CN110501789A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光模块，根据不同的光功率衰减要求，采用分离结构，包括第一透镜组件和第二透镜组件。第二透镜组件的顶部设有滤波片，滤波片远离入光面的一侧设有光纤接口，来自光纤接口的光信号传播到滤波片发生反射，反射光传播到位于第二透镜组件底部的光接收芯片阵列内。第一透镜组件的顶部形成反射面，激光芯片阵列发出的光信号传播到反射面产生反射，反射光由出光面射出并进入第二透镜组件内的光纤接口中。第一透镜组件的光信号功率衰减程度大于第二透镜组件的光信号功率衰减程度，使得第一透镜组件能够对激光芯片阵列发射的光信号的光功率进行衰减，使最终耦合进入光纤接口的光功率与光纤接口所要求的光功率保持一致，保证光耦合效果。

Description

一种光模块

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

光模块产品封装中的COB(chip On board)工艺平台具备低成本、高密集度、高频性能好、封装工艺简单等优势，越来越多的光模块将会由传统的同轴或微光学工艺平台转为COB工艺平台。目前多模并行光纤封装技术已经大量采用COB生产工艺平台进行生产，而对于多模单纤双向技术或波分复用技术，由于成本及技术等方面因素没有得到很好的解决，尚未在COB工艺平台上实现。

为了能够在COB工艺平台上实现多模单纤双向技术，在采用多模单纤双向技术的光模块中，包括激光芯片阵列和光接收芯片阵列，二者共用一个光纤接口。在光模块实现光信号的收发过程中，激光芯片阵列发射的光信号通过第一透镜阵列传播至光纤接口后射出，实现光信号的发射；而来自光纤接口的光信号则通过第二透镜阵列被光接收芯片阵列接收，实现光信号的接收。

现有的单纤双向的光模块为一体成型结构，由于激光芯片阵列有不同的发光功率，不同光功率的光信号耦合进光纤接口时，使得与光模块产品所需的光功率无法保持一致，即耦合进光纤接口的光信号功率与光纤接口所要求的光信号功率不一致，进而影响光模块的光耦合效果。

发明内容

本发明提供了一种光模块，以解决现有的光模块应用在COB工艺平台上时光耦合效果差的问题。

本发明提供了一种光模块，包括：电路板，以及，贴附在所述电路板上的第一透镜组件和第二透镜组件，所述第一透镜组件的出光面与所述第二透镜组件的入光面相对；

所述第二透镜组件的顶部设有倾斜的滤波片，所述第二透镜组件的底部设有光接收芯片阵列；所述光接收芯片阵列放置在所述电路板上，且位于所述电路板和所述第二透镜组件之间；所述滤波片的远离所述入光面的一侧设有光纤接口，来自所述光纤接口的光信号传播到所述滤波片后发生反射，形成的反射光传播到所述光接收芯片阵列内；

所述第一透镜组件的顶部形成倾斜的反射面，所述第一透镜组件的底部设有激光芯片阵列，所述激光芯片阵列放置在所述电路板上，且位于所述电路板和所述第二透镜组件之间；所述激光芯片阵列发出的光信号传播到所述反射面后产生反射，形成的反射光由所述出光面射出，再经由所述入光面进入所述第二透镜组件内的所述光纤接口中；

所述第一透镜组件的材质和所述第二透镜组件的材质不同，所述第一透镜组件的光信号功率衰减程度大于所述第二透镜组件的光信号功率衰减程度。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供的一种光模块，根据不同的光功率衰减要求，采用分离结构，具体包括第一透镜组件和第二透镜组件。第二透镜组件的顶部设有滤波片，滤波片的远离入光面的一侧设有光纤接口，来自光纤接口的光信号传播到滤波片后发生反射，形成的反射光传播到位于第二透镜组件底部的光接收芯片阵列内。第一透镜组件的顶部形成反射面，激光芯片阵列发出的光信号传播到反射面后产生反射，形成的反射光由出光面射出并进入第二透镜组件内的光纤接口中。第一透镜组件的光信号功率衰减程度大于第二透镜组件的光信号功率衰减程度，使得第一透镜组件能够对激光芯片阵列发射的光信号的光功率进行衰减，使最终耦合进入光纤接口的光功率与光纤接口所要求的光功率保持一致，保证光耦合效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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为本发明实施例提供的一种光模块结构示意图；

图4为本发明实施例提供光模块分解结构示意图；

图5为本发明实施例提供的光模块的立体结构图；

图6为本发明实施例提供的光模块的侧视分解图；

图7为本发明实施例提供的第二透镜组件的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第二透镜组件的背面结构示意图；

图9为本发明实施例提供的光模块的光路图；

图10为本发明实施例提供的光模块的分解结构图；

图11为本发明实施例提供的光模块的剖视分解结构示意图；

图12为本发明实施例提供的光模块的剖视图；

图13为本发明实施例提供的第一透镜组件的背面结构示意图；

图14为本发明实施例提供的激光芯片阵列和光接收芯片阵列的贴片相对位置角度偏差较大的示意图；

图15为本发明实施例提供的光接收芯片阵列与第二透镜组件耦合对准时的示意图；

图16为本发明实施例提供的激光芯片阵列与第一透镜组件耦合对准时的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光电信号的转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导中传输，利用光在光纤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采用的是电信号，这就需要在信号传输过程中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、传输数据信号以及接地等，金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的标准方式，以此为基础，电路板是大部分光模块中必备的技术特征。

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；

光纤的一端连接远端服务器，网线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与网线的连接完成；而光纤与网线之间的连接由具有光模块的光网络单元完成。

光模块200的光口与光纤101连接，与光纤建立双向的光信号连接；光模块200的电口接入光网络单元100中，与光网络单元建立双向的电信号连接；光模块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单元之间建立连接；具体地，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单元100中，来自光网络单元100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。光模块200是实现光电信号相互转换的工具，不具有处理数据的功能，在上述光电转换过程中，信息并未发生变化。

光网络单元具有光模块接口102，用于接入光模块，与光模块建立双向的电信号连接；光网络单元具有网线接口104，用于接入网线，与网线建立双向的电信号连接；光模块与网线之间通过光网络单元建立连接，具体地，光网络单元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，光网络单元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、光模块、光网络单元及网线，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；光网络单元是光模块的上位机，向光模块提供数据信号，并接收来自光模块的数据信号，常见的光模块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***光网络单元中，具体为光模块的电口***笼子106中的电连接器，光模块的光口与光纤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***笼子中，由笼子固定光模块，光模块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为本发明实施例提供的一种光模块结构示意图，图4为本发明实施例提供光模块分解结构示意图。如图3、图4所示，本发明实施例提供的光模块200包括上壳体201、下壳体202、解锁手柄203、电路板300及透镜组件400。

上壳体与下壳体形成具有两个开口的包裹腔体，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，用于***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内部光纤，电路板300、透镜组件400及光纤适配器500等光电器件位于包裹腔体中。

上壳体及下壳体一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；采用上壳体、下壳体结合的装配方式，便于将电路板等器件安装到壳体中，一般不会将光模块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。

解锁手柄203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，拉动解锁手柄的末端可以在使解锁手柄在外壁表面相对移动；光模块***上位机时由解锁手柄将光模块固定在上位机的笼子里，通过拉动解锁手柄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(chip on board)封装。

透镜组件400设置在电路板300上，采用罩设式的方式设置在光芯片的上方，透镜组件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。光发射芯片发出的光经透镜组件反射后进入光纤中，来自光纤的光经透镜组件反射后进入光接收芯片中，透镜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。

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，而透镜组件400罩设在光芯片的上方，所以透镜组件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，透镜组件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，透镜组件罩设光接收芯片与跨阻放大芯片。

光芯片的尺寸一般很小，而光芯片的驱动/匹配芯片的尺寸一般很大，特别是实现100G以上速率的驱动/匹配芯片，而透镜组件的尺寸有限，光芯片及其驱动/匹配芯片的设置位置存在一定的限制，没有太多的空间自由度。

为了能够在COB工艺平台上实现多模单纤双向技术，且能够保证光耦合效果，本发明实施例提供了一种单纤双向的光模块，将该光模块的光学结构分隔成两个结构，采用注塑工艺形成两个独立的透镜组件，降低对激光芯片阵列和光接收芯片阵列的贴片精度要求，对激光芯片阵列和光接收芯片阵列之间的相对位置及角度要求较松，避免光路出现偏差而影响光模块的耦合效果。同时，对激光芯片阵列发射的光信号的光功率进行衰减，使最终耦合进入光纤接口的光功率保持一致，进一步保证光耦合效果。

本发明实施例提供的光模块，对其光学结构采用注塑工艺，易生产，成本低；且在使用本发明实施例提供的光模块中的光学结构用于COB光引擎生产时，生产工艺简单，提高生产良率。为进一步说明本发明实施例提供的光模块所能取得的有益效果，按照下述实施例的内容对光模块的具体结构进行说明。

图5为本发明实施例提供的光模块的立体结构图，图6为本发明实施例提供的光模块的侧视分解图，图7为本发明实施例提供的第二透镜组件的结构示意图。

参见图5、图6和图7，为了能够在COB工艺平台上实现多模单纤双向技术，本发明实施例提供的一种光模块，包括：电路板7，以及，贴附在电路板7上的第一透镜组件1和第二透镜组件2。本实施例提供的光模块，将实现光信号接收和发射的光学结构分隔成两个结构，分别为第一透镜组件1和第二透镜组件2，由第一透镜组件1用于实现光信号的发射，由第二透镜组件2用于实现光信号的接收。

由于本实施例提供的光模块中的光学结构不再采用一体成型的结构，而是采用分离结构，因此，为保证两个分离的光学结构，即第一透镜组件1和第二透镜组件2能够进行光信号的传播，将第一透镜组件1的出光面15与第二透镜组件2的入光面25相对，使得由第一透镜组件1射出的光信号能够进入第二透镜组件2内，并被第二透镜组件2内的光纤接口31接收。

第二透镜组件2内实现光信号的接收，第二透镜组件2的顶部设有倾斜的滤波片21，具体的，在第二透镜组件2的顶部形成具有倾斜角度的支架22，将滤波片21固定在支架22上，可采用胶水粘接的方式，使得滤波片21为倾斜状态，滤波片21用于实现光信号的反射。第二透镜组件2的底部设有光接收芯片阵列23，光接收芯片阵列23放置在电路板7上，且位于电路板7和第二透镜组件2之间。为实现光信号的接收，光接收芯片阵列23和用于实现接收光信号的放大电路位于滤波片21的正下方，并贴合在电路板7上，使得光接收芯片阵列23的光路与滤波片21的光路对应。

作为单纤双向的光模块，由一个光纤实现光信号的接收和发射，即该光纤既接收来自第一透镜组件1的光信号，又向第二透镜组件2内的光接收芯片阵列23发射光信号，以被光接收芯片阵列23接收。为此，本实施例中，将光纤接口31设置在第二透镜组件2内。在滤波片21的远离入光面25的一侧设有光纤接口31，光纤接口31的出光口与滤波片21的光反射面相对，来自光纤接口31的光信号传播到滤波片21后发生反射，形成的反射光传播到光接收芯片阵列23内。

滤波片21沿光纤接口31至第一透镜组件1的方向倾斜，倾斜角度可为40°至50°，来自光纤接口31的光信号传播到倾斜设置的滤波片21后产生反射，光路转90°，且反射方向朝向光接收芯片阵列23所在方向，使得光路转90°的反射光能够被光接收芯片阵列23接收。

由于来自光纤接口41的光信号为发散光，为保证光耦合效果，避免出现光损耗，本实施例中，在光纤接口31和滤波片21之间设有第三透镜阵列4。第三透镜阵列4的两个光口(入光口和出光口)分别与光纤接口31的出光口和滤波片21的光接收面相对，由第三透镜阵列4对来自光纤接口41的光信号进行准直，使得到的平行光向滤波片21的方向传播。

来自光纤接口31的光信号的传播方向为水平方向，为保证第三透镜阵列4能够对来自光纤接口31的光信号进行准直，本实施例中，将第三透镜阵列4竖直设置，使得来自光纤接口31的光信号能够穿过第三透镜阵列4。

图8为本发明实施例提供的第二透镜组件的背面结构示意图。光信号在滤波片21处发生反射时，为避免光信号发散，影响光耦合效果，本实施例中，如图6和图8所示，在光接收芯片阵列23和滤波片21之间设有第二透镜阵列24，第二透镜阵列24的入光口与滤波片21相对，第二透镜阵列24的出光口与光接收芯片阵列23相对。第二透镜阵列24对在滤波片21发生反射传播过来的光信号进行会聚，以使会聚光传播到光接收芯片阵列23内。

本实施例中，第二透镜阵列24可由第二透镜组件2一体成型，第二透镜阵列24设置在第二透镜组件2的背面，第二透镜组件2的背面朝向电路板7，将光接收芯片阵列23贴合在电路板7上，并使光接收芯片阵列23的光感面朝向第二透镜阵列24，使得光接收芯片阵列23能够接收由第二透镜阵列24会聚后的光信号。

参见图9所示的光模块的光路图，如图中波长为λ2的光信号传播路径，在第二透镜组件2内的光信号传播路径为：来自光纤接口31的光信号经由第三透镜阵列4准直后，形成的平行光传播到滤波片21后发生反射，光路转90°，形成的反射光经过第二透镜阵列24会聚后，被位于第二透镜阵列24下方的光接收芯片阵列23接收。

第二透镜组件2可同时实现光信号的传播和光纤接口31的安装，为此，可将第二透镜组件2分隔成两个部分，一个部分用于实现光信号的传播，另一部分实现光纤接口31的安装。

图10为本发明实施例提供的光模块的分解结构图，图11为本发明实施例提供的光模块的剖视分解结构示意图，图12为本发明实施例提供的光模块的剖视图。

参见图10、图11和图12，本实施例中，第二透镜组件2内设有固定架5，固定架5沿垂直于光路传播的方向设置，以将第二透镜组件2分隔成光路传播腔体210和光纤固定腔体220，光路传播腔体210用于实现来自第一透镜组件1的光信号在第二透镜组件2内的传播和来自光纤接口31的光信号的传播，光纤固定腔体220用于固定光纤接口31。

用于实现光信号接收的器件(光接收芯片阵列23、滤波片21、第二透镜阵列24和第三透镜阵列4)位于光路传播腔体210内，而光纤接口31及其固定结构位于光纤固定腔体220内。

固定架5用于实现第三透镜阵列4的固定，第三透镜阵列4与光纤接口31的出光口对应，为使来自光纤接口31的光信号能够传播到第三透镜阵列4，本实施例中，在固定架5上设有光路传播口6，将第三透镜阵列4安装在光路传播口6，使得第三透镜阵列4通过光路传播口6与光纤接口31的出光口对应。

为对光纤接口31进行固定，本实施例中，在光纤固定腔体220内设有光纤固定结构3，光纤固定结构3内安装有光纤接口31。在安装光纤接口31时，可在光纤固定结构3内开设多个V型槽33，每个V型槽33用于固定一个光纤接口31。光纤接口31与V型槽33的固定方式可采用胶水粘接的方式，将光纤接口31粘在对应的V型槽33内。

如图12所示，在将光纤固定结构3固定在光纤固定腔体220内时，光纤固定结构3与固定架5贴合，光纤固定结构3与固定架5之间形成的空隙即为光路传播口6，用于实现光信号的传播。光纤接口31与第三透镜阵列4并非直接接触，来自光纤接口31的光信号先在光纤固定结构3中传播，再射出光纤固定结构3后向光路传播口6传播，也就是说，来自光纤接口31的光信号需在空气中传播一段路径后再进入第三透镜阵列4中，而光信号在空气中传播的所在区域即为光路传播口6所形成的区域。

为实现光纤固定结构3的固定，避免光纤固定结构3不稳定导致光纤接口31发出的光信号的传播路径出现偏差，影响光耦合效果，本实施例中，在固定架5上对称设有两个光纤固定件32。两个光纤固定件32位于光纤固定腔体220内，光纤固定结构3的朝向固定架5的一端对称设有两个安装孔(图中未示出)，将光纤固定件32嵌入光纤固定结构3的安装孔中，以固定光纤固定结构3。

本发明实施例提供的第二透镜组件2中，第二透镜阵列24和第三透镜阵列4均可采用注塑的方式一体成型，滤波片21则采用胶水粘接的方式固定在第二透镜组件2内。第二透镜组件2内光接收芯片阵列23所接收的光信号来自光纤接口31，来自光纤接口31的光信号的光功率更接近于光模块要求的光功率，因此，在第二透镜组件2中不需要对光信号的光功率进行衰减，直接将来自光纤接口31的光信号反射进光接收芯片阵列23即可。

为此，第二透镜组件2的用于实现光信号传播的部分可采用空心结构，即光路传播腔体210为空心结构。而第一透镜组件1用于实现光信号的发射，实现发射光信号的器件为激光芯片阵列13，通常，激光芯片阵列13发射的光信号的光功率较高，要高于光模块所要求的光功率。因此，为保证光模块的光功率的一致性，即保证耦合进光纤接口31的光信号功率与光纤接口31所要求的光功率一致，需要对激光芯片阵列13发射光信号的光功率进行衰减。

本实施例中，为使第一透镜组件1能够对激光芯片阵列13发射光信号的光功率进行衰减，采用第一透镜组件1的材质和第二透镜组件2的材质不同的方式，使第一透镜组件1的光信号功率衰减程度大于第二透镜组件2的光信号功率衰减程度。

具体地，为提高第一透镜组件1的光信号功率衰减程度，第一透镜组件1可为实心结构，并在第一透镜组件1的注塑材料中掺杂其他物质，该物质可用于衰减光功率，例如石墨。通过调节添加在第一透镜组件1的注塑材料中石墨的掺杂比例，来调节光模块实现不同程度的光功率衰减，使得第一透镜组件1发射的光信号的光功率符合光模块的需求，使最终耦合进入光纤接口31的光功率保持一致，保证光耦合效果。

第一透镜组件1内用于实现光信号的发射，再次参见图5和图6，第一透镜组件1的顶部形成倾斜的反射面12。由于第一透镜组件1为实心结构，因此，形成反射面12的方式可为在第一透镜组件1的顶部向下挖一个凹槽11，凹槽11的一个面为斜面，该斜面的倾斜方向为沿靠近第二透镜组件2至远离第二透镜组件2的方向向下倾斜。该斜面即为反射面12，反射面12倾斜设置，用于实现光信号的反射，使光路转90°。

第一透镜组件1的底部设有激光芯片阵列13，激光芯片阵列13放置在电路板7上，且位于电路板7和第二透镜组件2之间。为实现光信号的发射，将激光芯片阵列13和用于驱动激光芯片阵列13的激光器电路驱动贴合在电路板7上，并位于反射面12的正下方，使得激光芯片阵列13的出光口与反射面12对应，便于激光芯片阵列13发射的光信号能够传播到反射面12上。

由于本实施例提供的光模块为单纤双向的光模块，由一个光纤实现光信号的接收和发射。而用于接收光信号的光纤接口31设置在第二透镜组件2内，因此，需要第一透镜组件1发射的光模块能够传播到第二透镜组件2内的光纤接口31中。

本实施例中，第一透镜组件1和第二透镜组件2为相对独立的光学结构，第一透镜组件1的出光面15与第二透镜组件2的入光面25相对，二者均贴合在电路板7上，但相距一段距离，使得由第一透镜组件1射出的光信号需在空气中传播一段距离后再进入第二透镜组件2内。而在第一透镜组件1中，光信号传播路径为：激光芯片阵列13发出的光信号传播到反射面12后产生反射，光路转90°，且反射方向朝向第二透镜组件2所在的方向，使得光路转90°的反射光由出光面15射出，再经由入光面25进入第二透镜组件2内的光纤接口31中。

在第二透镜组件2内，由于光纤接口31的入光口分别与滤波片21和第三透镜阵列4相对，使得第一透镜组件1发射过来的光信号在进入光纤接口31之前，需经过滤波片21和第三透镜阵列4，此时滤波片21的作用为允许第一透镜组件1发射过来的光信号透过，再经过第三透镜阵列4会聚后进入光纤接口31。

图13为本发明实施例提供的第一透镜组件的背面结构示意图。由于激光芯片阵列13发出的光信号为发散光，为保证光耦合效果，避免出现光损耗，本实施例中，如图6和图13所示，在激光芯片阵列13和反射面12之间设有第一透镜阵列14。第一透镜阵列14的入光口与激光芯片阵列13的出光口相对，第一透镜阵列14的出光口与反射面12相对，由第一透镜阵列14对激光芯片阵列13发射的光信号进行会聚，使得到的会聚光向反射面12的方向传播。

本实施例中，第一透镜阵列14可由第一透镜组件1一体成型，第一透镜阵列14设置在第一透镜组件1的背面，第一透镜组件1的背面朝向电路板7，将激光芯片阵列13贴合在电路板7上，并使激光芯片阵列13的出光口朝向第一透镜阵列14，使得激光芯片阵列13发出的光信号向第一透镜阵列14的方向传播。

激光芯片阵列13发出的光信号的传播方向为由下至上，因此，为保证第一透镜阵列14能够对激光芯片阵列13发出的光信号进行会聚，本实施例中，将第一透镜阵列14水平放置，使得激光芯片阵列13发出的沿垂直方向传播的光信号能够穿过第一透镜阵列14。

参见图9所示的光模块的光路图，如图中波长为λ1的光信号传播路径，第一透镜组件1发射光信号的传播路径为：激光芯片阵列13发出的光信号经由第一透镜阵列14会聚后，形成的会聚光传播到反射面12后产生反射，光路转90°，形成的反射光由出光面15射出，在空气传播一段距离后由入光面25进入第二透镜组件2内，光信号透过滤波片21后进入第三透镜阵列4进行会聚，形成的会聚光进入光纤接口31中。

本发明实施例提供光模块，其中的第一透镜组件1需要对激光芯片阵列13发射的光信号的光功率进行衰减，以使光模块的耦合光功率保持一致，即使最终耦合进入光纤接口31的光功率与光纤接口31所要求的光功率保持一致。前述实施例采用在第一透镜组件1的注塑材料中添加石墨等可用于衰减光功率的材料的方式，而在其他实施例中，还可采用在反射面12上镀衰减膜的方式。

具体地，本实施例中，在反射面12上镀有衰减膜，衰减膜用于对激光芯片阵列13发出的光信号的光功率进行衰减，使得激光芯片阵列13发射的光信号在传播到反射面12进行反射时，同时对光信号的光功率进行衰减。在实际镀膜时，可根据光模块的需求光功率，在反射面12上镀具有能够实现与光模块的耦合光功率一致的衰减程度的衰减膜，使得经过反射面12反射并衰减功率后的光信号能够满足光模块的需求，即光纤接口31传输光信号的光功率要求，保证光耦合效果。

为了使第一透镜组件1能够对激光芯片阵列13发射的光信号的光功率进行衰减，还可采用在第一透镜阵列14上镀衰减膜的方式。如果第一透镜阵列14和第二透镜阵列24相距较近，在对第一透镜阵列14进行镀衰减膜时，极易镀到第二透镜阵列24上。而第二透镜阵列24用于实现来自光纤接口31的光信号的会聚，此处不需要进行光功率衰减。若第二透镜阵列24上镀有衰减膜，会再次减少接收光信号的光功率，导致光接收芯片阵列23接收的光信号功率与光模块所需的耦合光功率不同，影响耦合效果。

因此，本实施例中，将第二透镜阵列24远离第一透镜阵列14。本发明实施例提供的光模块采用分离结构，第一透镜组件1与第二透镜组件2相距一定距离，使得第一透镜阵列14和第二透镜阵列24也相距一段距离，那么，可以避免在对第一透镜阵列14镀衰减膜时镀到第二透镜阵列24上，在保证第一透镜组件1对激光芯片阵列13发射的光信号的光功率衰减的情况下，不会导致第二透镜组件2对光信号的光功率产生影响，进而可以保证光模块的光耦合效果。

本发明实施例提供的光模块，采用分离的结构，即将光模块的光学结构分隔成两部分，分别为第一透镜组件1和第二透镜组件2。第一透镜组件1下方的激光芯片阵列13和第二透镜组件2下方的光接收芯片阵列23均采用贴合的方式贴附在电路板上，而为保证光模块的光耦合效果，对激光芯片阵列13和光接收芯片阵列23的贴片精度要求很高，使得激光芯片阵列13的出光口能够与第一透镜组件1相对，使光接收芯片阵列23的入光口与第二透镜组件2相对。

由于第一透镜组件1中的第一透镜阵列14和反射面12均与第一透镜组件1一体成型，第二透镜组件2中的第二透镜阵列24和滤波片21均与第二透镜组件2一体成型，使得第一透镜阵列14和反射面12之间的光路是稳定的，第二透镜阵列24和滤波片21之间的光路也是稳定的，均不会出现偏离。而如果激光芯片阵列13和光接收芯片阵列23的相对位置出现偏差，那么会导致激光芯片阵列13与第一透镜阵列14的光路出现偏离，以及，导致光接收芯片阵列23与第二透镜阵列24的光路出现偏离，将会影响光耦合效果。

可见，当激光芯片阵列13及光接收芯片阵列23的相对位置公差较大时，比如公差大于7μm时，就会导致激光芯片阵列13和光接收芯片阵列23无法同时和光纤阵列耦合好，可能会出现激光器耦合好而光接收芯片阵列23无法耦合到最佳的情况，或者反之，或者二者均无法耦合到最佳的情况。

为避免激光芯片阵列13及光接收芯片阵列23的相对位置出现偏差，保证光模块的光耦合效果，本发明实施例提供的光模块，将光学结构分隔成第一透镜组件1和第二透镜组件2。光模块中的光学结构采用分离结构，可以降低对激光芯片阵列13和光接收芯片阵列23的贴片精度要求，对激光芯片阵列13和光接收芯片阵列23之间的相对位置及角度要求较松，可降低贴片工艺难度。

具体地，如图14所示的激光芯片阵列13和光接收芯片阵列23的贴片相对位置角度偏差较大的示意图。具体耦合时，分别将第二透镜组件2耦合到光接收芯片阵列23上，以及，将第一透镜组件1耦合到激光芯片阵列13上，即分别使光接收芯片阵列23与第二透镜组件2耦合对准，以及，使激光芯片阵列13与第一透镜组件1耦合对准。

如图15所示的光接收芯片阵列23与第二透镜组件2耦合对准时的示意图，按照光接收芯片阵列23与第二透镜阵列24的耦合光路，将第二透镜阵列24与光接收芯片阵列23耦合对准，实现将第二透镜组件2耦合到光接收芯片阵列23上，此时第二透镜组件2的角度和位置与光接收芯片阵列23耦合一致。

如图16所示的激光芯片阵列13与第一透镜组件1耦合对准时的示意图，按照激光芯片阵列13与第一透镜组件1的耦合光路，将第一透镜阵列14与激光芯片阵列13耦合对准，实现将第一透镜组件1耦合到激光芯片阵列13上，此时第一透镜组件1的角度和位置与激光芯片阵列13一致。

将分离的第一透镜组件1耦合对准激光芯片阵列13，以及，将第二透镜组件2耦合对准光接收芯片阵列23后，再将耦合对准后的第一透镜组件1和第二透镜组件2对齐，使得第一透镜组件1的出光面15与第二透镜组件2的入光面25相对，形成光模块的光学结构，可以保证光模块的耦合效果。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供的一种光模块，根据不同的光功率衰减要求，采用分离结构，具体包括贴附在电路板7上的第一透镜组件1和第二透镜组件2。第二透镜组件2的顶部设有滤波片21，滤波片21的远离入光面25的一侧设有光纤接口31，来自光纤接口31的光信号传播到滤波片21后发生反射，形成的反射光传播到位于第二透镜组件2底部的光接收芯片阵列23内。第一透镜组件1的顶部形成反射面12，激光芯片阵列13发出的光信号传播到反射面12后产生反射，形成的反射光由出光面15射出并进入第二透镜组件2内的光纤接口31中。第一透镜组件1的光信号功率衰减程度大于第二透镜组件2的光信号功率衰减程度，使得第一透镜组件1能够对激光芯片阵列13发射的光信号的光功率进行衰减，使最终耦合进入光纤接口31的光功率与光纤接口31所要求的光功率保持一致，保证光耦合效果。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、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发明的一般性原理并包括本发明未公开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，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：电路板，以及，贴附在所述电路板上的第一透镜组件和第二透镜组件，所述第一透镜组件的出光面与所述第二透镜组件的入光面相对；

所述第二透镜组件的顶部设有倾斜的滤波片，所述第二透镜组件的底部设有光接收芯片阵列；所述光接收芯片阵列放置在所述电路板上，且位于所述电路板和所述第二透镜组件之间；所述滤波片的远离所述入光面的一侧设有光纤接口，来自所述光纤接口的光信号传播到所述滤波片后发生反射，形成的反射光传播到所述光接收芯片阵列；

所述第一透镜组件的顶部形成倾斜的反射面，所述第一透镜组件的底部设有激光芯片阵列；所述激光芯片阵列放置在所述电路板上，且位于所述电路板和所述第一透镜组件之间；所述激光芯片阵列发出的光信号传播到所述反射面后产生反射，形成的反射光由所述出光面射出，再经由所述入光面进入所述第二透镜组件内的所述光纤接口中；

所述第一透镜组件的材质和所述第二透镜组件的材质不同，所述第一透镜组件的光信号功率衰减程度大于所述第二透镜组件的光信号功率衰减程度。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一透镜组件的材质中包括用于衰减光功率的物质。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述反射面的表面镀有衰减膜，所述衰减膜用于对所述激光芯片阵列发出的光信号的光功率进行衰减。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光纤接口和所述滤波片之间设有第三透镜阵列，来自所述光纤接口的光信号经由所述第三透镜阵列传播到所述滤波片后发生反射。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光接收芯片阵列和所述滤波片之间设有第二透镜阵列，在所述滤波片发生反射，形成的反射光经由所述第二透镜阵列传播到所述光接收芯片阵列内。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述激光芯片阵列和所述反射面之间设有第一透镜阵列，所述激光芯片阵列发出的光信号经由所述第一透镜阵列传播到所述反射面后产生反射，形成的反射光由所述出光面射出。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第二透镜组件内设有固定架，所述固定架将所述第二透镜组件分隔成光路传播腔体和光纤固定腔体，所述光路传播腔体用于实现来自所述第一透镜组件的光信号的传播和来自所述光纤接口的光信号的传播，所述光纤固定腔体用于固定所述光纤接口。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述固定架上设有光路传播口，所述光路传播口安装第三透镜阵列，所述第三透镜阵列通过所述光路传播口与所述光纤接口的出光口对应。

9.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述光纤固定腔体内设有光纤固定结构，所述光纤固定结构内安装有所述光纤接口。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述固定架上对称设有两个光纤固定件，两个所述光纤固定件位于所述光纤固定腔体内，所述光纤固定件嵌入所述光纤固定结构，以固定所述光纤固定结构。