CN118859421A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光模块，包括：光纤适配器，发出第一光信号。分光棱镜，将第一光信号分为第一子光束和第二子光束。衍射分光组件，包括：衍射分光器和聚焦透镜，其中，衍射分光器位于分光棱镜与聚焦透镜之间；衍射分光器将第一子光束分级衍射为第一分级光束和第二分级光束，将第二子光束分级衍射为第三分级光束和第四分级光束。聚焦透镜对光束进行聚焦。反射组件改变聚焦后分级光束的方向。滤波组件将第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束转换为单一波长的光。仅需要将不同的光学器件进行位置的安装固定，不存在相互之间角度的设置，提高光耦合精度。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

随着云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式的发展，光通信技术的进步变的愈加重要。在光通信技术中，光模块是光通信设备中的关键器件之一，并且随着光通信技术发展的需求，光模块的传输速率不断提高。

发明内容

本申请提供了一种光模块，以提高光模块通信速率。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请提供了一种光模块，包括：

光纤适配器，发出第一光信号；

分光棱镜，将第一光信号分为第一子光束和第二子光束，其中，所述分光棱镜的一面为平面，分光棱镜的另一面为分光面，平面朝向光纤适配器；

衍射分光组件，包括：衍射分光器和聚焦透镜，其中，衍射分光器位于分光棱镜与聚焦透镜之间；

衍射分光器将第一子光束分级衍射为第一分级光束和第二分级光束；衍射分光器将第二子光束分级衍射为第三分级光束和第四分级光束；

聚焦透镜对第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束进行聚焦；第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束均包含至少两种波长的信号光；

反射组件，位于衍射分光器的出光光路上，改变第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束的方向；

光电探测组件；

滤波组件，位于反射组件与光电探测组件之间，将第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束转换为单一波长的光。

本申请的有益效果：

本申请公开了一种光模块，包括：光纤适配器，发出第一光信号。分光棱镜，将第一光信号分为第一子光束和第二子光束，其中，分光棱镜的一面为平面，分光棱镜的另一面为分光面，平面朝向光纤适配器。衍射分光组件，包括：衍射分光器和聚焦透镜，其中，衍射分光器位于分光棱镜与聚焦透镜之间；衍射分光器将第一子光束分级衍射为第一分级光束和第二分级光束；衍射分光器将第二子光束分级衍射为第三分级光束和第四分级光束。聚焦透镜对第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束进行聚焦。反射组件改变第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束的方向。滤波组件将第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束转换为单一波长的光。仅需要将不同的光学器件进行位置的安装固定，不存在相互之间角度的设置，提高光耦合精度。

附图说明

为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例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公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并不是对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。

图1为根据本公开一些实施例提供的一种光通信系统局部架构图；

图2为根据本公开一些实施例提供的一种上位机的局部结构图；

图3为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的结构图；

图4为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的分解图；

图5为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件与电路板的结构示意图；

图6为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件与电路板分解示意图；

图7为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件的结构示意图；

图8为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件的光路示意图；

图9为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件的光路的另一角度示意图；

图10为根据本公开一些实施例提供的一种分光棱镜的结构示意图；

图11为根据本公开一些实施例提供的一种分光棱镜的光路示意图；

图12为根据本公开一些实施例提供的另一种分光棱镜的结构示意图；

图13为根据本公开一些实施例提供的另一种分光棱镜的光路示意图；

图14为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件与电路板的剖面示意图；

图15为根据本公开一些实施例提供的一种滤波组件与光电探测器的结构图

图16为根据本公开一些实施例提供的一种光发射部件的结构示意图；

图17为根据本公开一些实施例提供的一种光发射部件的剖面结构示意图；

图18为根据本公开一些实施例提供的一种光发射部件的另一角度剖面结构示意图；

图19为根据本公开一些实施例提供的一种光发射部件的光路示意图；

图20为根据本公开一些实施例提供的一种第一转折棱镜的光路示意图；

图21为根据本公开一些实施例提供的一种第二转折棱镜的光路示意图；

图22为根据本公开一些实施例提供的一种第三转折棱镜的光路示意图；

图23为根据本公开一些实施例提供的一种第四转折棱镜的光路示意图。

具体实施方式

光通信技术在信息处理设备之间建立信息传递，光通信技术将信息加载到光上，利用光的传播实现信息的传递，加载有信息的光就是光信号。光信号在信息传输设备中传播，可以减少光功率的损耗，实现高速度、远距离、低成本的信息传递。信息处理设备能够处理的信息以电信号的形态存在，光网络终端/网关、路由器、交换机、手机、计算机、服务器、平板电脑、电视机是常见的信息处理设备，光纤及光波导是常见的信息传输设备。

信息处理设备与信息传输设备之间的光信号、电信号相互转换，是通过光模块实现的。例如，在光模块的光信号输入端和/或光信号输出端连接有光纤，在光模块的电信号输入端和/或电信号输出端连接有光网络终端；来自光纤的第一光信号传输进光模块，光模块将第一光信号转换为第一电信号，光模块将第一电信号传输进光网络终端；来自光网络终端的第二电信号传输进光模块，光模块将第二电信号转换为第二光信号，光模块将第二光信号传输进光纤。由于信息处理设备之间可以通过电信号网络相互连接，所以至少需要一类信息处理设备直接与光模块连接，并不需要所有类型的信息处理设备均直接与光模块连接，直接连接光模块的信息处理设备被称为光模块的上位机。

图1为根据本公开一些实施例提供的一种光通信系统局部架构图。如图1所示，光通信系统的局部呈现为远端信息处理设备1000、本地信息处理设备2000、上位机100、光模块200、光纤101以及网线103。

光纤101的一端向远端信息处理设备1000方向延伸，另一端接入光模块200的光接口。光信号可以在光纤101中发生全反射，光信号在全反射方向上的传播几乎可以维持原有光功率，光信号在光纤101中发生多次的全反射，将来自远端信息处理设备1000方向的光信号传输进光模块200中，或将来自光模块200的光向远端信息处理设备1000方向传播，实现远距离、功率损耗低的信息传递。

光纤101的数量可以是一根，也可以是多根(两根及以上)；光纤101与光模块200采用可插拔式的活动连接，也可采用固定连接。

上位机100具有光模块接口102，光模块接口102被配置为接入光模块200，从而使得上位机100与光模块200建立单向/双向的电信号连接；上位机100被配置为向光模块200提供数据信号，或从光模块200接收数据信号，或对光模块200的工作状态进行监测、控制。

上位机100具有对外电接口，如通用串行总线接口(Universal Serial Bus，USB)、网线接口104，对外电接口可以接入电信号网络。示例地，网线接口104被配置为接入网线103，从而使得上位机100与网线103建立单向/双向的电信号连接。

光网络终端(ONU，Optical Network Unit)、光线路终端(OLT，Optical LineTerminal)、光网络设备(ONT，Optical Network Terminal)及数据中心服务器为常见的上位机。

网线103的一端连接本地信息处理设备2000，另一端连接上位机100，网线103在本地信息处理设备2000与上位机100之间建立电信号连接。

示例地，本地信息处理设备2000发出的第三电信号通过网线103传入上位机100，上位机100基于第三电信号生成第二电信号，来自上位机100的第二电信号传输进光模块200，光模块200将第二电信号转换为第二光信号，光模块200将第二光信号传输进光纤101，第二光信号在光纤101中传向远端信息处理设备1000。

示例地，来自远端信息处理设备1000方向的第一光信号通过光纤101传播，来自光纤101的第一光信号传输进光模块200，光模块200将第一光信号转换为第一电信号，光模块200将第一电信号传输进上位机100，上位机100基于第一电信号生成第四电信号，上位机100将第四电信号传入本地信息处理设备2000。

光模块是实现光信号与电信号相互转换的工具，在上述光信号与电信号的转换过程中，信息并未发生变化，信息的编解码方式可以发生变化。

图2为根据本公开一些实施例提供的一种上位机的局部结构图。为了清楚地显示光模块200与上位机100的连接关系，图2仅示出了上位机100与光模块200相关的结构。如图2所示，上位机100还包括设置于壳体内的PCB电路板105、设置在PCB电路板105的表面的笼子106、设置于笼子106上的散热器107、以及设置于笼子106内部的电连接器(图中未示出)，散热器107具有增大散热面积的凸起结构，翅片状结构是常见的凸起结构。

光模块200插入上位机100的笼子106中，由笼子106固定光模块200，光模块200产生的热量传导给笼子106，然后通过散热器107进行扩散。光模块200插入笼子106中后，光模块200的电接口与笼子106内部的电连接器连接。

图3为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的结构图，图4为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的分解图。如图3和图4所示，光模块200包括壳体(shell)、设置于壳体内的电路板300、光发射部件400和光接收部件500。但本公开并不局限于此，在一些实施例中，光模块200包括光发射部件400和光接收部件500之一。

壳体包括上壳体201和下壳体202，上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口204和205的上述壳体；壳体的外轮廓一般呈现方形体。

在一些实施例中，下壳体202包括底板2021以及位于底板2021两侧、与底板2021垂直设置的两个下侧板2022；上壳体201包括盖板2011，盖板2011盖合在下壳体202的两个下侧板2022上，以形成上述壳体。

在一些实施例中，下壳体202包括底板2021以及位于底板2021两侧、与底板2021垂直设置的两个下侧板2022；上壳体201包括盖板2011，以及位于盖板2011两侧、与盖板2011垂直设置的两个上侧板，由两个上侧板与两个下侧板2022结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。

两个开口204和205的连线所在方向可以与光模块200的长度方向一致，也可以与光模块200的长度方向不一致。例如，开口204位于光模块200的端部(图3的右端)，开口205也位于光模块200的端部(图3的左端)。或者，开口204位于光模块200的端部，而开口205则位于光模块200的侧部。开口204为电接口，电路板300的金手指301从电接口伸出，插入上位机的电连接器中；开口205为光口，被配置为接入光纤101，以使光纤101连接光模块200中的光发射部件400和/或光接收部件500。

采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板300、光发射部件400、光接收部件500等组件安装到上述壳体中，由上壳体201、下壳体202可以对这些组件形状封装保护。此外，在装配电路板300、光发射部件400与光接收部件500等组件时，便于这些器件的定位部件、散热部件以及电磁屏蔽部件的部署，有利于自动化地实施生产。

在一些实施例中，上壳体201及下壳体202采用金属材料制成，利于实现电磁屏蔽以及散热。

在一些实施例中，光模块200还包括位于其壳体外部的解锁部件600。解锁部件600被配置为实现光模块200与上位机之间的固定连接，或解除光模块200与上位机之间的固定连接。

例如，解锁部件600位于下壳体202的两个下侧板2022的外侧，包括与上位机的笼子106匹配的卡合部件。当光模块200插入笼子106里时，由解锁部件600的卡合部件将光模块200固定在笼子106里；拉动解锁部件600时，解锁部件600的卡合部件随之移动，进而改变卡合部件与上位机的连接关系，以解除光模块200与上位机的卡合固定连接，从而可以将光模块200从笼子106里抽出。

电路板300包括电路走线、电子元件及芯片等，通过电路走线将电子元件和芯片按照电路设计连接在一起，以实现供电、电信号传输及接地等功能。电子元件例如可以包括电容、电阻、三极管、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。芯片例如可以包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、激光驱动芯片、跨阻放大器(Transimpedance Amplifier，TIA)、限幅放大器(limiting amplifier)、时钟数据恢复芯片(Clock and Data Recovery，CDR)、电源管理芯片、数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)芯片。

电路板300一般为硬性电路板，硬性电路板由于其相对坚硬的材质，还可以实现承载作用，如硬性电路板可以平稳的承载上述电子元件和芯片；硬性电路板还便于插入上位机笼子中的电连接器中。

电路板300还包括形成在其端部表面的金手指301，金手指301由独立的多个引脚组成。电路板300插入笼子106中，由金手指301与笼子106内的电连接器导通。金手指301可以仅设置在电路板300一侧的表面(例如图4所示的上表面)，也可以设置在电路板300上下两侧的表面，以提供更多的引脚。金手指301被配置为与上位机建立电连接，以实现供电、接地、I2C信号传递、数据信号传递等。

当然，部分光模块中也会使用柔性电路板，柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，以作为硬性电路板的补充。

光发射部件400和/或光接收部件500位于电路板300的远离金手指301的一侧；在一些实施例中，光发射部件400及光接收部件500分别与电路板300物理分离，然后分别通过相应的柔性电路板或电连接件与电路板300电连接；在一些实施例中，光发射部件和/或光接收部件可以直接设置在电路板300上，可以设置在电路板的表面，也可以设置在电路板的侧边。

图5为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件与电路板的结构示意图。图6为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件与电路板分解示意图。如图5和图6所示，在本公开的一些实施例中，电路板300具有通孔302，第一光纤适配器700位于通孔302处。电路板300的表面具有接收凹槽303，接收凹槽303的上表面低于电路板300的上表面，以使光接收部件的光轴与光纤适配器的光轴位于同一平面内。光接收部件500位于接收凹槽303内，接收第一光纤适配器700内的第一光信号，转换为电信号。

接收凹槽303的一端具有开口，该开口与通孔302连通。为了实现第一光纤适配器700与光接收部件500的光耦合，第一光纤适配器700可设置于接收凹槽303的上方，或第一光纤适配器700可设置于通孔302内。

为了提高光通信速率，第一光信号包括至少两种波长的信号光。光接收部件500将不同波长的信号光根据波长进行分束，并将光信号转换为电信号。第一光纤适配器内设有准直器，光纤适配器发射的第一光信号为准直光束。

在本公开的一些实施例中，第一光信号中包含一种或多种波长的信号光，其中第一光信号中包含的信号光的数量可以是2，也可以是3，或者4，或其他数值。以下以第一光信号中包含4种不同波长的信号光为例进行表述。

在本公开的一些实施例中，第一光信号包含波长为λ1的第一信号光、波长为λ2的第二信号光、波长为λ3的第三信号光、波长为λ4的第四信号光。

为了方便表述如图所示，X轴表示光模块的长度方向，Y轴表示光模块的厚度方向，Z轴的宽度方向。第一光纤适配器700发出的第一光信号沿光模块的长度方向传递。

图7为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件的结构示意图。图8为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件的光路示意图。图9为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件的光路的另一角度示意图。如图7、图8和图9所示，光接收部件500包括：分光棱镜510、衍射分光组件520、光电探测组件530和反射组件540。分光棱镜510将第一光信号分为第一子光束、第二子光束。第一子光束与第二光束为两束功率相同，角度不同的光，且第一子光束和第二子光束均为准直光束。

其中，第一子光束携带的信号光的种类与第一光信号携带的信号光的种类相同，第二子光束携带的信号光的种类与第一光信号携带的信号光的种类相同。

衍射分光组件520接收第一子光束和第二子光束，第一子光束被分级衍射为±1级次两束准直光束，第二子光束被分级衍射为±1级次两束准直光束。第一子光束被分级衍射为第一分级光束和第二分级光束，并将第一分级光束和第二分级光束转换为会聚光束。第二子光束被分级衍射为第三分级光束和第四分级光束，并将第三分级光束和第四分级光束转换为会聚光束。

在本公开的一些实施例中，衍射分光组件520包括：衍射分光器521和第一聚焦透镜522，衍射分光器521位于分光棱镜510与第一聚焦透镜522之间，衍射分光器521将第一子光束分级衍射为第一分级光束和第二分级光束，衍射分光器521将第二子光束分级衍射为第三分级光束和第四分级光束，且此时第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束为准直光束。

衍射分光器521和第一聚焦透镜522可以分离设置(如图9所示)，也可设置成一体结构，或衍射分光器521和第一聚焦透镜522接触连接。在本公开的一些实施例中衍射分光器521和第一聚焦透镜522可通过光学胶连接。

反射组件540将接收的光由平行于电路板方向转换为垂直于电路板方向，转换后的光朝向光电探测组件530的光敏面。光电探测组件530可以是一个或多个光电探测器。

在本公开提供的光模块中，分光棱镜510将第一光信号分为第一子光束、第二子光束。第一子光束与第二光束为两束功率相同，角度不同的光，且第一子光束和第二子光束均为准直光束。再通过衍射分光组件520将第一子光束和第二子光束衍射分级为第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束。衍射分级后的光束经反射组件540反射至光电探测器。在本公开的光模块中，第一光纤适配器700的出光口的中心轴、分光棱镜的中心轴、衍射分光组件520的中心轴均相互平行设置。在本公开的一些实施例中，第一光纤适配器700的出光口的中心轴、分光棱镜的中心轴、衍射分光组件520的中心轴均平行于光模块的长度方向设置，不需要进行角度设置，有利于提高光的耦合精度，且方便安装。

图10为根据本公开一些实施例提供的一种分光棱镜的结构示意图。如图10所示，分光棱镜510的一面为平面，该平面朝向第一光纤适配器700。分光棱镜510的另一面的中心向分光棱镜510外部凸起，形成三角形状。分光棱镜510朝向第一光纤适配器700的一面为第一镜面511，分光棱镜510的另一面为分光面512。该分光面512将第一光信号分为具有不用发射角度的第一子光束和第二子束。分光棱镜510的平面与第一光信号垂直，避免光进入分光棱镜时产生折射，影响光路。

分光面512包括第一分光区域5121和第二分光区域5122，其中，第一分光区域5121对入射的第一光信号进行折射，形成第一子光束；第二分光区域5122对入射的第一光信号进行折射，形成第二子光束。

第一分光区域5121的表面与基准线的夹角为α，第二分光区域5122的表面与基准线的夹角为-α。

图11为根据本公开一些实施例提供的一种分光棱镜的光路示意图。如图11所示，以第一信号光的光轴为基准线，第一子光束的光轴与基准线的夹角为γ，第二子光束的光轴与基准线的夹角为-γ。也就是说第一子光束的光轴与基准线的夹角、第二子光束的光轴与基准线的夹角角度相同，方向相反。

在本公开的一些实施例中，第一子光束的光轴与基准线的夹角大于或等于10°，且第一子光束的光轴与基准线的夹角小于或等于35°。示例性的，第一子光束的中轴线与第一信号光的中轴线之间的角度为16.3°。第一子光束与第二子光束在进入衍射分光组件之前交叉。

在一些实施例中，当分光棱镜的材料为玻璃时，第一分光区域5121与中轴线的夹角α大于或等于95°，且第一分光区域5121与中轴线的夹角α小于或等于115°。第二分光区域5122与中轴线的角度大于或等于95°，且第二分光区域5122与中轴线的角度小于或等于115°，第一分光区域5121与中轴线的角度，与第二分光区域5122与中轴线的角度相同。

在本公开的一些实施例中，分光棱镜510可以是一体结构，也可以是两个三角形棱镜或两个梯形棱镜的组合。

图12为根据本公开一些实施例提供的另一种分光棱镜的结构示意图。图13为根据本公开一些实施例提供的另一种分光棱镜的光路示意图。图13为图12结构的分光棱镜对应的光路示意图。如图12和图13所示，第一分光区域5121与中轴线的夹角α大于或等于80°，且第一分光区域5121与中轴线的夹角α小于或等于87°。第二分光区域5122与中轴线的角度大于或等于80°，且第二分光区域5122与中轴线的角度小于或等于87°，第一分光区域5121与中轴线的角度，与第二分光区域5122与中轴线的角度相同。因此，第一分光区域5121的表面与第二分光区域5122的表面的夹角小于或等于174°，且第一分光区域5121的表面与第二分光区域5122的表面的夹角大于或等于160°。

在本公开的一些实施例中，第一子光束的光轴与基准线的夹角大于或等于10°，且第一子光束的光轴与基准线的夹角小于或等于35°。示例性的，第一子光束的中轴线与第一信号光的中轴线之间的角度为16.3°。第一子光束与第二子光束在进入衍射分光组件之前不交叉。

衍射分光器521可以是一个整体的衍射分光透镜，也可以是两个衍射分光透镜。衍射分光器521包括第一衍射分光透镜和第二衍射分光透镜。第一衍射分光透镜位于第一子光束的光路上，第一衍射分光透镜将第一子光束分级衍射为第一分级光束和第二分级光束。第二衍射分光透镜位于第二子光束的光路上，第二衍射分光透镜将第二子光束分级衍射为第三分级光束和第四分级光束。为了便于安装，在公开的一些实施例中，衍射分光器是一个整体的衍射分光透镜。

在本公开的一些实施例中，第一聚焦透镜522可以是一个整体的透镜，也可以是多个透镜。示例的，第一聚焦透镜522可以是4个相同的透镜，分别对第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束进行会聚。

在本公开的一些实施例中，第一聚焦透镜522可以是平凸透镜，平凸透镜的一面为平面，另一面为凸面。其中，衍射分光器521和第一聚焦透镜522分离设置时，平凸透镜的凸面可以朝向衍射分光器521，也可以朝向反射组件540。衍射分光器521和第一聚焦透镜522胶接时，为方便安装，平凸透镜的凸面朝向反射组件540。

第一聚焦透镜522还可以是菲涅尔透镜。菲涅尔透镜的一面为平面，另一面为同心圆面。其中，衍射分光器521和第一聚焦透镜522分离设置时，菲涅尔透镜的同心圆可以朝向衍射分光器521，也可以朝向反射组件540。衍射分光器521和第一聚焦透镜522胶接时，为方便安装，菲涅尔透镜的同心圆朝向反射组件540。

图14为根据本公开一些实施例提供的一种光接收部件与电路板的剖面示意图。如图14所示，本公开提供的光模块还包括滤波组件550，设置于反射组件540与光电探测组件之间，滤波组件将分级光束中的多个波长的光进行滤波。

在本公开的一些实施例中，反射组件540的反射面与第一光信号的夹角为45°，使得第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束的方向转换为垂直为第一光信号。光电探测组件的光敏面朝向电路板的上方，即可实现对光信号的接收，方便了光电探测器的安装。

光电探测器安装于接收凹槽内，减少了光电探测器的上表面与电路板上表面的距离，使得光电探测器的上表面与电路板上表面之间的打线缩短，提高光模块的稳定性。

反射组件540在电路板的投影覆盖光电探测组件的光敏面。

光电探测组件包括第一光电探测器531、第二光电探测器532、第三光电探测器533和第四光电探测器534。

图15为根据本公开一些实施例提供的一种滤波组件与光电探测组件的结构图。如图15所示，滤波组件包括：第一滤波片551、第二滤波片552、第三滤波片553和第四滤波片554。经反射组件540反射后的第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束、第四分级光束均包含4种不同波长的信号光。第一滤波片551对波长λ1为第一信号光透射，对其他波长的光反射。第二滤波片552对波长λ2为第二信号光透射，对其他波长的光反射。第三滤波片553对波长λ3为第三信号光透射，对其他波长的光反射。第四滤波片554对波长λ4为第四信号光透射，对其他波长的光反射。

在本公开的一些实施例中，第一滤波片551在电路板300的投影覆盖第一光电探测器531的光敏面，第二滤波片552在电路板300的投影覆盖第二光电探测器532的光敏面。第一滤波片551的面积大于第一光电探测器531的光敏面的面积，第二滤波片552的面积大于第二光电探测器532的光敏面的面积。第一滤波片551与电路板300的距离，等于第二滤波片552与电路板300的距离。

第三滤波片553在电路板300的投影覆盖第三光电探测器533的光敏面，第四滤波片554在电路板300的投影覆盖第四光电探测器534的光敏面。第三滤波片553的面积大于第三光电探测器533的光敏面的面积，第四滤波片554的面积大于第四光电探测器534的光敏面的面积。第三滤波片553与电路板300的距离，等于第四滤波片554与电路板300的距离。

为了方便第一滤波片551和第二滤波片552的安装固定，滤波组件550还包括第一底座5501和设置于第一底座5501两侧的第一支臂5502和第二支臂5503。第一支臂5502支撑第一滤波片551，以使第一滤波片551罩设于第一光电探测器531的上方。第二支臂5503支撑第二滤波片552，以使第二滤波片552罩设于第二光电探测器532的上方。第一光电探测器531设置于电路板的上表面，第一光电探测器531位于第一滤波片551的出光方向，第一滤波片551对第一分级光束进行滤波，仅允许波长为λ1的第一信号光透过。第一光电探测器531接收第一信号光，并将该第一信号光转换为电信号，该电信号通过管脚传递至电路板。第二光电探测器532设置于电路板300的上表面，第二光电探测器532位于第二滤波片552的出光方向，第二滤波片552对第二分级光束进行滤波，仅允许波长为λ2的第二信号光透过。第二光电探测器532接收第二信号光，并将该第二信号光转换为电信号，该电信号通过管脚传递至电路板。

第一滤波片551的中心轴与第二滤波片552的中心轴平行设置，且第一滤波片551的中心轴与光电探测器的中心轴平行，第二滤波片552的中心轴与光电探测器的中心轴平行。

在安装过程中，仅需要对第一滤波片、第二滤波片距离电路板表面的垂直距离进行设置，不需要对第一滤波片与电路板表面的夹角进行设置，不需要对第二滤波片与电路板表面的夹角进行设置，有利于提高光模块的耦合精度。

为了方便第三滤波片553和第四滤波片554的安装固定，滤波组件550还设置有包括第二底座5504和设置于底座两侧的第三支臂5505和第四支臂5506，在此不再赘述。

为了方便安装，提高耦合精度，第二支臂可以与第三支臂连接；或第一底座、第二底座、第一支臂、第二支臂、第三支臂和第四支臂一体成型。

本申请提供的光接收部件中，分光棱镜510将第一光信号分为第一子光束、第二子光束。第一子光束与第二光束为两束功率相同，角度不同的光，且第一子光束和第二子光束均为准直光束。再通过衍射分光组件520将第一子光束和第二子光束衍射分级为第一分级光束、第二分级光束、第三分级光束和第四分级光束。衍射分级后的光束经反射组件540反射至滤波组件，滤波后传递至光电探测器。在本公开的光模块中，第一光纤适配器700的出光口的中心轴、分光棱镜的中心轴、衍射分光组件520的中心轴均相互平行设置，仅需要将不同的光学器件进行位置的安装固定，不存在相互之间角度的设置，提高光耦合精度。光学器件包括但不限于第一光纤适配器、分光棱镜、衍射分光组件、滤波组件、光电探测组件。在本公开的一些实施例中，第一光纤适配器700的出光口的中心轴、分光棱镜的中心轴、衍射分光组件520的中心轴均平行于光模块的长度方向设置。滤波组件平行于电路板设置即可，均不需要其他角度的安装。

在本公开的一些实施例中，第一光信号还可包括8种波长的信号光，衍射分光器分别将两个子光束衍射分级为4个分级光束。相应的光电探测器、滤波片的数量也设置为8个。其他结构与本申请公开的实施例相同，在此不再一一赘述。

图16为根据本公开一些实施例提供的一种光发射部件的结构示意图。图17为根据本公开一些实施例提供的一种光发射部件的剖面结构示意图。图18为根据本公开一些实施例提供的一种光发射部件的另一角度剖面结构示意图。如图16、图17和图18所示，光发射部件400包括：发射挡板410和发射壳体420，发射挡板410和发射壳体420盖合连接，发射挡板410和发射壳体420围合形成的空间称为发射腔体。发射挡板从上方发射壳体，发射壳体420的一侧壁具有第三开口421，电路板300经第三开口421插入发射腔体内部。发射壳体420的另一侧壁具有通孔，第二光纤适配器800插入通孔内。

电路板300通过第三开口421伸入腔体中，电路板300上镀有金属走线，发射腔体内的电学器件通过打线的方式与对应的金属走线电连接，以实现腔体内的光学器件与电路板的电连接。

发射腔体内部设置有：第二聚焦透镜430、衍射合光器480、转折棱镜组件440、准直透镜组件450和光发射组件460。

光发射组件460包括4个光发射芯片，4个光发射芯片分别发射不同波长的信号光。准直透镜组件450位于光发射组件460的出光光路上，将光发射芯片发出的发散光转换为准直光。转折棱镜组件440位于衍射合光器480与准直透镜组件450之间，用于调节转折后的光的角度。衍射合光器480将四束光衍射合束，形成一束信号光，称为第二光信号，此时该信号光为准直光束。第二聚焦透镜430位于衍射合光器480与第二光纤适配器800之间，将准直光束转换为会聚光束，会聚光斑位于第二光纤适配器800的光面。

图19为根据本公开一些实施例提供的一种光发射部件的光路示意图。如图19所示，光发射组件460包括：第一光发射芯片461、第二光发射芯片462、第三光发射芯片463和第四光发射芯片464。第一光发射芯片461、第二光发射芯片462、第三光发射芯片463和第四光发射芯片464发射的光的波长互不相同。

准直透镜组件450包括第一准直透镜451、第二准直透镜452、第三准直透镜453和第四准直透镜454。第一准直透镜451位于第一光发射芯片461的出光光路上，第一准直透镜451将第一光发射芯片461发射的光准直。第二准直透镜452位于第二光发射芯片462的出光光路上，第二准直透镜452将第二光发射芯片462发射的光准直。第三准直透镜453位于第三光发射芯片463的出光光路上，第三准直透镜453将第三光发射芯片463发射的光准直。第四准直透镜454位于第四光发射芯片464的出光光路上，第四准直透镜454将第四光发射芯片464发射的光准直。

在本公开的一些实施例中，准直透镜组件中各个准直透镜的凸面可朝向光发射芯片，可也朝向转折棱镜组件440。

转折棱镜组件440包括第一转折棱镜441、第二转折棱镜442、第三转折棱镜443和第四转折棱镜444。第一转折棱镜441位于第一准直透镜451的出光光路上，第一转折棱镜441调节第一光发射芯片461发射的光的角度。第二转折棱镜442位于第二准直透镜452的出光光路上，第二转折棱镜442调节第二准直透镜452透射的光的角度。第三转折棱镜443位于第三准直透镜453的出光光路上，第三转折棱镜443调节第三准直透镜453透射的光的角度。第四转折棱镜444位于第四准直透镜454的出光光路上，第四转折棱镜444调节第四准直透镜454透射的光的角度。

在本公开的一些实施例中，第一转折棱镜441的中轴线与第二光信号的中轴线的距离，等于第四转折棱镜444的中轴线与第二光信号的中轴线的距离。第二转折棱镜442的中轴线与第二光信号的中轴线的距离，等于第三转折棱镜443的中轴线与第二光信号的中轴线的距离。

图20为根据本公开一些实施例提供的一种第一转折棱镜的光路示意图。如图20所示，第一转折棱镜441的一侧为倾斜面，另一侧为垂直面。第一转折棱镜441的垂直面与X轴垂直，倾斜面与垂直面之间的夹角δ1为-5.94°。光经过第一转折棱镜441后与X轴的夹角β1为-15°。

图21为根据本公开一些实施例提供的一种第二转折棱镜的光路示意图。如图21所示，第二转折棱镜442的一侧为倾斜面，另一侧为垂直面。第二转折棱镜442的垂直面与X轴垂直，倾斜面与垂直面之间的夹角δ2为-2.98°。光经过第二转折棱镜442后与X轴的夹角β2为-7.44°。

图22为根据本公开一些实施例提供的一种第三转折棱镜的光路示意图。如图22所示，第三转折棱镜443的一侧为倾斜面，另一侧为垂直面。第三转折棱镜443的垂直面与X轴垂直，倾斜面与垂直面之间的夹角δ3为2.98°。光经过第三转折棱镜443后与X轴的夹角β3为7.44°。

图23为根据本公开一些实施例提供的一种第四转折棱镜的光路示意图。如图23所示，第四转折棱镜444的一侧为倾斜面，另一侧为垂直面。第四转折棱镜444的垂直面与X轴垂直，倾斜面与垂直面之间的夹角δ4为5.94°。光经过第四转折棱镜444后与X轴的夹角β4为15°。

在本公开的一些实施例中，第二准直透镜的中心轴与第三准直透镜的中心轴之间的距离可设置为1.36mm；第二准直透镜与第三准直透镜的中心线，与衍射合光器480的中心轴重合。第一准直透镜的中心轴与第四准直透镜的中心轴之间的距离可设置为2.8mm，第一准直透镜与第四准直透镜的中心线，与衍射合光器480的中心轴重合。

在本公开的一些实施例中，转折棱镜的倾斜面朝向准直透镜组件设置。在另一些实施例中，转折棱镜的倾斜面可朝向衍射合光器480设置，各转折棱镜的倾斜角度以及各棱镜之间的距离进行调整。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本申请的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

光纤适配器，发出第一光信号；

分光棱镜，将所述第一光信号分为第一子光束和第二子光束，其中，所述分光棱镜的一面为平面，所述分光棱镜的另一面为分光面，所述平面朝向所述光纤适配器；

衍射分光组件，包括：衍射分光器和聚焦透镜，其中，所述衍射分光器位于所述分光棱镜与所述聚焦透镜之间；

所述衍射分光器将所述第一子光束分级衍射为第一分级光束和第二分级光束；所述衍射分光器将所述第二子光束分级衍射为第三分级光束和第四分级光束；

所述聚焦透镜对所述第一分级光束、所述第二分级光束、所述第三分级光束和所述第四分级光束进行聚焦；所述第一分级光束、所述第二分级光束、所述第三分级光束和所述第四分级光束均包含至少两种波长的信号光；

反射组件，位于所述衍射分光器的出光光路上，改变所述第一分级光束、所述第二分级光束、所述第三分级光束和所述第四分级光束的方向；

光电探测组件；

滤波组件，位于所述反射组件与所述光电探测组件之间，将所述第一分级光束、所述第二分级光束、所述第三分级光束和所述第四分级光束转换为单一波长的光。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述衍射分光透镜和所述聚焦透镜接触连接；

所述聚焦透镜为平凸透镜，其一面为平面，另一面为凸面；

所述聚焦透镜的凸面朝向所述反射组件。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述衍射分光透镜和所述聚焦透镜接触连接；

所述聚焦透镜为菲涅尔透镜，其一面为平面，另一面为同心圆面；

所述聚焦透镜的同心圆面朝向所述反射组件。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述分光棱镜的平面与所述第一光信号垂直；

所述分光棱镜的分光面包括：第一分光区域和第二分光区域；

所述第一分光区域不与所述分光棱镜的平面平行，

所述第二分光区域不与所述分光棱镜的平面平行。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述第一分光区域与所述第一光信号的夹角为95°～115°；

所述第二分光区域与所述第一光信号的夹角为95°～115°；

所述第一子光束与所述第二子光束在进入所述衍射分光器前交叉。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的光模块，其特征在于，所述第一子光束与所述第一光信号的夹角为10°～35°。

7.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述第一分光区域与所述第一光信号的夹角为80°～87°；

所述第二分光区域与所述第一光信号的夹角为80°～87°；

所述第一子光束与所述第二子光束在进入所述衍射分光器前不交叉。

8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括电路板，所述电路板具有通孔和接收凹槽；

所述接收凹槽与所述通孔连通；

所述光纤适配器位于所述通孔处；所述分光棱镜、所述衍射分光组件、所述反射组件和所述光电探测组件位于所述接收凹槽内。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述滤波组件包括：第一滤波片和第二滤波片；

所述光电探测组件包括：第一光电探测器和第二光电探测器；

所述第一滤波片在所述电路板的投影覆盖所述第一光电探测器；

所述第二滤波片在所述电路板的投影覆盖所述第二光电探测器。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述滤波组件还包括：

第一底座，一端与所述电路板连接；

第一支臂，其一端与所述第一底座连接，所述第一支臂支撑所述第一滤波片；

第二支臂，其一端与所述第一底座、所述第一支臂连接，所述第二支臂支撑所述第二滤波片。