CN111856661A - 光通信模块 - Google Patents
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Abstract
本揭露的一个实施例提供一种光通信模块，包括:基板；光电探测器，设置于所述基板上；及光路控制件，位于所述基板上方，所述光路控制件包括滤光块与反射件，所述滤光块具有相反设置的上表面及下表面，所述反射件直接接触所述滤光块的上表面，来自所述光通信模块外部的光线经由所述滤光块的下表面进入所述滤光块，并通过所述反射件进行反射后射向所述光电探测器。
Description
技术领域
本发明涉及一种光通信模块，特别是关于一种具有双向通信能力的的光通信模块。
背景技术
在光通信网路中，光通信模块通常用来在光纤中传输和/或接收光讯号。光接收模块是接收光讯号的光通信模块，但并不传输光讯号。光传输模块是传输光讯号的光通信模块，但不接收光讯号。光收发模块是传输和接收光讯号的光通信模块。
随着对数据吞吐量的需求日益增加，光纤网络的数据速率或带宽也越来越高。尽管各种收发器和光纤网络的设计使得光纤网络的带宽增加，然而目前可使用的技术对于光纤网络的带宽增加程度有限。有一种增加光纤网络的带宽的方法是使用多信道光通信模块，也就是并行光通信模块，其通过并行的多信道发射和接收光学数据讯号。还有一种增加光纤网络的带宽的方法是在每个光纤上发射和接收不同波长的光讯号，这通常被称为双向(BiDi)通信。
然而，具有BiDi功能的多信道光通信模块的设计和制造相当具有挑战性。其中一个挑战就是实现光源与光耦合系统的光学组件之间以及光电探测器与光耦合系统的光学组件之间的足够精确的光学对准。如果没有实现足够精确的光学对准，性能就会下降。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种光通信模块，可以较经济地制造，并且可以相对较容易对准。
本揭露的一个实施例提供一种光通信模块包括:基板；光电探测器，设置于所述基板上；及光路控制件，位于所述基板上方，所述光路控制件包括滤光块与反射件，所述滤光块具有相反设置的上表面及下表面，所述反射件直接接触所述滤光块的上表面，来自所述光通信模块外部的光线经由所述滤光块的下表面进入所述滤光块，并通过所述反射件进行反射后射向所述光电探测器。
在上述实施例中，所述光通信模块还包括腔体，来自所述光通信模块外部的光信号沿所述腔体的横轴进入所述腔体，并经由设置于所述横轴的反射镜折射至所述光路控制件。所述光通信模块还包括顶部框架，所述顶部框架通过形成于所述腔体的顶部开口连通于所述腔体的内部空间，所述光路控制件设置于所述顶部框架内。
在上述实施例中，所述反射件包括涂布于所述滤光块的上表面的反射薄膜。
在上述实施例中，所述光通信模块还包括设置于所述基板的光源，来自所述光源的光线经由所述滤光块的下表面反射后射离所述光通信模块。
本揭露的另一个实施例提供一种光通信模块包括:腔体，具有一横轴；光学端口，连接所述腔体且其中心通过所述横轴，所述光学端口配置用于允许光线进入或离开所述腔体；光电探测器，配置用于感测射入腔体内的光线；反射镜，位于所述腔体内并放置在所述横轴上；及光路控制件，位于所述腔体内并偏移所述横轴设置，所述光路控制件包括滤光块与反射件，所述滤光块具有相反设置的上表面及下表面，所述反射件直接接触所述滤光块的上表面，来自所述光通信模块外部的光线经由所述滤光块的下表面进入所述滤光块，并通过所述反射件进行反射后射向所述光电探测器。
在上述实施例中，所述光通信模块还包括顶部框架，所述顶部框架通过形成于所述腔体的顶部开口连通于所述腔体的内部空间，所述光路控制件设置于所述顶部框架内。
在上述实施例中，所述反射件包括涂布于所述滤光块的上表面的反射薄膜。
在上述实施例中，所述光通信模块还包括设置于所述腔体内的光源，来自所述光源的光线经由所述滤光块的下表面反射，并经由所述反射镜反射后离开所述腔体。
在上述实施例中，所述光学端口配置用于连接光纤。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的光通信模块的上视图。
图2为根据本发明一实施例的光通信模块的剖面示意图。
图3为根据本发明一实施例的光通信模块的光源与光电探测器设置于基板上的上视图。
图4为根据本发明一实施例的光通信模块的光源与光电探测器装设至基板上的方法的流程图。
图5为根据本发明一实施例的光通信模块操作时光线行进示意图。
主要元件符号说明
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件被认为是“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设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1显示根据本发明一实施例的光通信模块1的俯视图，图2显示根据本发明一实施例的光通信模块1的剖面示意图。在一实施例中，光通信模块1适于与光缆的端部或设置在光缆端部的套管配合。在一实施例中，光通信系统1包括二个放置于基板20之上的光信号组件10A、10B。光通信系统1可以被设置为光发射模块在二根光纤5上发射光讯号，并且光通信系统1可以被设置为光接收模块在二根光纤5上接收光讯号。
光信号组件10A与光信号组件10B的结构说明如下。为方便说明，以下内容光信号组件10A将称作「第一组件」，并且光信号组件10B将称作「第二组件」根据本发明的一实施例，第一组件10A与第二组件10B的结构相同，故仅说明第一组件10A的结构细节。
在一实施例中，第一组件10A包括光学端口11、腔体12、顶部框架13、反射镜14(图3)、光路控制件15(图3)、光电探测器18(图3)、及光源19(图3)。第一组件10A的组件数量可以增加或减少，并不仅以此实施例为限。
参照图2，在一实施例中，腔体12包括环形的侧壁结构121与顶壁结构122。侧壁结构121与顶壁结构122在与基板20组合后共同定义内部空间120以容纳光通信模块1的组件。光学端口11为管状结构。光学端口11与腔体12的侧壁结构121连接并与内部空间120连通，并配置用于连接光纤。腔体12的横轴T穿过光学端口11的中心，并通过腔体12的侧壁结构121的相对二侧。反射镜14设置于横轴T之上，其反射面相对于横轴T夹设一夹角。上述夹角可介于5度至30度之间。反射镜14可设置在位于容置空间120中的支撑架145，并通过黏贴材料(例如环氧树脂)固定于支撑架145上。支撑架145可设置有一斜面，以定位反射镜14的设置角度。在另一实施例中，反射镜14省略设置，来自光学端口11的光线直接射向光路控制件15。
在一实施例中，腔体12还包括顶部开口125形成于顶壁结构122的中部。顶壁结构122靠近顶部开口125的边缘处设置有定位特征126。定位特征126是配置用于固定顶部框架13。定位特征126可为卡勾、限位槽、或其他适当结构。
顶部框架13包括环形的侧壁结构131与顶壁结构132。侧壁结构131与顶壁结构132在与腔体12组合后共同定义容置空间130以容纳光路控制件15。容置空间130通过顶部开口125与内部空间120连通。容置空间130中设置有具有斜面134的支撑块133。斜面134是朝向侧壁结构121连接光学端口11的一侧面设置。侧壁结构131相对于定位特征126的外表面设置有定位特征136。定位特征136具有与定位特征126相对应的结构。举例而言，若定位特征126为环形的沟槽，定位特征136可为自侧壁结构131向外凸出的凸缘。
光路控制件15配置用于根据射入光线波长决定光线行进路径。在一实施例中，光路控制件15包括滤光块151以及反射件155。滤光块151的下表面152相对于反射镜14设置，且滤光块151的上表面153贴设于斜面134之上。于是，光路控制件15相对于横轴T偏移设置。但本发明并不仅此为限，在反射镜14省略设置的实施例中，光路控制件15亦可设置于横轴T上。反射件155可为具有高反射率的薄膜形成于滤光块151的上表面153。薄膜可包括铝、银、金等金属膜。反射件155位于上表面153与斜面134之间。在另一些实施例中，反射件155形成于斜面134。
在一实施例中，由于腔体12(包括定位特征126)以及顶部框架13(包括定位特征136)都是通过已知塑料注塑成型工艺制成的模制塑料件部件。由于通过塑料注塑成型工艺制成的塑料件可以被制造得非常精确，因此当定位特征126与定位特征136相互结合后，斜面134可以以非常高的精准度相对于反射镜14以特定角度设置。
光电探测器18设置于基板20之上，并配置用于探测从光纤端部传递出的光数据讯号并将光讯号变换成电讯号。上述电讯号后续再通过电路放大和处理以恢复数据。光纤端部传递出的光数据讯号可通过反射镜14及光路控制件15光学耦合至光电探测器18上。在一实施例中，光电探测器18包括P-doped-intrinsic-doped-N(PIN)二极管。
光源19相邻光电探测器18设置于基板20之上，并由驱动线圈(图未示)驱动以使得所述光源产生代表数据的振幅和/或相位和/或偏振调制的光讯号。调制的光讯号通过反射镜14及光路控制件15光学耦合至光纤的端部。在一实施例中，光源19包括垂直腔面发射激光二极管(VCSEL)或发光二极管(LED)。光源19发出的光线波长范围介于约840nm至约950nm。
图3显示根据本发明一实施例的光通信模块的光源与光电探测器设置于基板上的上视图。图4显示根据本发明一实施例的光通信模块的光源与光电探测器装设至基板上的方法的流程图。根据本发明的一实施例，光电探测器18与光源19装设至基板上的方法S10包括操作S11，根据第一组件10A的基准点21的位置，固定第一组件10A的。
在一实施例中，操作S11是通过一检测设备进行。检测设备的基准点可与默认于基板20上的基准点21重迭，并通过机器视觉侦测照射于基板20上的光点的位置。在计算出光点照射位置与基准点21的相对位置，进而决定光电探测器18的设置位置。在一实施例中，如图5所示，上述光点是由来自光学端口11的外部光线L1所形成。在来自光学端口11的外部光线进入光通信模块1后，经由反射镜14折射后射向光路控制件15。由于光线L1具有可穿过滤光块151的下表面152的波长(例如:908nm)，因此光线L1可射入滤光块151并通过反射件155反射后射向基板20。
值得注意的是，由于反射件155是直接形成于滤光块151的上表面153，光线L1通过光路控制件15后，将不会产生光斑的偏差，因此检测设备可以精准判断出光电探测器18的设置位置，增加后续讯号传送的性能。在一实施例中，光电探测器18设置位置的误差介于+-3um之间。
光电探测器18与光源19装设至基板上的方法S10还包括操作S12，根据第一组件10A的光电探测器18的位置固定第一组件10A的光源19的位置。在一实施例中，光源19的位置是直接根据光电探测器18的位置决定。举例而言，光源19是设置在光电探测器18远离基准点21的一侧，并与光电探测器18相隔一特定距离。在一实施例中，如图5所示，经由精确定位的光源19所产生的光线L2，将直接射向光路控制件15。由于光线L2具有无法穿过滤光块151的下表面152的波长(例如:855nm)，因此光线L1无法射入滤光块151，而是直接通过下表面152反射至反射镜14，并由反射镜14反射后射向光学端口11。
光电探测器18与光源19装设至基板上的方法S10还包括操作S13，根据第一组件10A的光电探测器18的位置固定第二组件10B的光电探测器18的位置。并且，光电探测器18与光源19装设至基板上的方法S10还包括操作S14，根据第一组件10A的光源19的位置固定第二组件10B的光源19的位置。
在一实施例中，由于第一组件10A与第二组件10B的腔体12是以OSA(Optical Sub-Assembly)技术一体化制成，第一组件10A与第二组件10B的光学端口11的间距可以准确控制。并且，第一组件10A与第二组件10B内部的反射镜14与光路控制件15的设置位置皆相同，故第二组件10B的光电探测器18以及光源19的位置可直接参考第一组件10A的光电探测器18以及光源19的位置进行设置。
本发明的实施例的光通信模块1通过将反射件直接形成在滤光块表面，而达成双向通信功能。由于光线通过滤光块并经由反射件进行反射后不会产生光斑偏差，故可将光电探测器以及光源精准设置于基板上。于是，光通信模块的通讯性能可大幅提升，并可精简制作光通信模块所需的操作流程。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种光通信模块，其特征在于，所述光通信模块包括:
基板；
光电探测器，设置于所述基板上；及
光路控制件，位于所述基板上方，所述光路控制件包括滤光块与反射件，所述滤光块具有相反设置的上表面及下表面，所述反射件直接接触所述滤光块的上表面，来自所述光通信模块外部的光线经由所述滤光块的下表面进入所述滤光块，并通过所述反射件进行反射后射向所述光电探测器。
2.如权利要求1所述的光通信模块，其特征在于，所述光通信模块还包括腔体，来自所述光通信模块外部的光信号沿所述腔体的横轴进入所述腔体，并经由设置于所述横轴的反射镜折射至所述光路控制件。
3.如权利要求2所述的光通信模块，其特征在于，所述光通信模块还包括顶部框架，所述顶部框架通过形成于所述腔体的顶部开口连通于所述腔体的内部空间，所述光路控制件设置于所述顶部框架内。
4.如权利要求1所述的光通信模块，其特征在于，所述反射件包括涂布于所述滤光块的上表面的反射薄膜。
5.如权利要求1所述的光通信模块，其特征在于，所述光通信模块还包括设置于所述基板的光源，来自所述光源的光线经由所述滤光块的下表面反射后射离所述光通信模块。
6.一种光通信模块，其特征在于，所述光通信模块包括:
腔体，具有一横轴；
光学端口，连接所述腔体且其中心通过所述横轴，所述光学端口配置用于允许光线进入或离开所述腔体；
光电探测器，配置用于感测射入腔体内的光线；
反射镜，位于所述腔体内并放置在所述横轴上；及
光路控制件，位于所述腔体内并偏移所述横轴设置，所述光路控制件包括滤光块与反射件，所述滤光块具有相反设置的上表面及下表面，所述反射件直接接触所述滤光块的上表面，来自所述光通信模块外部的光线经由所述滤光块的下表面进入所述滤光块，并通过所述反射件进行反射后射向所述光电探测器。
7.如权利要求6所述的光通信模块，其特征在于，所述光通信模块还包括顶部框架，所述顶部框架通过形成于所述腔体的顶部开口连通于所述腔体的内部空间，所述光路控制件设置于所述顶部框架内。
8.如权利要求6所述的光通信模块，其特征在于，所述反射件包括涂布于所述滤光块的上表面的反射薄膜。
9.如权利要求6所述的光通信模块，其特征在于，所述光通信模块还包括设置于所述腔体内的光源，来自所述光源的光线经由所述滤光块的下表面反射，并经由所述反射镜反射后离开所述腔体。
10.如权利要求6所述的光通信模块，其特征在于，所述光学端口配置用于连接光纤。
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