卡爪800a的另一端沿水平方向上分别设有第三卡爪803a及第四卡爪804a,第三卡爪803a及第四卡爪
804a分别卡接于光纤连接器800c上,从而将接口卡爪800a的另一端与光纤连接器800c连接在一起。
[0093] 在一些实施例中,第一卡爪801a的表面向上凹陷形成第一限位部8011a,第二卡爪802a的表面向下凹陷形成第二限位部8021a。
[0094] 为了避免光纤插头800b从接口卡爪800a中脱落出来,在光纤插头800b的端部设有限位片800d,限位片800d设于第一限位部8011a与第二限位部8021a之间,第一限位部8011a与第二限位部8021a分别夹持着限位片800d,从而将限位片800d固定住,则限位片800d通过顶持光纤插头800b,将光纤插头800b限位在接口卡爪800a与限位片800d之间,从而避免光纤插头800b从接口卡爪800a中脱落出来,从而对光纤插头800b进行限位。
[0095] 在一些实施例中,光纤插头800b的端部分别形成有第一插针801b及第二插针802b,第一插针801b及第二插针802b用于与上述光收发腔体实现连接。光纤插头800b的端部延穿设有内部光纤,内部光纤设于第一卡爪801a及第二卡爪802a之间,内部光纤的一端从光纤插头800b的端部引出,另一端直至延伸至上述光收发腔体内部,以与内部的光学元件实现光信号的传输。鉴于光纤插头800b的结构,则示例性地,限位片800d的结构包括用于避让第一插针801b及第二插针802b的相应通孔、用于避让内部光纤的相应通孔。
[0096] 图7为根据一些实施例的一种接口卡爪、光纤插头的装配分解图。如图7所示,在一些实施例中,上述光收发腔体包括盖合连接的盖壳910及基座920,盖壳910嵌设于基座920的两个侧壁之间。
[0097] 将光纤插头800b与上述光收发腔体连接在一起后,限位片800d会贴持在盖壳910的端面上,此时,限位片800d位于光纤插头800b与盖壳910及基座920的端面之间。
[0098] 图8为根据一些实施例的一种盖壳与基座的装配示意图。如图8所示,盖壳910的端部边缘上形成有光纤口913,光纤插头800b与光纤口913光对接,以使从光纤插头800b中引导出来的内部光纤穿过,直接延伸至盖壳910内部,与盖壳910内部的光学元件建立光连接。
[0099] 在光纤口913的两侧分别形成有第一插孔914a及第二插孔914b,以分别使第一插针801b及第二插针802b插接,从而将光纤插头800b与盖壳910插接在一起,实现二者的连接。
[0100] 由于连接有内部光纤的光纤插头800b设于第一卡爪801a及第二卡爪802a之间,第一卡爪801a及第二卡爪802a是沿竖直方向相对设置的,而内部光纤需要与光纤口913实现光对接,则此时在盖壳910中,在光纤口913的上下两侧分别形成有第一卡接部9111及第二卡接部9121,第一卡接部9111及第二卡接部9121上下方向上设置,在一些实施例中,第一卡爪801a插接在第一卡接部9111中,第二卡爪802a插接在第二卡接部9121中,从而将接口卡爪800a固定于盖壳910上,实现二者的连接。在一些实施例中,第一卡爪801a及第二卡爪802a的厚度比较大时,则将第一卡接部9111挖设的深度较大,以设置第一卡爪801a;在第二卡接部9121的相对位置处设置第三卡接部9281,通过第三卡接部9281避让第二卡爪802a,为第二卡爪802a的卡接提供较大的空间,此时,第二卡爪802a设于第二卡接部9121与第三卡接部9281之间。
[0101] 在一些实施例中,盖壳910内部设有光波导基板,光波导基板内包括用于传输光接收信号及光发射信号的光波导,其中,光接收信号为待传输至光接收端的光信号,光发射信号为光发射端产生的光信号,光纤口913设于光纤插头800b与光波导基板之间,光纤口913的一侧与光纤插头800b光对接,另一侧与光波导基板光对接,示例性地,光纤口913与该光波导基板的光口光连接,则内部光纤的一端从光纤插头800b中引导出来,然后另一端穿过与光纤插头800b光对接的光纤口913,直至内部光纤的另一端延伸至光波导基板的光口处,从而将内部光纤与光波导基板实现光对接,实现光信号的传输。
[0102] 本申请中,光纤插头800b设于第一卡爪801a及第二卡爪802a之间,光纤口设于第一卡接部9111及第二卡接部9121,光纤插头800b与光纤口光对接,第一卡爪801a与第一卡接部9111连接,第二卡爪802a与第二卡接部9121连接,则在实现光纤插头800b与光纤口光对接的同时,还将接口卡爪800a固定于盖壳910上。
[0103] 图9为根据一些实施例的一种接口卡爪的装配剖面图。如图9所示,在本申请的一些实施例中,由于盖壳910内设有用于传输光信号的光波导基板,则盖壳910的端部会形成光纤口913,光纤口913与光波导基板光对接,而内部光纤设于竖直方向上相对设置的第一卡爪801a与第二卡爪802a,内部光纤需与光纤口913光对接,以将内部光纤穿过光纤口913直至与光波导基板光对接,因此,在盖壳910的端部,示例性地,在光纤口913的上下两侧分别形成有第一卡接部9111及第二卡接部9121,内部光纤上方的第一卡爪801a设于光纤口913上方的第一卡接部9111中,内部光纤下方的第二卡爪802a设于光纤口913下方的第二卡接部9121中,从而同时实现内部光纤与光纤口913的光对接,以及接口卡爪800a与盖壳910的连接。
[0104] 图10为根据一些实施例的一种光模块的局部分解示意图一。如图10所示,在一些实施例中,上述光收发腔体包括盖合连接的盖壳910及基座920,基座920的两个侧壁相对于表面凹陷,以使盖壳910设于基座920的两个侧壁之间。
[0105] 光波导基板900a设于盖壳910与基座920之间,示例性地,盖壳910具有包裹光波导基板900a的容纳腔,因此,将光波导基板900a设于基座920表面,且被盖壳910所盖设、包裹。
[0106] 在一些实施例中,盖壳910包括本体结构911,本体结构911用于盖设、包裹光波导基板900a。由于光纤插头800b与光波导基板900a光对接,而且光纤插头800b设于上下相对设置的第一卡爪801a与第二卡爪802a之间,因此,第一卡接部9111及第二卡接部9121应分别设于光波导基板900a的上下两侧,由于光波导基板900a的上方结构为本体结构911,因此在本体结构911的表面形成第一卡接部9111,如上述,第一卡爪801a的表面向上凹陷形成第一限位部8011a,第二卡爪802a的表面向下凹陷形成第二限位部8021a,为了实现第一卡爪801a与第二卡爪802a的限位固定,在本体结构911的上表面向下凹陷形成第一卡接部9111,以设置第一卡爪801a;在某一位置上向上凹陷形成第二卡接部9121,以设置第二卡爪802a,第一卡爪801a与第二卡爪802a之间的距离小于基座920的厚度,因此向上凹陷的第二卡接部9121不适合设置在基座920上,则应将第二卡接部9121设置在盖壳910上,由于盖设光波导基板900a的本体结构911的厚度小于第一卡爪801a与第二卡爪802a之间的距离,则此时在本体结构911的一端向下伸出以形成延伸板912,在延伸板912的底表面向上凹陷形成第二卡接部9121,同时在延伸板912的表面设置光纤口913,使得光纤口913位于第一卡接部
9111与第二卡接部9121之间。
[0107] 本申请为了实现盖壳910与基座920的连接,基座920的端部形成有支撑凹槽928,将延伸板912嵌设于支撑凹槽928内部,以连接盖壳910及基座920。示例性地,当第二卡爪802a的厚度较大时,支撑凹槽928的表面向下凹陷可形成第三卡接部9281,第三卡接部9281与第二卡接部9121相对设置,以避让第二卡爪802a,为第二卡爪802a的卡接伸入提供较大空间。
[0108] 盖壳910与基座920之间设有光波导基板900a,光波导基板900a与光纤口913光对接,内部光纤从光纤插头800b的端部引出,穿过光纤口913,直接与光波导基板900a连接,从而实现光纤插头800b与光波导基板900a之间的光耦接,从而通过内部光纤进行光信号的传输。示例性地,光接收芯片依次经外部光纤、光纤连接器800c、光纤插头800b、内部光纤、光波导基板900a内的光通道,传输至光接收端;光发射信号依次经光波导基板900a内的光通道、内部光纤、光纤插头800b、光纤连接器800c、外部光纤,从而传输至光模块外部。
[0109] 基座920的一端开设有开口927,以使电路板300伸入至基座920的内部,进而电路板300分别与光接收端、光发射端建立电连接,从而传输电信号。
[0110] 电路板300的一端设有金手指301,表面设有DSP芯片302,另一端则伸入至光收发腔体内部,从而将电信号传输至光发射端,或者将光接收端产生的电信号经金手指301传输至上位机。本申请中,将电路板300设有DSP芯片302的一面称为电路板300的正面,相对的另一面则为电路板300的反面。示例性地,电路板300的正面设有光接收端的部分光学元件,电路板300的反面与光发射端的电学元件电连接。由于DSP芯片302工作时散热量较大,将DSP芯片302设于电路板300的正面,此时由于电路板300的正面表面盖设有上壳体201,则DSP芯片302产生的热量可通过上壳体201进行散热。当然,也可以将DSP芯片设于电路板300的反面。
[0111] 图11为根据一些实施例的一种光模块的局部分解示意图二。如图11所示,在一些实施例中,延伸板912的表面分别设有光纤口913及第二卡接部9121,则光纤口913与光波导基板900a之间光对接,内部光纤贯穿光纤口913,直至延伸至光波导基板900a内。
[0112] 基于延伸板912的设置,在基座920的一端表面向下凹陷形成支撑凹槽928,将延伸板912嵌设于支撑凹槽928内,则将盖壳910与基座920连接。
[0113] 本申请中,由于延伸板912的底表面需要向上凹陷形成第二卡接部9121,则延伸板912与支撑凹槽928之间的支撑面积较小,为了增加延伸板912与支撑凹槽928之间的支撑面,以利于限位,将延伸板912的宽度设置为小于本体结构911的宽度,以在延伸板912与本体结构911之间分别形成搭接部915,两侧都形成有搭接部915,相适应地,支撑凹槽928的宽度小于基座920表面的宽度,从而在支撑凹槽928的两侧分别形成第一支撑部9244、第二支撑部9245,将一侧的搭接部915与第一支撑部9244连接,另一侧的搭接部915与第二支撑部
9245连接,从而增加延伸板912与支撑凹槽928之间的支撑面,实现盖壳910与基座920的限位连接。
[0114] 本申请中,在光波导基板的输出光口的一侧设有光接收芯片503,示例性地,光接收芯片503以阵列的形式设置,阵列形式设置的各光接收芯片503设于电路板表面,由于电路板伸入至基座920的内部,而光波导基板位于基座920的表面,因此光波导基板所在高度大于光接收芯片503所在高度,在一些实施例中,可在光接收芯片503之前设置转折棱镜502,转折棱镜502设于光波导基板的出光端的一侧,以接收光波导基板输出的光接收信号,并将该光接收信号朝向光接收芯片503反射,以将光接收信号传输至光接收芯片503的表面。示例性地,在电路板300的正面设有光接收芯片503,转折棱镜502位于光波导基板900a的出光口侧,基座920的表面相对高于电路板300的表面,转折棱镜502的出光面朝向光接收芯片503,转折棱镜502用于将光波导基板900a输出的光信号朝向光接收芯片503转折,从而将光接收信号转折至光接收芯片503的表面。
[0115] 在一些实施例中,在光波导基板900a的出光口与转折棱镜502之间设有第一透镜501。示例性地,第一透镜501为汇聚透镜,用于将光波导基板900a输出的光信号进行汇聚,以减少接收光功率损耗,然后传输至转折棱镜502内。
[0116] 在一些实施例中,在电路板300的表面、光接收芯片503的出光光路上设有TIA504,TIA504用于将光接收芯片503产生的光电流信号转换为电压信号,并将电压信号放大。
[0117] 图12为根据一些实施例的一种盖壳的结构图一;图13为根据一些实施例的一种盖壳的结构图二。如图12及图13所示,盖壳910包括本体结构911,本体结构911的表面向下凹陷形成第一卡接部9111,本体结构911的一端向下伸出形成延伸板912,延伸板912的表面用于设置光纤口913及第二卡接部9121。示例性地,延伸板912的底表面向上凹陷形成第二卡接部9121。
[0118] 光纤插头800b的端部形成有光纤口,内部光纤从该光纤口穿出,该光纤口与光纤口913光对接,则内部光纤贯穿光纤口913,直至延伸至光波导基板900a的光口处。光纤插头800b的光纤口两侧分别设有第一插针801b及第二插针802b,相对应地,在光纤口913的两侧扥别形成有第一插孔914a及第二插孔914b,第一插孔914a用于使第一插针801b插入,第二插孔914b用于使第二插针802b插入,从而实现光纤插头800b与盖壳910的连接。
[0119] 示例性地,本体结构911包括相对设置的第一侧壁9112及第二侧壁9113,第一侧壁9112的中间贯穿形成有避让槽9114,第一侧壁9112的一侧形成有凸台9115。
[0120] 第一侧壁9112及第二侧壁9113之间形成有容纳腔9116,以包裹容纳光波导基板900a。为了便于对光波导基板900a进行拆修等,在第二侧壁9113的一侧开有缺角9117,以从缺角9117处借助一定的工作,协助将光波导基板900a取出来,进行拆修等。
[0121] 图14为根据一些实施例的一种基座的结构图一;图15为根据一些实施例的一种基座的结构图二。如图14及图15所示,在一些实施例中,基座920包括第三侧壁921及第四侧壁922,基座920的表面相对凹陷于第三侧壁921及第四侧壁922,并且第三侧壁921及第四侧壁
922之间的距离大于第一侧壁9112及第二侧壁9113之间的距离,以将盖壳910设于第三侧壁
921及第四侧壁922之间。
[0122] 基座920为分层结构,基座920的中间形成有隔挡923,通过隔挡923将基座920分成:位于隔挡923上方的上层空间924及位于隔挡923下方的下层空间925,上层空间924与下层空间925通过隔挡923相隔开,上层空间924用于设置光波导基板900a、第一透镜501、转折棱镜502,下层空间925用于设置光发射端的光学元件。转折棱镜502设于隔挡923的一表面,示例性地,转折棱镜502设于上层空间924内。
[0123] 由于光波导基板900a、第一透镜501、转折棱镜502均位于上层空间924,因此,光接收信号的传输为同层传输,则光波导基板900a输出的光信号沿同层传输至第一透镜501、转折棱镜502中,光接收信号的传输光路无需在上下层空间之间进行高度切换及引导,光接收公路简单,从而减少光功率损耗。
[0124] 上层空间924分别包括第一表面9241、第二表面9242、第三表面9243,第一表面9241、第二表面9242、第三表面9243位于隔挡923的顶表面,光波导基板900a设于盖壳910与第一表面9241之间,第二表面9242用于设置第一透镜501,第三表面9243用于设置转折棱镜
502。示例性地,第二表面9242所在高度可高于第三表面9243所在高度,以使第一透镜501与转折棱镜502的光轴处于同一轴线上。
[0125] 隔挡923的一端形成有开口927,以使电路板300伸入至隔挡923内部,电路板300的正面可用来承载光接收芯片503及TIA504,从而与光接收端建立电连接,电路板300伸入至光发射部件处,从而与光发射端建立电连接。
[0126] 第一表面9241包括用于承载光波导基板900a的表面,还包括第一支撑部9244、第二支撑部9245及第三支撑部9246,第一支撑部9244、第二支撑部9245位于光收发腔体的光口侧,第三支撑部9246位于光收发腔体的电口侧。
[0127] 第一支撑部9244、第二支撑部9245之间设有支撑凹槽928,支撑凹槽928呈U形状,支撑凹槽928相对于基座920的表面凹陷,示例性地,支撑凹槽928相对于第一表面9241的表面凹陷,以使延伸板912设于支撑凹槽928内,并使两侧的搭接部915搭接在第一表面9241上。示例性地,两侧的搭接部915分别搭接在第一支撑部9244、第二支撑部9245上,从而将延伸板912插设于支撑凹槽928内,支撑凹槽928支撑着延伸板912,然后搭接部915与第一支撑部9244、第二支撑部9245匹配搭接在一起,从而实现盖壳910与基座920的限位连接。
[0128] 在一些实施例中,第一表面9241中靠近第三侧壁921的一侧形成有第四表面929,示例性地,第四表面929相对于第一表面9241凹陷。
[0129] 在一些实施例中,第三侧壁921挖空形成有嵌设部926,嵌设部926为通孔,嵌设部926使得隔挡923的上下表面均裸露出来,示例性地,嵌设部926的高度大于隔挡923的高度,则隔挡923的上下表面均相对于嵌设部926裸露出来。
[0130] 图16为根据一些实施例的一种基座的结构图三。如图16所示,下层空间925的表面分别朝向上层空间924不同程度的凹陷,形成第一凹陷部9251及第二凹陷部9252,第一凹陷部9251及第二凹陷部9252位于隔挡923的底表面,示例性地,第一凹陷部9251及第二凹陷部9252用于设置光发射端的光学元件,第一凹陷部9251相对于第二凹陷部9252更凹陷。第二凹陷部9252的一侧分别连接有第一竖直面9253及第二竖直面9254。
[0131] 第一凹陷部9251及第二凹陷部9252分别用于设置光发射端的光学元件。
[0132] 图17为根据一些实施例的一种盖壳与基座的装配剖面示意图一。如图17所示,基座920的第三侧壁921及第四侧壁922之间的宽度相对大于盖壳910的第一侧壁9112及第二侧壁9113,则盖壳910设于第三侧壁921及第四侧壁922之间,盖壳910的表面可与第三侧壁921及第四侧壁922的表面处于同一平面上。
[0133] 光波导基板900a设于盖壳910与基座920之间,示例性地,光波导基板900a位于盖壳910与基座920的上层空间924之间,盖壳910的第二侧壁9113包裹光波导基板900a,光波导基板900a的宽度小于第一侧壁9112及第二侧壁9113之间的宽度,则光波导基板900a的一侧距离第二侧壁9113仍有一段距离,以实现光路的设计与调整。在一些封装过程中,需先固定好光波导基板900a,示例性地,可通过盖壳910包裹光波导基板900a,以固定光波导基板900a。
[0134] 由于光波导基板900a位于上层空间924,而光发射端的光学元件位于下层空间925,因此,光发射信号的传输为跨层传输,则需要对光发射信号的传输光路进行高度上的切换及引导,示例性地,将光发射信号的传输方向朝向上层空间924转折,以使光发射信号的输出方向朝向光波导基板900a,从而最终将光发射信号传输至光波导基板900a内。在一些实施例中,通过设置位移棱镜407,将光发射信号的传输方向朝向上层空间924转折,以使光发射信号的输出方向传输至光波导基板900a内,将光发射信号引导至光波导基板900a内。
[0135] 在一些实施例中,位移棱镜407设于嵌设部926内,示例性地,将位移棱镜407设于固定架408内,然后将固定架408嵌设于嵌设部926内,从而将位移棱镜407嵌设于嵌设部926内,从而固定位移棱镜407。
[0136] 在一些实施例中,固定架408为具有一个开口的框架,如包括顶面、底面及连接顶面与底面的侧面,位移棱镜407设于顶面及底面之间,通过顶面和底面上下夹持位移棱镜407,通过侧面固定位移棱镜407。
[0137] 在一些实施例中,固定架408的宽度相对大于第三侧壁921的宽度,因此,需要在盖壳910的第一侧壁9112的中间贯穿形成有避让槽9114,以避让固定架408。示例性地,固定架408的一侧与避让槽9114连接。
[0138] 在一些实施例中,盖壳910的第二侧壁9113设于基座920的第四侧壁922与光波导基板900a之间;第一侧壁9112与第三侧壁921连接。
[0139] 图18为根据一些实施例的一种盖壳与基座的装配分解示意图一。如图18所示,第一侧壁9112的中间贯穿形成有避让槽9114,以避让固定架408。示例性地,固定架408的一侧与避让槽9114连接。在第三侧壁921挖设嵌设部926,以嵌设固定架408。
[0140] 图19为根据一些实施例的一种盖壳与基座的装配剖面示意图二;图20为根据一些实施例的一种盖壳与基座的装配分解示意图二。如图19及图20所示,第一侧壁9112的中间贯穿形成有避让槽9114,第一侧壁9112的一侧形成有凸台9115,凸台9115与第三支撑部9246的部分面积连接在一起,第三支撑部9246的部分表面用来支撑凸台9115。
[0141] 盖壳形成有容纳腔919,以容纳光波导基板900a。
[0142] 图21为根据一些实施例的一种光波导基板的结构示意图。如图21所示,在一些实施例中,光波导基板900a靠近光纤插头800b的一侧分别形成有第一输入光口901a、第二输出光口904a,与第一输入光口901a相对的一侧形成有第一输出光口902a,与第二输出光口904a相邻的一侧形成有第二输入光口903a。
[0143] 第一输入光口901a与第一输出光口902a相通,二者之间设有多路光通道,从而实现多路光信号的传输,第一输入光口901a与第一输出光口902a之间的光通道用于将外部的光信号,即光接收信号,传输至光接收端。
[0144] 第二输入光口903a与第二输出光口904a相通,二者之间同样设有多路光通道,从而实现多路光信号的传输,第二输入光口903a与第二输出光口904a之间的光通道用于将光发射端产生的光信号,即光发射信号,传输至光模块的外部。
[0145] 相对侧设置的第一输入光口901a及第一输出光口902a,用于传输光接收信号;相邻侧设置的第二输入光口903a及第二输出光口904a,用于传输光发射信号。
[0146] 第一输入光口901a、第一输出光口902a位于相对的一侧,光接收芯片503位于第一输出光口902a的一侧,则光接收芯片503的入光方向与光波导基板900a光信号的输出方向一致,则光波导基板900a的输出光路朝向与光接收芯片503的输入光路朝向一致,示例性地,均朝向光模块的光口端,因此,光波导基板900a输出的光信号可直接被光接收芯片503所接收,减小光损耗,有利于保证光接收功率。
[0147] 第二输入光口903a与第二输出光口904a位于相邻的两侧,光发射端的激光芯片出光方向与光波导基板900a的输入方向不一致,则光波导基板900a的输入光路朝向与激光芯片出光光路朝向不一致,示例性地,激光芯片出光光路朝向光口,光波导基板900a的输入光路朝向侧边,因此,光发射端激光芯片产生的光发射信号需要进行传输方向的转折及引导,以将光发射信号传输至光波导基板900a内。
[0148] 第一输入光口901a与第二输出光口904a位于同一侧,示例性地,第一输入光口901a与第二输出光口904a均位于靠近光纤插头800b的一侧,则光接收端的接收光与光发射端的发射光均集中在一侧,光接收端的接收光在该侧进入光波导基板900a,光发射端的发射光在该侧从光波导基板900a中输出。
[0149] 第一输出光口902a与第二输入光口903a处于不同侧,示例性地,第一输出光口902a与第二输入光口903a位于相邻的两侧,在光波导基板900a中,接收光的传输起点与发射光的传输终点处于同一侧,然后接收光沿传输起点向传输起点相对的一侧进行传输,而发射光的传输起点位于与发射光的传输终端不同侧,基于光路可逆,本申请相当于接收光与发射光汇聚在同一侧,然后向不同侧进行分散、传输。
[0150] 本申请中,光接收信号的传输方向与光模块的光口朝向一致,而光发射信号的传输方向经反射镜、位移棱镜引导至光波导基板的侧边。
[0151] 本申请中,光接收信号的输入与光发射信号的输出汇聚在一侧,而光接收信号的输出与光发射信号的输入分散在不同的传输路径上,合理布局光接收信号与光发射信号的传输路线。本申请中,充分利用盖壳、基座表面的空间,合理布局光波导基板、接收光路、发射光路之间的相对关系,实现光信号的接收与发射。
[0152] 第二表面9242、第三表面9243均位于光波导基板900a的第一输出光口902a的一侧,以将第一输出光口902a输出的光信号依次传输至第二表面9242表面设置的第一透镜501、第三表面9243表面设置的转折棱镜502内。
[0153] 第四表面929位于光波导基板900a的第二输入光口903a的一侧,以将第四表面929表面设置的光学元件输出的光信号传输至第二输入光口903a,然后经第二输出光口904a输出。
[0154] 嵌设部926也位于光波导基板900a的第二输入光口903a的一侧,以将嵌设部926内安装的光学元件输出的光信号传输治安第二输入光口903a,然后经第二输出光口904a输出。
[0155] 示例性地,当光模块为800G光模块时,第一输入光口901a与第一输出光口902a相通,二者之间设有8路光通道,这8路光通道为8路光接收通道;第二输入光口903a与第二输出光口904a相通,二者之间同样设有8路光通道,这8路光通道为8路光发射通道。通过合理布局各个光口的位置,从而可实现8路光接收通道与8路光发射通道之间的合理布局,避免各通道之间的相互干扰。
[0156] 本申请中,通过光波导基板900a同时传输光接收信号、光发射信号,由于光接收端的光学器件与光发射端的光学器件处于不同层的空间上,若通过光纤带传输光接收信号、光发射信号,会出现绕纤或盘纤的情况,绕纤或盘纤造成光功率损耗,从而降低光功率,因此本申请通过光波导基板900a可避免绕线或盘纤,从而较少光功率的损耗。
[0157] 图22为根据一些实施例的一种光波导基板传输光信号的光路示意图。如图22所示,在一些实施例中,光接收端包括第一透镜501、转折棱镜502、光接收芯片503,示例性地,光接收信号经内部光纤从第一输入光口901a进入光波导基板900a内,然后经光波导基板900a内的光通道进行传输,从第一输出光口902a输出,第一透镜501设于第一输出光口902a一侧,以接收从第一输出光口902a输出的光接收信号。
[0158] 在一些实施例中,光发射端包括激光芯片402、反射镜405等,相对于光接收芯片503设于电路板300的表面,激光芯片402并未设于电路板300的表面,激光芯片402设于隔挡
923的另一表面,示例性地,激光芯片402设于下层空间925内,激光芯片402发出的光发射信号被反射镜405反射至位移棱镜407内,位移棱镜407将反射镜405输出的光发射信号传输方向朝向光波导基板900a的第二输入光口903a转折、引导,以使光发射信号传输至光波导基板900a内。示例性地,位移棱镜407的出光侧位于第二输入光口903a的一侧,从位移棱镜407输出的光发射信号从第二输入光口903a进入至光波导基板900a内,然后经光波导基板900a内的光通道传输至第二输出光口904a,光发射信号从第二输出光口904a输出,进入至内部光纤,然后通过与内部光纤耦接的外部光纤传输至光模块外部。
[0159] 图23为根据一些实施例的一种光模块内部结构的剖面图。如图23所示,隔挡923的一端形成有开口927,电路板300的一端从开口927处伸入隔挡923内,上层空间924的表面长度相对大于盖壳910的长度,上层空间924的表面相对于盖壳910显露出来,在显露出来的表面上分别设置第一透镜501、转折棱镜502,光接收芯片503、TIA504设于电路板300的一表面,示例性地,光接收芯片503、TIA504设于电路板300的正面。第一透镜501、转折棱镜502朝向电路板300的正面设置,转折棱镜502的出光面朝向电路板300的正面,例如,转折棱镜502的出光面朝向电路板300正面设置的光接收芯片503。
[0160] 下层空间925分别用于设置激光芯片402、反射镜405,电路板300的一端从开口927处伸入隔挡923内,如电路板300伸入至激光芯片402的一侧,激光芯片402与电路板300的另一表面打线实现电连接,示例性地,激光芯片402与电路板300的反面发现连接。同时,为了保证高频信号的传输性能,电路板300的另一表面与激光芯片402的表面平齐,示例性地,电路板300的反面与激光芯片402的表面平齐,有利于缩短电路板300与激光芯片402之间的打线长度,从而保证高频信号的传输性能。
[0161] 电路板300从开口927处伸入隔挡923内,此时,电路板300的一表面如正面用于设置光接收芯片503、TIA504,电路板300的另一表面如反面与激光芯片402的表面平齐,电路板300的反面与激光芯片402之间打线连接。
[0162] 第一透镜501位于光波导基板900a的第一输出光口902a一侧,以接收从光波导基板900a输出的光接收信号;第一透镜501的出光面朝向转折棱镜502;转折棱镜502用于将光信号朝向光接收芯片503反射,从而将光接收信号传输至光接收芯片503内,示例性地,转折棱镜502的出光面朝向电路板300的正面,例如,转折棱镜502的出光面朝向光接收芯片503;光接收芯片503用于将光接收信号转换为电信号,并将电信号传输至TIA504内,TIA504用于将电信号转换为电压信号,并将电压信号进行放大。
[0163] 在一些实施例中,在将光波导基板900a、光接收芯片503、激光芯片402等进行封装时,通常需要通过盖壳910将光波导基板900a固定住,因此在安装好光波导基板900a后,需将盖壳910进行安装,以固定光波导基板900a;然后封装激光芯片402等光发射端的光学元件,以保证光发射功率;然后再封装光接收芯片503等光接收端的光学元件,为了便于封装光接收芯片503等光接收端的光学元件,盖壳910的长度相对小于上层空间924的表面长度,以在基座920的顶表面上留有一定空间设置光接收芯片503等光接收端的光学元件,示例性地,在基座920相对于盖壳910显露出来的表面上封装光接收芯片503等光接收端的光学元件,因此,光接收芯片503等光接收端的光学元件相对于盖壳910裸露在外,以便于装配光接收芯片503等光接收端的光学元件。
[0164] 由于光接收芯片503等光接收端的光学元件相对于盖壳910裸露在外,因此设置保护罩930来保护光接收芯片503等,示例性地,保护罩930罩射于光接收芯片503的表面。
[0165] 在一些实施例中,保护罩930罩射于光接收芯片503的表面;在一些实施例中,保护罩930罩射于第一透镜501、转折棱镜502、光接收芯片503及TIA504的表面,此时,保护罩930一端与盖壳910连接,保护罩930的底端设置在电路板300的正面上,示例性地,保护罩930的底端所在的侧壁搭接在电路板300的正面上,从而罩射于第一透镜501、转折棱镜502、光接收芯片503及TIA504的表面。
[0166] 图24为根据一些实施例的一种保护罩的结构示意图。如图24所示,保护罩930包括遮盖板933、与遮盖板933连接的侧板934、侧板935及侧板936。遮盖板933用于遮盖光接收部件,侧板934用于与基座920连接,侧板935用于与基座920连接,侧板936用于与电路板300连接。保护罩930的一侧与盖壳910连接。
[0167] 保护罩930的表面分别形成有第一缺口931及第二缺口932。第一缺口931用于与基座920连接;第二缺口932用于避让第四侧壁922。第一缺口931与基座920的表面搭接连接,第二缺口932与第四侧壁922拼接连接,从而实现保护罩930的固定,在一些实施例中,第一缺口931可搭接于隔挡923的表面上,第二缺口932可拼接于第四侧壁922上。
[0168] 图25为根据一些实施例的一种保护罩的装配剖面示意图一;图26为根据一些实施例的一种保护罩的装配剖面示意图二;图27为根据一些实施例的一种保护罩的装配分解示意图。如图25‑图27所示,在一些实施例中,为了方便装配保护罩930,以及在需要对保护罩930进行拆修时,方便取出保护罩930,保护罩930的侧壁与第三侧壁921之间具有间隙,该间隙的存在为夹取保护罩930留出操作空间,从而有利于取放保护罩,示例性地,在该间隙与第二缺口932的朝向外的一侧之间对保护罩930进行夹取,从而将保护罩930取出,对保护罩
930进行拆修等。
[0169] 第一缺口931与隔挡923的表面连接,示例性地,第一缺口931与第三支撑部9246的表面连接,第一缺口931搭接于第三支撑部9246的表面上;第二缺口932与第四侧壁922连接,示例性地,第二缺口932与第四侧壁922连接拼接连接;保护罩930的一侧与盖壳910的侧壁连接,保护罩930的底表面设于电路板300的表面,通过电路板300支撑保护罩930,则保护罩930分别与盖壳910、基座920、电路板300连接,从而固定保护罩930,以通过保护罩930保护第一透镜501、转折棱镜502、光接收芯片503及TIA504。
[0170] 图28为根据一些实施例的一种光接收部件的传输光路示意图;图29为根据一些实施例的一种电路板、光发射部件及光接收部件相对位置关系示意图一;图30为根据一些实施例的一种电路板、光发射部件及光接收部件相对位置关系示意图二。如图28‑图30所示,光波导基板900a设于盖壳910与基座920之间,示例性地,光波导基板900a设于盖壳910与上层空间924之间,上层空间924还用于设置第一透镜501、转折棱镜502,下层空间925用于设置激光芯片402等光学元件,可见,光波导基板900a、第一透镜501、转折棱镜502处于同层上,光波导基板900a与激光芯片402处于不同层,则光波导基板900a输出的光接收信号经一次反射传输至光接收芯片503内,激光芯片402产生的光发射信号需经过引导光路的引导,将产生的光发射信号引导至光波导基板900a内。
[0171] 光波导基板900a输出的光接收信号传输至第一透镜501中,转折棱镜502用于将光接收信号向下反射,以将光接收信号的传输方向转折至光接收芯片503表面。示例性地,第一透镜501、转折棱镜502位于第一输出光口902a的一侧,以接收第一输出光口902a输出的光接收信号。
[0172] 在一些实施例中,光波导基板900a的光口处与内部光纤光对接,进而传输光接收信号及光发射信号。盖壳910的延伸板912嵌设至基座920的支撑凹槽928内,从而连接盖壳910与基座920。盖壳910具有容纳腔,以容纳及固定光波导基板900a。
[0173] 在一些实施例中,基座920的顶表面分别形成有第一表面9241、第二表面9242、第三表面9243,其中,第一表面9241的表面用于设置光波导基板900a。第二表面9242、第三表面9243的表面分别用于设置第一透镜501、转折棱镜502。基座920的顶表面长度相对大于盖壳910的长度,则在顶表面多出来的表面上设置第一透镜501、转折棱镜502,此时第一透镜501、转折棱镜502相对于盖壳910裸露出来,便于贴装第一透镜501、转折棱镜502。
[0174] 第一透镜501、转折棱镜502的光轴处于同一轴线上,转折棱镜502设于第一透镜501的输出光路上,光接收芯片503位于转折棱镜502的下方,TIA504位于光接收芯片503的一侧。示例性地,第一透镜501为汇聚透镜,转折棱镜502用于将第一透镜501透出的光接收信号进行反射,并反射至光接收芯片503表面,光接收芯片503用于将接收到的光接收信号转换为光电流信号,并将电信号传输至TIA504,TIA504用于将光电流信号转换为电压信号,并将电压信号进行放大。当光模块对多通道时,第一透镜501以阵列的形式设置,相应地,转折棱镜502、光接收芯片503、TIA504均以阵列的形式设置。
[0175] 第一透镜501位于第二表面9242的表面,第一透镜501的入光面朝向光波导基板900a,示例性地,第一透镜501的入光面朝向光波导基板900a的第一输出光口902a,以接收从第一输出光口902a输出的光接收信号;第一透镜501的出光面朝向转折棱镜502,以将第一透镜501透出的光接收信号传输至转折棱镜502的内部。
[0176] 转折棱镜502位于第三表面9243的表面,转折棱镜502的入光面朝向第一透镜501,出光面朝向电路板300正面上设置的光接收芯片503,转折棱镜502用于将接收到的光接收信号朝向电路板300正面上设置的光接收芯片503表面反射。示例性地,转折棱镜502具有斜面,通过该斜面可将入射至其表面的光接收信号进行反射,该斜面的倾斜角可呈预设倾斜角,从而达到全反射效果,将入射至其表面的光信号进行全反射。示例性地,转折棱镜502的入光面朝向第一透镜501,以接收第一透镜501透出的光信号,并对该光信号进行反射,从而将其光路进行转折,示例性地,将光信号的传输光路向下转折,以将光信号反射至位于转折棱镜502下方的光接收芯片503内;转折棱镜502的出光面朝向光接收芯片503,以将反射后的光信号传输至光接收芯片503内。
[0177] 光接收芯片503位于电路板300的一表面,示例性地,光接收芯片503位于电路板300的正面,光接收芯片503与TIA504打线连接,光接收芯片503的入光面朝向转折棱镜502的出光面,以接收转折棱镜502反射出来的光接收信号。
[0178] TIA504位于电路板300的一表面,示例性地,TIA504位于电路板300的正面,且位于光接收芯片503的一侧,TIA504与电路板300打线连接。
[0179] 在一些实施例中,光接收信号沿在进入到光模块后,沿内部光纤从光波导基板900a的第一输入光口901a进入至光波导基板900a内,沿内部的光通道从第一输出光口902a输出,传输至第一透镜501内,经第一透镜501的汇聚处理后,继续向转折棱镜502传输,经转折棱镜502的斜面反射后,光路向下转折,转折至电路板300上的光接收芯片503的表面,光接收芯片503将接收到的光接收信号转换为光电流信号,然后将TIA504将光电流信号转化为电压信号,并将电压信号放大。
[0180] 第一透镜501位于第二表面9242的表面,光接收芯片503位于电路板300的表面,第二表面9242所在高度高于电路板300所在高度,且第一透镜501与光接收芯片503在位置上存在一定错位,因此在第一透镜501的输出光路上设置转折棱镜502,通过转折棱镜502将第一透镜501透出光信号的光路向下转折,转折至光接收芯片503表面。
[0181] 第一透镜501与转折棱镜502相对设置,以将从第一透镜501透射出来的光信号入射至转折棱镜502中,第一透镜501的焦距应满足使得从第一透镜501透出的光信号,经转折棱镜502的反射后,再聚焦于光接收芯片503的表面,从而缩小光斑的尺寸,使得光接收信号落在光接收芯片503的收光范围内。
[0182] 在一些实施例中,光波导基板900a所在的第一表面9241、第一透镜501所在的第二表面9242、转折棱镜502所在的第三表面9243之间呈台阶式设置,其设置目的是为了使光波导基板900a、第一透镜501、转折棱镜502各自的光轴均处于同一轴线上。
[0183] 在一些实施例中,电路板300一端伸入至开口927内,电路板300相对于盖壳910裸露出来的表面分别设置光接收芯片503及TIA504。从转折棱镜502输出的光信号被传输至光接收芯片503表面,然后进行光信号的转换等处理。
[0184] 示例性地,转折棱镜502一部分设于第三表面9243上;一部分未设于第三表面9243上,且该部分相对于第三表面9243悬空设置,悬空部分的下方设有光接收芯片503,从而使转折棱镜502反射出来的光信号从悬空部分的出光面透出,并传输至光接收芯片503内。
[0185] 示例性地,由于光波导基板900a的厚度相对于第一透镜501的高度较小,因此光波导基板900a所在的第一表面9241所在高度高于第一透镜501所在的第二表面9242所在高度。
[0186] 本申请中,光接收芯片503与光波导基板900a处于同一层,光接收信号的传输为同层传输,无需进行上下高度上的光路切换及引导,光接收信号传输路径比较简单,传输路径上的光器件较少,从而减少光功率的损耗,使更多光接收信号被传输至光接收芯片503的表面上。
[0187] 在本申请的一些实施例中,随着光模块速率的提高,光接收芯片503的光敏面越来越小,示例性地,如光敏面从30um降到16um,甚至12um,然而较小的光敏面影响光耦合效率,第一透镜501对接收到的光接收信号进行一次聚焦,为了提高光耦合效率,可在光接收信号传输至光接收芯片503表面之前进行二次聚焦,以提高光耦合效率,增大耦合容差。
[0188] 在一些实施例中,在转折棱镜502与光接收芯片503之间设置球面透镜,第一透镜501对接收到的光信号进行一次聚焦,该球面透镜对转折棱镜502输出的光信号进行二次聚焦,从而提高光耦合效率。球面透镜输出的光斑多为能量分布不均匀的光斑,当能量分布不均匀的光斑耦合至光敏面上,导致光敏面某一范围内能量过于集中,从而出现光电流过冲现象。同时,球面透镜的焦距难以调控,从而影响光耦合效率。另外,对于球面透镜而言,由于其制造工艺,透镜球心一致性差导致光路一致性差,同样会降低耦合效率。
[0189] 在一些实施例中,在转折棱镜502与光接收芯片503之间设置非球面透镜,示例性地,如超透镜,第一透镜501对接收到的光信号进行一次聚焦,该非球面透镜对转折棱镜502输出的光信号进行二次聚焦,从而提高光耦合效率。非球面透镜具有较强的灵活性及自由度,可输出均匀光斑,进而避免光电流过冲现象。示例性地,非球面透镜包括衬底及衬底表面设置的若干介质单元,通过改变介质单元的尺寸或排布可输出能量分布均匀的光斑,从而避免光电流过冲现象。同时,非球面透镜的焦距较易控制,示例性地,通过改变介质单元的尺寸或排布调整其焦距,从而提高光耦合效率。另外,本申请中非球面透镜与光接收芯片单片集成或晶圆集成在一起,从而降低贴片过程中引入的公差,从而提高耦合效率。
[0190] 图31为根据一些实施例的一种光接收芯片的结构图;图32为根据一些实施例的一种光接收芯片的分解示意图一;图33为根据一些实施例的一种光接收芯片的分解示意图二。如图31‑图33所示,在一些实施例中,在光接收芯片503的表面设有非球面透镜505,相对于非球面透镜505,第一透镜501、第二透镜403、第三透镜409为球面透镜,非球面透镜505与光接收芯片503的光敏面为同心设置,则第一透镜501对光接收信号进行一次聚焦,进入至转折棱镜502,非球面透镜505对从转折棱镜502反射出来的光信号进行二次聚焦,从而缩小光斑尺寸,使得光斑聚焦在更小的光敏面上,提高光耦合效率。
[0191] 非球面透镜505输出能量分布均匀的光斑,以避免光电流过冲。同时,非球面透镜505的焦距容易调控,使得光斑聚焦在光接收芯片503的光敏面上,从而提高光耦合效率。
[0192] 在一些实施例中,光接收芯片503包括顶面5033,顶面5033的表面具有光敏面5031,围绕光敏面5031的表面设有G‑S‑G焊盘5032,G‑S‑G焊盘5032为接地‑信号‑接地焊盘。
随着通道传输速率的提高,光敏面5031面积减小,因此,耦合至光接收芯片503内的光接收信号的光斑应缩小尺寸,以使光斑落在光敏面5031内。
[0193] 在一些实施例中,非球面透镜505可以贴装在光接收芯片503的表面,在对非球面透镜505进行贴片时需识别非球面透镜505与光接收芯片503的光敏面中心的相对位置,精度要求非常高,在阵列耦合时还需考虑各通道之间的兼容性。
[0194] 在一些实施例中,通过MEMS工艺将非球面透镜505与光接收芯片503相结合,实现正照式光接收芯片503光敏面的光学扩展,从而提高光耦合效率。示例性地,MEMS工艺包括光刻、外延、薄膜淀积、氧化、扩散、注入、溅射、蒸镀、刻蚀、划片和封装等步骤。
[0195] 本申请中,一方面由于球面透镜不能向光接收芯片输出均匀光斑,另一方面,衬底5051的表面朝向转折棱镜502,此时若在衬底5051的表面设置球面透镜,则由于该球面透镜是通过折射达到聚焦的效果,而曲面距离光接收芯片503的光敏面比较远,则容易出现球面透镜输出光斑在光敏面的上方进行聚焦,因此本申请在转折棱镜502与光接收芯片503之间设置的透镜结构为非球面透镜。
[0196] 在一些实施例中,当在衬底5051的表面刻蚀形成非球面的介质单元,从而得到非球面透镜505,示例性地,非球面透镜505为超透镜时,可通过调整介质单元的尺寸或排布等参数,从而调整焦距,使得输出光斑落在光敏面上。超透镜又称超表面透镜,其是一种二维非球面透镜结构,超透镜通过超表面,如具有亚波长厚度的平面二维超材料,对光进行聚焦。相比传统透镜,超透镜拥有体积更薄、重量更轻、成本更低、成像更好、更易集成的优点,为紧凑集成的光学系统提供了潜在的解决方案,并且可通过调整结构的形状、旋转方向、高度等参数实现对光的偏振、相位和振幅等属性进行调控。
[0197] 在一些实施例中,通过CMOS工艺将非球面透镜505设置于光接收芯片503的表面。示例性地,在非球面透镜505的顶面5033沿G‑S‑G焊盘5032生长出衬底5051,然后在衬底
5051裸露出来的表面,即顶表面上刻蚀形成若干介质单元5052。由于G‑S‑G焊盘5032具有一定厚度,因此衬底5051的底表面5054形成有各凹槽,各凹槽正好嵌设在G‑S‑G焊盘5032的表面,衬底5051的底表面由于需要嵌设G‑S‑G焊盘5032的表面,衬底5051的底表面形成有各凹槽,衬底5051的顶表面需保证平整性,以便于刻蚀形成介质单元5052。示例性地,介质单元
5052的中心与光敏面5031的中心为同心设置,以提高光耦合效率。
[0198] 衬底5051与介质单元5052的材质为透光材质,如SiO2等,衬底5051与介质单元5052的具体材质可以根据光接收信号的波长、透射率、与衬底材料的CTE匹配等灵活选择。
[0199] 在一些实施例中,介质单元的形式为介质柱,各介质柱以阵列的形式进行排布,阵列方式可以为矩形阵列,也可以衬底5051的中心为圆心,向外依次进行刻蚀,以排布各介质单元,如将一定数量的介质柱绕成一圈,然后得到不同直径的介质柱阵列圈。
[0200] 示例性地,介质柱为硅柱或氧化硅柱。通过调整介质柱的尺寸,或者各介质单元阵列的排布方式,如排布间隔等,从而实现连续的相位调节,调控入射到不同位置上的入射光的初始相位,使得不同入射光之间发生干涉,从而使得入射光的能量朝向同一方向逐步集中,从而达到聚焦的效果。
[0201] 本申请中,通过调整介质柱的尺寸,或者各介质单元阵列的排布方式,如排布间隔等,可以调整光斑的性质,如光斑能量分布等,以输出能量分布均匀的光斑,从而避免光电流过冲现象。
[0202] 本申请中,由于衬底是通过薄膜生长而成,为了避免应力,衬底的成长不能过厚,也就是,衬底5051的尺寸比较薄,此时要求衬底表面的透镜焦距比较小,从而使光斑聚焦在光敏面上;在一些实施例中,若衬底表面设置球面透镜,球面透镜的聚焦效果受曲率半径及折射率的影响,难以通过调整曲率半径或折射率,使得球面透镜具有很小的焦距,此时,球面透镜的焦距使得光斑聚焦在光敏面的下方,从而降低光耦合效率。
[0203] 由于衬底的厚度非常薄,则对应的焦距就非常小,球面透镜即使将曲率半径及折射率都调整到极限,也仍然达不到如此小的焦距,而非球面透镜可通过调整介质柱的尺寸,或者各介质单元阵列的排布方式,如排布间隔等,从而调整焦距,使得非球面透镜具有较小的焦距,从而与较薄的衬底相适应,从而将光斑聚焦在光敏面上。示例性地,根据衬底的厚度可以得到非球面透镜505的预设焦距,也就是,非球面透镜505的预设焦距与衬底的厚度之间具有预设关系,衬底较薄时,预设透镜的预设焦距随之较小,非球面透镜505的预设焦距可与衬底的厚度相匹配,最终使得光斑聚焦在光接收芯片503的表面。
[0204] 在一些实施例中,在贴装光接收芯片503时,通常通过光敏面的中心进行贴装对位,由于本申请中光敏面表面被非球面透镜505所覆盖,因此,在非球面透镜505的表面形成有标识位5053,通过标识位5053与光敏面5031中心的相对位置关系,进行光接收芯片503的贴装,以保证贴装精度。
[0205] 图34为根据一些实施例的另一种光接收芯片的结构图。如图34所示,在一些实施例中,在光接收芯片503的表面架设有非球面透镜506,非球面透镜506的衬底与光接收芯片503的表面之间具有一定距离,非球面透镜506与光接收芯片503的光敏面为同心设置,则第一透镜501对光信号进行一次聚焦,进入至转折棱镜502,非球面透镜506对从转折棱镜502反射出来的光信号进行二次聚焦,从而缩小光斑尺寸,使得光斑聚焦在更小的光敏面上,提高光耦合效率。
[0206] 非球面透镜506输出能量分布均匀的光斑,以避免光电流过冲。同时,非球面透镜506的焦距容易调控,使得光斑聚焦在光接收芯片503的光敏面上,从而提高光耦合效率。
[0207] 在一些实施例中,非球面透镜506可通过光学胶贴合在光接收芯片503的表面;在一些实施例中,非球面透镜506也可以通过MEMS工艺与光接收芯片503结合在一起。
[0208] 图35为根据一些实施例的另一种光接收芯片的分解示意图一;图36为根据一些实施例的另一种光接收芯片的分解示意图二;图37为根据一些实施例的另一种光接收芯片的局部结构示意图。如图35‑图37所示,在一些实施例中,非球面透镜505为超透镜。当非球面透镜506为超透镜,并且通过CMOS工艺将超透镜与光接收芯片503结合在一起时,光接收芯片503的表面除了设有光敏面5031、G‑S‑G焊盘5032外,还形成有连接焊盘5034,示例性地,连接焊盘5034用于连接光接收芯片503与超透镜。
[0209] 在一些实施例中,当非球面透镜506为超透镜时,非球面透镜5056包括衬底5061、衬底5061顶表面刻蚀形成的介质单元5062、衬底5061底表面电镀形成的凸出部5063。示例性地,衬底5061为硅基晶圆,在硅基晶圆的表面刻蚀形成介质单元5062;示例性地,凸出部5063的形式为凸柱,凸柱的形式可以为金属柱,例如铜柱。凸出部5063与连接焊盘5034之间通过金属焊料焊锡连接,从而实现光接收芯片503与超透镜的连接。
[0210] 同样地,介质单元的形式为介质柱,各介质柱以阵列的形式进行排布,阵列方式可以为矩形阵列,也可以衬底5051的中心为圆心,向外依次进行刻蚀,以排布各介质单元,如将一定数量的介质柱绕成一圈,然后得到不同直径的介质柱阵列圈。
[0211] 示例性地,介质柱为硅柱或氧化硅柱。通过调整介质柱的尺寸,或者各介质单元阵列的排布方式,如排布间隔等,可以调整光斑的性质,如光斑能量分布等,以输出能量分布均匀的光斑,从而避免光电流过冲现象。
[0212] 在一些实施例中,在衬底表面设置非球面透镜,例如超透镜,则可通过调整介质柱的尺寸,或者各介质单元阵列的排布方式,如排布间隔等,从而调整焦距,使得非球面透镜具有较小的焦距,从而与较薄的衬底相适应,从而将光斑聚焦在光敏面上。
[0213] 衬底5061与光接收芯片503的光敏面之间由于存在凸出部5063,则衬底5061的上下表面都可以进行刻蚀以形成介质单元。
[0214] 凸出部5063具有预设高度,以配合非球面透镜506的焦距,使得输出光斑聚焦在光接收芯片503的光敏面上。
[0215] 在一些实施例中,在非球面透镜506的表面形成有标识位5064,通过标识位5064与光敏面5031中心的相对位置关系,进行光接收芯片503的贴装,以保证贴装精度。
[0216] 图38为根据一些实施例的另一种光模块内部结构的剖面图。如图38所示,在一些实施例中,在转折棱镜502的出光面表面设有非球面透镜507,非球面透镜507通过光学胶贴覆于转折棱镜502的出光面上。
[0217] 转折棱镜502输出的光信号经过非球面透镜507的汇聚后,再入射到光接收芯片503的表面,从而通过二次聚焦进一步缩小光信号光斑的尺寸,使得光斑落在光接收芯片
503的光敏面上,提高光耦合效率。
[0218] 在一些实施例中,非球面透镜507同样包括衬底,衬底表面刻蚀形成介质单元,通过改变介质单元的尺寸或排布,从而调整其焦距,使得光斑聚焦在光敏面上,同时输出的光斑为能量分布均匀的光斑。
[0219] 在一些实施例中,非球面透镜507的衬底与转折棱镜502的出光面连接,在衬底朝向光接收芯片的表面上刻蚀形成介质单元。
[0220] 在本申请的一些实施例中,以转折棱镜502的出光面作为衬底,在其上形成介质单元,由于转折棱镜502的出光面为玻璃材质,难以通过刻蚀的工艺形成介质单元,示例性地,可通过熔融注塑的形式形成介质单元。
[0221] 图39为根据一些实施例的又一种光模块内部结构的剖面图。如图39所示,在电路板300的表面设有支撑部508a,支撑部508a表面设有非球面透镜508,非球面透镜508设于转折棱镜502与光接收芯片503之间,非球面透镜508对转折棱镜502反射出来的光信号进行二次聚焦,以缩小光信号光斑的尺寸,使得光斑落在光接收芯片503的光敏面上,提高光耦合效率。
[0222] 在一些实施例中,非球面透镜508同样包括衬底,衬底表面刻蚀形成介质单元,非球面透镜508中的衬底与非球面透镜506中的衬底制作工艺相同,非球面透镜508中的介质单元与非球面透镜506的介质单元制作工艺相同。非球面透镜508的衬底为硅基晶圆,在硅基晶圆的表面刻蚀形成介质单元,非球面透镜508中的介质单元同样为为超透镜,通过调控入射到不同位置上的入射光的初始相位,使得不同入射光之间发生干涉,从而使得入射光的能量朝向同一方向逐步集中,从而达到聚焦的效果。
[0223] 本申请中,光接收芯片503与光波导基板900a处于同一层,光接收信号的传输为同层传输,光接收信号的传输光路简单;激光芯片402与光波导基板900a处于不同层,光发射信号的传输为跨层传输,光发射信号的传输光路较为复杂。在进行有源耦合时,由于光发射端自带光源,因此,光发射端所承受的光功率损耗相对于光接收端较高,则光接收端相对于光发射端更需要做简单光路,也就是,光发射端相对于光接收端更适合做成复杂光路,为此,本申请中,将光接收信号的传输与光波导基板900a之间设置为同层传输,将光发射信号的传输与光波导基板900a之间设置为跨层传输。
[0224] 图40为根据一些实施例的一种基座与电路板的装配示意图。如图40所示,电路板300的反面与基座920的底表面处于同一朝向,从上述可知,电路板300的反面指的是设有DSP芯片302的对面。
[0225] 基座920的底表面还设有遮盖940,遮盖940扣设在基座920的底表面上,以保护光发射部件。
[0226] 图41为根据一些实施例的一种光发射部件的结构图,图42为根据一些实施例的一种光发射部件的剖面图。如图41及图42所示,从基座920的底表面打开遮盖940后,可以看出,基座920的底表面朝向上层空间924凹陷以形成下层空间925,下层空间925包括不同凹陷程度的第一凹陷部9251及第二凹陷部9252。在下层空间925内分别设有光发射端的光学元件,如TEC401、激光芯片402、第二透镜403、反射镜等。激光芯片402发出的光为发散光;第二透镜403为准直透镜,其用于将激光芯片402发出的发散光准直为平行光;第三透镜409为汇聚透镜。当光模块为多通道时,激光芯片402、第二透镜403、第三透镜409等以阵列的形式设置。激光芯片402、第二透镜403均设于TEC401的表面,第二透镜403设于激光芯片402的出光光路上,TEC401用于保证激光芯片402处于一定的工作范围内,从而保证激光芯片402输出光功率的稳定性。
[0227] TEC401、激光芯片402、第二透镜403构成发光组件,该发光组件设于第一凹陷部9251,由于激光芯片402位于下层空间925内,而光波导基板900a位于上层空间924内,因此需要引导光路将激光芯片402产生的光发射信号引导至光波导基板900a内,从而通过光波导基板900a传输光发射信号。为此,在激光芯片402的出光光路上设置反射镜,反射镜用于将光发射信号朝向基座920的侧壁上引导,示例性地,将光发射信号朝向隔挡923的侧壁上引导;然后,在基座920的侧壁上,示例性地,在隔挡923的侧壁上设置位移棱镜,反射镜将光发射信号朝向位移棱镜反射,通过位移棱镜将光发射信号引导至光波导基板900a内,示例性地,将光发射信号引导至第二输入光口903a内,从而将光发射信号经第二输入光口903a传输至光波导基板900a内,通过光波导基板900a传输光发射信号。
[0228] 在一些实施例中,第二凹陷部9252的侧边连接有竖直面,将反射镜设于竖直面上,从而实现反射镜的固定。由于发光组件中的TEC401具有一定的高度,为了保证从第二透镜403透出的准直光入射至反射镜内,第一凹陷部9251相对于第二凹陷部9252更凹陷。
[0229] 在一些实施例中,位移棱镜的入光端与出光端均相对于隔挡923裸露出来,位移棱镜的入光端朝向下层空间925,位移棱镜的出光端朝向上层空间924,采用位移棱镜将激光芯片402产生的光发射信号引导至位于上层空间924的第二输入光口903a处,进而使光发射信号传输至光波导基板900a内。
[0230] 在一些实施例中,当光模块为800G光模块时,包括8个激光芯片402,这8个激光芯片402被分成两组,分别为第一激光芯片阵列402a及第二激光芯片阵列402b,第一激光芯片阵列402a及第二激光芯片阵列402b分别包括4个激光芯片402。为了监测激光芯片402的工作温度,在第一激光芯片阵列402a及第二激光芯片阵列402b之间设有一个热敏电阻,即在第一激光芯片阵列402a及第二激光芯片阵列402b中两个相邻的激光芯片之间设置热敏电阻,第一激光芯片阵列402a中4个激光芯片402之间等间距,第二激光芯片阵列402b中4个激光芯片402之间等间距,然而热敏电阻的存在使得第一激光芯片阵列402a中的最后一个激光芯片402与第二激光芯片阵列402b中的第一个激光芯片402之间的间距增大,即第一激光芯片阵列402a及第二激光芯片阵列402b相邻的两个激光芯片之间的间距增大,为此,示例性地,反射镜包括第一反射镜404和第二反射镜405,通过将第一反射镜404和第二反射镜405错位设置,以补偿由于热敏电阻的存在而产生的光通道间隔差。
[0231] 相对应地,当激光芯片402的数量为8个时,第二透镜403的数量为8个,这8个第二透镜403被分成两组,分别为第一透镜阵列403a及第二透镜阵列403b。第一透镜阵列403a设于第一激光芯片阵列402a的输出光路上,二者一一相对应;第二透镜阵列403b设于第二激光芯片阵列402b的输出光路上,二者一一相对应。
[0232] 第一透镜阵列403a的入光面与第一激光芯片阵列402a的出光面相对设置,出光面与第一反射镜404相对设置,从而使得第一激光芯片阵列402a发出的光发射信号经第一透镜阵列403a后,入射至第一反射镜404的表面,第一反射镜404将接收到的光发射信号进行反射并传输。
[0233] 第二透镜阵列403b的入光面与第二激光芯片阵列402b的出光面相对设置,出光面与第二反射镜405相对设置,从而使得第二激光芯片阵列402b发出的光发射信号经第二透镜阵列403b后,入射至第二反射镜405的表面,第二反射镜405将接收的光发射信号进行反射并传输。
[0234] 为了设置第一反射镜404和第二反射镜405,第二凹陷部9252的一侧分别连接有第一竖直面9253及第二竖直面9254,第一竖直面9253及第二竖直面9254垂直于第二凹陷部9252的表面,第一竖直面9253用于设置第一反射镜404,第二竖直面9254用于设置第二反射镜405。示例性地,将第一反射镜404粘贴于第一竖直面9253的表面,将第二反射镜405粘贴于第二竖直面9254的表面,从而实现第一反射镜404和第二反射镜405的固定。
[0235] 图43为根据一些实施例的一种光发射部件的部分结构图。如图43所示,激光芯片402输出的发散光通过第二透镜403的准直处理后,由发散光转换为准直光,第二透镜403透出的准直光束入射至相应地第一反射镜404或第二反射镜405的表面。
[0236] 在一些实施例中,第一反射镜404的形式为长条反射镜,以较大的收光面积接收从第一透镜阵列403a中透出的光信号;第二反射镜405的形式也为长条反射镜,以较大的收光面积接收从第二透镜阵列403b中透出的光信号。
[0237] 为了补偿热敏电阻位置带来的光通道间隔差,第一反射镜404与第二反射镜405之间错位设置,示例性地,第一反射镜404相对于第二反射镜405更远离第二透镜403所在的位置。
[0238] 图44为根据一些实施例的一种光发射部件的光路图;图45为根据一些实施例的一种光发射部件的侧视剖面一;图46为根据一些实施例的一种光发射部件的侧视剖面二。如图44‑图46所示,位移棱镜设于基座920的侧壁上,示例性地,位移棱镜设于隔挡923的侧壁上,位移棱镜的入光端朝向激光芯片402所在层,出光端朝向光波导基板900a的入光端,示例性地,如朝向第二输入光口903a,以将反射镜输出的光发射信号朝向第二输入光口903a引导。
[0239] 为了与第一反射镜404和第二反射镜405相对应,位移棱镜包括第一位移棱镜406及第二位移棱镜407。第一反射镜404与第一位移棱镜406相对应,第二反射镜405与第二位移棱镜407相对应。第一反射镜404的出光面朝向第一位移棱镜406的入光面,以使第一反射镜404输出的光信号传输至第一位移棱镜406的表面;第二反射镜405的出光面朝向第二位移棱镜407的入光面,以使第二反射镜405输出的光信号传输至第二位移棱镜407的表面。
[0240] 在一些实施例中,第一位移棱镜406及第二位移棱镜407均固定于固定架408内,固定架408包裹着第一位移棱镜406及第二位移棱镜407,然后固定架408固定于基座920侧壁上的嵌设部926内,从而固定第一位移棱镜406及第二位移棱镜407。
[0241] 为了利于光路的传输,嵌设部926的挖空尺寸使得隔挡923的上下表面裸露出来,位移棱镜的入光端朝向隔挡923的下表面,出光端朝向隔挡923的上表面,则位移棱镜的入光端与出光端均相对于隔挡923裸露出来,有利于在隔挡上下表面上光发射信号的传输,示例性地,传输至第一位移棱镜406及第二位移棱镜407的光发射信号在隔挡的下表面传输,从第一位移棱镜406及第二位移棱镜407输出的光发射信号在隔挡的上表面传输。
[0242] 第一位移棱镜406、第二位移棱镜407分别用于将第一激光芯片阵列402a及第二激光芯片阵列402b产生的光发射信号传输方向朝向光波导基板900a转折,以通过光波导基板900a将光发射部件发出的光发射信号传输至光模块外部。
[0243] 第一位移棱镜406的一端朝向第一反射镜404,另一端朝向光波导基板900a,第二位移棱镜407的一端朝向第二反射镜405,另一端朝向光波导基板900a,以分别将相应反射镜反射出来的光信号进行反射,使光发射信号传输至光波导基板900a内。
[0244] 在一些实施例中,第一位移棱镜406用于接收依次从第一激光芯片阵列402a、第一透镜阵列403a、第一反射镜404输出的光信号,并改变该光信号的传输方向,示例性地,将光信号在基座920的底表面上的传输经两次反射,转折至在基座920的顶表面上的传输;同样地,第二位移棱镜407也是这个作用。
[0245] 第一位移棱镜406包括直面、第一斜面和第二斜面,直面的一端与第一斜面连接,直面的另一端与第二斜面连接,直面既是入光面,也是出光面,直面同时朝向第一反射镜404及光波导基板900a,直面作为入光面的部分朝向第一反射镜404,直面作为出光面的部分朝向光波导基板900a。第一斜面和第二斜面相对设置,第一斜面的倾斜趋势与第二斜面的倾斜趋势相对设置,第一斜面朝向基座920的底表面,示例性地,朝向第一反射镜404;第二斜面朝向基座920的顶表面,示例性地,朝向第三透镜409及光波导基板900a所在的方向。
第二斜面朝向第三透镜409,第三透镜409朝向光波导基板900a的第二输入光口903a,从而将激光芯片402输出的光发射信号转折至光波导基板900a的第二输入光口903a,沿光波导基板900a内的光通道传输至第二输出光口904a,并沿第二输出光口904a输出,输出至内部光纤,然后沿外部光纤传输至光模块的外部,从而实现光发射信号的发射。同样地,第二位移棱镜407的工作原理也是同理。
[0246] 第一位移棱镜406的第一斜面朝向第一反射镜404,用于接收第一反射镜404反射出来的光发射信号,并将第一反射镜404反射出来的光发射信号向第二斜面反射;第二斜面朝向第三透镜409及光波导基板900a所在的方向,用于接收从第一斜面反射出来的光发射信号,并将第一斜面反射出来的光信号进行反射,以使光发射信号的传输方向朝向第三透镜409,进而朝向光波导基板900a。
[0247] 第一位移棱镜406及第二位移棱镜407均竖直跨设于基座920底表面侧壁至顶表面侧壁,使得光路在第一位移棱镜406中传输后,转折至基座920的顶表面,示例性地,进入基座920顶表面的光波导基板900a内。
[0248] 在一些实施例中,从第一反射镜404反射出来的光发射信号首先到达第一位移棱镜406的第一斜面,光信号经第一斜面的反射后到达第二斜面,然后经第二斜面的反射后,光发射信号经直面输出,到达第三透镜409,第三透镜409朝向光波导基板900a的第二输入光口903a,从而将激光芯片402产生的光发射信号转折至光波导基板900a的第二输入光口903a,沿光波导基板900a内的光通道传输至第二输出光口904a,并沿第二输出光口904a输出。因此,第一位移棱镜406可进行两次反射,两次光信号传输方向的转折:第一次反射由第一斜面进行,将从第一反射镜404反射出来的光信号反射至第二斜面表面,此时将光发射信号的传输方向由沿第一反射镜404输出光路的方向转折至竖直方向,即转折至第二斜面表面;第二次反射由第二斜面进行,将反射至第二斜面表面的光信号,此时将光发射信号的传输方向由竖直方向转折至朝向光波导基板900a的方向。其中,“竖直方向”指的是从上层空间924指向下层空间925的方向。
[0249] 在一些实施例中,第三透镜409以阵列的形式设置于第四表面929的表面,第四表面929位于光波导基板900a的第二输入光口903a一侧,以使第三透镜409透出的光信号从第二输入光口903a进入光波导基板900a内。
[0250] 在一些实施例中,设置第三透镜409的第四表面929相对于设置光波导基板900a的第一表面9241更凹陷,目的在于使得第三透镜409的出光轴与光波导基板900a的进光轴处于同一直线上。
[0251] 本申请实施例中,通过将位移棱镜沿竖直方向设置,位移棱镜中的第一斜面朝向基座920的底表面,第二斜面朝向基座920的顶表面,则位移棱镜竖直跨设基座920的侧壁,从而可将原本在基座920底表面上的光路经过两次转折,从而将光路转折至基座920的底表面,示例性地,转折至基座920底表面设置的光波导基板900a,其中,“竖直方向”指的是“竖直方向”指的是从上层空间924指向下层空间925的方向。
[0252] 本申请实施例中,光波导基板900a与光接收芯片503均位于上层空间,即隔挡923的顶表面,从而光接收信号可直接沿光波导基板900a内部的光通道传输至光接收芯片503内,实现光信号的接收;由于激光芯片402位于下层空间,即隔挡923的底表面,因此通过反射镜及位移棱镜将激光芯片402产生的光发射信号进行引导,以将光发射信号引导至光波导基板900a的第二输入光口903a内,实现光信号的发射。
[0253] 以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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