CN104136953A - 用于接收波分多路复用光学信号的接收器光学模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于组装的接收器光学模块。该接收器光学模块包括中间组件以及安装在子底座上的透镜和光电二极管，该中间组件包括各自安装在上部基座上的光学多路分离器和光学反射器。由透镜和光电二极管组成的组件安装在壳体的底部上；而由光学多路分离器和光学反射器组成的组件通过下部基座也安装在壳体的底部上。上部基座与底部分开并且该上部基座与该底部平行地延伸以形成安装放大电路的多余空间。

Description

用于接收波分多路复用光学信号的接收器光学模块

技术领域

本发明的实施例涉及待安装在光学收发器内的接收器光学模块，具体地涉及接收波分多路复用光学信号的接收器光学模块。

背景技术

波分多路复用(WDM)系统己经在光学通信系统中得到普及。现有技术中的一件专利申请己经公开了一种光学收发器，该光学收发器具有各自能够以10Gbps的传输速度工作的四个发送器光学子组件(TOSA)、各自能够同样以10Gbps的传输速度工作的四个接收器光学子组件(ROSA)以及光学多路复用器和光学多路分离器。这样的光学收发器已经实现了40Gbps的传输速度。

图8A是实现光学多路分离功能的部件的光学结构的平面视图，而图8B是侧视图。由外部光纤1提供的多路复用光学信号在被反射镜4反射之后通过光学介质5并且被光学反射器5a完全反射。多层滤光器类型的滤光器5b在其第一部分处仅透射光学信号中的具有特定波长λ₁的一个而反射其余的光学信号。在其余光学信号通过光学介质5并且被反射器5a反射之后，其中的仅一个具有另一特定波长λ₂的光学信号在滤光器的第二部分处透过滤光器。此外，其余光学信号在滤光器5b的第二部分中被滤光器5b反射。滤光器5b的第三部分可以透射其中的仅一个具有第三特定波长λ₃的光学信号，并且滤光器5b的第四部分可以透射其余的具有第四特定波长λ₄的光学信号。因此，具有多个波长λ₁～λ₄的光学信号可以经过多路分离并且被相应的光电二极管(在下文中以“PD”表示)7a接收。

用于多路复用光学信号的常规光学模块以及例如光学多路分离器、反射镜组、透镜、PD等光学部件被二维地(平面)布置在基座上。这种布置扩大了部件的占用面积。近来的光学收发器被迫进一步缩减尺寸。对于这样的需求，光学部件的二维(平面)布置成为妨碍将光学模块安装在紧凑的光学收发器内的决定性因素。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种接收各自具有彼此不同的特定波长的光学信号的光学模块。根据一个实施例所述的光学模块包括中间组件、多个透镜、多个PD和壳体。所述中间组件包括光学多路分离器、光学反射器和基座。所述光学多路分离器根据特定波长来多路分离进入到光学模块中的光学信号，以生成多个经多路分离的光学信号。所述光学反射器朝相应的PD反射经多路分离的光学信号。所述光学多路分离器和所述光学反射器安装在所述基座上。各个透镜将由所述光学反射器反射的经多路分离的光学信号会聚到相应PD上。所述壳体包括底部、侧面和盖体以形成封入所述中间组件、所述透镜和所述PD的空间。根据实施例所述的光学模块的特征在于：所述光学反射器、所述透镜和所述PD相对于所述壳体的所述底部沿竖直方向布置。

根据上述实施例的一种具体结构，中间组件安装在壳体的底部上，以便光学多路分离器和光学反射器安装在基座的顶部上。根据上述实施例的另一种具体结构，中间组件安装在壳体的盖体上，以便光学多路分离器和光学反射器安装在基座的面向壳体的底部的表面上。中间组件、透镜和PD的此类布置在壳体内形成了可用的多余空间，例如用于放大PD的输出的放大器等附加电子部件安装在该空间中。

附图说明

根据参考附图对本发明的优选实施例所作的以下详细描述，可以更好地理解前述目的和其他目的、方面以及优点，其中：

图1是根据本发明的实施例的接收器光学模块的局部剖切透视图；

图2A示出图1所示接收器光学模块的侧部横截面，而图2B放大了PD与光学多路分离器之间的光学耦合状态；

图3A和图3B示出了安装在上部基座上的光学部件的实施例，而图3C和图3D示出了光学部件的变型例；

图4A和图4B是示出为了将光学多路分离器和光学反射器安装在上部基座的表面上而在该表面上制出的对准标记的平面视图；

图5A示出与下部基座组装在一起的中间组件，该中间组件包括安装在上部基座上的光学多路分离器和光学反射器，而图5B示出了从前述中间组件变型而成的另一个中间组件；

图6示出了中间组件的另一个变型例；

图7A至图7C示出了PD模块的结构，其中金属基座通过间隔件支撑透镜支架以便将第二透镜设置为与PD分开；

图8A是在常规光学模块中实现的光学耦合状态的平面视图，而图8B是侧视图；

图9是根据本发明的另一个实施例的光学模块的剖视图；

图10A和图10B是图9所示中间组件的透视图，其中，图10A是从前部上方观察得到的透视图，而图10B是从后部上方观察得到的透视图；

图11A和图11B分别示出在光学反射器安装在基座上之前和之后的图9所示中间组件的平面视图；

图12A至图12C示意性示出光学反射器与第二透镜28的光学对准；

图13是示出光学多路分离器在基座上的对准的平面视图；

图14A是包括变型基座的中间组件的透视图，而图14B是在光学部件安装在图14A所示基座上之前的该基座的平面视图；

图15是根据本发明的另一个实施例的光学模块的剖视图；

图16A示意性示出由安装在图15所示光学模块中的光学多路分离器处理的光束，而图16B示意性示出由安装在图15所示光学模块中的另一个光学多路分离器处理的光束；以及

图17是根据本发明的另一个实施例的光学模块的剖视图。

具体实施方式

(第一实施例)

接下来，将参考附图描述根据本发明的一些实施例。在对附图的描述中，彼此相同或相似的标记表示彼此相同或相似的部件，而不作重复说明。图1是在光学收发器内实现的接收器光学模块的透视图，其中，接收器光学模块的一部分被移除以示出该模块的内部，图2A示出了光学模块的横截面，而图2B放大了将安装在模块中的光学器件与外部光纤耦合的主要部分。

图1和图2A所示的接收器光学模块10包括耦合单元11、壳体12和电连接器13。耦合单元11设置有套筒14、接合套筒15(在下文中称为J套筒)、接头16、短柱17和第一透镜18。具有盒式形状的壳体12设置有侧面20、底部21和盖体22。壳体12的前侧面20设置有由保持件23保持的光学窗口19。在底部21上安装有模块的主要部分。该主要部分包括上部基座25、光学多路分离器26和光学反射器27，其中，光学多路分离器26和光学反射器27安装在上部基座25上，并且上部基座25通过下部基座24间接安装在底部21上。上述主要部分还包括多个PD29、将光会聚在PD29上的多个第二透镜28、和放大器电路32。PD29直接安装在子底座30上。第二透镜28、放大器电路32和带有子底座30的PD29通过金属基座31安装在底部21上。

套筒14以其前部接纳固定在图中未示出的外部光纤的末端上的插芯，而耦合单元11的靠近壳体12的其余部分接纳短柱17的末端部。短柱17的根部压配合在衬套35内。J套筒15将PD29与外部光纤光学耦合。具体地，通过调节接头16在J套筒15内的插入深度来进行沿着以图中箭头表示的光轴的光学对准，而通过使衬套35在J套筒15的端面上滑动来进行垂直于光轴的光学对准。

壳体12具有盒式形状。侧面20可由金属制成，通常由统称为柯伐合金(Kovar)的铁镍钴合金制成；而底部21可由例如铜钼合金(CuMo)、铜钨合金(CuW)等金属制成。盖体22气密地封闭壳体12的内部。电连接器13是在顶面上具有多个电子衬垫的一种多层陶瓷。

可由金属制成的接头16焊接在保持件23上，并且保持件23固定在壳体12的前侧面20上。第一透镜18保持在接头16中。第一透镜使由设置在套筒14中的外部光纤提供的光准直。经准直的光通过窗口19行进到光学多路分离器26。

光学多路分离器26将光多路分离成多条光束。具体地，从外部光纤进入到光学模块10中的光包括各自具有彼此不同的特定波长的多个光学信号，并且光学多路分离器26根据光学信号的波长将光分成相应的光学信号。稍后将描述光学多路分离器26的细节。经多路分离的光学信号进入光学反射器27，被光学反射器27朝向底部21向下反射，最终通过第二透镜28进入PD29。光学多路分离器26和光学反射器27由上部基座25支撑，而上部基座25由下部基座24支撑。也就是说，光学多路分离器26和光学反射器27安装在上部基座25的底面上，而上部基座25安装在下部基座24上，以便上部基座25的底面面向壳体12的底部21并且与底部21大致平行。

经光学多路分离器26多路分离的相应光学信号中的每一个被第二透镜28聚焦然后由PD29接收。PD29通过子底座30安装在金属基座31上。如稍后的详细描述，透镜28可以结合在PD29上或者如同光学多路分离器26和光学反射器27一样安装在上部基座25的底面上。

如在图2B中示意性示出的那样，光学多路分离器26和光学反射器27布置在上部基座25上。具体地，光学多路分离器26和光学反射器27在上部基座25的底面上布置为与壳体12的底部21分开。另一方面，PD29和聚光透镜28通过子底座30和金属基座31布置在底部21上，以便PD29、聚光透镜28和光学反射器27沿竖直方向布置。因此，从光学多路分离器26到子底座30的光学部件三维地(立体)设置在壳体12中，这样在壳体12内形成了多余空间，以便在无需扩大壳体12尺寸的情况下安装与PD29靠近的放大电路32。

图3A至图3D示出了安装在上部基座25上的光学多路分离器26和光学反射器27的各种结构。图3A和图3B所示的光学多路分离器26A将滤光器26b₁与光学反射器26a₁分隔开。在图3A和图3B所示的这一结构中，每个光学反射器26a₁具备反射具有正在考虑的所有波长λ₁～λ₄的光的特性；而每个滤光器26b₁仅透射光学信号中的具有特定波长的一个而反射其他光学信号。具体地，接收到具有λ₁～λ₄波长的光学信号的第一滤光器26b₁仅透射具有λ₁波长的光学信号而反射具有λ₂～λ₄波长的其他光学信号，具有λ₂～λ₄波长的光学信号被第一反射器26a₁反射并且进入第二滤光器26b₁。第二滤光器26b₁仅透射具有λ₂波长的光学信号而反射具有λ₃和λ₄波长的光学信号，具有λ₃和λ₄波长的光学信号被第二反射器26a₁反射并且进入第三滤光器26b₁。第三滤光器26b₁仅透射具有λ₃波长的光学信号而反射具有λ₄波长的光学信号，具有λ₄波长的光学信号被末级反射器26a₁反射并且进入末级滤光器26b₁。末级滤光器26仅透射具有λ₄波长的光学信号。当进入到光学模块10中的光学信号仅具有λ₁～λ₄波长而没有任何其他波长时，可以省略末级滤光器26b₁。

例如，光学反射器27由具有涂有反射介质的反射表面27a的玻璃制成或者是一种由玻璃材料制成的棱镜。整个反射器27的反射表面27a相对于光学多路分离器26的光轴和PD29的光轴形成45°的角度。经多路分离器26多路分离的相应光学信号被反射表面27a朝向第二透镜28反射而被PD29接收。

图3C和图3D示出了光学多路分离器26B的另一个结构。光学多路分离器26B将单个光学反射器26a₂和各自连接在透光体26c上的滤光器26b₂结合在一起。入射到光学模块10中的具有λ₁～λ₄波长的光学信号进入透光体26c，透光体26c由对具有λ₁～λ₄波长的光学信号透光的材料制成。第一滤光器26b₂仅透射具有λ₁波长的光学信号而反射具有λ₂～λ₄波长的其他光学信号，具有λ₂～λ₄波长的光学信号透过透光体26、被光学反射器26a₂反射、再次透过透光体26并且进入第二滤光器26b₂。第二滤光器26b₂仅透射具有λ₂波长的光学信号而反射其他光学信号，其他滤光器可以与图3A和图3B所示的上述结构相似地以此类推。

当滤光器26b₁和26b₂是带通型滤光器时，其排列不限于按照波长的顺序。另一方面，当滤光器26b₁和26b₂是高通型或低通型滤光器时，其排列顺序需要按照波长的顺序。

图4A和图4B说明了将光学多路分离器26安装在上部基座25的底面25a上的方法的实例。例如，上部基座由例如氧化铝(Al2O3)等陶瓷制成并且具有对准标记，该对准标记具有图4A所示的线条26m₁和27m₁的形式或者具有图4B所示的二维形状26m₂和27m₂。用于光学多路分离器26的对准标记具有L形的线条26m₁或直角三角形26m₂。光学多路分离器26在其角部与L形线条26m₁的拐角或三角形26m₂的直角对准。光学反射器27在其前缘与条带27m₂的边缘或线条27m₁对准。光学多路分离器26和光学反射器27与上部基座25组装在一起，并且可以作为第二中间组件而被操作为一个部件。

图5A和图5B是待与下部基座24A或24B组装在一起的包括光学多路分离器26和光学反射器27的中间组件的透视图。图5A所示的下部基座24A具有U形横截面，其中，侧面24a的末端固定于上部基座25的底面25a的相应端部。U形的两个侧面24a包围光学多路分离器26。U形的底面24b待固定于光学模块10的壳体12的底部21。下部基座24、24A或24B可以由线性膨胀系数接近于上部基座25的材料(例如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、铜钼合金(CuMo)、铜钨合金(CuW)等)制成。

图5B所示的下部基座24B将图5A中的U形的两个侧面分为两个独立的侧面24a，两个侧面24a在上部基座25的相应侧彼此大致平行地布置。侧面24a的一端24c固定于上部基座25的底面25a。尽管图5B中的下部基座24B在其侧面24a中独立于上部基座25，然而侧面24a也可以与上部基座25形成为一体。

如图2A和图2B所示，具有安装有光学多路分离器26和光学反射器27的上部基座25的组件以及固定在上部基座25上的下部基座24待安装到壳体12的底部21上。上部基座25的底面25a独立于壳体12的底部21并且与底部21平行地延伸。这种结构可以充分地扩展用于安装部件的面积。

图6是示出下部基座24C的另一个实施例的透视图。下部基座24C在其后部切割侧面24a而留下鞍部24d，在鞍部24d上安装有第二透镜28。本实施例的第二透镜28是包括如图7B所示的多个透镜元件的被称为阵列透镜28B的类型。每个透镜元件与经光学多路分离器26多路分离的光学信号中的一个对应并且将相应的光学信号会聚到相应的PD29。因此，图6所示的实施例形成将光学多路分离器26、光学反射器27与第二透镜28结合在一起的中间组件。

图7A至图7C是分别示出包括第二透镜28和安装在子底座30上的PD29的透镜组件的透视图。图7A所示的实施例具有彼此独立并且与相应PD29对应的多个透镜元件28A。尽管图7A所示的透镜元件28A各自具有圆筒形状，然而透镜元件28A也可以是球面透镜。本实施例中的透镜28A由透镜支架33a支撑，并且透镜支架33a由设置在子底座30的端部的间隔件34支撑。透镜支架33a可以具有使由透镜28A会聚的光学信号通过而行进到相应PD29的孔。图7A和图7B所示的PD29具有多个PD；而图7C中所示的PD29将多个元器件结合为一体但使光接收表面独立于其他表面。

图7B所示的实施例具有所谓的阵列透镜28B，阵列透镜28B包括与相应PD29对应的多个透镜元件并且由主体33b支撑。与前述实施例中的透镜支架33a相似，主体33b在其两端由间隔件34支撑。图7C示出了PD29的可选形式，即所谓的阵列PD29。因此，第二透镜28和安装在子底座30上的PD29形成被操作为一个元件的中间组件，这样有助于光学模块10的组装。

接下来，将描述组装接收器光学模块10的过程。首先，该过程将光学多路分离器26和光学反射器27安装在上部基座25的底面25a上。在该组装步骤中，仅利用图4A或图4B所示的对准标记来定位光学多路分离器26和光学反射器27。与光学多路分离器26的组装同时，使PD29与第二透镜28光学对准。具体地，首先将PD29、间隔件34和放大电路32安装在子底座30上。接下来，使PD29与放大电路32引线结合。然后，使带有第二透镜28的支架33与PD29光学对准。仅借助透镜28、透镜支架33和间隔件34的物理尺寸来执行此对准，这是由于PD29的光学感测表面较宽，其光学感测表面的直径通常为数十微米，这样降低了透镜28与PD29之间的位置精度要求。

随后，将透镜28和PD29的前述中间组件安装在壳体12的底部21上的位置。最后，在将光学多路分离器26与耦合单元11对准的同时将上部基座25的具有光学多路分离器26和整体反射器27的另一个中间组件安装在壳体12的底部21上。具体地，首先使中间组件的前缘抵靠壳体12的前侧面20。然后，使中间组件在底部21上沿着光轴向后滑动预定距离。最后，在该位置附近沿着纵向和横向执行精确对准，直到在相应PD29与耦合单元11之间获得预定耦合效率为止。由于本发明的接收器光学模块10采用两个中间组件，其中的一个中间组件包括带有光学多路分离器26和光学反射器27的上部基座25，另一个中间组件包括第二透镜28和子底座30上的PD29；因此能够有助于完成组装接收器光学模块10的过程。

(第二实施例)

图9示出了根据本发明的第二实施例的光学模块10A的横截面，图10A和图10B是中间组件的透视图，其中，图10A是从前方观察得到的透视图，而图10B是从后方观察得到的透视图。在本说明书中，仅出于解释的目的而使用前、后方向。前方仅指设置有耦合单元11的一侧，而后方仅指与前方相反的一侧。与前述光学模块10相比，光学模块10A设置有变型的下部基座24D。光学模块10A的其他结构与前述光学模块10的结构大致相同，因此省略其描述。

在下部基座24D上安装有光学多路分离器26、光学反射器27、多个第二透镜28和多个PD29。本发明的光学模块10A的特征在于：多路分离器26和光学反射器27安装在下部基座24D的顶面24Db上，其中，顶面24Db大致平行于壳体12的底部21，而前述光学模块10将这些光学部件安装在上部基座25的底面上。如图10B所示，第二透镜28和PD29竖直地设置在由侧面24Da包围成的空间24D3中。与前述光学模块10的结构类似地，该结构可以节省封装件的空间，并且产生用于安装电子器件的额外空间。

参考图10A，本实施例的光学多路分离器26将光学反射器26a₂和对具有波长λ₁～λ₄的光大致透光的透光体26c与多个滤光器26b₂结合在一起。光学反射器26a₂反射具有波长λ₁～λ₄的光学信号，而各个滤光器26b₂透射光学信号中的具有特定波长的相应光学信号。由光学多路分离器26过滤的光学信号(包括各自具有波长λ₁～λ₄中的一个的四个信号)通过透光体26c行进到光学反射器27、被反射表面27a向下反射、并且行进到第二透镜28。

应该注意到，从光学多路分离器26输出的光学信号进入光学反射器27的侧面并且在光学反射器27内行进而由反射表面27a反射。另一方面，前述光学模块通过反射表面27a直接反射从光学多路分离器输出的光学信号，而不会让光学信号进入到光学反射器27内。为了抑制光学噪声或意外的多次反射，光学反射器27的面向光学多路分离器26的表面优选涂覆有防反射膜。

由例如通常为氧化铝(Al2O3)或石英玻璃的陶瓷等绝缘材料制成的下部基座24D具有带有矩形块的前部24D1和从前部24D1的后端延伸的后部24D2。前部24D1在其顶面24Db上安装有光学多路分离器26，而后部24D2设置有底壁24De和各自从前部24D1的后端延伸的一对侧壁24Da。光学反射器27安装在侧壁24Da的顶面24Dc上。底壁24De和侧壁24Da形成了空间24D3，第二透镜28和PD29以竖直布置的方式设置在空间24D3中。后部24D2在侧壁24Da的两个内表面中设置有台阶24Dd，并且第二透镜28安装在台阶24Dd上，而PD29直接安装在下部基座24的底壁24De的顶面24Df上。

参考图11A和图11B，其中，图11A和图11B分别示出了在安装光学反射器27之前和之后的光学模块10A的中间组件的平面视图。前部24D1的顶面24Db沿着前部24D1的边缘设置有标记26m。标记26m的前缘26m3相对于前部24D1的侧边或后缘形成倾斜角度。光学多路分离器26安装为使透光体26c的后缘与前缘26m3对准。

参考图11A，底壁24De的顶面24Df设置有另一个对准标记27m3以对准PD29。根据后述的算法将PD29与标记27m3对准，在下部基座24D上将光学多路分离器26、光学反射器27、第二透镜28和PD29等光学部件组装为中间组件。即使光学模块10A设置有四个PD29，中间组件的这种布置也能够有助于相应部件的对准和形成光学模块10A的过程。

接下来，将参考图11B、图12A、图12B和图12C对相对于下部基座24D对准光学多路分离器26、光学反射器27、第二透镜28和PD29的方法进行描述，其中，图11B是带有第二透镜28的下部基座24的平面视图，而图12A至图12C示例性示出了光学反射器27、第二透镜28和PD29之间的位置关系。

该过程首先使用设置在顶面24Df上的标记27m3将PD29放置在下部基座24D的底壁24De的顶面24Df上。尽管图11A示出了矩形作为标记27m3，然而也可以使用例如沿着标记27m3的边缘中的一条延伸的线条、角部位于矩形的对应角处的多个L形符号等其他形状。然后，该过程在后空间24D3中将第二透镜28安装在台阶24Dd上。假定相应的PD29的半径为d，该过程将第二透镜28对准为使相应透镜的中心位于与该透镜对应的PD29的感光区域的中心相距±d的范围内。

然后，将光学反射器27安装在下部基座24D的侧面24Da的顶面24Dc上，以便通过使用例如图像识别技术来使光学反射器27的后缘变为大致平行于具有阵列布置的第二透镜28的边缘。通过使光学反射器27沿着侧面24Da在侧面24Da的顶面24Dc上纵向滑动，使从光学多路分离器26射出的光的光轴与第二透镜28的中心对准。通过使光学反射器27相对于侧面24Da摆动，所有第二透镜28都可以与相应的滤光器26b2对准。

图12A至图12C示意性示出了光学反射器27与第二透镜28的光学对准。假定第二透镜28的后缘28a是用X表示的基准位置，光学反射器27优选设计为这样：当光学反射器27的后缘27b与基准X对准时，被光学反射器27弯折的光轴与第二透镜28的中心对准。在这种结构中，即使如图12A所示光学反射器27例如未对准后侧或者如图12C所示光学反射器27例如未对准前侧，PD29也可以有效地感测由第二透镜28会聚的光束。因此，用于准直光束的第二透镜28的焦点(即PD29接收到光束的位置)独立于第二透镜28的入射位置。通过将第二透镜28与PD29精确对准，光学反射器27的对准不良不会引起光学模块10A的重大失效。

然后，该过程在下部基座24D上将光学多路分离器26与标记26m对准。图13是示出光学多路分离器26在下部基座24D上的对准过程的平面视图。例如，通过夹头或类似于夹头的工具夹持光学多路分离器26，该夹头或该工具具有使所夹持的对象相对于标记26m的边缘26m3水平滑动和旋转的机构。通过将光学多路分离器26的边缘与标记26m的边缘26m3对准然后在用具有λ₁波长的感测光实际照射光学多路分离器26的情况下使光学多路分离器26沿着箭头A所表示的方向横向滑动，将光学多路分离器26固定在接收到感测光的PD29输出最大光电流的位置。如图13所示，感测光在界面处发生两次折射，相应地，进入到光学多路分离器中的光的光轴与从光学多路分离器离开(射出)的光的光轴之间形成偏移，这使光学对准变得复杂。然而，根据本发明模块中的光学多路分离器26沿着标记26m的边缘26m3滑动的结构仅仅使从光学多路分离器26出射的光的光轴平行地移位。

图14A是设置有从前述下部基座24D改型而成的下部基座24E的另一个中间组件的透视图。由多层陶瓷制成的下部基座24E同样包括带有矩形块的前部24E1以及设置有从前部24E1延伸的侧壁24Ea的后部24E2。前部24E1包括三层陶瓷，而后部24E2包括除了前部24E1中的最下层之外的两层陶瓷。作为替代，后部24E2设置有具有前述子底座30或底壁24De的功能的电路基板30A。电路基板30A具有与最下层陶瓷的厚度大致相等的厚度。

最上层陶瓷在前部24E1的顶面24Eb上安装有光学多路分离器26，而侧壁24Ea在其顶面24Ec中安装有光学反射器27。中间层陶瓷向内朝竖直地放置第二透镜28和PD29的空间延伸，以形成安装第二透镜28的台阶24Ed。

从侧壁24Ea延伸的基板30A不仅在其顶面30Aa上安装有PD29，而且还设置有一些电子衬垫31b和与PD29电连接的互连电路31a。PD29在互连电路31a上输出电信号并且经由衬垫31b偏置。图14B是未安装光学部件的下部基座24E的平面视图，特别地，如图14B所示，设置在从侧壁24Ea延伸的区域中的衬垫31b用于给PD29提供偏置，而形成在PD29附近的其他衬垫29b用于将电信号从PD29传导至放置在中间组件后面的放大器32但不用于安装光学部件。放大器32放置在下部基座24E的后面。

(第三实施例)

图15示出了根据本发明的另一个实施例的光学模块10B的横截面。图15所示的光学模块10B的特征在于：安装有光学多路分离器26C和光学反射器27的上部基座25A与盖体22(具体而言是盖体22的内表面22a)连接，并且从图15中未示出的耦合单元11进入的光在离开光学反射器27之后行进到光学多路分离器26C、由光学多路分离器26C的后端反射从而被过滤、在光学反射器27的反射表面27a中被光学反射器27反射为使其光轴弯折90°、并且通过第二透镜28进入PD29。

上部基座25A的安装有光学部件的表面25Ab与壳体12的底部21分开，以形成安装放大器32和一些其他电子元件的足够空间。在图15所示的实施例中，光学反射器27、第二透镜28和PD29沿竖直方向布置以节省壳体12中的空间。由于上部基座25A由盖体22支撑，这样还产生了安装电子元件的额外空间，因此图15所示的结构具有这样的优点：省去了从壳体12的底部21支撑上部基座25A的部件。

当与上部基座25A的中间组件(即光学多路分离器26C和光学反射器27)组装在一起的盖体22与壳体12的侧面20连接时，通过使盖体22横向滑动约±100μm并且使盖体22在侧面20上旋转约1°来执行连接在保持件23上的耦合单元11与壳体12的底部21上的PD29之间的光学对准。此类尺寸范围内的调整不会影响盖体22与侧面20的焊接。

如上所述，从耦合单元11入射并通过保持件23的光在离开光学反射器27之后行进到光学多路分离器26C、进入光学多路分离器26C从而被过滤以生成各自具有彼此不同的特定波长的多个光束、并且被光学反射器27的反射表面27a反射以行进到PD29。

图16A是示意性示出了由光学多路分离器26C处理的光束的平面视图。本实施例的光学多路分离器26C具有与前述光学多路分离器26B相似的结构。也就是说，光学多路分离器26C将光学反射器26a₂和滤光器26b₂与透光体26c结合在一起。除了这些元件之外，本实施例的光学多路分离器26C还设置有与滤光器26b₂的表面连接的另一个透光部件26f。透光部件26f限定了光入射面26f1和光出射面26f2，这两个表面均面向光学反射器27。入射面26f1和出射面26f2优选涂覆有防反射层。

本实施例的光学多路分离器26C还设置有光反射表面26e，光反射表面26e朝向光学反射器26a₂完全反射进入光学多路分离器26C的光。可以通过对透光部件26f抛光来形成光反射表面。在入射面26f1处进入光学多路分离器26C且具有λ₁～λ₄波长的光在光反射表面26e处被完全反射为朝向光学反射器26a₂。在光学反射器26a₂与透光体26c之间的界面处被反射之后，具有λ₁～λ₄波长的光进入滤光器26b₁中的一个。只有具有波长λ₁的光学信号通过第一滤光器，而其余的光学信号在第一滤光器处被反射并且再次行进到光学反射器26a₂。具有波长λ₁的光从出射面朝光学反射器27射出。而具有λ₂～λ₄波长的光学信号被光学反射器26a₂反射并且行进到第二滤光器26b₂。只有具有波长λ₂的光学信号通过第二滤光器26b₂而从出射面26f2射出，而其余的光学信号在第二滤光器26b₂处被反射而行进到光学反射器27。各自具有彼此不同的波长的光学信号在物理上以恒定的间距从光出射面26f2射出。因此，光学多路分离器26C根据光学信号的波长将从耦合单元11进入且具有物理位移的光学信号有效地区分开。因此，第二透镜28和PD29独立地接收分隔的光学信号。

本实施例的光学多路分离器26C和光学反射器27的布置(具体而言，经多路分离的光学信号行进到光学耦合单元的一侧的布置)在壳体12内产生了用于安装电子元件的额外空间并且缩短了壳体12的纵向尺寸。

图16B是示意性示出了由根据本发明的另一个实施例的光学多路分离器处理的光束的平面视图。光学多路分离器26D同样设置有光入射面26f1和光出射面26f2，这两个面均面向光学反射器27。光学多路分离器26D的特征在于：光入射面26f1相对于光出射面26f2形成不是180°的实质性的角度。也就是说，光入射面26f1和光出射面26f2不是同一平面。两个表面26f1和26f2的这种布置省去了使进入光学多路分离器26D的光完全反射的第三表面26e。然而，在本实施例的光学多路分离器26D中，从光学多路分离器26D射出的光束不平行于进入到光学多路分离器26D中的光束。

(第四实施例)

图17示出了根据本发明的另一个实施例的光学模块的横截面。光学模块10C同样设置有与壳体12的盖体22的内表面连接的上部基座25。图17所示的光学模块10C的特征在于：光学模块10C设置有具有前述结构的光学多路分离器26B；也就是说，光学多路分离器26B设置有面向光学耦合单元11的光入射面，而光出射面面向与光入射面相反的方向。由光学多路分离器26B处理的光束行进到设置在上部基座25的后端中的光学反射器27、在光学反射器27处被反射为竖直地朝向壳体的底部21、并且经由第二透镜28进入PD29。这种结构确保了位于光学多路分离器26D下方的安装电子元件33的足够空间。

尽管例举和说明了当前被认为是本发明的示例性实施例的实例，但本领域的技术人员将理解，在不背离本发明实质范围的情况下，可以做出各种其他变型并且可以用等同形式来代替。另外，可以在不背离本文所描述的中心发明构思的情况下，做出多种变型以适应符合本发明的教导的特定情形。因此，本发明的意图不限于所公开的特定实施例，而是本发明包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (17)

1.一种光学模块，其用于接收各自具有彼此不同的特定波长的光学信号，所述光学模块包括：

中间组件，其包括光学多路分离器、光学反射器和基座，所述光学多路分离器根据特定波长来多路分离光学信号，所述光学反射器朝相应的光电二极管反射经多路分离的光学信号，所述光学多路分离器和所述光学反射器安装在所述基座上；

多个透镜，其会聚由所述光学反射器反射的经多路分离的所述光学信号；

多个光电二极管，其分别接收由相应的透镜会聚的所述光学信号；以及

壳体，其包括底部、侧面和盖体以形成封入所述中间组件、所述透镜和所述光电二极管的空间，

其中，所述光电二极管、所述透镜和所述光学反射器相对于所述壳体的所述底部沿竖直方向布置。

2.根据权利要求1所述的光学模块，其中，

所述中间组件安装在所述壳体的所述底部上，以便所述光学多路分离器和所述光学反射器安装在所述基座的顶面上。

3.根据权利要求2所述的光学模块，其中，

所述基座包括具有矩形块的第一部分和具有侧壁和底壁的第二部分，所述光学多路分离器安装在所述第一部分的顶部上，所述光学反射器安装在所述侧壁的顶部上，所述侧壁和所述底壁形成竖直地装入所述透镜和所述光电二极管的空间。

4.根据权利要求3所述的光学模块，其中，

所述侧壁设置有向内延伸至所述空间的台阶，并且

所述透镜安装在所述台阶上，而所述光电二极管安装在所述底壁上。

5.根据权利要求3所述的光学模块，其中，

所述基座的所述底壁是设置有互连电路和电子衬垫的电路基板，并且

所述光电二极管在经由所述电子衬垫偏置的同时在所述互连电路上输出信号。

6.根据权利要求5所述的光学模块，还包括放大从所述光电二极管输出的信号的放大器，

其中，所述放大器在所述基座的后面安装在所述壳体的所述底部上。

7.根据权利要求5所述的光学模块，其中，

所述电路基板具有从所述侧壁向外延伸的延伸部分，并且所述电子衬垫放置在所述延伸部分中。

8.根据权利要求1所述的光学模块，其中，

所述光学反射器设置有不面向所述光学多路分离器的反射表面，并且

从所述光学多路分离器射出的所述光学信号进入所述光学反射器、在所述光学反射器内行进、并在所述反射表面被反射。

9.根据权利要求8所述的光学模块，其中，

所述光学反射器在从所述光学多路分离器输出的所述光学信号所进入的表面上具有防反射涂层。

10.根据权利要求1所述的光学模块，其中，

所述中间组件安装在所述盖体上，以便所述光学多路分离器和所述光学反射器安装在所述基座的面向所述壳体的所述底部的表面上。

11.根据权利要求10所述的光学模块，还包括放大从所述光电二极管输出的信号的放大器，

其中，所述放大器安装在所述壳体的所述底部的面向安装在所述基座上的所述光学多路分离器的区域上。

12.根据权利要求1所述的光学模块，还包括光学耦合单元，所述光学信号经由所述光学耦合单元进入所述壳体内，

其中，所述光学反射器设置在所述光学多路分离器和所述光学耦合单元之间。

13.根据权利要求12所述的光学模块，其中，

所述光学多路分离器设置有各自面向所述光学反射器的光入射面和光出射面。

14.根据权利要求12所述的光学模块，其中，

所述光学多路分离器包括光学反射器、透光体、透光部件和多个滤光器，所述滤光器放置在所述透光体与所述透光部件之间，所述光学反射器反射所有的光学信号，所述透光体和所述透光部件基本上透过所有的光学信号，所述多个滤光器中的每一个滤光器透射光学信号中与该每一个滤光器对应的一个光学信号而反射其他光学信号，并且

所述透光部件在不面向所述多个滤光器的一侧设置有光入射面和光出射面。

15.根据权利要求14所述的光学模块，其中，

所述光入射面和所述光出射面是同一平面。

16.根据权利要求14所述的光学模块，其中，

所述光入射面与所述光出射面成实质性的角度。

17.根据权利要求1所述的光学模块，其中，

所述基座由陶瓷制成。