一种小型化QSFP光模块的制作方法

本发明涉及光通讯技术领域，特别涉及一种小型化QSFP光模块。

背景技术：

现今采用多通道光收发的QSFP光模块在数据中心及通信网络中的应用越来越广泛，作为数据通讯中高带宽大容量的光互连基础器件之一，多通道并行光收发模块的性能提升成为了主要的研究方向。对于常用QSFP光模块的光收发组件，滤光片多采用45°入射来实现不同波长的透射和反射，入射角度较大，然而因受滤光片镀膜工艺的限制，滤光片的工作角度通常小于15°，滤光片的波长选择性能会随着光相对于滤光片的入射角度的变大而下降，造成透射波长信号或者反射波长信号无法有效分开。另现有技术中的光组件多并排设置，导致QSFP光模块的整体体积较大，不满足小尺寸封装的要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种小型化QSFP光模块，解决滤光片多采用45°入射来实现不同波长的透射和反射，造成透射波长信号或者反射波长信号无法有效分开以及光组件并排设置，QSFP光模块的整体体积较大，不满足小尺寸封装要求问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种小型化QSFP光模块，包括第一光组件、第二光组件、第三光组件、第四光组件、第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片、第一转角棱镜、第二转角棱镜、第三转角棱镜、第四转角棱镜和耦合透镜；耦合透镜、第一滤光片、第二滤光片和第二转角棱镜均设于直线上，所述第一滤光片的法线与直线的夹角范围为5°至15°；所述第三滤光片设于第一滤光片和耦合透镜之间，所述第三滤光片两侧分别设有第四转角棱镜和第一转角棱镜；所述第二滤光片两侧分别设有第三转角棱镜和第二转角棱镜；第一光组件和第二光组件设于直线的一侧，第三光组件和第四光组件设于直线的另一侧。

进一步：所述第一滤光片的法线与直线的夹角范围为8°至15°。

进一步：所述第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片平行设置。

进一步：所述第一光组件、第二光组件和第三光组件、第四光组件交错设置；所述第一光组件设于第三光组件和第四光组件之间的直线的一侧，第三光组件设于第一光组件和第二光组件之间的直线的一侧。

进一步：所述第一光组件、第二光组件、第三光组件、第四光组件均为光发射组件。

进一步：所述第一光组件、第二光组件、第三光组件、第四光组件均为光接收组件。

进一步：所述第三转角棱镜和第四转角棱镜为三棱镜，所述第一转角棱镜和第二转角棱镜为五棱镜。

本发明的有益效果是：采用三片滤光片实现对四个不同波长光进行滤波，且通过增设转角棱镜的方式使三片滤光片均以较小的入射角入射时，透射波长信号或反射波长信号可有效分开；另光组件之间采用两两对立且交错设置，可有效缩小QSFP光模块的整体体积。

附图说明

图1为本发明小型化QSFP光模块结构示意图；

图2为本发明中第三波长光经过三棱镜的光路图；

图3为本发明中第四波长光经过三棱镜的光路图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图3所示，一种小型化QSFP光模块，包括第一光组件11、第二光组件12、第三光组件13、第四光组件14、第一滤光片21、第二滤光片22、第三滤光片23、第一转角棱镜31、第二转角棱镜32、第三转角棱镜33、第四转角棱镜34和耦合透镜4；耦合透镜4、第一滤光片21、第二滤光片22和第二转角棱镜32均设于直线01上，所述第一滤光片21的法线与直线01的夹角范围为5°至15°；所述第三滤光片23设于第一滤光片21和耦合透镜4之间，所述第三滤光片23两侧分别设有第四转角棱镜34和第一转角棱镜31；所述第二滤光片22两侧分别设有第三转角棱镜33和第二转角棱镜32；第一光组件11和第二光组件12设于直线01的一侧，第三光组件13和第四光组件14设于直线01的另一侧。所述直线01处于主光路中；转角棱镜可以将滤光片反射的一定角度的光信号转化成垂直光信号出射或者将垂直入射的光信号转化成一定角度的光信号由滤光片反射回主光路中。需注意的是，这里所述的垂直是相对于主光路而言的，如附图1中主光路是水平设置的，则所述的垂直入射即为竖直方向入射。

所述第一滤光片21的法线与直线01的夹角范围为8°至15°，可选为8°、12°、13.5°等。第一滤光片21、第二滤光片22和第三滤光片23平行设置。第一滤光片21、第二滤光片22和第三滤光片23均采用小角度入射角入射，可使透射波长信号或者反射波长信号有效分开。

第一光组件11、第二光组件12和第三光组件13、第四光组件14交错设置；第一光组件11设于第三光组件13和第四光组件14之间的直线01的一侧，第三光组件13设于第一光组件11和第二光组件12之间的直线01的一侧。光组件采用两两对立且交错设置，可有效减少QSFP光模块的尺寸。

第一光组件11、第二光组件12、第三光组件13、第四光组件14均为光发射组件时，第一光组件11发射的第一波长光依次经过第一转角棱镜31、第三滤光片23和第一滤光片21后出射到耦合透镜6，这里的第三滤光片23和第一滤光片21对第一波长光均起到全发射的作用；第二光组件12发射的第二波长光依次经过第二转角棱镜32、第二滤光片22和第一滤光片21后出射到耦合透镜6，这里的第二滤光片22和第一滤光片21对第二波长光均起到全透射的作用；第三光组件13发射的第三波长光依次经过第三转角棱镜33、第二滤光片22和第一滤光片21后出射到耦合透镜6，这里的第二滤光片22对第三波长光起到全反射的作用，第一滤光片21对第三波长光起到全透射的作用；第四光组件14发射的第四波长光依次经过第四转角棱镜34、第三滤光片23和第一滤光片21后出射到耦合透镜6，这里的第三滤光片22对第四波长光起到全透射的作用，第一滤光片21对第四波长光起到全反射的作用。耦合透镜6将第一波长光、第二波长光、第三波长光和第四波长光整合后输出到光纤5。

第一光组件11、第二光组件12、第三光组件13、第四光组件14均为光接收组件；第一波长光、第二波长光、第三波长光和第四波长光经耦合透镜6分别发送到第一光组件11、第二光组件12、第三光组件13和第四光组件14，第一波长光依次经第一滤光片21、第三滤光片23和第一转角棱镜31发送到第一光组件11；第二波长光依次经第一滤光片21、第二滤光片22和第二转角棱镜32发送到第二光组件12；第三波长光依次经第一滤光片21、第二滤光片22和第三转角棱镜33发送到第三光组件13；第四波长光依次经第一滤光片21、第二滤光片23和第四转角棱镜34发送到第四光组件14。

第三转角棱镜33和第四转角棱镜34为三棱镜，第一转角棱镜31和第二转角棱镜32为五棱镜，光信号从五棱镜的一边射入后光路会转变90°后射出。

对本发明中各个部件的具体布置方式进一步举例说明：耦合透镜4、第一滤光片21、第二滤光片22和第二转角棱镜32均水平共线设置，且位于主光路中；第一滤光片21、第二滤光片22和第三滤光片23的法线与主光路的夹角θ₁为8°，第三转角棱镜33和第四转角棱镜34采用截面为正三角形的三棱镜，且与主光路的夹角θ₃为15°，第三转角棱镜33和第四转角棱镜34的折射率n₂均为；此时的第一波长光、第二波长光、第三波长光和第四波长光均以8°的入射角入射到第一滤光片21，之后第一波长光依次经第一滤光片21全反射、第三滤光片23全反射和第一转角棱镜31将光信号转变90°后发送到第一光组件11；第二波长光依次经第一滤光片21全反射、第二滤光片22全透射和第二转角棱镜32将光信号转变90°后发送到第二光组件12；如图2所示，第三波长光依次经第一滤光片21全透射、第二滤光片22全反射和第三转角棱镜33发送到第三光组件13，此时第三波长光到达第三转角棱镜33时的入射角度θ₂为45°，进入第三转角棱镜33后折射角θ₄为30°(可由公式计算出θ₄，其中n₁＝1.0)，之后又从第三转角棱镜33的另一边以45°角θ₂’出射，此时发送到第三光组件13的光信号与主光路垂直；第四波长光依次经第一滤光片21全反射、第二滤光片23全透射和第四转角棱镜34后与垂直于主光路的光信号发送到第四光组件14，这里的第四波长光经过第四转角棱镜34光路图如图3所示，与第三波长光经过第三转角棱镜33光路图一致，故不再赘述。

本发明的有益效果是：采用三片滤光片实现对四个不同波长光进行滤波，且通过增设转角棱镜的方式使三片滤光片均以较小的入射角入射时，透射波长信号或反射波长信号可有效分开；另光组件之间采用两两对立且交错设置，可有效缩小QSFP光模块的整体体积。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。