CN111999827A - 一种并行光路结构以及光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种并行光路结构以及光模块，属于光通信制造技术领域，其包括光纤阵列、汇聚透镜组、准直透镜组、激光器阵列和光路转折棱镜。该并行光路结构以及光模块，通过激光器阵列中单个激光器发射的光束经过准直透镜后，变成一束准直光束，准直光束经过前面放置的汇聚透镜后，再次变换为一束汇聚光束，入射到前面放置的光纤阵列的一根光纤中，与传统的单个透镜将激光器的光束耦合到光纤中相比，此光路***对位移的容差大幅增加，非常适合多通道的光路***，以及包含多通道并行光路***的光模块，同时通过将激光器和光纤的相对位置的光学设计耦合容差变大，且每通道上只需要有源耦合一次透镜，其他部分都由无源贴装完成。
Description
技术领域
本发明属于光通信制造技术领域，具体为一种并行光路结构以及光模块。
背景技术
随着云计算和企业数据中心的快速发展，对100G、200G、400G等高速速率光器件、光模块的需求逐渐增加。在有限尺寸空间的光模块中集成更多、更高速率的光器件，并且易于大批量生产是当前高速率光模块大规划商业应用需优先解决的问题。
在现有光模块中，单个激光器的发射光耦合到单根光纤中，一般是通过单个透镜实现，单个透镜将激光器发射的发散光束汇聚后，变成汇聚光束入射到光纤中。如果应用到多路***中，由于现有激光器阵列由单颗激光器靠机器贴装组合而成，实际贴装位置与理论设计位置存在贴装精度的误差，且光纤阵列由多根光纤排列而成，也存在装配误差。当以上两种误差累积时，会出现激光器无法耦合到光纤中的情况。因此，提高激光器和光纤相对位置的设计耦合容差是非常有必要的。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种并行光路结构以及光模块，解决了现有激光器阵列由单颗激光器靠机器贴装组合而成，实际贴装位置与理论设计位置存在贴装精度的误差，且光纤阵列由多根光纤排列而成，也存在装配误差，当以上两种误差累积时，会出现激光器无法耦合到光纤中的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种并行光路结构以及光模块，包括光纤阵列、汇聚透镜组、准直透镜组、激光器阵列和光路转折棱镜，所述光纤阵列、汇聚透镜组、准直透镜组、激光器阵列和光路转折棱镜均设置在光模块内。
所述激光器阵列中的激光器发射光束到准直透镜组中的准直透镜，经过准直透镜组中的准直透镜后变成一束准直光束，所述准直光束经过汇聚透镜组中的汇聚透镜后变成一束汇聚光束，所述汇聚光束入射到光纤阵列中对应的光纤中。
作为本发明的进一步方案：所述激光器阵列中的激光器数量为两个或两个以上。
作为本发明的进一步方案：所述激光器阵列中激光器之间的间距和准直透镜组中的准直透镜的间距相等。
作为本发明的进一步方案：所述光纤阵列中每根光纤之间的间距与汇聚透镜组中的汇聚透镜之间的间距相等。
作为本发明的进一步方案：所述汇聚透镜组和准直透镜组之间***一个光路转折棱镜。
作为本发明的进一步方案：所述汇聚透镜组和准直透镜组的两路平行光中掺入两个光路转折棱镜。
作为本发明的进一步方案：所述光模块包括以下装配步骤：
S1、无源贴装激光器阵列、准直透镜组以及光纤阵列。
S2、单个依次耦合汇聚透镜组中的每颗汇聚透镜。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
该并行光路结构以及光模块，通过激光器阵列中单个激光器发射的光束经过准直透镜后，变成一束准直光束，准直光束经过前面放置的汇聚透镜后，再次变换为一束汇聚光束，入射到前面放置的光纤阵列的一根光纤中，与传统的单个透镜将激光器的光束耦合到光纤中相比，此光路***对位移的容差大幅增加，非常适合多通道的光路***，以及包含多通道并行光路***的光模块，同时通过将激光器和光纤的相对位置的光学设计耦合容差变大，且每通道上只需要有源耦合一次透镜，其他部分都由无源贴装完成。
附图说明
图1为一种并行光路结构以及光模块实施例1的结构示意图；
图2为一种并行光路结构以及光模块实施例2的结构示意图；
图3为一种并行光路结构以及光模块实施例3的结构示意图；
图中：1光纤阵列、2汇聚透镜组、3准直透镜组、4激光器阵列、5光路转折棱镜。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种并行光路结构以及光模块，包括光纤阵列1、汇聚透镜组2、准直透镜组3和激光器阵列4，光纤阵列1、汇聚透镜组2、准直透镜组3和激光器阵列4均设置在光模块内。
激光器阵列4中的激光器发射光束到准直透镜组3中的准直透镜，经过准直透镜组3中的准直透镜后变成一束准直光束，准直光束经过汇聚透镜组2中的汇聚透镜后变成一束汇聚光束，汇聚光束入射到光纤阵列1中对应的光纤中。
激光器阵列4中的激光器数量为两个或两个以上。
激光器阵列4中激光器之间的间距和准直透镜组3中的准直透镜的间距相等。
光纤阵列1中每根光纤之间的间距与汇聚透镜组2中的汇聚透镜之间的间距相等。
光模块包括以下装配步骤：
S1、无源贴装激光器阵列4、准直透镜组3以及光纤阵列1。
S2、单个依次耦合汇聚透镜组2中的每颗汇聚透镜。
实施例2
一种并行光路结构以及光模块，包括光纤阵列1、汇聚透镜组2、准直透镜组3、激光器阵列4和光路转折棱镜5，光纤阵列1、汇聚透镜组2、准直透镜组3、激光器阵列4和光路转折棱镜5均设置在光模块内。
激光器阵列4中的激光器发射光束到准直透镜组3中的准直透镜，经过准直透镜组3中的准直透镜后变成一束准直光束，准直光束经过汇聚透镜组2中的汇聚透镜后变成一束汇聚光束，汇聚光束入射到光纤阵列1中对应的光纤中。
激光器阵列4中的激光器数量为两个或两个以上。
激光器阵列4中激光器之间的间距和准直透镜组3中的准直透镜的间距相等。
光纤阵列1中每根光纤之间的间距与汇聚透镜组2中的汇聚透镜之间的间距相等。
汇聚透镜组2和准直透镜组3之间***一个光路转折棱镜5。
光模块包括以下装配步骤：
S1、无源贴装激光器阵列4、准直透镜组3以及光纤阵列1。
S2、单个依次耦合汇聚透镜组2中的每颗汇聚透镜。
本实施例相对于实施例1，更进一步的优化和改善，在汇聚透镜组2和准直透镜组3中***一个光路转折棱镜5，将光纤阵列1和汇聚透镜组2的所在的位置平面上移到由准直透镜组3和激光器阵列4所组成的平面的上方，节约了激光器阵列2所在平面的占用空间，而激光器阵列4平面一般和光模块中的电路板在一个平面，因此，就扩大了电路板的面积，方便更多元器件的摆放。
实施例3
一种并行光路结构以及光模块，包括光纤阵列1、汇聚透镜组2、准直透镜组3、激光器阵列4和光路转折棱镜5，光纤阵列1、汇聚透镜组2、准直透镜组3、激光器阵列4和光路转折棱镜5均设置在光模块内。
激光器阵列4中的激光器发射光束到准直透镜组3中的准直透镜，经过准直透镜组3中的准直透镜后变成一束准直光束，准直光束经过汇聚透镜组2中的汇聚透镜后变成一束汇聚光束，汇聚光束入射到光纤阵列1中对应的光纤中。
激光器阵列4中的激光器数量为两个或两个以上。
激光器阵列4中激光器之间的间距和准直透镜组3中的准直透镜的间距相等。
光纤阵列1中每根光纤之间的间距与汇聚透镜组2中的汇聚透镜之间的间距相等。
汇聚透镜组2和准直透镜组3的两路平行光中掺入两个光路转折棱镜5。
光模块包括以下装配步骤：
S1、无源贴装激光器阵列4、准直透镜组3以及光纤阵列1。
S2、单个依次耦合汇聚透镜组2中的每颗汇聚透镜。
本实施例相对于实施例1，更进一步的优化和改善，在汇聚透镜组2和准直透镜组3中的两路平行光中***了两个光路转折棱镜5，将这两路光纤阵列1和汇聚透镜组2所在的位置平面上移到由准直透镜组3和激光器阵列4所组成的平面的上方，再将已经上移的这两路平行光左右移动到剩余两路平行光的正上方，即节约了激光器阵列4所在平面的占用空间，扩大了电路板的面积，方便更多元器件的摆放，又压缩了前端光路的宽度空间，方便其他光学部分的摆放。
通过激光器阵列4中单个激光器发射的光束经过准直透镜后，变成一束准直光束，准直光束经过前面放置的汇聚透镜后，再次变换为一束汇聚光束，入射到前面放置的光纤阵列1的一根光纤中，与传统的单个透镜将激光器的光束耦合到光纤中相比，此光路***对位移的容差大幅增加，非常适合多通道的光路***，以及包含多通道并行光路***的光模块，同时通过将激光器和光纤的相对位置的光学设计耦合容差变大，且每通道上只需要有源耦合一次透镜，其他部分都由无源贴装完成。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种并行光路结构以及光模块，包括光纤阵列(1)、汇聚透镜组(2)、准直透镜组(3)、激光器阵列(4)和光路转折棱镜(5)，其特征在于：所述光纤阵列(1)、汇聚透镜组(2)、准直透镜组(3)、激光器阵列(4)和光路转折棱镜(5)均设置在光模块内；
所述激光器阵列(4)中的激光器发射光束到准直透镜组(3)中的准直透镜，经过准直透镜组(3)中的准直透镜后变成一束准直光束，所述准直光束经过汇聚透镜组(2)中的汇聚透镜后变成一束汇聚光束，所述汇聚光束入射到光纤阵列(1)中对应的光纤中。
2.根据权利要求1所述的一种并行光路结构以及光模块，其特征在于：所述激光器阵列(4)中的激光器数量为两个或两个以上。
3.根据权利要求1所述的一种并行光路结构以及光模块，其特征在于：所述激光器阵列(4)中激光器之间的间距和准直透镜组(3)中的准直透镜的间距相等。
4.根据权利要求1所述的一种并行光路结构以及光模块，其特征在于：所述光纤阵列(1)中每根光纤之间的间距与汇聚透镜组(2)中的汇聚透镜之间的间距相等。
5.根据权利要求1所述的一种并行光路结构以及光模块，其特征在于：所述汇聚透镜组(2)和准直透镜组(3)之间***一个光路转折棱镜(5)。
6.根据权利要求1所述的一种并行光路结构以及光模块，其特征在于：所述汇聚透镜组(2)和准直透镜组(3)的两路平行光中掺入两个光路转折棱镜(5)。
7.根据权利要求1所述的一种并行光路结构以及光模块，其特征在于：所述光模块包括以下装配步骤：
S1、无源贴装激光器阵列(4)、准直透镜组(3)以及光纤阵列(1)；
S2、单个依次耦合汇聚透镜组(2)中的每颗汇聚透镜。
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