本发明实施例涉及光纤通信技术领域,尤其涉及一种光模块。
背景技术:
sfp+光模块包括用于发射光信号的光发射次模块和用于接收光信号的光接收次模块,光模块的透镜组件为一体式封装,如图1a所示的光模块包括光发射次模块100,光接收次模块200,以及一体式封装的光模块透镜组件300,光模块透镜组件300中,与光发射次模块对应的发射端透镜组件包括驱动芯片drive和激光器,与光接收次模块对应的接收端透镜组件包括驱动芯片tia和探测器pd,发射端透镜组件和接收端透镜组件在电路板pcb上一体式封装。光模块透镜组件300的一体式封装使得光发射次模块100的光路耦合与光接收次模块200的光路耦合相互干扰制约,降低了光模块的整体耦合效率,增加了耦合难度。
为了解决上述技术问题,需要在pcb板上为光发射次模块100和光接收次模块200单独封装透镜组件,发射端透镜组件和接收端透镜组件在电路板上的单独封装的设计结构示意图如图1b所示,但是图1b中pcb上的驱动芯片tia与驱动芯片drive之间的相对距离太小,无法将单独封装的透镜组件摆放在电路板有限的空间内,这是因为受以下两方面因素的限制:
其一,行业规范中,光发射次模块100的发射光口与光接收次模块200的接收光口之间的距离是定值,为了满足光路要求,如图1a、图1b所示,光发射次模块100的中心轴应与激光器的中心轴对齐,即光发射次模块100内设置的光纤的中轴线在电路板上的投影经过激光器芯片有效发光面的中心,激光器内的信号pad脚位与驱动芯片drive的信号pad脚位对齐,光接收次模块200 的中心轴应与探测器的中心轴对齐,即光接收次模块内设置的光纤的中轴线在电路板上的投影经过探测器芯片有效探测面的中心,探测器内的信号pad脚位与驱动芯片tia的信号pad脚位对齐,由于驱动芯片tia/drive的信号pad脚位未设置在芯片中心,且驱动芯片的tia/drive的面积较大,使得封装在印刷电路板pcb上的驱动芯片tia与驱动芯片drive之间的相对距离只有1.6mm;
其二,在pcb板上为光发射次模块和光接收次模块单独封装透镜组件受以下条件限制:(1)单个透镜组件的封装屏蔽体的局部最薄壁厚为0.3-0.4mm;(2)单个透镜组件在耦合时是移动的,预留的移动距离为0.6至0.8mm;(3)透镜组件在封装时需要使用点胶针头进行点胶固定,点胶针头的直径约为0.3-0.5mm;
综上,pcb上的驱动芯片tia与驱动芯片drive之间的相对距离不能满足将两个单独封装的透镜组件摆放在有限的空间内,发射端透镜组件和接收端透镜组件只能在电路板上封装为一体式。
综上,现有技术中存在着光模块的发射端透镜组件和接收端透镜组件在电路板上进行一体式封装,加大了光模块光耦合难度,导致光模块具有较低的光耦合效率的技术问题。
技术实现要素:
本发明实施例提供一种光模块,用于解决现有技术中存在的光模块反射端和接收端的透镜组件在电路板上进行一体式封装,导致光模块具有较低的光耦合效率的技术问题。
本发明实施例提供一种光模块,至少包括:
电路板、第一透镜组件、激光器芯片,所述激光器芯片贴装在所述电路板上,所述第一透镜组件罩设在所述激光器芯片的上方;所述第一透镜组件包括第一光纤插口、第一反射面和第二反射面;
所述第一光纤插口,用于插入第一光纤,且所述第一光纤的中轴线在所述 电路板上的投影不经过所述激光器芯片有效发光面的中心;
所述第一反射面,用于使所述激光器芯片发出的第一入射光信号入射到所述第一反射面,并在所述第一反射面发生反射得到第一反射光信号;
所述第二反射面,用于使入射到所述第二反射面的所述第一反射光信号在所述第二反射面发生反射得到进入所述第一光纤的第二反射光信号。
本发明实施例提供一种光模块,包括:
电路板、第二透镜组件、探测器芯片,所述探测器芯片贴装在所述电路板上,所述第二透镜组件罩设在所述探测器芯片的上方;所述第二透镜组件包括第二光纤插口第三反射面和第四反射面;
所述第二光纤插口,用于插入第二光纤,且所述第二光纤的中轴线在所述电路板上的投影不经过所述探测器芯片有效探测面的中心;
所述第三反射面,用于使所述第二光纤插口接收的第二入射光信号入射到所述第三反射面,并在所述第三反射面发生反射得到第三反射光信号;
所述第四反射面,用于使入射到所述第四反射面的所述第三反射光信号在所述第四反射面发生反射得到第四反射光信号,所述第四反射光信号透过所述第二透镜组件后被所述探测器芯片接收。
上述实施例中的光模块中,发射端的透镜组件和接收端的透镜组件单独封装,各自的光路不受干扰,进而提高了光模块发射端和接收端的光耦合效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,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1a-图1b为现有技术中的一种光模块透镜组件一体封装的示意图;
图2为本发明实施例提供的一种光模块的结构示意图;
图3a本发明实施例提供的一种光模块的结构示意图;
图3b-图3e为本发明实施例提供的一种发射端透镜组件优化后的光模块的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种第一透镜组件31中的光路传输示意图;
图5为本发明实施例提供的一种第一透镜组件31中的光路传输示意图;
图6a为本发明实施例提供的一种光模块的结构示意图;
图6b-图6e为本发明实施例提供的一种优化后的接收端透镜组件23的结构示意图;
图7为本发明实施例提供的一种第二透镜组件61中的光路传输示意图;
图8为本发明实施例提供的一种第二透镜组件61中的光路传输示意图;
图9为本发明实施例提供的一种光模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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它实施例,都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中存在的光模块反射端和接收端的透镜组件在电路板上进行一体式封装,加大了光模块光耦合难度,导致光模块具有较低的光耦合效率的技术问题。本发明实施例提供了一种光模块,保持光发射次模块的光口与光接收次模块的光口之间的距离是定值,对激光器和/或探测器在电路板上的位置进行调整,使得激光器芯片的有效发光面的中心和探测器芯片有效探测面的中心之间的距离大于发射次模块光口与接收次模块光口之间的距离,可实现发射端的透镜组件与接收端的透镜组件单独封装在电路板上,为了满足光信号在透镜组件中的光路要求,对发射端和/或接收端单独封装的透镜组件的结构进行了优化,即在单独封装的透镜组件中设置可以改变光信号传输方向的反射 面,使得光信号在透镜组件中的传输路径满足光路要求,而且发射端的透镜组件和接收端的透镜组件因单独封装,各自的光路不受干扰,进而提高了光模块发射端和接收端的光耦合效率。
下面对本发明实施例提供的光模块进行详细说明。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”“垂直”“平行”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等指示的系统或元件为基于实施例描述的具有一定功能的系统或元件,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的系统或元件必须有此命名,因此不能理解为对本发明的限制。
如图2所示,本发明实施例提供的光模块包括:电路板20、电路板20上的发射端透镜组件21和光发射次模块22,电路板20上的接收端透镜组件23和光接收次模块24,发射端透镜组件21与光发射次模块22为一体结构,接收端透镜组件23与光接收次模块24为一体结构。光发射次模块22的光口为发射光口,光接收次模块24的光口为接收光口,保证发射光口与接收光口之间的距离为定值d,即光发射次模块22内设置的第一光纤的中轴线与光接收次模块24内设置的第二光纤的中轴线之间的距离为定值,或者,发射端透镜组件21的第一光纤插口的中轴线与接收端透镜组件23的第二光纤插口的中轴线之间的距离为该定值。发射端透镜组件21、接收端透镜组件23为电路板20上单独封装的透镜组件。
一种优选的实施例中,发射端透镜组件21为优化后的透镜组件,如图3a所示的光模块,发射端透镜组件21、接收端透镜组件23为电路板上单独封装的透镜组件,发射端透镜组件21中包括激光器30和第一驱动芯片33,激光器30中设置有激光器芯片32。接收端透镜组件23中包括探测器25和探测器的 驱动芯片26,探测器25中设置有探测器芯片。其中,发射端透镜组件21为优化后的透镜组件,光发射次模块22内设置的光纤的中轴线在电路板上的投影不经过激光器芯片32有效发光面的中心,也就是发射端透镜组件21中用于插入光发射次模块22内设置的光纤的光纤插口的中轴线在电路板上的投影不经过激光器芯片32有效发光面的中心。而接收端透镜组件23为未优化的透镜组件,光接收次模块24内设置的光纤的中轴线在电路板上的投影经过探测器芯片有效探测面的中心,也就是接收端透镜组件23中用于插入光接收次模块24内设置的光纤的光纤插口的中轴线在电路板上的投影经过探测器芯片有效探测面的中心。其中,进入接收端透镜组件23的光信号在透镜组件的反射面发生一次偏折即可被探测器芯片接收,其光路原理为现有技术,此处不再累述。
如图3b所示,优化后的发射端透镜组件21包括:第一透镜组件31、激光器芯片32,激光器芯片32贴装在电路板20上,第一透镜组件31罩设在激光器芯片32的上方。
图3b中,发射端透镜组件21还包括第一驱动芯片33,第一驱动芯片33贴装在电路板20上;激光器芯片32位于激光器中(图3a、图3b、图3e中附图标记为30的为激光器),第一驱动芯片33与激光器30通过各自的信号pad脚位电连接,第一透镜组件31罩设在激光器30和第一驱动芯片33的上方。在实际应用中,第一驱动芯片33的面积较大,为了在电路板20上留出封装透镜组件的空间,要求激光器30的信号pad脚位与第一驱动芯片33的信号pad脚位对齐,用最短的信号线连接,通常第一驱动芯片33的信号pad脚位的位置设置在第一驱动芯片33的一端,而不是中心。
具体的,激光器芯片32和第一驱动芯片33设置在第一透镜组件31与电路板20构成的空腔内,激光器芯片32发出的第一入射光信号经空腔进入第一透镜组件31,如图3a。
图3b中,第一透镜组件31包括第一光纤插口311,用于插入第一光纤,且第一光纤插口311的中轴线在电路板20上的投影不经过激光器芯片32有效 发光面的中心;需要说明的是,第一光纤用于将接收到的光信号传输至光发射次模块的光口。第一光纤插口311的中轴线在电路板20上的投影不经过激光器芯片32有效发光面的中心,是通过将激光光器芯片贴装在电路板20上的位置远离第一光纤插口311的中轴线在电路板20上的投影来实现的,目的是在电路板20的有限空间内,扩大激光器驱动芯片和探测器驱动芯片之间的相对距离,将发射端透镜组件21和接收端透镜组件23进行单独封装。
第一透镜组件31的结构为优化后的结构,使得进入第一透镜组件31的第一入射光信号在第一透镜组件31中发生多次偏折,偏折后的光信号通过第一光纤插口311进入第一光纤中。
为了优化激光器芯片32发出的第一入射光信号在第一透镜组件31中的传输光路,如图3c所示,第一透镜组件31包括第一反射面312和第二反射面313,使得进入第一透镜组件31的第一入射光信号先后在第一反射面312、第二反射面313发生偏折,偏折后的光信号通过第一光纤插口311进入第一光纤中。
第一反射面312,用于接收激光器芯片32发出的第一入射光信号,使得第一入射光信号在第一反射面312发生反射,得到第一反射光信号;
第二反射面313,用于接收第一反射光信号,使得第一反射光信号在第二反射面313发生反射,得到第二反射光信号,第二反射光信号透过所述第二透镜组件后被第一光纤接收。
优选的,第一入射光信号在第一反射面312发生全反射,得到第一反射光信号;第一反射光信号在第二反射面313发生全反射,得到第二反射光信号。
第一入射光信号在第一反射面312、第二反射面313发生全反射的光路原理为:入射到第一反射面312的第一入射光信号在第一反射面312发生全反射得到第一反射光信号,第一反射光信号传输至第二反射面313,第一反射光信号在第二反射面313发生全反射得到第二反射光信号,第二反射光信号通过第一光纤插口311被第一光纤接收。
为了使入射在第一反射面312和第二反射面313上的光信号发生的反射是 全反射,上述第一透镜组件31还包括第一空腔314,如图3c所示,第一空腔314为第一透镜组件31上表面的一个凹槽,第一空腔314是在取出封装第一透镜组件31的拔模体时形成的,第一空腔314包括多个拔模面,第一反射面312、第二反射面313为多个拔模面中能够使进入第一透镜组件31的第一入射光信号的光路发生偏折的拔模面。
具体的,上述第一透镜组件31的第一空腔314内的拔模面如图3d所示,第一空腔314的底部包括平行于电路板20的第一水平拔模面511和第二水平拔模面512,第一水平拔模面511和第二水平拔模面512被一个凸起部隔开,该凸起部侧面包括三个拔模面,其中,与电路板20所在平面呈倾斜的夹角的一个侧面拔模面为第一拔模面513,另外两个侧面拔模面与第一拔模面513相对设置,且与电路板20的夹角为接近90度,这两个近似垂直于电路板20的侧面拔模面中,靠近第一光纤插口的为第二拔模面514,三个侧面拔模面的相交面为凸起部的上表面,其中,第一拔模面513和第二拔模面514能够使进入第一透镜组件31的第一入射光信号的光路发生偏折,进入第一透镜组件31的第一入射光信号首先在第一拔模面513发生第一次全反射,反射光线为第一反射光信号,第一反射光信号沿反射方向入射在第二拔模面514上并在第二拔模面514上发生第二次全反射,反射光线为第二反射光信号,第二反射光信号通过第一光纤插口311后进入第一光纤。综上,第一反射面312为图3d中位于第一空腔314中的第一拔模面513,第二反射面313为位于第一空腔314中的第二拔模面514。
其中,第一拔模面513与电路板20的夹角,以及第二拔模面514与电路板20的夹角,可以根据需要进行设置,本发明实施例对此不进行限定。
一种优选的实施例中,如图4所示,第一拔模面513与电路板20的夹角为45°,以使第一入射光信号在第一拔模面513发生全反射,使得第一入射光信号的光轴沿垂直于电路板20的平面旋转90°得到第一反射光信号,第一反射光信号的光轴与电路板20平行。第二拔模面514垂直于电路板20,且与第 一入射光信号、第一反射光信号构成的平面的夹角为45°,以使第一反射光信号在第二拔模面514发生全反射,使得第一反射光信号的光轴沿平行于电路板20的平面旋转90°得到第二反射光信号。
考虑到实际第一透镜组件31的封装工艺中,为了方便取出拔模体,第二拔模面514往往不会垂直于电路板20,第二拔模面514与电路板20的夹角接近90度,为了满足光路要求,第一拔模面513与电路板20的夹角为也要相应发生偏移。
一种可选的实施例中,如图5所示,第一拔模面513与电路板20的夹角为45°+α,以使第一入射光信号在第一反射面312发生全反射,使得第一入射光信号的光轴沿垂直于电路板20的平面旋转90°+2α得到第一反射光信号;第二拔模面514与电路板20的夹角为90°+β,且与第一入射光信号、第一反射光信号构成的平面的夹角为45°,以使第一反射光信号在第二拔模面514发生全反射,使得第一反射光信号的光轴沿平行于电路板20的平面旋转90°-2β,得到第二反射光信号;其中,α=±3°,β=±2°。
为了提高第一透镜组件31的光耦合效率,使激光器芯片32发出的光信号以垂直于电路板20的方向入射到第一透镜组件31的第一反射面312,上述第一透镜组件31还包括:第一透镜315,如图3d或3e中所示,第一透镜组件31上的小凸起即为第一透镜315。第一透镜315,位于激光器芯片32上方(其中,激光器芯片32设置在图3e的激光器30内),用于汇聚激光器芯片32发出的第一入射光信号,汇聚后的第一入射光信号以垂直于电路板20的光路入射到第一反射面312上。
为了提高第一透镜组件31的光耦合效率,使从第一透镜组件31透出的第二反射光信号汇聚后进入第一光纤中,上述第一透镜组件31还包括:第二透镜。第二透镜(附图中未示出),位于第一光纤插口311处,用于将第二反射光信号汇聚后耦合进第一光纤。
在上述光模块中,满足发射端透镜组件21、接收端透镜组件23能够在电 路板20上单独封装的条件为:第一光纤插口311的中轴线在电路板20上的投影与激光器芯片32有效发光面的中心之间的距离d为0.3-1.2mm,如图4所示。上述实施例中,激光器30的第一驱动芯片33与探测器驱动芯片之间的距离差能达到1.2mm以上,满足在电路板20上单独封装发射端透镜组件21、接收端透镜组件23。
上述实施例中,由优化后的发射端透镜组件21、光发射次模块22、未优化的接收端透镜组件23和光接收次模块24构成的光模块中,优化后的发射端透镜组件21和未优化的接收端透镜组件23均为单独封装的透镜组件,通过对发射端透镜组件21中的激光器芯片32的位置进行调整,将激光器芯片32贴装在电路板20上的位置远离第一光纤插口311的中轴线在电路板20上的投影,来实现第一光纤插口311的中轴线在电路板20上的投影不经过激光器芯片32有效发光面的中心,从而使激光器芯片32和第一驱动芯片33在电路板20上的整体位置远离了发射光口与接收光口之间的中心线,从而增大了激光器的第一驱动芯片33和探测器驱动芯片之间的距离,在电路板20上预留出较大空间,进而实现优化后的发射端透镜组件21和未优化的接收端透镜组件23在电路板上单独封装。通过对发射端透镜组件21中的第一透镜组件31的结构进行改进,在第一透镜组件31中设置第一反射面312和第二反射面313,用来改变激光器芯片32发出的第一入射光信号在第一透镜组件31中的传输光路,使得进入第一透镜组件31的第一入射光信号先后在第一反射面312、第二反射面313发生偏折,偏折后的光信号通过第一光纤插口311进入第一光纤中。优化后的发射端透镜组件21和未优化的接收端透镜组件23均为单独封装的透镜组件,各自的光路不受干扰,进而提高了光模块发射端和接收端的光耦合效率。
第二种优选的实施例中,对接收端透镜组件23进行优化,使得发射端透镜组件21、接收端透镜组件23能够在电路板20上单独封装。
如图6a所示的光模块,发射端透镜组件21、接收端透镜组件23为电路板上单独封装的透镜组件,发射端透镜组件21中包括激光器28和激光器驱动芯 片27,接收端透镜组件23中包括探测器60和第二驱动芯片63。探测器60中设置有探测器芯片62,激光器28中设置有激光器芯片。其中,接收端透镜组件23为优化后的透镜组件,光接收次模块24内设置的光纤的中轴线在电路板上的投影不经过探测器芯片62有效探测面的中心,也就是接收端透镜组件23中用于插入光接收次模块24内设置的光纤的光纤插口的中轴线在电路板上的投影不经过探测器芯片62有效探测面的中心。而光发射次模块22内设置的光纤的中轴线在电路板上的投影经过激光器芯片32有效发光面的中心,也就是发射端透镜组件21中用于插入光发射次模块22内设置的光纤的光纤插口的中轴线在电路板上的投影经过激光器芯片有效发光面的中心。其中,进入发射端透镜组件21的光信号在透镜组件的反射面发生一次偏折即可被光发射次模块22内设置的光纤接收,其光路原理为现有技术,此处不再累述。
该实施例中发射端透镜组件21为未优化的透镜组件,激光器芯片发射的光信号进入透镜组件,在透镜组件的反射面发生一次偏折即可进入第一光纤中,光发射次模块22内设置的第一光纤的中轴线在电路板20上的投影经过激光器芯片有效发光面的中心。
图6a至图6d中,优化后的接收端透镜组件23包括:
图6a中,第二透镜组件61、探测器芯片62,探测器芯片62贴装在电路板20上,第二透镜组件61罩设在探测器芯片62的上方。接收端透镜组件23还包括第二驱动芯片63,第二驱动芯片63贴装在电路板20上,探测器芯片62位于探测器中(图6a、图6d、图6e中附图标记为60的为探测器),第二驱动芯片63与探测器60通过各自的信号pad脚位电连接,第二透镜组件61罩设在探测器60和第二驱动芯片63的上方。在实际应用中,第二驱动芯片63的面积较大,为了在电路板20上留出封装透镜组件的空间,要求探测器60的信号pad脚位与第二驱动芯片63的信号pad脚位对齐,用最短的信号线连接,通常第二驱动芯片63的信号pad脚位的位置设置在第二驱动芯片63的一端,而不是中心位置。
图6b所示,探测器芯片62和第二驱动芯片63设置在第二透镜组件61与电路板20构成的空腔内,探测器芯片62发出的第一入射光信号经空腔进入第二透镜组件61。
第二透镜组件61包括第二光纤插口611,第二光纤插口611,用于插入第二光纤,且第二光纤插口611的中轴线在电路板20上的投影不经过探测器芯片62有效探测面的中心;需要说明的是,第二光纤用于将接收的光信号传输至第二光纤插口611。第二光纤插口611的中轴线在电路板20上的投影不经过探测器芯片62有效发光面的中心,是通过将探测器芯片62贴装在电路板20上的位置远离第二光纤插口611的中轴线在电路板20上的投影来实现的,目的是在电路板20的有限空间内,扩大激光器驱动芯片和探测器驱动芯片之间的相对距离,将发射端透镜组件21和接收端透镜组件23进行单独封装。
第二透镜组件61的结构为优化后的结构,使得第二光纤插口611接收的第二入射光信号进入第二透镜组件61后,在第二透镜组件61中发生多次偏折,偏折后的光信号被位于第二透镜组件61下方的探测器芯片62接收。
为了优化第二光纤插口611接收的第二入射光信号在第二透镜组件61中的传输光路,如图6c所示,第二透镜组件61包括第三反射面612和第四反射面613,使得进入第二透镜组件61的第二入射光信号先后在第三反射面612、第四反射面613发生偏折,偏折后的光信号被探测器芯片62接收。
第三反射面612,用于接收第二入射光信号,第二入射光信号为通过第二光纤插口611进入第二透镜组件61的入射光信号,使得第二入射光信号在第三反射面612发生反射,得到第三反射光信号;第四反射面613,用于接收第三反射光信号,使得第三反射光信号在第四反射面613发生反射,得到第四反射光信号,第四反射光信号透过第二透镜组件61后被探测器芯片62接收。
优选的,第二入射光信号在第三反射面612发生全反射,得到第三反射光信号;第三反射光信号在第四反射面613发生全反射,得到第四反射光信号。
第二入射光信号在第三反射面612、第四反射面613发生全反射的光路原 理为:入射到第三反射面612的第二入射光信号在第三反射面612发生全反射得到第三反射光信号,第三反射光信号传输至第四反射面613,第三反射光信号在第四反射面613发生全反射得到第四反射光信号,第四反射光信号透过第二透镜组件61后被探测器芯片62接收。
为了使入射在第三反射面612和第四反射面613上的光信号发生的反射是全反射,上述第二透镜组件61还包括第二空腔614,第二空腔614为第二透镜组件61上表面的一个凹槽,第二空腔614是在取出封装第二透镜组件61的拔模体时形成的,第二空腔614包括多个拔模面,第三反射面612、第四反射面613为多个拔模面中能够使进入第二透镜组件61的第二入射光信号的光路发生偏折的拔模面。
具体的,上述第二透镜组件61的第二空腔614内的拔模面如图6d所示,第二空腔614的底部包括平行于电路板20的第三水平拔模面811和第四水平拔模面812,第三水平拔模面811和第四水平拔模面812被一个凸起部隔开,该凸起部侧面包括三个拔模面,其中,两个侧面拔模面与与电路板20的夹角接近90度,这两个近似垂直于电路板20的侧面拔模面中,靠近第二光纤插口611的为第三拔模面813,另外一个侧面拔模面与这两个侧面拔模面相对设置,且与电路板20所在平面呈倾斜夹角的为第四拔模面814,且三个侧面拔模面的相交面为凸起部的上表面,其中,第三拔模面813和第四拔模面814能够使进入第二透镜组件61的第二入射光信号的光路发生偏折,进入第二透镜组件61的第二入射光信号首先在第三拔模面813发生第一次全反射,反射光线为第三反射光信号,第三反射光信号沿反射方向入射在第四拔模面814上并在第四拔模面814上发生第二次全反射,反射光线为第四反射光信号,第四反射光信号透过第二透镜组件61后进入探测器芯片62。综上,上述第三反射面612为图6d中位于第二空腔614中的第三拔模面813,第四反射面613为位于第二空腔614中的第四拔模面814。
其中,第三拔模面813与电路板20的夹角,以及第四拔模面814与电路 板20的夹角,可以根据需要进行设置,本发明实施例对此不进行限定。
一种优选的实施例中,如图7所示,第三拔模面813垂直于电路板20,且与第四反射光信号、第三反射光信号构成的平面的夹角为45°,以使第二入射光信号在第三拔模面813发生全反射,使得第二入射光信号的光轴沿平行于电路板20的平面旋转90°得到第三反射光信号;第四拔模面814与电路板20的夹角为45°,以使第三反射光信号在第四拔模面814发生全反射,使得第三反射光信号的光轴沿垂直于电路板20的平面旋转90°得到第四反射光信号,第四反射光信号的光轴与电路板20垂直。
考虑到实际第二透镜组件61的封装工艺中,为了方便取出拔模体,第三拔模面813往往不会垂直于电路板20,第三拔模面813与电路板20的夹角接近90度,为了满足光路要求,第四拔模面814与电路板20的夹角为也要相应发生偏移。
一种可选的实施例中,如图8所示,第三拔模面813与电路板20的夹角为90°+β,且与第四反射光信号、第三反射光信号构成的平面的夹角为45°,以使第二入射光信号在第三拔模面813发生全反射,使得第二入射光信号的光轴沿平行于电路板20的平面旋转90°-2β,得到第三反射光信号;第四拔模面814与电路板20的夹角为45°+α,以使第三反射光信号在第四拔模面814发生全反射,使得第三反射光信号的光轴沿垂直于电路板20的平面旋转90°+2α,得到第四反射光信号,第四反射光信号的光轴与电路板20垂直;其中,α=±3°,β=±2°。
为了提高第二透镜组件61的光耦合效率,使进入第二光纤插口611的第二入射光信号以平行于第二光纤插口611的中轴线的方向入射到第二透镜组件61的第三反射面612上,上述第二透镜组件61还包括第四透镜,第四透镜位于第二光纤插口611处,用于将第二光纤插口611接收的第二入射光信号汇聚后入射到第三反射面612。
为了提高第二透镜组件61的光耦合效率,使透过第二透镜组件61的第四反射光信号汇聚后被探测器芯片62接收,上述第二透镜组件61还包括第三透镜615。第三透镜615,位于探测器芯片62上方(其中,探测器芯片62设置在图6e中的探测器60中),用于汇聚从第二透镜组件61透出的第四反射光信号,汇聚后的第四反射光信号被探测器芯片62接收。
在上述光模块中,满足发射端透镜组件21、接收端透镜组件23能够在电路板20上单独封装的条件为:第二光纤插口611的中轴线在电路板20上的投影与探测器芯片62有效探测面的中心之间的距离d为0.3-1.2mm如图7所示。上述实施例中,探测器60的第二驱动芯片63与激光器器驱动芯片之间的距离差能达到1.2mm以上,满足在电路板20上单独封装发射端透镜组件21、接收端透镜组件23。
上述实施例中,由未优化的发射端透镜组件21、光发射次模块22、优化后的接收端透镜组件23、光接收次模块24构成的光模块中,未优化的发射端透镜组件21和优化后的接收端透镜组件23均为单独封装的透镜组件,通过对接收端透镜组件23中的探测器芯片62的位置进行调整,将探测器芯片62贴装在电路板20上的位置远离第二光纤插口611的中轴线在电路板20上的投影,来实现第二光纤插口611的中轴线在电路板20上的投影不经过探测器芯片62有效探测面的中心,从而使探测器芯片62和第二驱动芯片63在电路板20上的整体位置远离了发射光口与接收光口之间的中心线,从而增大了激光器驱动芯片和探测器第二驱动芯片63之间的距离,在电路板20上预留出较大空间,进而实现未优化的发射端透镜组件21和优化后的接收端透镜组件23在电路板上单独封装。通过对接收端透镜组件23中的第二透镜组件61的结构进行改进,在第二透镜组件61中设置第三反射面612和第四反射面613,用来改变第二透镜组件61的第二光纤插口611接收的第二入射光信号在第二透镜组件61中的传输光路,使得进入第二透镜组件61的第二入射光信号先后在第三反射面612、第四反射面613发生偏折,偏折后的光信号被探测器芯片62接收。未优 化的发射端透镜组件21和优化后的接收端透镜组件23均为单独封装的透镜组件,各自的光路不受干扰,进而提高了光模块发射端和接收端的光耦合效率。
第三种优选的实施例中,发射端透镜组件21为上述实施例优化后的发射端透镜组件21,接收端透镜组件23为上述实施例优化后的透镜组件接收端透镜组件23,如图9所示,发射端透镜组件21中包括激光器30和第一驱动芯片33,激光器30中设置有激光器芯片32。发射端透镜组件21中用于插入光发射次模块22内设置的第一光纤的第一光纤插口的中轴线在电路板上的投影不经过激光器芯片32有效发光面的中心。接收端透镜组件23中包括探测器60和第二驱动芯片63,探测器60中设置有探测器芯片62,接收端透镜组件23中用于插入光接收次模块24内设置的第二光纤的第二光纤插口的中轴线在电路板上的投影不经过探测器芯片62有效探测面的中心。通过在电路板20的有限空间内扩大激光器驱动芯片和探测器驱动芯片之间的相对距离,使得发射端透镜组件21、接收端透镜组件23能够在电路板20上单独封装。优化后的发射端透镜组件21和优化后的接收端透镜组件23的具体内容参见上述实施例,此处不再累述。优化后的发射端透镜组件21和优化后的接收端透镜组件23均为单独封装的透镜组件,各自的光路不受干扰,进而提高了光模块发射端和接收端的光耦合效率。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。