CN108490537A - 光模块 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种光模块，该光模块包括本发明的光模块包括电路板和透镜组件，电路板上集成有光发射器和光探测器，透镜组件罩在光发射器和光探测器的上方，透镜组件中形成有第一反射面、第二反射面和第三反射面，照射在第一反射面上的光束反射后沿第一方向传播，照射在所述第二反射面上的光束反射后，沿第二方向照射在第三反射面，且在第三反射面上反射后沿第三方向传播，并入射到光探测器中，第一方向和第二方向之间所成夹角为80～100度。本发明的光模块减少了制造的工艺，增强了产品的稳定性。

Description

光模块

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别涉及一种光模块。

背景技术

光模块用于光电信号的转换。一般地，在光模块的工作中，需对光模块的激光器进行监控，以了解激光器的工作状态。在传统技术中，通常在激光器的出射方向上放置一分光装置，例如，滤光片，将激光器发射的光束分成两路，其中一路透射过该分光装置耦合至光纤中，另一路经该分光装置反射，入射至光模块的探测器中，由该探测器接收反射光束，检测光功率参数，由此实现对激光器状态的监控。

然而，上述监控方式，需要在光模块中额外增加分光装置，增加了工艺，导致光模块产品的稳定性减弱。

发明内容

为了解决传统技术上述问题，本发明提供了一种成本低且稳定性良好的光模块。

一种光模块，包括：

电路板，电路板上集成有光发射器和光探测器；

透镜组件，罩在光发射器和光探测器的上方，透镜组件中形成有第一反射面、第二反射面和第三反射面，光发射器发射出的光束照射在第一反射面和第二反射面上，照射在第一反射面上的光束反射后沿第一方向传播，照射在所述第二反射面上的光束反射后，沿第二方向照射在所述第三反射面，且在所述第三反射面上反射后沿第三方向传播，并入射到光探测器中，第一方向和第二方向之间所成夹角为80～100度。。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明的光模块包括电路板和透镜组件，电路板上集成有光发射器和光探测器，透镜组件罩在光发射器和光探测器的上方，透镜组件中形成有第一反射面、第二反射面和第三反射面，光发射器发射出的光束照射在第一反射面和第二反射面上，照射在第一反射面上的光束反射后沿第一方向传播，照射在所述第二反射面上的光束反射后，沿第二方向照射在所述第三反射面，且在所述第三反射面上反射后沿第三方向传播，并入射到光探测器中，其中，第一方向和第二方向之间所成夹角为80～100度，使得通过第一反射面反射的光和通过第二反射面反射的光分别向不同的方向反射，如此，将光发射器发出的光束分成两路，其中一路光束沿第一方向传播，入射至光纤中，另一路光束通过第二反射面和第三反射面的反射后，改变了光束的传播方向，使该光束沿第三方向传播，从而入射至光探测器中。藉此，本发明的光模块通过在透镜组件内部形成第一反射面、第二反射面和第三反射面来实现分光，与需额外增加分光装置的传统光模块相比，增加了产品的稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明光模块的结构示意图。

图2为光模块的局部示意图。

图3为清楚显示透镜组件内部结构的细节结构示意图。

图4为光发射器和准直透镜的示意图。

图5为透镜组件的局部结构图。

图6为透镜组件局部结构的俯视图。

图7为透镜组件包括两套分光结构的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

如图1和图2所示，图1为本发明光模块的结构示意图，图2为光模块的局部示意图。该光模块10包括上盖11、下盖12、电路板13、集成在电路板13上的光发射器15、光探测器16以及罩在光发射器15、光探测器16上方的透镜组件14。电路板13、光发射器15、光探测器16和透镜组件14均位于上盖11和下盖12合成的空间内。外部的光纤适配器21插入上盖11和下盖12围成的壳体中，并与透镜组件14卡接连接。

透镜组件14的上表面开设有一凹槽140，该凹槽140内形成有分光结构。具体地，如图3所示，图3为清楚显示透镜组件内部结构的细节结构示意图。形成在透镜组件14内的分光结构包括第一反射结构141、第二反射结构142和第三反射结构143。第一反射结构141面向光发射器13的一面为第一反射面，即第一反射结构141沿纸面朝里的一面为第一反射面，同理，第二反射结构142沿纸面朝里的一面为第二反射面，第三反射结构143沿纸面朝里的一面为第三反射面。

第一反射面和第二反射面正对着光发射器13，且第二反射面与第一反射面相接。

更佳地，第一反射结构141、第二反射结构142和第三反射结构143由树脂材料一体注塑成型。更优地，整个透镜组件14由树脂材料一体注塑成型。该树脂材料的折射率大于空气的折射率。例如，该树脂材料可以是PEI(聚醚酰亚胺，Polyetherimide)。

光发射器15发射的光入射至透镜组件14中的分光结构中，并可在分光结构中发生全反射。

进一步，如图4所示，图4为光发射器和准直透镜的示意图，透镜组件14上还设置有准直透镜18，该准直透镜18位于光发射器15的光出射方向上，光发射器15位于准直透镜18的焦点上，使得光发射器15发射出的光束能够全部转变为平行光束，平行光束再照射到第一反射面和第二反射面上。平行光束在第一反射面和第二反射面上形成一个光斑，该光斑的直径尺寸D＝2*F*tanα,其中，F为透镜组件14的焦距，α为光发射器15的发射角。

结合图5所示，图5为透镜组件的局部结构图，平行光束照射在第一反射结构141的第一反射面上和第二反射结构142的第二反射面上。照射在第一反射面上的光束在第一反射面上全反射后沿第一方向传播，入射到插入光模块10的光纤适配器21中的光纤中。照射在第二反射面上的光束在第二反射面上全反射后，沿第二方向照射在第三反射结构143的第三反射面上，且在第三反射面上全反射后，沿第三方向传播，并入射到光探测器16中。更具体而言，平行光束被第一反射面和第二反射面反射后分成两路，其中一路光束(如图5中1号箭头所示的光路)通过第一反射面的全反射耦合到光纤适配器21中的光纤中，另一路光束(如图5中2号箭头所示的光路)通过第二反射面和第三发射面的两次反射，即两次光传播方向的改变，以平行于入射光的方向(即第二反射面上的入射光方向)从透镜组件14中折射出，并入射至光探测器16中。

其中，第一方向和第二方向为两个不同的方向且两不同方向之间成一夹角，该夹角为80～100度。

光探测器16将接收的光信号转换为电信号，并将该电信号发送至控制模块，由控制模块计算出接收光的光功率参数，然后再根据接收光所占的光功率比例，计算出光发射器15发出的所有光束的光功率，从而实现对光发射器15的监控。

本发明通过在透镜组件中形成第一反射面、第二反射面和第三反射面，光发射器发出的光束照射在第一反射面和第二发射面上时，分别向不同的方向反射，将光束分成两路，其中一路光束沿第一方向传播，并入射至光纤中，另一路光束沿第二方向传播，照射在第三反射面上，第三反射面的反射再次改变了光束的传播方向，使该光束能够沿第三方向传送，并入射至光探测器16。因此，本发明的光模块通过在透镜组件内部形成的第一反射面、第二反射面和第三反射面来实现分光，并不需要增加额外的元件，减小了工艺，增加了产品的稳定性，相较于传统技术采用的昂贵的分光装置而言，本发明的光模块还减少了产品成本。

结合图6所示，图6为透镜组件局部结构的俯视图，第一反射面的其中一侧边缘形成一缺口146，第二反射面位于该缺口146处。第二反射结构142的第二反射面的其中两边1421、1422相交，且交点1423位于形成在第一反射面和第二反射面上的光斑152的圆心处，即该交点1423的投影位于准直透镜18的圆心处。光斑152是光发射器发射的光经准直透镜18转变为平行光束后，照射在第一反射面和第二反射面上形成的。由于第二反射面的交点刚好位于光斑的圆心处，因此，无论光斑大小如何变化，照射在第二反射面上和照射在第一反射面的光功率比率一致。因此第一反射面和第二反射面的分光比例保持不变，能够保证监控光束的稳定性。

结合图5和图6所示，第一发射面的两边1411、1412相交形成交点，该交点的投影位于准直透镜18的圆心处。第一发射面的该交点与第二反射面两边1421、1422相交形成的交点1423相重合。

第二反射面呈三角形，交点1423为三角形靠近缺口146的其中两边相交形成的。该第二反射面的其中一边与形成该缺口146的其中一边1412重合，且第二反射面由与第一反射面重合的边1412斜向上延伸而成，使得第二反射面与第一反射面成一夹角。该夹角可为锐角。

在一实施方式中，第三反射面与第二反射面相对设置，使第二反射面反射的光束能够照射在第三反射面上，并由第三反射面反射后，反射光束能够沿第三方向传播。其中，第三方向与第一方向、第二方向位于不同的平面内，且第三方向与第一方向、第二方向所在的平面呈一夹角，该夹角范围为80～100度。更佳的，第三方向与第一方向、第二方向所在的平面垂直。

进一步，结合图7所示，图7为透镜组件包括两套分光结构的结构示意图，光模块10可以包括两个光发射器和两个光探测器，对应的，透镜组件14设置有两套分光结构，每套分光结构均包括第一反射结构141、第二反射结构142和第三反射结构143，两套分光结构的第一反射结构141可以连成一体，大致形成T字型。第一反射结构141的两侧边缘分别形成一缺口，每一缺口处设置有第二发射结构142，与第二发射结构142相对的位置形成有第三反射结构143。第一反射结构141的内侧面形成第一反射面，第二反射结构142的内侧面形成第二反射面，第三反射结构143的内侧面形成第三反射面。

更具体而言，第二反射面和第三反射面之间连接一侧壁144。梯形结构145连接第二反射面、第三反射面、侧壁144以及第一反射面的边缘1411。梯形结构145垂直于边缘1411，使得位于透镜组件14下方的光发射器15发射的光束仅照射在第一反射面和第二反射面上。

第二反射面与第一反射面的边缘1411呈一夹角，该夹角为锐角。

在另一实施例中，光模块可以包括多个光发射器和多个光探测器，应于每一组光发射器和光探测器，透镜组件均形成有由第一反射面、第二反射面和第三反射面构成的分光结构。

以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板，所述电路板上集成有光发射器和光探测器；

透镜组件，罩在所述光发射器和光探测器的上方，所述透镜组件中形成有第一反射面、第二反射面和第三反射面，所述光发射器发射出的光束照射在第一反射面和第二反射面上，照射在所述第一反射面上的光束反射后沿第一方向传播，照射在所述第二反射面上的光束反射后，沿第二方向照射在所述第三反射面，且在所述第三反射面上反射后沿第三方向传播，并入射到所述光探测器中，所述第一方向和所述第二方向之间所成夹角为80～100度。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一反射面的其中一侧边缘形成缺口，所述第二反射面位于所述缺口处，所述第二反射面的其中两边相交，且交点位于所述第一反射面和第二反射面上形成的光斑的圆心处。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括准直透镜，所述准直透镜位于所述光发射器的光出射方向上；

所述第一反射面的两边相交形成交点，所述交点的投影位于所述准直透镜的圆心处。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第二反射面呈三角形，所述三角形其中两边相交形成的交点与所述第一反射面的交点重合，所述第二反射面的其中一边与所述第一反射面的其中一边重合，且所述第二反射面由与所述第一反射面重合的边斜向上延伸而成。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第二反射面与所述第一反射面相接，且所述第二反射面与所述第一反射面形成的夹角为锐角。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第三反射面与所述第二反射面相对设置，所述第三反射面反射的光束与照射在所述第二反射面上的光束平行，且所述第三方向与所述第一方向、所述第二方向所在的平面形成的夹角为80～100度。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件一体注塑成型，所述透镜组件上开设一凹槽，所述凹槽内形成所述第一反射面、第二反射面和第三反射面。

8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一反射面、第二反射面和第三反射面一体注塑成型。

9.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光发射器和光探测器均为两个或多个，对应于每一组光发射器和光探测器，所述透镜组件均形成有由所述第一反射面、所述第二反射面和所述第三反射面构成的分光结构。

10.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件由折射率大于空气折射率的树脂材料制成。