CN109683333A - 光接收器和光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光接收器和光模块，属于光通信技术领域。该光接收器包括：光复用组件、聚焦透镜阵列、和光探测器；所述光复用组件将一束入射光分为至少两束平行光；所述聚焦透镜阵列分别将所述光复用组件分出的至少两束平行光聚焦为至少两束汇聚光；所述光探测器接收所述汇聚光。本申请提供的光接收器具有耦合操作简单，便于组装、检修的特点。

Description

光接收器和光模块

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光接收器和光模块。

背景技术

光接收器是光通信***中的重要组成部分，用于将光信号转换为电信号。通常，光接收器包括准直透镜，光复用组件，多个聚焦透镜以及多个光探测器。其中，光复用组件将入射光转换为多路等间距平行光。聚焦透镜和光探测器均与等间距的平行光一一对应，通过聚焦透镜将每路平行光耦合至光探测器，以进行光电信号转换。

相关技术中，为了保障信息的有效传递，透应镜最大程度将平行光耦合至光探测器。在耦合时，需要分别调试多个聚焦透镜的位置，以满足耦合要求。

其中，分别调试多个聚焦透镜的位置的过程具有工作量大，操作繁琐的缺陷。

发明内容

本申请提供一种光接收器和光模块，以解决相关技术中的不足。

第一方面，本申请实施例提供了一种光接收器，所述光接收器包括：光复用组件、聚焦透镜阵列、和光探测器；

所述光复用组件将一束入射光分为至少两束平行光；

所述聚焦透镜阵列分别将所述光复用组件分出的至少两束平行光聚焦为至少两束汇聚光；

所述光探测器与接收所述汇聚光。

第二方面，本申请实施例提供的一种光模块，包括第一方面所述的光接收器。

本申请所提供的技术方案至少具有以下有益效果：

本申请实施例体用的光接收器中，光复用组件将一束入射光分为至少两束平行光。聚焦透镜阵列分别将至少两束平行光聚焦为至少两束汇聚光。并且，光接收器中光探测器接收汇聚光，实现光电信号的转换。采用聚焦透镜阵列一个光学元件将平行光耦合至光探测器上，减少了耦合过程中调试聚焦透镜阵列的工作量，简化操作，提高组装或者检修效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的光接收器的光路示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的光接收器的俯视图；

图3是根据一示例性实施例示出的光接收器的侧视剖视图；

图4是根据一示例性实施例示出的光接收器中部分结构的立体图；

图5是根据一示例性实施例示出的光接收器的光探测器部分的立体图。

附图中各个标记意为：

1、光复用组件；

2、聚焦透镜阵列；

3、光探测器；

41、壳体；

411、开放侧；

412、开放端；

42、腔体；

43、密封块；

44、盖板；

5、光窗；

6、光纤适配器；

7、第一载体；

71、前端面；

72、凸块；

8、光探测器载体；

81、导体；

9、第二载体；

91、阻挡面；

10、电路板；

101、运算放大器；

a、入射光；b、平行光；c、汇聚光。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在相关技术提供的光接收器中，通常光复用组件分出4路等间距平行光。并且，光接收器包括4个聚焦透镜和4个光探测器，4个聚焦透镜分别将4路等间距平行光耦合至4个光探测器。相关技术中的光接收器在耦合时，需要分别调试每个聚焦透镜的位置。

基于上述，为了便于耦合，通常先在无光源的条件下固定光复用组件和光探测器的位置，之后在有光源条件下调试聚焦透镜的位置。通过位置固定的光复用组件和光探测器，减少耦合过程中的不确定性因素，以便调试聚焦透镜的位置。

进一步地，由于在无光源的条件下安装光复用组件，因此可能存在光复用组件安装角度或位置偏差。这些偏差可能导致通过光复用组件分出的平行光与探测器存在难以通过聚焦透镜调整的方位偏差，进而弱化探测效果。因此为了修正光复用组件可能出现的偏差，光接收器还包括置于光复用组件前的准直透镜，入射光经过准直透镜准直后入射光复用组件。

在使用相关技术中提供的光接收器时，发明人发现：

第一，相关技术中提供的光接收器在耦合时，调试聚焦透镜的过程复杂，耗时长。

第二，采用准直透镜进行准直，增加了耦合步骤，影响组装或检修效率。特别的是，若出现准直透镜安装偏差，不仅影响光探测器的探测效果，在检修时还需同时拆除准直透镜和聚焦透镜，过程复杂。

基于上述问题，本申请实施例提供了一种光接收器。图1是根据一示例性实施例示出的光接收器的光路图；图2～图5均为该光接收器的结构示意图，其中图2是俯视图，图3是剖视图，图4是立体图，图5是局部立体图。

如图1所示，本公开实施例提供的光接收器包括：光复用组件1、聚焦透镜阵列2、和光探测器3。

其中，光复用组件1用于将一束入射光a分为至少两束平行光b。需要说明的是，当光复用组件1将一束入射光a分成3束以上平行光b时，3束以上平行光b是等间距的。

聚焦透镜阵列2用于分别将光复用组件1分出的至少两束平行光b聚焦为至少两束汇聚光c。当光复用组件1分出至少3束以上等间距的平行光b时，聚焦透镜阵列2分别将3束以上平行光b聚焦为等数量的汇聚光c。

其中，聚焦透镜阵列2为一个光学元件。示例地，聚焦透镜阵列2包括基板以及形成在基板上的多个透镜体。且多个透镜体与多束平行光b对应设置，实现对每束平行光b的聚焦。

光探测器3接收汇聚光c。汇聚光c投射在光探测器3的光敏面上，进而光探测器3将接收到的汇聚光c转换为电信号。其中，可选光接收器包括至少两个光探测器3，一个光探测器3接收一束汇聚光c。

由于采用了聚焦透镜阵列2，因此通过调试聚焦透镜阵列2的位置即可调整至少两路汇聚光c的聚焦程度，使得至少两路汇聚光c分别耦合在光探测器3上。与相关技术中提供的光接收器相比，本申请提供的光接收器简化了耦合过程，有助于缩短耦合时间。

并且，由于可通过聚焦透镜阵列2对至少两路平行光b进行同步耦合，因此，为了便于实现不同的耦合效果，该光接收器可以采用以下组装方式：

在无光源的情况下固定光探测器3，之后在有光源的情况下调试光复用组件1和聚焦透镜阵列2的相对位置，使得至少两束汇聚光c分别耦合至不同光探测器3的光敏面上。

需要说明的是，在本申请实施例中，由于通过聚焦透镜阵列2对至少两路平行光b进行同步耦合，因此耦合过程中光复用组件1的位置不固定并不会增加工作量。

进一步地，由于光复用组件1的位置不固定，因此在本申请实施例中，通过改变光复用组件1和聚焦透镜阵列2的相对位置能够消除汇聚光c与光探测器3之间可能存在方位偏差。换言之，在该光接收器中，无需采用准直透镜。如此，省去了安装准直透镜的步骤，简化耦合过程。

在本申请实施例中，通过改变光接收器的组成简化了耦合过程，提高耦合效率；且耦合效果灵活，提高了一次耦合成功率，进而助于提升光接收器组装或返修效率。并且，该光接收器减少了光学元件的数量，降低了光接收器的设备成本。

在一个实施例中，如图2～图4所示，光接收器包括形成有腔体42的管壳，在管壳的一端设置有使入射光射入腔体42的光窗5。其中，光复用组件1、聚焦透镜阵列2、和至少两个光探测器3容纳于腔体42内。光复用组件1对应光窗5设置，以接收入射光a。

在腔体42内设置有承载光复用组件1和聚焦透镜阵列2的第二载体9，通过第二载体9使得光复用组件1和聚焦透镜阵列2与光窗5位于同一高度处，保证光路顺畅。例如，光窗5、光复用组件1和聚焦透镜阵列2的轴线重合。

其中，对于第二载体9的形状不做限定，以便于调整光复用组件1和聚焦透镜阵列2的相对位置为准。示例地，如图3所示，在第二载体9的上表面形成有凸出部和凹陷部，凸出部用于承载光复用组件1，凹陷部用于承载聚焦透镜阵列2，以弥补光复用组件1和聚焦透镜阵列2本身的高度差异。

光接收器还包括与管壳相连的光纤适配器6，且光纤适配器6在管壳外部对应光窗5设置。通常，光接收器与光纤配合，具体通过光纤适配器6连接光纤，将光纤传递的光信号作为入射光。光纤适配器6与光窗5对应，使得入射光通过光窗5射入腔体42，进而被光复用组件1接收。

在一个实施例中，管壳包括形成有腔体42的壳体41。其中，第二载体9设置在壳体41的底面上。可选地，第二载体9与壳体41为一体成型结构。

壳体41包括连通腔体42的开放侧411，例如壳体41的顶面形成开放侧411或者壳体41的左侧面或右侧面形成开放侧411。通过开放侧411便于调整容纳于腔体42中的光复用组件1和透镜阵列2的相对位置。

管壳还包括与壳体41的开放侧411相连的盖板44，通过盖板44封堵开放侧411。当耦合完成后利用盖板44封堵开放侧411，以保障腔体42内组件的使用安全。

盖板44可选择地封堵开放侧411。例如，盖板44与壳体41通过插槽连接；或者，盖板44与壳体41铰接，通过转动盖在壳体41的开放侧411上。当组装或检修时，解除盖板44对开放侧411的封堵，使腔体42内部暴露以便操作。

在一个实施例中，管壳还具有与腔体42连通的开放端412，该开放端412与光窗5相对设置。可选地，壳体41包括开放端412，且开放端412与开放侧411相邻，延伸方向不同。

通常，光接收器还包括与光探测器相连的电路板。在电路板上安装有运算放大器、电容等元器件，以传递光探测器转换所成的电信号。

相关技术中，采用电路板和管壳集成的方式。具体来说，管壳密封，且在管壳上集成有电路。跨阻放大器、电容等元器件设置在管体内，电路板焊接在管体外部，元器件与电路板通过管壳上的电路连通。

采用这样的方式，在焊接电路板时很可能出现电路损伤或者焊接不良的问题，若需要更换元器件时可能会损坏管壳，类似的情况均会影响光接收器的正常使用。

为了解决这一技术问题，本申请实施例提供的光接收器采用了以下方案。

在一个实施例中，光接收器还包括安装有运算放大器101的电路板10，光探测器3与运算放大器101相连。光探测器3同电路板10自管壳远离光窗5的一端可拆卸地***腔体42。

可选地，管壳的一端为开放端412，电路板10通过开放端412***腔体42。并且，光探测器3不再直接固定安装于腔体42内，而是采用同电路板10一起***腔体42的方式，始终保持与运算放大器101相连。

与电路板10与管壳焊接相比，电路板10与管壳可拆卸地插接，有效降低了电路板10损坏的可能性。并且，插接的方式能够在保障管壳、电路板等结构完好的情况下更换运算放大器101等元器件。

在一个实施例中，电路板10的底面垫设有第一载体7，第一载体7同样自开放端412***腔体42。通常，电路板10的厚度较薄，通过第一载体7便于将电路板10***腔体42。

第一载体7还用于设置光探测器3。示例地，第一载体7包括面向腔体42的前端面71，光探测器3以垂直于光复用组件1分出的平行光b的方式设置在前端面71上。如此，光探测器3能够直接接收由聚焦透镜阵列2耦合的汇聚光c。

图5是根据一示例性实施例示出的光探测器的局部立体图。进一步地，如图5所示，光探测器3固定在光探测器载体8上。示例地，光探测器3设置在光探测器载体8的前端面上，该前端面朝向腔体42，以便于光探测器3接收汇聚光c。

并且，光探测器载体8与第一载体7的前端面71相连。且，光探测器载体8包括形成于表面的导体81，导体81用于连接光探测器3和运算放大器101的导体81。示例地，导体81包括相连的第一部分和第二部分。其中，第一部分形成于光探测器载体8的前端面上，第二部分形成于光探测器载体8上端面上。使用时，通过金线等连接第一部分和光探测器3，以及第二部分和运算放大器101。

对于光探测器载体8的材质不做限定，例如为陶瓷载体。对于导体81的材质不做限定，例如为镀覆在第一载体7表面上的金层。

并且，可选光探测器载体8靠近第一载体7的上端面设置，运算放大器靠近电路板10的端部设置，以缩短光探测器3和运算放大器7的距离，缩短金线的距离，以保障通过金线和导体81传递的信号质量。

在一个实施例中，第一载体7包括自前端面71朝向光窗5凸出的凸块72。且在腔体42内设置有阻挡面91。阻挡面91与凸块72相抵，在指向光窗5的方向上限位电路板10。

通过阻挡面91和凸块72限制了电路板10可伸入腔体42的尺寸，电路板10和设置在第一载体7上的光探测器3能够与腔体42内的透镜阵列2等组件保持安全距离。

可选地，凸块72的前端面与阻挡面91相抵，并且凸块72的前端面超出光探测器3设置。腔体42内的第二载体9面向开放端412的端面形成阻挡面91。

当凸块72与阻挡面91相抵时，凸块72与阻挡面91之间至少具有凸块72的前端面超出光探测器3的距离。一方面，避免电路板10和光探测器3***腔体42时，光探测器3与承载在第二载体9上的聚焦透镜阵列2相触。另一方面，为聚焦透镜阵列2提供位置调整空间，有效将平行光b耦合至光探测器3上。

在一个实施例中，管壳还包括位于开放端412处的密封块43，且密封块43设置在盖板44和电路板10之间的密封块43。在电路板10***到位时，利用密封块43封堵电路板10和盖板44之间的间隙，密封腔体42，即避免电路板10从腔体42中脱出，又起到防尘防水的作用。其中，对于密封块43的材质和形状不做具体限定，例如胶黏剂固化所成的胶块等，只要实现对腔体42的密封即可。

第二方面，本申请实施例提供了一种光模块，该光模块包括上述第一方面提供的光接收器。可选地，该光模块还包括光发射器。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (10)

1.一种光接收器，其特征在于，所述光接收器包括：光复用组件、聚焦透镜阵列、和光探测器；

所述光复用组件将一束入射光分为至少两束平行光；

所述聚焦透镜阵列分别将所述光复用组件分出的至少两束平行光聚焦为至少两束汇聚光；

所述光探测器接收所述汇聚光。

2.根据权利要求1所述的光接收器，其特征在于，所述光接收器包括形成有腔体的管壳，所述光复用组件和所述聚焦透镜阵列容纳于所述腔体中；

所述光接收器还包括安装有运算放大器的电路板，所述光探测器与所述运算放大器相连，并以垂直于所述平行光的方式设置，且所述光探测器和所述电路板可拆卸地***所述腔体。

3.根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于，所述电路板的底面垫设有第一载体；

所述第一载体包括面向所述腔体的前端面，所述光探测器设置在所述前端面上。

4.根据权利要求3所述的光接收器，其特征在于，所述光探测器固定在光探测器载体上，所述光探测器载体与所述前端面相连；

所述光探测器载体上包括形成于表面的导体，所述导体用于连接所述光探测器和所述运算放大器。

5.根据权利要求3所述的光接收器，其特征在于，所述第一载体包括自所述前端面朝向所述腔体内部凸出的凸块；

所述腔体内设置有阻挡面，所述阻挡面与所述凸块相抵，在深入所述腔体的方向限位所述电路板。

6.根据权利要求5所述的光接收器，其特征在于，所述腔体内设置有承载所述光复用组件和所述聚焦透镜阵列的第二载体，所述第二载体包括所述阻挡面。

7.根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于，所述管壳包括：

壳体，所述壳体包括开放端，和与所述开放端相邻且沿不同方向延伸的开放侧；

盖板，所述盖板与所述壳体相连并封堵所述开放侧；以及，

密封块，所述密封块设置在所述开放端处，位于所述盖板和所述电路板之间。

8.根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于，在所述管壳的一端设置有使所述入射光射入所述腔体的光窗，所述光复用组件对应所述光窗设置。

9.根据权利要求8所述的光接收器，其特征在于，所述光接收器还包括与所述管壳相连的光纤适配器，所述光纤适配器在所述管壳外部对应所述光窗设置。

10.一种光模块，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的光接收器。