CN221765792U - 光学结构和光模块 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光学结构和光模块，包括：电路板，电路板中设置有通孔；导体支撑部，导体支撑部固定连接于通孔的内壁，导体支撑部中设置有间隙，导体支撑部的上表面设置有光纤连接端口；分光棱镜，分光棱镜穿设于间隙中，且分光棱镜的两端凸出于导体支撑部的上表面和下表面；第一光电转换单元，第一光电转换单元固定连接于导体支撑部的上表面，第一光电转换单元用于将发射电信号转换为发射光信号；第二光电转换单元，第二光电转换单元固定连接于导体支撑部的下表面，第二光电转换单元用于将接收光信号转换为接收电信号。上述光学结构无需设置双纤双向即可在一个光学结构上完成光电转换和电光转换，极大提高了光学结构的灵活性。

Description

光学结构和光模块

技术领域

本申请涉及光纤通信技术领域，特别是涉及一种光学结构和光模块。

背景技术

光纤通信中的光模块主要实现光的接收和光的发送两种功能，光模块(OpticalModules，OM)作为光纤通信中的重要组成部分，是实现光信号传输过程中光电转换和电光转换功能的光电子器件。

常见的光模块，都会有接收和发送两个端口，也就是说发送出来有一根光纤，接收也有一根光纤，即双纤双向，双纤双向的优点是接收端口和发送端口各占一个独立的光纤通道，两者完全没有干扰。例如，8路TX和8路RX的双纤双向结构，TX采用8个激光器利用2组透镜构建光路，完成激光器出光到光纤的耦合，RX采用8个通道PD，利用2组透镜，将光线的光耦合进PD光敏面里。

然而，上述光学结构存在设置灵活性差的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高光学结构灵活性的光学结构和光模块。

第一方面，本申请提供了一种光学结构，包括：

电路板，所述电路板中设置有通孔；

导体支撑部，导体支撑部固定连接于通孔的内壁，导体支撑部中设置有间隙，导体支撑部的上表面设置有光纤连接端口；

分光棱镜，分光棱镜穿设于间隙中，且分光棱镜的两端凸出于导体支撑部的上表面和下表面；

第一光电转换单元，第一光电转换单元固定连接于导体支撑部的上表面，第一光电转换单元用于将发射电信号转换为发射光信号；

第二光电转换单元，第二光电转换单元固定连接于导体支撑部的下表面，第二光电转换单元用于将接收光信号转换为接收电信号。

在一实施例中，上述导体支撑部包括固定连接于通孔的两侧内壁的左侧子支撑部和右侧子支撑部，左侧子支撑部和右侧子支撑部之间形成间隙；

其中，光纤连接端口设置于左侧子支撑部的上表面；

第一光电转换单元固定连接于右侧子支撑部的上表面，且第二光电转换单元固定连接于右侧子支撑部的下表面。

在一实施例中，上述光学结构还包括：

汇聚准直器，汇聚准直器固定连接于左侧子支撑部的上表面，且汇聚准直器设置于光纤连接端口和分光棱镜之间。

在一实施例中，上述光学结构还包括：

准直器，准直器固定连接于右侧子支撑部的上表面，且准直器设置于分光棱镜和第一光电转换单元之间。

在一实施例中，上述光学结构还包括：

隔离器，隔离器固定连接于右侧子支撑部的上表面，且隔离器设置于准直器和分光棱镜之间。

在一实施例中，上述光学结构还包括：

反射镜，反射镜固定连接于右侧子支撑部的下表面，且反射镜设置于分光棱镜和第二光电转换单元之间。

在一实施例中，上述光学结构还包括：

汇聚器，汇聚器固定连接于右侧子支撑部的下表面，且汇聚器设置于分光棱镜和反射镜之间。

在一实施例中，上述光学结构还包括：

滤波电容，滤波电容固定连接于右侧子支撑部的下表面，且滤波电容设置于反射镜和第二光电转换单元之间。

在一实施例中，上述光学结构还包括：

放大器，放大器固定连接于右侧子支撑部的下表面，且放大器设置于第二光电转换单元和电路板之间。

第二方面，本申请一实施例还提供一种光模块，其特征在于，光模块包括：

壳体；

至少一个如上述第一方面所述的光学结构，各光学结构设置于壳体内，且各光学结构在壳体内并列分布。

本申请实施例提供的光学结构，通过在电路板上设置导体支撑部、分光棱镜、第一光电转换单元和第二光电转换单元，能够实现将输入光学结构的电信号转换成光信号的同时，还能将输入光学结构的光信号转换成电信号，无需设置双纤双向即可在一个光学结构上完成光电转换和电光转换，这在一定程度上提高了光学结构的灵活性；另外，由于无需在两个光结构上分别完成光电转换和电光转换，从而降低了光电转换和电光转换成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中的光学结构的整体示意图；

图2为一个实施例中的光学结构的TX端结构示意图；

图3为一个实施例中的光学结构的RX端结构示意图；

图4为一个实施例中的光学结构的8路TX端结构示意图；

图5为一个实施例中的光学结构的8路RX端结构示意图；

图6为一个实施例中TX端的打线图；

图7为一个实施例中RX端的打线图；

图8为一个实施例中光学结构的侧视图；

图9为一个实施例中TX端光学结构的侧视图；

图10为一个实施例中RX端光学结构的侧视图。

附图标号说明：

01-光学结构；

105-光纤连接端口；

230～237-汇聚准直器；

104-分光棱镜；

103-右侧子支撑部；

102-隔离器；

220～227-准直器；

210～217-第一光电转换单元；

201～208-第一光电转换单元基板；

301～308-TX光路；

101-电路板；

106-左侧子支撑部；

107-汇聚器基板；

109-滤波电容基板；

108-汇聚器；

240～247-滤波电容；

110-反射镜；

270～277-放大器；

250～257-第二光电转换单元基板；

260～267-第二光电转换单元；

111-放大器基板；

401～408-RX光路；

112-连接器。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，图1示出了本申请一实施例中的光学结构01的结构示意图，本申请一实施例提供的一种光学结构01，用于将输入其中的电信号转换成光信号输出，以及将输入其中的光信号转换成电信号输出。光学结构01包括：

电路板101，电路板101中设置有通孔(图未示)；

导体支撑部(图1中的106和103)，导体支撑部(图1中的106和103)固定连接于通孔的内壁，导体支撑部(图1中的106和103)中设置有间隙(图未示)，导体支撑部(图1中的106和103)的上表面设置有光纤连接端口105；

分光棱镜104，分光棱镜104穿设于间隙中，且分光棱镜104的两端凸出于导体支撑部(图1中的106和103)的上表面和下表面；

第一光电转换单元210，第一光电转换单元210固定连接于导体支撑部(图1中的106和103)的上表面，第一光电转换单元210用于将发射电信号转换为发射光信号；

第二光电转换单元260，第二光电转换单元260固定连接于导体支撑部(图1中的106和103)的下表面，第二光电转换单元260用于将接收光信号转换为接收电信号。

其中，电路板101可以是印刷电路板组装(Printed Circuit Board Assembly，PCBA)，PCBA是印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)空板经过表面组装技术(SurfaceMount Technology，SMT)上件，或经过双列直插式封装技术(dual inline-pin package，DIP)组装而成的。如图1所示，电路板101中设置有通孔，通孔的内壁固定连接有导体支撑部(图1中的106和103)。

其中，导体支撑部(图1中的106和103)可以是可伐载体，导体支撑部(图1中的106和103)有散热、结构承接和热膨胀系数匹配等功能，导体支撑部(图1中的106和103)可以避免连接其上的部件与电路板101之间的膨胀系数不至于过大，从而避免光路跑路等问题。如图1所示，导体支撑部(图1中的106和103)固定连接于通孔的内壁，导体支撑部(图1中的106和103)中设置有间隙，间隙中设置有分光棱镜104，且分光棱镜104的两端凸出于导体支撑部(图1中的106和103)的上表面和下表面，导体支撑部(图1中的106和103)的上表面设置有光纤连接端口105，用于与外部的光纤进行连接。需要说明的是，间隙可以设置于导体支撑部(图1中的106和103)的中间位置，也可以设置于导体支撑部(图1中的106和103)的中间偏左位置，还可以设置于导体支撑部(图1中的106和103)的中间偏右位置。

其中，在电光转换过程中，分光棱镜104相当于透镜，直接将接收进来的光透过即可，不对光做方向和能量上的改变；然而在光电转换过程中，分光棱镜104会对输入的光束进行两次全反射，第一次是在分光棱镜104斜45度分光膜面上进行一次全反射，使得光束方向改变90°，进入到分光棱镜104内部，然后在分光棱镜104内部传播一定光程后，在分光棱镜104斜45度反射膜面进行第二次全反射光束方向改变90°，这使得输出光束的方向与进入分光棱镜104前的光束方向平行。

其中，第一光电转换单元210可以是激光二极管(Laser Diode，LD)芯片，第二光电转换单元260可以是半导体探测器，例如，光电二极管(photodiodes，PD)芯片。

本申请实施例中，第一光电转换单元210固定连接于导体支撑部(图1中的106和103)的上表面，导体支撑部(图1中的106和103)固定连接于电路板101中通孔的内壁，电路板101输出直流电加载到第一光电转换单元210进行光电转换，第一光电转换单元210输出TX光束301，TX光束301经过分光棱镜104，分光棱镜104相当于透镜，TX光束301可以在极小损耗下通过分光棱镜104进入到导体支撑部(图1中的106和103)的上表面设置的光纤连接端口105中，光纤连接端口105可以将TX光束301传输至光学结构外。

本申请实施例中，第二光电转换单元260固定连接于导体支撑部(图1中的106和103)的下表面，导体支撑部(图1中的106和103)固定连接于电路板101中通孔的内壁，光纤连接端口105传输进光学结构的RX光束401进入到分光棱镜104，在分光棱镜104斜45度镀膜面产生2次全反射(第一次是在分光棱镜104斜45度分光膜面上进行一次全反射，RX光束401方向改变90°，进入到分光棱镜104内部，在分光棱镜104内部传播一定光程后，在分光棱镜104斜45度反射膜面进行第二次全反射光束方向改变90°，从而使得输出光束的方向与进入分光棱镜104前的光束方向平行)进入到第二光电转换单元260进行光电转换，第二光电转换单元260输出电信号，并将输出的电信号传输给放大器270，经过放大器270对第二光电转换单元260输入的微弱电信号进行放大等处理，再输出给电路板101。

本申请实施例提供的光学结构，通过在电路板上设置导体支撑部、分光棱镜、第一光电转换单元和第二光电转换单元，能够实现将输入光学结构的电信号转换成光信号的同时，还能将输入光学结构的光信号转换成电信号，无需设置双纤双向即可在一个光学结构上完成光电转换和电光转换，这在一定程度上提高了光学结构的灵活性；另外，由于无需在两个光结构上分别完成光电转换和电光转换，从而降低了光电转换和电光转换成本。

在一个示例性的实施例中，如图1所示，上述导体支撑部(图1中的106和103)包括固定连接于通孔的两侧内壁的左侧子支撑部106和右侧子支撑部103，左侧子支撑部106和右侧子支撑部103之间形成间隙(图未示)；

其中，光纤连接端口105设置于左侧子支撑部106的上表面；

第一光电转换单元210固定连接于右侧子支撑部103的上表面，且第二光电转换单元260固定连接于右侧子支撑部103的下表面。

本申请实施例提供的光学结构，左侧子支撑部和右侧支撑部均可以是可伐载体，导体支撑部有散热、结构承接和热膨胀系数匹配等功能，左侧子支撑部和右侧支撑部可以避免连接其上的部件与电路板之间的膨胀系数不至于过大，从而避免光路跑路等问题。

在一个示例性的实施例中，如图2所示(图2为图1中发送端的光路示意图)，上述光学结构01还包括：汇聚准直器230，汇聚准直器230固定连接于左侧子支撑部106的上表面，且汇聚准直器230设置于光纤连接端口105和分光棱镜104之间。

其中，汇聚准直器230既可以将平行的光束汇聚成汇聚的光束，也可以将发散的光束进行准直处理成平行的光束。

本申请实施例中，电路板101输出直流电加载到第一光电转换单元210进行光电转换，第一光电转换单元210输出发散的TX光束301，发散的TX光束301仅由汇聚器件处理后得到平行的TX光束301，平行的TX光束301经过分光棱镜104，分光棱镜104相当于透镜，发散的TX光束301可以在极小损耗下通过分光棱镜104进入到汇聚准直器230中，汇聚准直器230将发散的TX光束301汇聚成汇聚的光束，并将汇聚的光束传输至左侧子支撑部106的上表面设置的光纤连接端口105中，光纤连接端口105可以将TX光束301传输至光学结构外。

本申请实施例中，光纤连接端口105传输进光学结构的RX光束401为发散光，发散的RX光束401进入到汇聚准直器230中进行准直处理，得到平行的RX光束401，再将平行的RX光束401传输至分光棱镜104，在分光棱镜104斜45度镀膜面产生2次全反射进入到第二光电转换单元260进行光电转换，第二光电转换单元260输出电信号，并将输出的电信号传输给电路板101。

本申请实施例提供的光学结构，通过汇聚准直器对光束进行汇聚或者准直处理，使得传输至电路板的电信号和传输至光纤连接端口的光信号更加准确，从而进一步提高了光学结构的光电转换准确度。

在一个示例性的实施例中，如图1所示，上述光学结构01还包括：准直器220，准直器220固定连接于右侧子支撑部103的上表面，且准直器220设置于分光棱镜104和第一光电转换单元210之间。

其中，准直器220可以将发散的光束进行准直处理成平行的光束。

本申请实施例中，电路板101输出直流电加载到第一光电转换单元210进行光电转换，第一光电转换单元210输出发散的TX光束301，发散的TX光束301经过准直器220进行准直处理得到平行的TX光束301，平行的TX光束301经过分光棱镜104，分光棱镜104相当于透镜，发散的TX光束301可以在极小损耗下通过分光棱镜104进入到汇聚准直器230中，汇聚准直器230将发散的TX光束301汇聚成汇聚的光束，并将汇聚的光束传输至左侧子支撑部106的上表面设置的光纤连接端口105中，光纤连接端口105可以将TX光束301传输至光学结构01外。

本申请实施例提供的光学结构，通过准直器对光束进行准直处理，使得经由准直器的准直处理传输至光纤连接端口的光信号更加准确，从而进一步提高了光学结构的光电转换准确度。

在一个示例性的实施例中，如图1所示，上述光学结构还包括：隔离器102，隔离器102固定连接于右侧子支撑部103的上表面，且隔离器102设置于准直器220和分光棱镜104之间。

其中，隔离器102可以是自由空间隔离器，用于避免光信号在传输过程中的反射效应，例如，如图1所示，在不设置隔离器102的情况下，从右端电路板101输入的电信号经过第一光电转换单元210进行光电转换之后得到光信号，在光信号经过准直器220进行准直处理之后，以及在光信号进入分光棱镜104之前，光信号可能会反射至准直器220和第一光电转换单元210对第一光电转换单元210的光源造成诸如共振等不良影响；而在设置了隔离器102的情况下，从右端电路板101输入的电信号经过第一光电转换单元210进行光电转换之后得到光信号，在光信号经过准直器220进行准直处理之后，可以直接进入分光棱镜104进行分光处理，在隔离器102之前的光路上产生的反射光线无法透过隔离器到达第一光电转换单元210，从而可以减少反射光线对第一光电转换单元210的影响。

本申请实施例提供的光学结构，通过隔离器对光束进行隔离处理，使得隔离器之前的光路上的反射光都无法到达第一光电转换单元，从而使得第一光电转换单元更加稳定，进一步提高了光学结构的整体性能。

在一个示例性的实施例中，如图3所示，上述光学结构01还包括：反射镜110，反射镜110固定连接于右侧子支撑部103的下表面，且反射镜110设置于分光棱镜104和第二光电转换单元260之间。

其中，反射镜110用于对光信号进行全反射处理，改变光路走向。

本申请实施例中，光纤连接端口105传输进光学结构的RX光束401为发散光，发散的RX光束401进入到汇聚准直器230中进行准直处理，得到平行的RX光束401，再将平行的RX光束401传输至分光棱镜104，在分光棱镜104斜45度镀膜面产生2次全反射进入到反射镜110进行反射，经由反射镜110反射之后的RX光束401传输至第二光电转换单元260进行光电转换，第二光电转换单元260输出电信号，并将输出的电信号传输给电路板101。

本申请实施例提供的光学结构，通过反射镜将汇聚器汇聚的光信号进行反射，从而能够确保光信号能够精准的进入到第二光电转换单元中进行光电转换，从而使得传输至光纤连接端口的光信号更加准确，进一步提高了光学结构的光电转换准确度。

在一个示例性的实施例中，如图1所示，上述光学结构还包括：汇聚器108，汇聚器108固定连接于右侧子支撑部103的下表面，且汇聚器108设置于分光棱镜104和反射镜110之间。

其中，汇聚器108可以将平行的光束汇聚处理成汇聚的光束。

本申请实施例中，光纤连接端口105传输进光学结构的RX光束401为发散光，发散的RX光束401进入到汇聚准直器230中进行准直处理，得到平行的RX光束401，再将平行的RX光束401传输至分光棱镜104，在分光棱镜104斜45度镀膜面产生2次全反射之后进入到汇聚器108进行汇聚处理，得到汇聚的RX光束401，然后汇聚的RX光束401传输至反射镜110进行反射，经由反射镜110反射之后的RX光束401传输至第二光电转换单元260进行光电转换，第二光电转换单元260输出电信号，并将输出的电信号传输给电路板101。

本申请实施例提供的光学结构，通过汇聚器对光束进行汇聚处理，使得经由汇聚器的汇聚处理传输至电路板的电信号更加准确，从而进一步提高了光学结构的光电转换准确度。

在一个示例性的实施例中，如图1所示，上述光学结构01还包括：滤波电容240，滤波电容240固定连接于右侧子支撑部103的下表面，且滤波电容240设置于反射镜110和第二光电转换单元260之间。

其中，滤波电容240可以是lnf电容，用于对传输至其中的光信号进行滤波，得到符合滤波要求的光信号。

本申请实施例中，光纤连接端口105传输进光学结构的RX光束401为发散光，发散的RX光束401进入到汇聚准直器230中进行准直处理，得到平行的RX光束401，再将平行的RX光束401传输至分光棱镜104，在分光棱镜104斜45度镀膜面产生2次全反射之后进入到汇聚器108进行汇聚处理，得到汇聚的RX光束401，然后汇聚的RX光束401传输至反射镜110进行反射，经由反射镜110反射之后的RX光束401传输至第二光电转换单元260进行光电转换，第二光电转换单元260输出电信号，电信号传输至滤波电容240进行滤波处理，得到滤波处理之后的电信号，并将输出的电信号传输给电路板101。

本申请实施例提供的光学结构，通过滤波电容对光束进行滤波处理，使得经由滤波电容的滤波处理传输至电路板的电信号更加准确，从而进一步提高了光学结构的光电转换准确度。

在一个示例性的实施例中，如图3所示，上述光学结构01还包括：放大器270，放大器270固定连接于右侧子支撑部103的下表面，且放大器270设置于第二光电转换单元260和电路板101之间。

其中，放大器270可以是跨阻放大器(Trans-Impedance Amplifier,TIA)，用于将输入其中的电信号进行放大处理。

本申请实施例中，光纤连接端口105传输进光学结构的RX光束401为发散光，发散的RX光束401进入到汇聚准直器230中进行准直处理，得到平行的RX光束401，再将平行的RX光束401传输至分光棱镜104，在分光棱镜104斜45度镀膜面产生2次全反射之后进入到汇聚器108进行汇聚处理，得到汇聚的RX光束401，然后汇聚的RX光束401传输至反射镜110进行反射，经由反射镜110反射之后的RX光束401传输至第二光电转换单元260进行光电转换，第二光电转换单元260输出电信号，电信号传输至滤波电容240进行滤波处理，得到滤波处理之后的电信号，并将滤波处理之后的电信号传输至放大器270进行放大处理，得到放大处理后的电信号(需要说明的是，放大处理和滤波处理都是在跨阻放大器里进行的)，以及将放大后的电信号传输至电路板101。

本申请实施例提供的光学结构，通过放大器对电信号进行放大处理，使得经由放大器的放大处理传输至电路板的电信号更加明确。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的光学结构的光模块。该光模块所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个光模块实施例中的具体限定可以参见上文中对于光学结构的限定，在此不再赘述。

在一个示例性的实施例中，提供了一种光模块，包括：壳体和至少一个如上述各实施例的光学结构01，各光学结构01设置于壳体内，且各光学结构在壳体内并列分布。

在一个示例性的实施例中，如图1所示，上述光学结构01还包括：第一光电转换单元基板201、汇聚器基板107、滤波电容基板109、第二光电转换单元基板250和放大器基板111。

其中，第一光电转换单元210通过金锡共晶工艺与第一光电转换单元基板201构成负极相连，第一光电转换单元210和第一光电转换单元基板201通过金丝键合工艺构成正极相连，第一光电转换单元基板201与电路板101通过金丝键合工艺进行极性连接。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种八路TX端光学结构以及光路图，第一光电转换单元210～217通过金锡共晶工艺分别与第一光电转换单元基板201～208构成负极相连，第一光电转换单元210～217和第一光电转换单元基板201～208分别通过金丝键合工艺构成正极相连，第一光电转换单元基板201～208分别与电路板101通过金丝键合工艺进行极性连接，电路板101输出直流电分别加载到第一光电转换单元210～217，第一光电转换单元210～217分别发出TX光束301～308，此时TX光束301～308是具有一定发散角的发散光，TX光束301～308分别经过准直器220～227分别准直成平行光，平行的TX光束301～308经过8路隔离器102后，进入到分光棱镜104，TX光束301～308可以在极小损耗下通过分光棱镜104，分别进入到汇聚准直器230～237，TX光束301～308形成汇聚光束后分别进入到光纤连接端口105。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种八路RX端光学结构以及光路图，光纤连接端口105出来具有一定NA的发散光RX光束401～408分别进入到汇聚准直器230～237，RX光束401～408被准直成平行光束进入到分光棱镜104，在分光棱镜104斜45度镀膜面上分别产生2次全反射(第一次是在分光棱镜104斜45度分光膜面上进行一次全反射，RX光束401～408方向改变90°，进入到104内部，在104分光棱镜内部传播一定光程后，在104分光棱镜斜分光棱镜45度反射膜面进行第二次全反射，RX光束401～408方向改变90°，与进入分光棱镜104前的RX光束401～408方向平行)，分别穿过电路板101，进入到8路汇聚器108，RX光束401～408(平行光)汇聚成汇聚光，分别进入到反射镜110，在反射镜110镀膜面的作用下，RX光束401～408方向改变90°，最终分别进入到第二光电转换单元267～260的光敏面上，RX光束401～408分别进入到第二光电转换单元267～260后转化成电信号，分别经过放大器277～270的放大，输出电压信号给电路板101。

在一个示例性的实施例中，如图6和图7所示，提供了一种上述实施例中光学结构的封装方法，其中，图6和图7分别为TX端的打线图和RX端的打线图，包括：

第一步、将右侧子支撑部103和左侧子支撑部106用热固化环氧树脂胶粘接到电路板101上，放进高温烘箱中烘烤热固化。右侧子支撑部103和左侧子支撑部106的材料包括但不限于钨铜，可伐合金等，右侧子支撑部103和左侧子支撑部106与电路板101固定方式包括但不限于胶水粘接，螺钉固定等。

第二步、将第一光电转换单元210～217和第一光电转换单元基板201～208在手动贴片设备上进行共晶焊。第一光电转换单元210～217和第一光电转换单元基板201～208的连接方式可以是银胶粘接，也可以是共晶焊。第一光电转换单元210～217包括但不限于FP、DML DFB、EML、SOA EML等。第一光电转换单元210～217为中心波长为1270nm±6nm的DMLDFB激光器，高温斜效率SE最小0.087W/A，工作温度-40-85℃，常温阈值电流最大15mA，垂直远场发散角35°，边模抑制比最小35dB。

第三步、将第一光电转换单元210～217和第一光电转换单元基板201～208共晶后的组件、隔离器102和分光棱镜104，按照一定的位置关系用银胶贴在右侧子支撑部103上，放进高温烘箱中烘烤固化。隔离器102包括但不限于偏振相关、偏振无关、保偏、1级、2级、单个式、整体式等类型，其贴装位置可以在分光棱镜104与准直器220～227之间，也可在准直器220～227与第一光电转换单元210～217之间等其他位置。分光棱镜104的材料包括但不限于光学玻璃、硅、PEI等透光材料，其分光角度包括但不限于45°、43.8°、13/32等分光角度，其分光波长包括但不限于1270/1330、1304/1309、1490/1550等。隔离器102空间中心波长1270±20nm，隔离度＞30dB@1270nm；25℃，插损≤0.35dB@1270nm25℃，工作温度范围-40℃-85℃，双面镀增透膜，增透范围1270±20nm。分光棱镜104的材料为BK7玻璃，1面镀分光膜，通带1270±20nm，通带插损≤0.3dB，止带1330±20nm，止带投射隔离度≥20dB，1面镀增反膜，反射带波长是1330±20nm，反射带隔离度≥30dB。

第四步、将滤波电容基板109，放大器基板111，按照一定的位置关系，用银胶贴在右侧子支撑部103上，放进高温烘箱中烘烤固化。

第五步、将滤波电容240～247、第二光电转换单元260～267，第二光电转换单元基板250～257，放大器270～277和汇聚器基板107，按照一定的位置关系，用银胶贴在右侧子支撑部103上，放进高温烘箱中烘烤固化。滤波电容240～247、第一光电转换单元250～257、滤波电容基板109、汇聚器基板107、放大器基板111在贴装过程中，可以带，也可不带；汇聚器108、准直器220～227、汇聚准直器230～237下面可以带基板，也可以不带。第二光电转换单元260～267、放大器270～277，可以是分离式，也可以是阵列式；第二光电转换单元260～267的类型包括但不限于单模、多模等，速率包括但不限于155M、2.5G、10G、100G等；放大器270～277的类型包括但不限于线性、突发等。第二光电转换单元267～260为32um光敏面大小，工作波长910nm～1650nm的半导体探测器，-2V带宽type12.5GHz，结电容≤0.15pF，响应度≥0.8A/W，暗电流≤3nA，工作温度-40-85℃。放大器277～270为typical灵敏度-18dBmOMA@12Gbps的Video TIA，工作电压VCC为2.97V～3.63V，工作电流type值23mA，输出电阻单端50Ω，小信号带宽type值10GHz，输出幅度≤400mVppd，低频截止带宽≤1000Hz。汇聚器108的材料为SI，CA＝0.6mm，工作波长1260nm～1620nm，镀增透膜，R≤0.3％@S1/S2，CE≥90％。

第六步、将反射镜110，按照一定的位置关系，用银胶贴在右侧子支撑部103上，放进高温烘箱中烘烤固化。反射镜110的材料为BK7玻璃，1面镀增反膜，反射带波长是1330±20nm，反射带隔离度≥30dB。

步骤七、利用自制的光学耦合平台，将准直器220～227，汇聚准直器230～237分别进行耦合，耦合到光纤连接端口105中的能量最大时，在准直器220～227和汇聚准直器230～237底部的左侧子支撑部106和右侧子支撑部103上点适量的3410UV胶，然后用UV灯照射3410UV胶完成准直器220～227，汇聚准直器230～237的初步预固定，放进高温烘箱中烘烤热固化。准直器220～227为非球面单凸玻璃透镜，材料为K-VC89。汇聚准直器230～237为非球面单凸玻璃透镜，材料为K-VC89。

步骤八、利用自制光学耦合平台，对汇聚器108进行耦合，当从第二光电转换单元260～267中输出的响应电流最大时，在汇聚器108底部与汇聚器基板107上表面接触处点适量的3410UV胶，然后用UV光源照射3410UV胶完成汇聚器108的初步预固定，放进高温烘箱中烘烤热固化，固化完成后，这种并行八通道单纤双向光模块光学结构封装完成。汇聚器108、准直器220～227和汇聚准直器230～237的材料包括但不限于光学玻璃、硅、PEI以及其他透光材料，其外形包括但不限于单个式、整体式等。

需要说明的是，光纤连接端口105的材料包括但不限于光学玻璃、硅、PEI以及其他透光材料等，其倾斜角度包括但不限于4°、6°、8°等其他角度，其外形包括但不限于单个式、整体式等。图8、图9和图10分别表示的是光学结构的侧视图、TX端光学结构的等二轴侧视图和RX端光学结构的等二轴侧视图，其中，112为连接器。

Claims (10)

1.一种光学结构，其特征在于，包括：

电路板，所述电路板中设置有通孔；

导体支撑部，所述导体支撑部固定连接于所述通孔的内壁，所述导体支撑部中设置有间隙，所述导体支撑部的上表面设置有光纤连接端口；

分光棱镜，所述分光棱镜穿设于所述间隙中，且所述分光棱镜的两端凸出于所述导体支撑部的上表面和下表面；

第一光电转换单元，所述第一光电转换单元固定连接于所述导体支撑部的上表面，所述第一光电转换单元用于将发射电信号转换为发射光信号；

第二光电转换单元，所述第二光电转换单元固定连接于所述导体支撑部的下表面，所述第二光电转换单元用于将接收光信号转换为接收电信号。

2.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述导体支撑部包括固定连接于所述通孔的两侧内壁的左侧子支撑部和右侧子支撑部，所述左侧子支撑部和所述右侧子支撑部之间形成所述间隙；

其中，所述光纤连接端口设置于所述左侧子支撑部的上表面；

所述第一光电转换单元固定连接于所述右侧子支撑部的上表面，且所述第二光电转换单元固定连接于所述右侧子支撑部的下表面。

3.根据权利要求2所述的光学结构，其特征在于，所述光学结构还包括：

汇聚准直器，所述汇聚准直器固定连接于所述左侧子支撑部的上表面，且所述汇聚准直器设置于所述光纤连接端口和所述分光棱镜之间。

4.根据权利要求3所述的光学结构，其特征在于，所述光学结构还包括：

准直器，所述准直器固定连接于所述右侧子支撑部的上表面，且所述准直器设置于所述分光棱镜和所述第一光电转换单元之间。

5.根据权利要求4所述的光学结构，其特征在于，所述光学结构还包括：

隔离器，所述隔离器固定连接于所述右侧子支撑部的上表面，且所述隔离器设置于所述准直器和所述分光棱镜之间。

6.根据权利要求3-5任一项所述的光学结构，其特征在于，所述光学结构还包括：

反射镜，所述反射镜固定连接于所述右侧子支撑部的下表面，且所述反射镜设置于所述分光棱镜和所述第二光电转换单元之间。

7.根据权利要求6所述的光学结构，其特征在于，所述光学结构还包括：

汇聚器，所述汇聚器固定连接于所述右侧子支撑部的下表面，且所述汇聚器设置于所述分光棱镜和所述反射镜之间。

8.根据权利要求6所述的光学结构，其特征在于，所述光学结构还包括：

滤波电容，所述滤波电容固定连接于所述右侧子支撑部的下表面，且所述滤波电容设置于所述反射镜和所述第二光电转换单元之间。

9.根据权利要求6所述的光学结构，其特征在于，所述光学结构还包括：

放大器，所述放大器固定连接于所述右侧子支撑部的下表面，且所述放大器设置于所述第二光电转换单元和所述电路板之间。

10.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括：

壳体；

至少一个如权利要求1-9任一项所述的光学结构，各所述光学结构设置于所述壳体内，且各所述光学结构在所述壳体内并列分布。