本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用波分原理的光收發(fā)器件和其相關(guān)光模塊。

背景技術(shù)：

光收發(fā)器作為光通信模塊能夠滿足光通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬、高速率、高密度可插拔解決方案的需求，以QSFP(四通道SFP接口)為例，利用速率25Gbps激光器，其四個(gè)通道的傳輸速率可高達(dá)100Gbps。目前，已經(jīng)有一種QSFP光收發(fā)模塊，包括一對(duì)光纖、一對(duì)平面光波導(dǎo)型光分路器、四個(gè)光發(fā)射芯片陣列和四個(gè)光接收芯片陣列。光纖用于單向傳輸四通道的光信號(hào)(這四個(gè)通道的光信號(hào)波長(zhǎng)分別為λ1、λ2、λ3、λ4)。平面光波導(dǎo)型光分路器用于分別將四通道λ1、λ2、λ3、λ4的光信號(hào)合波、分波。四個(gè)光發(fā)射芯片陣列分別發(fā)射一個(gè)通道的光信號(hào)，四個(gè)光接收芯片陣列分別接收一個(gè)通道的光信號(hào)。這種技術(shù)方案的缺點(diǎn)在于：目前光發(fā)射芯片陣列所發(fā)射的光直接與平面型光波導(dǎo)耦合的可靠性差，存在較大的傳輸損耗，不利于實(shí)現(xiàn)光收發(fā)器低功耗的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種光收發(fā)器，具有低功耗，耦合效率高的優(yōu)勢(shì)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施方式提供如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供了一種光收發(fā)器，包括耦合組件和聚光組件，所述耦合組件包括相對(duì)設(shè)置的第一表面和第二表面，所述第二表面和所述第一表面之間形成夾角，所述第一表面設(shè)有多個(gè)第一透鏡，所述聚光組件包括固定件、多個(gè)濾波件、反射件和通光區(qū)，所述固定件包括相對(duì)設(shè)置的第三表面和第四表面，所述多個(gè)濾波件和所述通光區(qū)設(shè)于所述第三表面，所述通光區(qū)位于所述多個(gè)濾波件的一側(cè)，所述反射件設(shè)于所述第四表面，所述聚光組件固定至所述第二表面，且所述多個(gè)濾波件分別與所述多個(gè)第一透鏡光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，每個(gè)所述濾波件均包括一對(duì)光出入面和一對(duì)側(cè)面，所述對(duì)側(cè)面連接在所述對(duì)光出入面之間，所述對(duì)光出入面分別貼合至所述第二表面和所述第三表面，每個(gè)所述濾波件的所述 側(cè)面均垂直于所述第一表面，所述耦合組件接收不同波長(zhǎng)的光，所述不同波長(zhǎng)的光通過(guò)所述多個(gè)濾波件進(jìn)入所述固定件，且通過(guò)所述反射件和所述濾波件實(shí)現(xiàn)所述不同波長(zhǎng)的光的合波或分波，再通過(guò)所述通光區(qū)進(jìn)入所述耦合組件。

結(jié)合第一方面，在第一種實(shí)施方式中，每個(gè)所述第一透鏡的主軸均垂直于所述第一表面。

結(jié)合第一方面之第一種實(shí)施方式，在第二種實(shí)施方式中，所述夾角的范圍為：6-13度。

結(jié)合第一方面之第一種實(shí)施方式，在第三種實(shí)施方式中，所述光收發(fā)器還包括光纖收容件，所述耦合組件還包括全反射件和第二透鏡，所述光纖收容件用于收容光纖，且所述光纖與所述第二透鏡光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，所述全反射件用于在所述第二透鏡和所述聚光組件之間反射所述不同波長(zhǎng)的光。

結(jié)合第一方面之第三種實(shí)施方式，在第四種實(shí)施方式中，所述耦合組件與所述光纖收容件通過(guò)鑄模一體成型結(jié)合為一體。

結(jié)合第一方面之第四種實(shí)施方式，在第五種實(shí)施方式中，所述光纖收容件設(shè)有光纖插孔，所述光纖插孔用于收容所述光纖，所述光收發(fā)器還包括插芯，所述插芯位于所述光纖的端面，且與所述第二透鏡相對(duì)，所述插芯包括一個(gè)斜面，所述斜面設(shè)于所述插芯與所述第二透鏡相對(duì)的一側(cè)，所述斜面用于使得穿過(guò)所述第二透鏡入射至所述插芯的光朝向偏離所述第二透鏡主軸的方向反射，以避免所述插芯所反射的光按照原光路返回所述第二透鏡。

結(jié)合第一方面之第五種實(shí)施方式，在第六種實(shí)施方式中，所述插芯為陶瓷或金屬材質(zhì)。

結(jié)合第一方面之第五種實(shí)施方式，在第七種實(shí)施方式中，所述第二透鏡之主軸與所述斜面相交，且所述斜面與所述第二透鏡之主軸之間的形成的角度范圍為：82-86度。

結(jié)合第一方面之第一種實(shí)施方式，在第八種實(shí)施方式中，所述耦合組件設(shè)有凹槽和多個(gè)點(diǎn)膠槽，所述多個(gè)點(diǎn)膠槽分布在所述凹槽的兩側(cè)且與所述凹槽相通，所述多個(gè)濾波件收容于所述凹槽中，所述第二表面位于所述凹槽的底壁，所述點(diǎn)膠槽用于填充膠水，以通過(guò)粘膠的方式將所述多個(gè)濾波件連接至所述第二表面。

結(jié)合第一方面之第八種實(shí)施方式，在第九種實(shí)施方式中，所述耦合組件通 過(guò)鑄模一體成型形成，所述膠水的折射率在所述鑄模材料的折射率和所述濾波件的折射率之間。

結(jié)合第一方面之第八種實(shí)施方式，在第十種實(shí)施方式中，所述反射件為涂覆在所述固定件之所述第四表面上的反射涂層，或者所述反射件為獨(dú)立于所述固定件的元件且通過(guò)粘膠的方式固定在所述第四表面上。

結(jié)合第一方面，在第十一種實(shí)施方式中，所述多個(gè)第一透鏡彼此之間等距離間隔成排分布，相鄰的兩個(gè)所述濾波件之中心軸之間的距離為D，所述固定件之所述第三表面和所述第四表面之間的垂直距離為T，所述不同波長(zhǎng)的光在所述固定件內(nèi)的反射角為α，D＝2*Tan(α)*T。

結(jié)合第一方面之第十一種實(shí)施方式，在第十二種實(shí)施方式中，相鄰的兩個(gè)所述濾波件之中心軸之間的距離在250微米至1500微米之間。

結(jié)合第一方面，在第十三種實(shí)施方式中，所述濾波件之所述對(duì)光出入面相互平行設(shè)置，所述濾波件之所述對(duì)側(cè)面亦相互平行設(shè)置。

第二方面，本發(fā)明提供一種光通信產(chǎn)品，包括光纖和多個(gè)激光器，所述多個(gè)激光器分別用于發(fā)射不同波長(zhǎng)的光，所述光通信產(chǎn)品還包括第一方面及第一方面之第一至第十三種實(shí)施方式之任意一項(xiàng)所述的光收發(fā)器，所述光收發(fā)器接收所述多個(gè)激光器所發(fā)出的不同波長(zhǎng)的光，并將所述不同波長(zhǎng)的光傳輸至所述光纖，以實(shí)現(xiàn)合波的作用。

第三方面，本發(fā)明提供一種光通信產(chǎn)品，包括光纖和接收芯片，所述光纖用于向所述接收芯片傳輸多種不同波長(zhǎng)的光，所述光通信產(chǎn)品包括第一方面及第一方面之第一至第十三種實(shí)施方式之任意一項(xiàng)所述的光收發(fā)器，所述光收發(fā)器接收所述光纖所發(fā)出的所述不同波長(zhǎng)的光，并將所述不同波長(zhǎng)的光傳輸至所述光接收芯片，以實(shí)現(xiàn)分波的作用。

本發(fā)明提供的光收發(fā)器及光通信產(chǎn)品，通過(guò)將耦合組件的第一表面和第二表面之間形成夾角，且將濾波件的側(cè)面設(shè)計(jì)為與第一表面垂直，這樣通過(guò)濾波件進(jìn)入固定件的光線能夠經(jīng)過(guò)濾波件的中心，而且光線與濾波件的側(cè)面是平行的，能夠保證濾波件最佳的光學(xué)性能，能夠保證從所述濾波件輸入的光線的通光面積，減小光線的通光損耗，使得光收發(fā)器具有低功耗，耦合效率高。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以如這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光收發(fā)器的立體示意圖。

圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光收發(fā)器的立體分解示意圖。

圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光收發(fā)器的截面示意圖。

圖4是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光收發(fā)器的截面分解示意圖。

圖5是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光收發(fā)器之插芯之立體示意圖。

圖6是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光收發(fā)器之插芯反射來(lái)源于第二透鏡的光線的示意圖。

圖7是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光收發(fā)器之光線傳輸原理示意圖。

圖8是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光通信產(chǎn)品的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明提供了一種光收發(fā)器，一種實(shí)施方式中，光收發(fā)器設(shè)于光纖和多個(gè)激光器之間，所述多個(gè)激光器分別發(fā)射不同波長(zhǎng)的光束，光收發(fā)器用于接收所述不同波長(zhǎng)的光束，并將不同波長(zhǎng)的光束進(jìn)行合波，也就是將多束不同波長(zhǎng)的光束整合在一起形成一束光，由光纖傳輸出去；另一種實(shí)施方式中，光收發(fā)器設(shè)于光纖和接收芯片之間，光纖傳輸?shù)墓馐邪ǘ喾N不同波長(zhǎng)的光，接收芯片能夠接收多種不同波長(zhǎng)的光，所述光收發(fā)器接收所述光纖傳輸來(lái)的光束，并將光束進(jìn)行分波，形成多束光，也就是將不同波長(zhǎng)的光束彼此分離，再傳輸給接收芯片。所述光收發(fā)器進(jìn)行收發(fā)光路是可逆的。

請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3和圖4，所述光收發(fā)器100包括耦合組件10和聚光組件20，具體而言，耦合組件10用于接收光束和發(fā)送光束，聚光組件20用于對(duì)耦合組件10所接收的光束進(jìn)行合波或分波，合波或分波后的光束再收耦合組件10發(fā)送出去。

所述耦合組件10的功能是對(duì)光纖和激光器進(jìn)行光學(xué)耦入和耦出，其包括相對(duì)設(shè)置的第一表面11和第二表面12，如圖3所示，所述第二表面12和所述第一表面11之間形成夾角，也就是說(shuō)，第二表面12相較第一表面11傾斜，所述第一表面11設(shè)有多個(gè)第一透鏡13，本實(shí)施方式中，第一透鏡13為正軸的設(shè)計(jì)，換言之，第一透鏡13的主軸是垂直于第一表面11的，正軸設(shè)計(jì)的第一透鏡13能夠增加本發(fā)明光收發(fā)器100的耦合容限，由于這樣的設(shè)計(jì)在制造的過(guò)程中易于加工，因此也能夠提高產(chǎn)品良率，降低成本。多個(gè)第一透鏡13依次相鄰接成行排列，當(dāng)然其它的實(shí)施方式中，多個(gè)第一透鏡13之間也可以彼此之間等距離間隔排布成行排列。

所述聚光組件20的功能是把不同波長(zhǎng)的激光進(jìn)行合波和分波(MUX/DEMUX)，其包括固定件21、多個(gè)濾波件22和反射件23，所述固定件21包括相對(duì)設(shè)置的第三表面211和第四表面212(如圖3所示)，所述多個(gè)濾波件22設(shè)于所述第三表面211，述反射件23設(shè)于所述第四表面212。所述聚光組件20還包括通光區(qū)24，所述通光區(qū)24設(shè)于第三表面211上，且位于多個(gè)濾波件22的一側(cè)。具體而言，通光區(qū)24為厚度和濾波件22厚度相同，且通光區(qū)24為兩面平行的全通濾波片，通光區(qū)24也貼在第三表面211上。通光區(qū)24的功能是讓合波的光束以低損耗通過(guò)，進(jìn)入耦合組件10進(jìn)行合波或者分波功能。所述聚光組件20固定至所述第二表面12，且所述多個(gè)濾波件22分別與所述多個(gè)第一透鏡13光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，也就是說(shuō)，從所述第一透鏡13射入耦合組件10的光線分別被傳輸?shù)綖V波件22上，多個(gè)濾波件22與多個(gè)第一透鏡13是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，如圖3所示第一表面11上設(shè)有四個(gè)第一透鏡13，第三表面211上設(shè)有四個(gè)濾波件22，通光區(qū)24和濾波件22位于第二表面12和第三表面211之間，通光區(qū)24位于濾波件22的一側(cè)。本實(shí)施方式中，第二表面12平行于第三表面211。

請(qǐng)參閱圖4，每個(gè)所述濾波件22均包括一對(duì)光出入面221和一對(duì)側(cè)面222，所述對(duì)側(cè)面222連接在所述對(duì)光出入面221之間，所述對(duì)光出入面221分別貼合至所述第二表面12和所述第四表面212，每個(gè)所述濾波件22的所述側(cè)面222均垂直于所述第一表面11。具體而言，通過(guò)斜面切割的工藝將濾波件22的側(cè)面222進(jìn)行切割，使得經(jīng)過(guò)濾波件22的光線與側(cè)面222平行，從而能夠保證光線的通光面積，減少光線的通光損耗，使得光收發(fā)器100具有低功耗的優(yōu)勢(shì)。

請(qǐng)參閱圖7，圖7中帶箭頭的虛線表示為光線。所述不同波長(zhǎng)的光通過(guò)所述 多個(gè)濾波件22進(jìn)入所述固定件21，利用濾波件22的濾波原理，不同的濾波件22只能允許與其相匹配的一種波長(zhǎng)的光通過(guò)，本發(fā)明一種實(shí)施例中，有四種不同波長(zhǎng)的光入射至固定件21，且通過(guò)所述反射件23和所述濾波件22實(shí)現(xiàn)所述不同波長(zhǎng)的光的合波或分波，光線經(jīng)過(guò)濾波件22，打到反射件23時(shí)，光線與反射件23之間設(shè)有反射角，反射角的存在使得反射件23將光線反射，被反射件23反射的光線不會(huì)回至這條光線入射的濾波件22上，光線打到其它的濾波件22上時(shí)，由于不同的濾波件22只能允許與其相匹配的一種波長(zhǎng)的光通過(guò)，這條光線會(huì)繼續(xù)被反射，當(dāng)光線遇到聚光組件20的通光區(qū)24時(shí)，會(huì)通過(guò)通光區(qū)24進(jìn)入耦合組件10中。

本發(fā)明提供的光收發(fā)器100，通過(guò)將耦合組件10的第一表面11和第二表面12之間形成夾角，且將濾波件22的側(cè)面222設(shè)計(jì)為與第一表面11垂直，這樣通過(guò)濾波件22進(jìn)入固定件21的光線能夠經(jīng)過(guò)濾波件22的中心，而且光線與濾波件22的側(cè)面222是平行的，能夠保證濾波件22最佳的光學(xué)性能，能夠保證從所述濾波件22輸入的光線的通光面積，減小光線的通光損耗，使得光收發(fā)器100具有低功耗，耦合效率高。具體而言，所述濾波件22之所述對(duì)光出入面221相互平行設(shè)置，所述濾波件22之所述對(duì)側(cè)面222亦相互平行設(shè)置。

本發(fā)明之耦合組件10的第一表面11和第二表面12之間的所述夾角A1的范圍為：6-13度。

進(jìn)一步而言，所述光收發(fā)器100還包括光纖收容件30，所述耦合組件10還包括全反射件14和第二透鏡15，所述光纖收容件30用于收容光纖，且所述光纖與所述第二透鏡15光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，所述全反射件14用于在所述第二透鏡15和所述聚光組件20之間反射所述不同波長(zhǎng)的光，不同波長(zhǎng)的光經(jīng)過(guò)聚光組件20的通光區(qū)24進(jìn)入耦合組件10后，不同波長(zhǎng)的光會(huì)射至全反射件14上，經(jīng)過(guò)全反射件14的反射，將光線射至第二透鏡15，再經(jīng)過(guò)第二透鏡15聚集至光纖頭。

光纖收容件30設(shè)有光纖插孔31，光纖可以為可插拔式裝配于光纖插孔31中，也可以設(shè)計(jì)為固定光纖接口，即將光纖固定在光纖插孔31中。

本實(shí)施方式中，所述耦合組件10與所述光纖收容件30通過(guò)鑄模一體成型結(jié)合為一體，可以通過(guò)塑料鑄模的制成方式，這樣的方式得到的光收發(fā)器100能夠做到小型化，且成本低。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖5和圖6，所述光收發(fā)器100還包括插芯40，所述插芯40位 于所述光纖的端面，且與所述第二透鏡15相對(duì)，所述插芯40包括一個(gè)斜面41，所述斜面41設(shè)于所述插芯40與所述第二透鏡15相對(duì)的一側(cè)，所述斜面41用于使得穿過(guò)所述第二透鏡15入射至所述插芯40的光朝向偏離所述第二透鏡15主軸的方向反射，以避免所述插芯40所反射的光按照原光路返回所述第二透鏡15。也就是說(shuō)，斜面41的存在，使得插芯40反射的光線不會(huì)按照原光路回到第二透鏡15，進(jìn)而不會(huì)回到耦合組件10中，這樣就減少了返回第一透鏡13所對(duì)的用于發(fā)射不同波長(zhǎng)光的激光器的光線，這樣的設(shè)計(jì)可以應(yīng)用于包括回?fù)p敏感的高速激光器的光通信產(chǎn)品中，提高了本發(fā)明光收發(fā)器100的光學(xué)性能。

所述插芯40為陶瓷或金屬材質(zhì)。所述第二透鏡15之主軸與所述斜面相交，且所述斜面與所述第二透鏡15之主軸之間的形成的角度A2范圍為：82-86度。

一種實(shí)施方式中，所述耦合組件10設(shè)有凹槽16和多個(gè)點(diǎn)膠槽17，所述多個(gè)點(diǎn)膠槽17分布在所述凹槽16的兩側(cè)且與所述凹槽16相通，所述多個(gè)濾波件22收容于所述凹槽16中，所述第二表面12位于所述凹槽16的底壁，所述點(diǎn)膠槽17用于填充膠水，以通過(guò)粘膠的方式將所述多個(gè)濾波件22連接至所述第二表面12。凹槽16與濾波件22的尺寸相匹配，亦即，通過(guò)凹槽16對(duì)濾波件22進(jìn)行定位，再通過(guò)膠水進(jìn)行固定。所述耦合組件10通過(guò)鑄模一體成型形成，所述膠水的折射率在所述鑄模材料的折射率和所述濾波件22的折射率之間，有利于降低反射，減少光收發(fā)器100的插損和回?fù)p。

所述反射件23為涂覆在所述固定件21之所述第四表面212上的反射涂層，或者所述反射件23為獨(dú)立于所述固定件21的元件且通過(guò)粘膠的方式固定在所述第四表面212上。

請(qǐng)參閱圖7，所述多個(gè)第一透鏡13彼此之間等距離間隔成排分布，相鄰的兩個(gè)所述濾波件22之中心軸之間的距離為D，所述固定件21之所述第三表面211和所述第四表面212之間的垂直距離為T，所述不同波長(zhǎng)的光在所述固定件21內(nèi)的反射角為α，D＝2*Tan(α)*T。

相鄰的兩個(gè)所述濾波件22之中心軸之間的距離D優(yōu)選但不局限在250微米至1500微米之間。

一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種光通信產(chǎn)品，包括光纖和多個(gè)激光器，所述多個(gè)激光器分別用于發(fā)射不同波長(zhǎng)的光，所述光通信產(chǎn)品還包括所述光收發(fā)器100，所述光收發(fā)器100接收所述多個(gè)激光器所發(fā)出的不同波長(zhǎng)的光，并將 所述不同波長(zhǎng)的光傳輸至所述光纖，以實(shí)現(xiàn)合波的作用。

另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種光通信產(chǎn)品，包括光纖和接收芯片，所述光纖用于向所述接收芯片傳輸多種不同波長(zhǎng)的光，所述光通信產(chǎn)品包括所述的光收發(fā)器100，所述光收發(fā)器100接收所述光纖所發(fā)出的所述不同波長(zhǎng)的光，并將所述不同波長(zhǎng)的光傳輸至所述光接收芯片，以實(shí)現(xiàn)分波的作用。

圖8所示為本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光通信產(chǎn)品的示意圖，所述光通信產(chǎn)品可以為QSFP(四通道SFP接口)模塊，所述光通信產(chǎn)品包括底板300和上蓋400，二者相互扣合形成光通信產(chǎn)品外殼，光收發(fā)器100收容在其中，光纖500插入光線發(fā)器100的光纖收容件30中，底板300上設(shè)有基板600，基板600可以為PCB或柔性PCB或陶瓷基板或有機(jī)板?；?00上設(shè)有光通信模塊主板700，光通信模塊主板700上設(shè)有激光器或者接收芯片。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。