一种单纤双向800G光模块

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，特别是涉及一种单纤双向800G光模块。

背景技术

随着我国光通信行业的快速发展，光模块作为光通信行业中的重要器件，也不断得到发展。目前，光模块的一个重要发展趋势是高速率。800G光模块为传输速率为800G的光模块，相比于400G光模块、200G光模块等来说，传输速率更高，相应地，800G光模块中使用的电子元器件的数量和种类也更多，使得800G光模块对各部件的集成度和布局要求较高。因此，如何在PCB基板上预留更多的元器件布局空间是当前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单纤双向800G光模块，以在PCB基板上预留更多的元器件布局空间。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述单纤双向800G光模块，包括壳体和设置在所述壳体内的PCB基板，所述PCB基板上沿所述PCB基板的宽度方向并排设置有两个透镜，各所述透镜内均设置有滤光片和分光片；各所述透镜的底部均开设有槽口朝下的凹槽，各所述透镜的凹槽均覆盖有一个光发射组件和一个光接收组件，所述光发射组件和所述光接收组件均固定在所述PCB基板的上表面；各所述透镜的一端均连接有光纤阵列，两个所述光纤阵列连接一个光口，所述光纤阵列与所述光口之间的连接光纤为单纤双向光纤；所述光发射组件发出的光经所述透镜、所述分光片、所述滤光片、所述光纤阵列传输至所述光口，所述光纤阵列接收的光经所述滤光片、所述透镜传输至所述光接收组件。

优选地，所述透镜的上表面包括第一水平面、倾斜面和第二水平面，所述第一水平面的高度位置低于所述第二水平面的高度位置，所述倾斜面连接在所述第一水平面与所述第二水平面之间，所述光纤阵列连接在所述第一水平面的一端，所述倾斜面设置于所述光接收组件的上方，所述倾斜面的倾斜角度比所述滤光片的倾斜角度小45度。

优选地，所述滤光片设置于所述光接收组件的斜上方，所述分光片设置于所述光发射组件的正上方，且所述分光片的反射面与所述光发射组件发出的光线呈45度夹角设置。

优选地，所述光接收组件包括光接收芯片和设置于所述光接收芯片一侧的跨阻放大器，所述跨阻放大器固定在所述PCB基板的上表面。

优选地，所述光接收组件还包括背光探测器，所述背光探测器设置于所述光发射组件的一侧，所述背光探测器用以接收所述分光片分出的光。

优选地，所述凹槽的四个槽壁均开设有缺口，所述跨阻放大器的一端插设在其中一个所述槽壁的所述缺口内。

优选地，所述光发射组件包括激光器和光驱动器，所述光驱动器设置于所述激光器的一侧，所述光驱动器与所述激光器连接。

优选地，两个所述透镜中的其中一个所述透镜内的所述滤光片的波长为855nm，所述光接收芯片的波长为908mm，所述激光器输出的光波长为855nm；两个所述透镜中的另一个所述透镜内的所述滤光片的波长为908nm，所述光接收芯片的波长为855nm，所述激光器输出的光波长为908nm。

优选地，所述PCB基板上还设置有数字信号处理器，所述数字信号处理器设置于所述透镜的一侧。

本发明实施例一种单纤双向800G光模块与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的单纤双向800G光模块，使用单纤双向光纤连接光纤阵列与光口，使得一根光纤可以传输100G发射和100G接收的信号，提升传输带宽；并且，在透镜中设置滤光片和分光片，光发射组件发出的光经透镜、分光片、滤光片、光纤阵列传输至光口，光纤阵列接收的光经滤光片、透镜传输至光接收组件，通过透镜、滤光片和分光片优化了光路传输，使得透镜可同时覆盖光发射组件和光接收组件，节省空间，从而在PCB基板上预留更多的空间布局其他电子元器件。

附图说明

图1是本发明实施例所述单纤双向800G光模块的结构示意图；

图2是本发明实施例所述单纤双向800G光模块的主视示意图；

图3是本发明实施例所述单纤双向800G光模块的俯视示意图；

图4是本发明实施例中透镜与光口的连接示意图；

图5是本发明实施例中光发射组件与光接收组件在PCB基板上的布置示意图；

图6是本发明实施例中透镜内的光路传输示意图；

图7是本发明实施例中壳体的结构示意图；

图中，1、PCB基板；2、透镜；201、凹槽；202、第一水平面；203、倾斜面；204、第二水平面；3、滤光片；4、分光片；5、光纤阵列；6、连接光纤；7、光口；8、光接收芯片；9、跨阻放大器；10、背光探测器；11、激光器；12、光驱动器；13、数字信号处理器；14、金手指电口；15、电子元件；16、壳体。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1－图7所示，本发明实施例的一种单纤双向800G光模块，包括壳体16和设置在所述壳体16内的PCB基板1，所述PCB基板1上沿所述PCB基板1的宽度方向并排设置有两个透镜2，各透镜2的长度方向均与PCB基板1的长度方向一致；各所述透镜2内均设置有滤光片3和分光片4；各所述透镜2的底部均开设有槽口朝下的凹槽201，各所述透镜2的凹槽201均覆盖有一个光发射组件和一个光接收组件，所述光发射组件和所述光接收组件均固定在所述PCB基板1的上表面，光发射组件和光接收组件容纳在凹槽201与PCB基板1之间的空间内；各所述透镜2的一端均连接有光纤阵列5，两个所述光纤阵列5连接一个光口7，所述光纤阵列5与所述光口7之间的连接光纤6为单纤双向光纤；所述光发射组件发出的光经所述透镜2、所述分光片4、所述滤光片3、所述光纤阵列5传输至所述光口7，所述光纤阵列5接收的光经所述滤光片3、所述透镜2传输至所述光接收组件。

本发明使用单纤双向光纤连接光纤阵列5与光口7，使得一根光纤可以传输100G发射和100G接收的信号，提升传输带宽；并且，在透镜2中设置滤光片3和分光片4，光发射组件发出的光经透镜2、分光片4、滤光片3、光纤阵列5传输至光口7，光纤阵列5接收的光经滤光片3、透镜2传输至光接收组件，通过透镜2、滤光片3和分光片4优化了光路传输，使得透镜2可同时覆盖光发射组件和光接收组件，节省空间，从而在PCB基板1上预留更多的空间布局其他电子元器件。本实施例中，每个透镜2均有4通道传输信号，结合单纤双向光纤，可使传输速率达到800G，在提升传输带宽的同时节省光纤物料及内部空间。

本实施例中，如图6所示，所述透镜2的上表面包括第一水平面202、倾斜面203和第二水平面204，所述第一水平面202的高度位置低于所述第二水平面204的高度位置，所述倾斜面203连接在所述第一水平面202与所述第二水平面204之间，所述光纤阵列5连接在所述第一水平面202的一端，所述倾斜面203设置于所述光接收组件的上方，所述倾斜面203的倾斜角度比所述滤光片3的倾斜角度小45度。将透镜2设置为第一水平面202、倾斜面203和第二水平面204的结构形式，光纤阵列5连接在第一水平面202的一端，光纤阵列5传输光线为水平设置，通过设置倾斜面203的倾斜角度与滤光片3的倾斜角度差45度，使得经光纤阵列5传输回的光线经滤光片3反射后，再经倾斜面203反射，可使光线沿竖直方向进入光接收组件，进一步优化光线传输路径。

本实施例中，如图2和图4所示，所述滤光片3设置于所述光接收组件的斜上方，所述分光片4设置于所述光发射组件的正上方，且所述分光片4的反射面与所述光发射组件发出的光线呈45度夹角设置，光发射组件发出的光线沿竖直方向，经分光片4的反射面反射后，沿水平方向进入滤光片3、光纤阵列5，调整光线传输路径。滤光片3与分光片4的倾斜方向不同，滤光片3与分光片4大致呈八字形布置。

本实施例中，如图2所示，所述光接收组件包括光接收芯片8和设置于所述光接收芯片8一侧的跨阻放大器9，所述跨阻放大器9固定在所述PCB基板1的上表面。通过跨阻放大器9对传输光信号进行放大处理，通过光接收芯片8接收光信号。进一步地，所述凹槽201的四个槽壁均开设有缺口，使得凹槽201内的光接收组件或光反射组件能够伸入槽壁的缺口内，增加布置空间。跨阻放大器9设置于光接收芯片8的左侧。所述跨阻放大器9的一端插设在左侧槽壁的所述缺口内。光接收路径为：经连接光纤返回的光线传输至光纤阵列5，经光纤阵列5传输至滤光片3，滤光片3将光反射至透镜的倾斜面，经透镜反射后进入光接收芯片8。

进一步地，所述光接收组件还包括背光探测器10，所述背光探测器10设置于所述光发射组件的右侧，所述背光探测器10用以接收所述分光片4分出的光，从而对光发射组件发出的光进行监测。

本实施例中，如图2所示，所述光发射组件包括激光器11和光驱动器12，所述光驱动器12设置于所述激光器11的右侧，所述光驱动器12与所述激光器11连接。激光器11用于发出光至分光片4。光驱动器12置于激光器11与背光探测器10之间，以合理布局激光器11、光驱动器12和背光探测器10，使得激光器11发出的光经分光片4之后，部分光线水平向光线阵列的方向传输，部分光线透过分光片4后经透镜2反射至背光探测器10。发射光路径为：激光器11发射光线至分光片4，部分光经分光片透射到透镜，经透镜反射后进入背光探测器10；部分光经分光片4反射后，沿水平方向传输至光纤阵列5，经连接光纤传输至光口。

本实施例中，同一个透镜2内的滤光片3与激光器11输出的光波长相等，且与光接收芯片8的波长不等。一个透镜2内的滤光片3与激光器11输出的光波长等于另一个透镜2内的光接收芯片8的波长。本实施例中，两个所述透镜2中的其中一个所述透镜2内的所述滤光片3的波长为855nm，所述光接收芯片8的波长为908mm，所述激光器11输出的光波长为855nm；两个所述透镜2中的另一个所述透镜2内的所述滤光片3的波长为908nm，所述光接收芯片8的波长为855nm，所述激光器11输出的光波长为908nm。

本实施例中，如图1所示，所述PCB基板1上还设置有数字信号处理器13，所述数字信号处理器13设置于所述透镜2的一侧，具体设置在透镜2的右侧。PCB基板1与光口7相对的端部设置有金手指电口14。数字信号处理器13设置于靠近金手指电口14的一端。电容、电阻、电感等电子元件15设置于靠近光口7的一端。

本发明的制作过程为：

在PCB基板1的上表面贴装电容、电感、电阻等电子元件15；将两个光发射组件的激光器11贴装在PCB基板1上，将两个光接收组件的光接收芯片8贴装在PCB基板1上，将两个背光探测器10贴装在PCB基板1上，将光驱动器12和跨阻放大器9贴装在PCB基板1上；完成激光器11、光接收芯片8、背光探测器10、光驱动器12和跨阻放大器9到PCB基板1的键合焊线；预组装透镜2，具体为在透镜2内组装滤光片3、分光片4和光纤阵列5；将完成预组装的透镜2与激光器11、光接收芯片8耦合，将透镜2贴装在PCB基板1上；组装壳体16，并经过高低温度循环；对光模块进行模块性能测试。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。