一种光接收器件外置的光模块的制作方法

1.本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光接收器件外置的光模块。


背景技术：

2.100g光模块是为了适应网络市场由10g逐渐向40g、100g发展的趋势而诞生的光模块产物，传输速率为100g。100g光模块在构建100g网络系统中发挥了至关重要的作用。
3.随着光通信行业的发展，100g光模块的市场需求不断扩展。目前主流的100g光模块是基于单模粗波分复用技术的传输模块，100g光模块为lr4型，采用4路25gbps信号。光纤收发器采用单模激光光源，采用lc双工接口，每根光纤上支持4个长波段的信号传输。
4.但是现有的光模块中，光发射组件和光接收组件都是内置封装在外壳里，从而使信号电路的设计布局变得极为复杂，成本高昂，且对工艺组装的要求极高，不易于维修处理。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种光接收器件外置的光模块，优化100g光模块的布局设计，降低工艺难度。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种光接收器件外置的光模块，包括光发射组件、光接收组件、外壳和控制单元，所述光发射组件设置在所述外壳内，所述光发射组件、所述光接收组件分别与所述控制单元电连接；
8.所述光发射组件包括沿着光轴方向依次设置的激光器单元、光复用器和第一适配器，所述光复用器用于将所述激光器单元发射的光射入所述第一适配器里；
9.所述光接收组件包括沿着光轴方向依次设置的第二适配器、光传导件、阵列波导光栅和光电探测器单元，第二适配器用于将外部的光通过所述光传导件输入至所述阵列波导光栅，所述阵列波导光栅将输入的外部光转换为多个分光信号射入所述光电探测器单元。
10.优选地，所述光发射组件包括准直透镜和会聚透镜，所述准直透镜设置在所述激光器单元和所述光复用器之间，所述会聚透镜设置在所述第一适配器和所述光复用器之间；
11.所述准直透镜用于将所述激光器单元发射的发散光转换为平行光后并射入所述光复用器，所述会聚透镜将所述光复用器输入的光会聚后射入所述第一适配器。
12.优选地，所述激光器单元包括多个激光器，多个所述激光器发射多条平行光信号。
13.优选地，所述光复用器包括滤光片和光复用器本体，所述光复用器本体包括第一内镀膜面和第二内镀膜面，所述第一内镀膜面和所述第二内镀膜面相对出光轴均倾斜设置；
14.第二内镀膜面上间隔贴装有高反膜和增透膜，多条所述平行光信号穿过所述滤光
片后在所述第一内镀膜面和所述高反膜之间反射后合波形成复用光，所述增透膜用于透射所述复用光至所述会聚透镜。
15.优选地，所述滤光片的数量与位置与所述激光器对应设置。
16.优选地，所述光电探测器单元包括多个光电探测器，所述光电探测器分别接收分光信号。
17.优选地，所述外壳内设置电路驱动器和金手指，所述电路驱动器与所述控制单元通过所述金手指连接。
18.优选地，还包括pcb板，所述光发射组件、所述光接收组件和所述控制单元均设置在所述pcb板上。
19.优选地，还包括跨阻放大器，所述跨阻放大器设置在所述pcb板上，所述跨阻放大器与所述光电探测器单元连接。
20.优选地，所述阵列波导光栅包括全反面，所述全反面相对入光轴倾斜45
°
，所述光电探测器单元设置在所述全反面的下方。
21.与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
22.本发明的光模块包括光发射组件和光接收组件，光发射组件包括沿着光轴方向依次设置的激光器单元、光复用器和第一适配器，能够形成复用光射入外部光纤。光接收组件包括沿着光轴方向依次设置的第二适配器、光传导件、阵列波导光栅和光电探测器单元，能够将外部光转换为多个分光信号射入所述光电探测器单元，光模块由此能够实现100g的传输速率。
23.将光接收组件外置，光发射组件和光接收组件分离，光接收组件设置在外壳外，光模块的布局空间变大，便于信号电路的设计，电路和光路布局合理，降低了工艺难度，同时也节约了封装成本。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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它的附图。
25.图1为本发明实施例提供的光模块结构示意图；
26.图2为本发明实施例提供的光复用器结构示意图；
27.图3为本发明实施例提供的阵列波导光栅结构示意图。
28.图示说明：光发射组件1、光接收组件2、外壳3、控制单元4、电路驱动器5、金手指6、pcb板7、跨阻放大器8、半导体制冷器9、热敏电阻10；
29.激光器单元11、光复用器12、第一适配器13、准直透镜14、会聚透镜15；
30.滤光片121、光复用器本体122、高反膜1221、增透膜1222；
31.第二适配器21、光传导件22、阵列波导光栅23、光电探测器单元24。
具体实施方式
32.为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
34.此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。
35.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
36.请参阅图1至3，一种光接收器件外置的光模块，包括光发射组件1、光接收组件2、外壳3和控制单元4，光发射组件1设置在外壳3内，光发射组件1和光接收组件2分别与控制单元4电连接；
37.光发射组件1包括沿着光轴方向依次设置的激光器单元11、光复用器12和第一适配器13，光复用器12用于将激光器单元11发射的光射入第一适配器13里；
38.光接收组件2包括沿着光轴方向依次设置的第二适配器21、光传导件22、阵列波导光栅23和光电探测器单元24，外部光纤经过第二适配器21将外部的光通过光传导件22输入至阵列波导光栅23，阵列波导光栅23将输入的外部光转换为多路分光信号再射入光电探测器单元24。
39.本实施例的光模块的传输速率为100g，使用时将不同的外部光纤分别与第一适配器13、第二适配器21进行连接，第一适配器13连接第一外部光纤和光发射组件1，第二适配器21连接第二外部光纤和光接收组件2。
40.光模块的工作原理：光发射组件1的激光器单元11发出的光经过光复用器12射入第一适配器13里，光复用器12将4路的分光信号合成一路光信号。光接收组件2的第二适配器21将外部的光输入至阵列波导光栅23，阵列波导光栅23将输入的外部光转换为4路分光信号。本实施例的光传导件22为光纤。
41.将光发射组件1和光接收组件2分离，光接收组件2设置在外壳3外，光模块的布局空间变大，便于信号电路的设计，通过优化光模块的布局设计，降低了工艺难度，同时也节约了封装成本。
42.在一个可选的实施方式中，光发射组件1包括准直透镜14和会聚透镜15，准直透镜14设置在激光器单元11和光复用器12之间，会聚透镜15设置在第一适配器13和光复用器12之间；
43.准直透镜14将激光器单元11发射的发散光转换为平行光后并射入光复用器12，会聚透镜15将光复用器12输入的光会聚后射入第一适配器13。
44.在一个可选的实施方式中，激光器单元11包括四个25g激光器，四个25g激光器发射四条平行光信号。光复用器12包括滤光片121和光复用器本体122，光复用器本体122包括第一外镀膜面、第一内镀膜面、第二内镀膜面和第二外镀膜面，第一内镀膜面和第二内镀膜面相对出光轴倾斜设置；
45.第二内镀膜面上间隔贴装有高反膜1221和增透膜1222，4条平行光信号穿过滤光片121、第一外镀膜面后进入光复用器本体122内，4条平行光信号在第一内镀膜面和高反膜1221之间来回反射，4条光信号合成1路光信号。具体的，本实施例激光器单元11包括四个25g激光器，分别发射l1、l2、l3、l4四条平行光信号，l1发出的光信号在第一内镀膜面和高反膜1221之间来回反射，l2、l3反射的路径比l1的反射路径短，l2与l3反射的路径都在l1的反射路径上，l1、l2、l3经过多次反射后入射到增透膜1222上，l4是进入光复用器本体122内后直接入射到增透膜1222上，l1、l2、l3、l4入射到增透膜1222的路径是相同的，l1、l2、l3、l4合波形成100g的复用光，多条平行光信号通过光复用器本体122后输出复用光并射入会聚透镜15。
46.本实施例中，光复用器12包括4个滤光片121，滤光片121的位置与激光器对应设置。光电探测器单元24包括多个光电探测器，光电探测器分别接收对应的一路分光信号。
47.本实施例中，外壳3内设置电路驱动器5和金手指6，电路驱动器5与控制单元4通过金手指6连接，电路驱动器用于给整个光模块供电。
48.为提升光模块的散热性能，光模块还包括半导体制冷器9和热敏电阻10，半导体制冷器9作为光发射组件1的冷却散热装置。热敏电阻10的正极与gnd形成一个回路于半导体制冷器9外部的电路，热敏电阻10起到一个对激光器单元11温度监测的功能。常温下的热敏电阻10阻值约在10kω左右，热敏电阻10为负温度系数参数曲线，随着温度升高，阻值降低。
49.在一个可选的实施方式中，光模块包括pcb板7，光发射组件1、光接收组件2和控制单元4设置在pcb板7上，pcb板7用于将光模块中各电路组件连接。
50.在一个可选的实施方式中，光模块包括跨阻放大器8，跨阻放大器8设置在pcb板7上，跨阻放大器8与光电探测器单元24连接。跨阻放大器8作用是用于光电探测器单元24中将微弱的光信号转换成电信号并将信号进行一定强度低噪声放大。
51.光接收组件2的光路是通过阵列波导光栅23实现的。外部光纤传入的是一束复用光，波长存在微小的差异，通过阵列波导光栅23后，阵列波导光栅23基于不同波长的光相互间线性干涉的基本光学原理会将一束光重新分离成四路，然后分别入射到对应的光电探测器上。
52.在一个可选的实施方式中，阵列波导光栅23包括全反面，全反面相对入光轴倾斜45
°
，光电探测器单元24设置在全反面的下方。光路水平入射，碰到45
°
的全反面后垂直向下，射入到光电探测器单元24上。
53.综上，本实施例的光模块将光接收组件2外置，光发射组件1和光接收组件2分离，光接收组件2设置在外壳3外，光模块的布局空间变大，便于信号电路的设计，通过优化光模块的布局设计，降低了工艺难度，同时也节约了封装成本。此外光模块的电路驱动器5和光发射组件1都内置在外壳3内，而控制单元4与光接收组件2外置，将产生热源的模块单独区分开，一定程度上提高了光模块的散热能力，从而提高了整体的可靠性。
54.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。