一种光模块的制作方法

1.本技术涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光模块。


背景技术：

2.随着云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式发展，光通信技术的发展进步变的愈加重要。而在光通信技术中，光模块是实现光电信号相互转换的工具，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。
3.通常为提高光模块传输速率，可采用增加光模块中的传输通道，如将传统包括一组光发射次模块(发射一种波长的光)和一组光接收次模块(接收一种波长的光)的光模块改进为包括两组光发射次模块(每一组发射一种波长的光)和两组光接收次模块(每一组接收一种波长的光)。如此，将使光模块中光发射次模块和光接收次模块在光模块中的占有体积不断增大，进而不利于光模块进一步发展。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种光模块，以解决目前光模块中光收发次模块的多路光器件集成度较低，导致光模块体积较大的问题。
5.本技术提供的一种光模块，包括：
6.电路板；
7.光收发次模块，包括第一壳体、第二壳体、第三壳体、光发射组件与光接收组件，所述第二壳体与所述第三壳体并排罩设于所述第一壳体上形成容纳腔体；所述光发射组件设置于所述第一壳体内，所述光接收组件设置于插入所述第一壳体内的所述电路板上，所述光接收组件的接收光路高于所述光发射组件的发射光路；所述第二壳体的底板上设有第一安装底板与第二安装底板，所述第二安装底板凹陷于所述第一安装底板；
8.光复用器，设置于所述第一安装底板上，与所述光发射组件的发射光路对应，用于将所述光发射组件发射的多路光束复用为一路光束；
9.第一光纤适配器，插入所述第二壳体内，用于传输所述光复用器输出的一路复用光束；
10.第二光纤适配器，插入所述第二壳体内，用于将光纤传输的光束传输至所述光接收组件；
11.光解复用器，设置于所述第二安装底板上，与所述光接收组件的接收光路对应，用于将所述光纤传输的光束解复用为多路光束，并将多路光束分别传输至所述光接收组件。
12.本技术提供的光模块包括电路板、光收发次模块、光复用器、光解复用器、第一光纤适配器与第二光纤适配器，光收发次模块包括第一壳体、第二壳体、第三壳体、光发射组件与光接收组件，第二壳体与第三壳体并排罩设于第一壳体上形成容纳腔体；光发射组件设置于第一壳体内，光接收组件设置于插入第一壳体内的电路板上，光接收组件的接收光路高于光发射组件的发射光路；第二壳体的底板上设有第一安装底板与第二安装底板，第
二安装底板凹陷于第一安装底板；光复用器设置于第一安装底板上，与光发射组件的发射光路对应，用于将光发射组件发射的多路光束复用为一路光束；第一光纤适配器插入第二壳体内，用于传输光光复用器输出的一路复用光束；第二光纤适配器插入第二壳体内，用于将光纤传输的光束传输至光接收组件；光解复用器，设置于第二安装底板上，与光接收组件的接收光路对应，用于将光纤传输的光束解复用为多路光束，并将多路光束分别传输至光接收组件。本技术提供的光收发次模块中，光复用器与光解复用器设置于第二壳体上，光发射组件设置于第一壳体内，光接收组件设置于插入第一壳体的电路板上，第二壳体、第三壳体并排罩设于第一壳体上，从而将光发射组件、光接收组件、光复用器、光解复用器集成于第一壳体、第二壳体与第三壳体形成的容纳腔体内，可提高光发射组件与光接收组件的集成度，有利于减小光收发次模块的体积，进而有利于光模块的小型化发展。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例或现有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技术的一些实施例，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。
14.图1为光通信终端连接关系示意图；
15.图2为光网络单元结构示意图；
16.图3为本技术实施例提供的一种光模块结构示意图；
17.图4为本技术实施例提供的一种光模块分解结构示意图；
18.图5为本技术实施例提供的一种光模块中光收发次模块与电路板的装配示意图；
19.图6为本技术实施例提供的一种光模块中光收发次模块与电路板的局部分解示意图；
20.图7为本技术实施例提供的一种光模块中光收发次模块与电路板的另一角度局部分解示意图；
21.图8为本技术实施例提供的一种光模块中光收发次模块的局部示意图一；
22.图9为本技术实施例提供的一种光模块中第二壳体的结构示意图；
23.图10为本技术实施例提供的一种光模块中第二壳体的另一角度结构示意图；
24.图11为本技术实施例提供的一种光模块中第一光纤适配器与第二壳体的装配剖面示意图；
25.图12为本技术实施例提供的一种光模块中第二光纤适配器与第二壳体的装配剖面示意图；
26.图13为本技术实施例提供的一种光模块中第一壳体与电路板的局部分解示意图；
27.图14为本技术实施例提供的一种光模块中第一壳体内的光学器件分布示意图；
28.图15为本技术实施例提供的一种光模块中发射光路示意图；
29.图16为本技术实施例提供的一种光模块中保护罩的结构示意；
30.图17为本技术实施例提供的一种光模块中保护罩的另一角度结构示意图；
31.图18为本技术实施例提供的一种光模块中电路板与光接收器件的局部分解示意图；
32.图19为本技术实施例提供的一种光模块中接收光路示意图；
33.图20为本技术实施例提供的一种光模块中接收光路的另一角度示意图；
34.图21为本技术实施例提供的一种光模块中第一壳体的结构示意图；
35.图22为本技术实施例提供的一种光模块中第一壳体与电路板的装配分解示意图；
36.图23为本技术实施例提供的一种光模块中第一壳体与电路板的另一角度装配示意图；
37.图24为本技术实施例提供的一种光模块中第一壳体与第三壳体的装配剖视图。
具体实施方式
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输；而计算机等信息处理设备使用的是电信号，为了在光纤/光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接，就需要实现电信号与光信号的相互转换。
40.光模块在光纤通信技术领域中实现上述光、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、i2c信号、数据信号以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。
41.图1为光通信终端连接关系示意图。如图1所示，光通信终端的连接主要包括光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接；
42.光纤101的一端连接远端服务器，网线103的一端连接本地信息处理设备，本地信息处理设备与远端服务器的连接由光纤101与网线103的连接完成；而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络终端100完成。
43.光模块200的光口对外接入光纤101，与光纤101建立双向的光信号连接；光模块200的电口对外接入光网络终端100中，与光网络终端100建立双向的电信号连接；在光模块内部实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤与光网络终端之间建立信息连接；具体地，来自光纤的光信号由光模块转换为电信号后输入至光网络终端100中，来自光网络终端100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。
44.光网络终端具有光模块接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接；光网络终端具有网线接口104，用于接入网线103，与网线103建立双向的电信号连接；光模块200与网线103之间通过光网络终端100建立连接，具体地，光网络终端将来自光模块的信号传递给网线，将来自网线的信号传递给光模块，光网络终端作为光模块的上位机监控光模块的工作。
45.至此，远端服务器通过光纤、光模块、光网络终端及网线，与本地信息处理设备之
间建立双向的信号传递通道。
46.常见的信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；光网络终端是光模块的上位机，向光模块提供数据信号，并接收来自光模块的数据信号，常见的光模块上位机还有光线路终端等。
47.图2为光网络终端结构示意图。如图2所示，在光网络终端100中具有电路板105，在电路板105的表面设置笼子106；在笼子106内部设置有电连接器，用于接入金手指等光模块电口；在笼子106上设置有散热器107，散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起部。
48.光模块200插入光网络终端中，具体为光模块的电口插入笼子106内部的电连接器，光模块的光口与光纤101连接。
49.笼子106位于电路板上，将电路板上的电连接器包裹在笼子中，从而使笼子内部设置有电连接器；光模块插入笼子中，由笼子固定光模块，光模块产生的热量传导给笼子106，然后通过笼子上的散热器107进行扩散。
50.图3为本技术实施例提供的一种光模块结构示意图，图4为本技术实施例提供光模块分解结构示意图。如图3、图4所示，本技术实施例提供的光模块200包括上壳体201、下壳体202、解锁部件203、电路板300、光收发次模块400、第一光纤适配器500与第二光纤适配器600。
51.上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的包裹腔体；包裹腔体的外轮廓一般呈现方形体，具体地，下壳体包括主板以及位于主板两侧、与主板垂直设置的两个侧板；上壳体包括第三壳体，第三壳体盖合在上壳体的两个侧板上，以形成包裹腔体；上壳体还可以包括位于第三壳体两侧、与第三壳体垂直设置的两个侧壁，由两个侧壁与两个侧板结合，以实现上壳体盖合在下壳体上。
52.两个开口具体可以是在同一方向的两端开口(204、205)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口204，电路板的金手指从电口204伸出，插入光网络终端等上位机中；另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接光模块内部的光收发次模块400；电路板300、光收发次模块400等光电器件位于包裹腔体中。
53.采用上壳体、下壳体结合的装配方式，便于将电路板300、光收发次模块400等器件安装到壳体中，由上壳体、下壳体形成光模块最外层的封装保护壳体；上壳体及下壳体一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；一般不会将光模块的壳体做成一体部件，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽部件无法安装，也不利于生产自动化。
54.解锁部件203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，用于实现光模块与上位机之间的固定连接，或解除光模块与上位机之间的固定连接。
55.解锁部件203具有与上位机笼子匹配的卡合部件；拉动解锁部件的末端可以在使解锁部件在外壁的表面相对移动；光模块插入上位机的笼子里，由解锁部件的卡合部件将光模块固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁部件，解锁部件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，以解除光模块与上位机的卡合关系，从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。
56.电路板300上设置有电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、mos管)及芯片(如mcu、激光驱动芯片、限幅放大芯片、时钟数据恢复cdr、电源管理芯片、数据处理芯片dsp)
等。
57.电路板通过电路走线将光模块中的用电器件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电功能。
58.电路板300上的芯片可以是多功能合一芯片，比如将激光驱动芯片与mcu芯片融合为一个芯片，也可以将激光驱动芯片、限幅放大器芯片及mcu融合为一个芯片，芯片是电路的集成，但各个电路的功能并没有因为集合而消失，只是电路呈现形态发生改变，芯片中仍然具有该电路形态。所以，当电路板上设置有mcu、激光驱动芯片及限幅放大器芯片三个独立芯片，这与电路板300上设置一个三功能合一的单个芯片，方案是等同的。
59.电路板一般为硬性电路板，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芯片；当光收发器件位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳的承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中，具体地，在硬性电路板的一侧末端表面形成金属引脚/金手指，用于与电连接器连接；这些都是柔性电路板不便于实现的。
60.部分光模块中也会使用柔性电路板，作为硬性电路板的补充；柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，如硬性电路板与光收发器件之间可以采用柔性电路板连接。
61.图5为本技术实施例提供的一种光模块中光收发次模块400与电路板300的装配示意图。如图5所示，本技术实施例提供的光模块将光发射组件与光接收组件集成为一个光收发次模块400，光收发次模块400位于电路板300的边缘。光收发次模块400包括第一壳体410、第二壳体420与第三壳体430，第一壳体410的上端开口，第二壳体420的下端开口，第三壳体430的下端开口，第二壳体420与第三壳体430均罩设于第一壳体410的上方，从而由第一壳体410、第二壳体420与第三壳体430组成容纳腔体，光发射组件与光接收组件均设置于该容纳腔体内。且容纳腔体的一侧设有开口，电路板300通过该开口插入容纳腔体内，以方便光发射组件、光接收组件与电路板300的电连接。
62.图5约定了光模块的左右方向与前后方向，如图5中的箭头方向。在本技术实施例中，光收发次模块400远离电路板300的一侧设置有第一光纤适配器500与第二光纤适配器600，第一光纤适配器500与第二光纤适配器600并排设置，即第一光纤适配器500与第二光纤适配器600位于同一高度上，前后并排(图5所示的前后方向并排设置)设置于光收发次模块400壳体的端面上，且第一光纤适配器500与第二光纤适配器600均插入容纳腔体。第一光纤适配器500与第二光纤适配器600分别用于与光模块外部的光纤连接器连接，而光模块外部的光纤连接器是行业通用的标准件，外部光纤连接器的形状、尺寸限制了光模块内部两个光纤适配器的位置，所以产品中将第一光纤适配器500与第二光纤适配器600设置在同一高度上。
63.第一光纤适配器500插入容纳腔体后，与容纳腔体内的光发射组件相对应，用于将光发射组件产生的信号光传输至外部光纤，实现光的发射。第二光纤适配器600插入容纳腔体后，与容纳腔体内的光接收组件相对应，用于将外部光纤传输的信号光传输至光接收组件内，实现光的接收。
64.在本技术实施例中，光发射组件的各光学器件需要保证光路的高精度，而电路板表面精度不太高，若将光发射组件的各光学器件设置在电路板300上，可能会导致光发射组件的各光学器件之间的光路对齐精度较低，为避免这一情况，光发射组件的部分光学器件
通过金属板进行支撑，采用与电路板300分离的方式设置，通过打线方式实现电连接。
65.图6为本技术实施例提供的光模块中光收发次模块400与电路板300的局部分解示意图，图7为将图6的视角翻转后的局部分解示意图。如图6、图7所示，本技术实施例提供的光模块中，光发射组件包括激光驱动芯片、激光器芯片、透镜等与光发射相关的器件，容纳腔体的一端连接第一光纤适配器500，激光驱动芯片驱动激光器芯片工作，激光器芯片产生的光束经由透镜等器件耦合至第一光纤适配器500，通过第一光纤适配器500将光束传输出去。光接收组件包括透镜、光接收芯片、跨阻放大器等与光接收相关的器件，容纳腔体的一端连接第二光纤适配器600，通过第二光纤适配器600接收来自光模块外部的信号光，并将接收到的信号光经容纳腔体内设置的透镜等光学器件传输至光接收芯片，由光接收芯片实现光电转换。
66.在本技术实施例中，为提高光模块传输速率，采用增加光模块中的传输通道，即光模块中包括多个激光器芯片(每一激光器芯片发射一种波长的光)与多个光接收芯片(每一个接收一种波长的光)。具体地，本技术实施例提供的光模块中，容纳腔体内设置有多个激光器芯片，以发射多路光束，多路光束复用为一路光束，最终汇聚耦合至第一光纤适配器500，以实现多路光通过一根光纤发射出去。容纳腔体内设置有多个光接收芯片，第二光纤适配器600传输的一路光束解复用为多路光束，多路光束分别传输至多个光接收芯片，以实现一根光纤接收多路光。
67.光发射组件包括多个激光器芯片450、多个准直透镜470，多个激光器芯片450用于发射多路不同波长的光束。在本技术实施例中，光发射组件包括4个激光器芯片450，每个激光器芯片450发射一路光束，每个准直透镜470设置在每个激光器芯片450的出射光方向上，用于将激光器芯片450出射的光束转换为准直光束。
68.本技术提供的光模块还包括光复用器4205，光复用器4205设置在准直透镜470的出射光方向上，用于将多路不同波长的光束复用为一路复合光束。该光模块还包括第一位移棱镜4204，光复用器4205的出光口与第一光纤适配器500的入光面不在同一直线上，两者存在前后方向的距离，通过第一位移棱镜4204对光复用器4205输出光束的前后方向进行调整，使得光复用器4205输出的复合光束能够射入第一光纤适配器500。具体地，第一位移棱镜4204设置在光复用器4205的出光方向上，用于将光复用器4205出射的一路复合光束经折射、反射后耦合至第一光纤适配器500内，实现光的发射。
69.在本技术实施例中，多个激光器芯片450、多个准直透镜470均设置在第一壳体410的腔体内，光复用器4205与第一位移棱镜4204均设置在第二壳体420的腔体内，按照光路发射方向进行安装，第二壳体420盖合于第一壳体410时，激光器芯片450、准直透镜470、光复用器4205、第一位移棱镜4204与第一光纤适配器500沿光发射方向顺序设置。
70.光接收组件包括多个光接收芯片，第二光纤适配器600将光纤传输的光束传输至光接收芯片，以实现光电转换。在本技术实施例中，由于存在多个光接收芯片，光模块还包括光解复用器4207，光解复用器4207设置于第二光纤适配器600与光接收芯片之间，用于将一路光束解复用为多路光束，并将多路光束分别传输至多个光接收芯片，实现光的接收。
71.在本技术实施例中，光接收组件的接收光路高于光发射组件的发射光路，光解复用器4207与光接收组件的接收光路对应，因此光解复用器4207的入光口与第二光纤适配器600的出光面存在上下方向的高度差，为将第二光纤适配器600传输的光束传输至光解复用
器4207，该光模块还包括第二位移棱镜4206，该第二位移棱镜4206用于将第二光纤适配器600传输的一路光束经折射、反射后传输至光解复用器4207。
72.在本技术实施例中，第二位移棱镜4206、光解复用器4207均设置在第二壳体420的腔体内，光接收芯片设置在插入容纳腔体的电路板300上，第二壳体420与第三壳体430盖合于第一壳体410时，第二位移棱镜4206、光解复用器4207与光接收芯片沿光接收方向顺序设置。
73.图8为本技术实施例提供的光模块中第一壳体410、激光器芯片450与电路板300的装配示意图。如图8所示，第一壳体410包括第一底板4110、第一侧板4120与第二侧板4130，第一底板4110的底面与下壳体202相连接，第一侧板4120的底面与第一底板4110相连接，第二侧板4130的底面与第一底板4110相连接，且第一侧板4120与第二侧板4130相对设置，如此第一壳体410为第一底板4110、第一侧板4120、第二侧板4130形成的左侧、右侧、上侧开口的壳体，多个激光器芯片450、多个准直透镜470均通过第一底板4110进行承载。第一壳体410的左侧开口朝向第一光纤适配器500与第二光纤适配器600；第一壳体410的右侧开口朝向电路板300，电路板300经由该右侧开口插入第一壳体410内部；第一壳体410的上侧开口朝向上壳体201，第二壳体420与第三壳体430罩设于该上侧开口处，使得第一壳体410、第二壳体420与第三壳体430形成容纳腔体。
74.图9为本技术实施例的光模块中第一壳体410与激光器芯片450的局部装配示意图。如图9所示，激光器芯片450设置在第一底板4110靠近右侧开口处，与电路板300电连接，电路板300向激光器芯片450供电，以驱动激光器芯片450产生激光光束。为方便将激光器芯片450固定在第一壳体410的第一底板4110上，第一底板4110靠近右侧开口处设置有半导体制冷器490，半导体制冷器490的底面粘贴于第一底板4110上，半导体制冷器490远离下壳体202的顶面上设置有基板4901，激光器芯片450粘贴于该基板4901上，如此激光器芯片450工作产生的热量可通过基板4901传递至半导体制冷器490上，通过半导体制冷器490进行热量交换，以降低激光器芯片450的工作温度，保证激光器芯片450的寿命和性能。在本技术实施例中，基板4901一般为氮化铝或硅材质制成的板。
75.激光器芯片450产生的激光光束沿着左右方向传输，激光器芯片450产生的激光光束为发散光束，因此在激光器芯片450的光发射方向上设置有第一汇聚透镜460，第一汇聚透镜460粘贴于半导体制冷器490上，该第一汇聚透镜460用于将激光器芯片450产生的发散光束的发散角变小。在本技术实施例中，光发射组件包括4个激光器芯片450与4个第一汇聚透镜460，这4个激光器芯片450前后并排设置于半导体制冷器490上，每个第一汇聚透镜460设置在每个激光器芯片450的发射方向上，用于将每个激光器芯片450产生的发散光束的发散角变小。
76.第一底板4110上还设置有多个准直透镜470，每个准直透镜470设置在每个激光器芯片450的发射方向上，且激光器芯片450、第一汇聚透镜460与准直透镜470沿着光发射方向依次设置。由于准直透镜470的外表面为曲面，为将准直透镜470固定在第一底板4110上，第一底板4110上设置有多个玻璃块480，每个玻璃块480的底面粘贴于第一底板4110上，每个准直透镜470的右侧面粘贴于每个玻璃块480的左侧面上，从而通过玻璃块480将准直透镜470固定于第一底板4110上。
77.在本技术实施例中，玻璃块480不仅用于固定准直透镜470，激光器芯片450产生的
激光光束经由第一汇聚透镜460减小光束发散角度后再经由玻璃块480射入准直透镜470，该玻璃块480不会对发散角较小的光束进行位移转换，光束会直接由玻璃块480透射而出。
78.图10为本技术实施例提供的光模块中光收发次模块400的局部结构示意图。如图10所示，本技术实施例提供的光模块中的第二壳体420的底板上设有第一安装底板4201与第二安装底板4202，第一安装底板4201与第二安装底板4202前后并排设置，第一安装底板4201与第二安装底板4202之间设置有隔板4203；第一位移棱镜4204与光复用器4205均位于该第一安装底板4201上，第一光纤适配器500插入第二壳体420内，光复用器4205粘贴于第一安装底板4201的底面上；第一位移棱镜4204位于第一光纤适配器500与光复用器4205之间，第一位移棱镜4204粘贴于第一安装底板4201的底面上，且第一位移棱镜4204的光输入面粘贴于光复用器4205的光输出面上，使得光复用器4205输出的一路复合光束输入第一位移棱镜4204内，该一路复合光束经第一位移棱镜4204的反射、折射耦合至第一光纤适配器500内。
79.第二位移棱镜4206与光解复用器4207均位于第二安装底板4202上，第二光纤适配器600插入第二壳体420内，光解复用器4207粘贴于第二安装底板4202的底面上；第二位移棱镜4206位于第二光纤适配器600与光解复用器4207之间，第二位移棱镜4206粘贴于第二安装底板4202的底面上，使得第二光纤适配器600传输的一路复合光束通过第二位移棱镜4206的反射、折射耦合至光解复用器4207内，通过光解复用器4207将一路复合光束解复用为多路不同波长的光束。
80.图11为本技术实施例提供的光模块中第二壳体420的结构示意图。如图11，第二壳体420包括第二底板4210、第三侧板4220与第四侧板4230，第二底板4210与上壳体201连接，第三侧板4220朝向第一光纤适配器500与第二光纤适配器600，第三侧板4220的顶面与第二底板4210固定连接，且第三侧板4220上设置有第一通孔4208与第二通孔4209，第一光纤适配器500通过第一通孔4208固定于第三侧板4220上，第二光纤适配器600通过第二通孔4209固定于第三侧板4220上；第四侧板4230的顶面与第二底板4210固定连接，第四侧板4230的左侧面(朝向光纤适配器的侧面)与第三侧板4220的右侧面固定连接。由此，第二壳体420为由第二底板4210、第三侧板4220与第四侧板4230形成的右侧面、前侧面、下侧面开口的壳体。
81.第二底板4210靠近第一通孔4208的位置处设置有第一凸起4211，第一凸起4211的右侧面为平面，光复用器4205的底面粘贴于第一安装底板4201上、后侧面粘贴于隔板4203的一侧面上、左侧面粘贴于第一凸起4211的右侧面上，从而将光复用器4205固定于第二底板4210上。光复用器4205的左侧面设有出光口，第一位移棱镜4204的右侧面粘贴于光复用器4205的左侧面，并与出光口相对应，以接收光复用器4205输出的一路复合光束。第一位移棱镜4204的左侧面(出光面)与第一通孔4208相对应，复合光束经由第一位移棱镜4204的折射、反射后射入第一通孔4208内的第一光纤适配器500内。
82.光解复用器4207的底面粘贴于第二安装底板4202上、后侧面粘贴于第四侧板4230的侧面上、前侧面粘贴于隔板4203的侧面上，从而将光解复用器4207固定于第二底板4210上。第二底板4210靠近第二通孔4209的位置处设置有第二凸起4212，第二凸起4212的后侧面为平面，第二位移棱镜4206的底面粘贴于第二底板4210上、前侧面粘贴于第二凸起4212的后侧面上、左侧面(入光面)与第二通孔4209相对应、右侧面(出光面)与光解复用器4207
的入光口相对应，第二光纤适配器600传输的一路信号光经由第二位移棱镜4206的折射、反射后射入光解复用器4207内，通过光解复用器4207将一路信号光解复用为多路不同波长的光束。
83.图12为本技术实施例提供的光模块中第二壳体420的另一角度结构示意图。如图12所示，第二壳体420内第一安装底板4201的顶面可与第二安装底板4202的顶面高度不同，如第二安装底板4202凹陷于第一安装底板4201，且第二壳体420罩设于第一壳体410的上方，第二壳体420的第二底板4210朝向上壳体201，如此第二安装底板4202上的光解复用器4207高于第一安装底板4201上的光复用器4205，可方便将光解复用器4207输出的多路光束传输至光接收芯片，可防止光发射光束对光接收光束造成串扰。
84.还有，光接收芯片是通过顶部入光面来接收光束的，因此光解复用器4207输出的光束与光接收芯片接收光束的光路存在高度差；而激光器芯片是通过侧面发光面来发射光束的，因此激光器芯片输出的光束与光复用器4205接收光束的光路位于同一高度上。因此，为了实现光的发射与接收，固定光解复用器4207的第二安装底板4202的顶面凹陷于固定光复用器4205的第一安装底板4201的顶面。
85.在本技术实施例中，第一位移棱镜4204、光复用器4205与第二位移棱镜4206、光解复用器4207均放置于第二壳体420上，之后再将固定好第一位移棱镜4204、光复用器4205、第二位移棱镜4206、光解复用器4207的第二壳体420安装于第一壳体410上，从而可从多个角度来安装光收发次模块400，使得操作空间大，有利于提高光收发次模块400的装配效率。
86.图13为本技术实施例提供的光模块中第一光纤适配器500与第二壳体420的剖面示意图。如图13所示，一路复合光束经由第一位移棱镜4204射入第一光纤适配器500时，光束易在第一光纤适配器500的光纤插芯端面上发生反射，反射后的光束经由第一位移棱镜4204射入光复用器4205内，易对发射光束造成干扰，因此在第一通孔4208内嵌设有隔离器510，该隔离器510位于第一位移棱镜4204与光纤插芯端面之间，可用于消除光纤插芯端面反射的光束，以避免反射光束对发射光束造成串扰。
87.为方便将第一位移棱镜4204输出的复合光束耦合至第一光纤适配器500内，第一通孔4208内还嵌设有第二汇聚透镜520，该第二汇聚透镜520设置于隔离器510与光纤插芯端面之间，用于将透过隔离器510的复合光束耦合至第一光纤适配器500的光纤插芯端面处，以通过第一光纤适配器500实现光的发射。
88.图14为本技术实施例提供的光模块中第二光纤适配器600与第二壳体420的剖面示意图。如图14所示，第二光纤适配器600传输的信号光射入光解复用器4207时，第二光纤适配器600传输的信号光为发散光束，为方便将发射光束经由第二位移棱镜4206射入光解复用器4207，第二通孔4209内嵌设有第二透镜610，该第二透镜610位于第二位移棱镜4206与第二光纤适配器600的光纤插芯端面之间，用于将第二光纤适配器600中传输的光束转换为平行光，平行光经第二位移棱镜4206的折射、反射后射入光解复用器4207，通过光解复用器4207将一路平行光解复用为多路不同波长的光束。
89.图15为本技术实施例提供的光模块中光发射光路示意图。如图15所示，激光器芯片450、第一汇聚透镜460、玻璃块480、准直透镜470、光复用器4205、第一位移棱镜4204、隔离器510与第一光纤适配器500沿着光发射方向依次设置，激光器芯片450产生的激光光束经第一汇聚透镜460转成发散角较小的光束，发散角较小的光束透过玻璃块480后射入准直
透镜470，经准直透镜470转成准直光束，准直光束射入光复用器4205的入光口，经光复用器4205将多路准直光束复用为一路复合光束，复合光束经光复用器4205出光口射入第一位移棱镜4204，经第一位移棱镜4204的折射、反射后透过隔离器510，通过隔离器510的复合光束经由第二汇聚透镜520耦合至第一光纤适配器500，实现光的发射。
90.本技术实施例中，光发射组件包括4个激光器芯片450、4个第一汇聚透镜460、4个玻璃块480与4个准直透镜470，每个准直透镜470固定于每个玻璃块480上，每个玻璃块480与每个第一汇聚透镜460相对应，每个第一汇聚透镜460与每个激光器芯片450相对应。光复用器4205的右侧面设有4个入光口，4个准直透镜470输出的4路准直光束一一射入4个入光口，以将4路准直光束射入光复用器4205内。光复用器4205的左侧面设有1个出光口，4路准直光束在光复用器4205经过反射后合成一路复合光束，复合光束经由出光口射出，以进入第一位移棱镜4204内。
91.电路板300插入第一壳体410的表面上设有激光驱动芯片310，激光器芯片450粘贴于基板4901上后，需要通过打线(金线)与激光驱动芯片310电连接，从而激光驱动芯片310驱动激光器芯片450产生激光光束。具体地，激光驱动芯片310通过打线(金线)与电路板300电连接，电路板300通过打线(金线)与基板4901电连接，基板4901通过打线(金线)与激光器芯片450电连接，从而激光驱动芯片310经由打线、电路板300、打线、基板4901、打线与激光器芯片450实现电连接。
92.通过金线实现激光驱动芯片310与激光器芯片450的电连接后，安装光模块的其他器件时，可能会碰到金线，造成金线的损伤。本技术实施例中，为了防止电路板300上和激光器芯片450、基板4901上金线的损伤，在激光器芯片450、基板4901与电路板300的上方设置保护罩440，通过该保护罩440将金线与外部器件隔离，避免外部器件造成金线损伤。
93.图16为本技术实施例提供的光模块中保护罩440的结构示意图，图17为本技术实施例提供的光模块中保护罩440的另一角度结构示意图。如图16、图17所示，保护罩440包括顶板4401、第一支撑板4402与第二支撑板4403，第一支撑板4402与顶板4401的后侧面连接，第二支撑板4403与顶板4401的前侧面连接。如此，保护罩440为由顶板4401、第一支撑板4402与第二支撑板4403组成的u型罩体，以将激光器芯片450、基板4901与激光驱动芯片310罩设在u型罩体下方。
94.在本技术实施例中，第一支撑板4402与第二支撑板4403的长度尺寸小于顶板4401的长度尺寸，即第一支撑板4402与第二支撑板4403连接于顶板4401的右侧部分，第一支撑板4402与第二支撑板4403的底面均粘贴于电路板300的表面，顶板4401的左侧与玻璃块480固定，从而将保护罩440固定于电路板300与第一壳体410的上方。
95.为了进一步支撑顶板4401，保护罩440还包括多个支撑柱4405，该支撑柱4405的一端与顶板4401的内侧面相连接、另一端粘贴于电路板300的表面上，且支撑柱4405置于顶板4401的中间位置，可对顶板4401的中间部位起到支撑作用，防止顶板4401的左端碰到金线或其他光器件。
96.在本技术实施例中，顶板4401的后侧设有缺口4404，该缺口4404沿顶板4401的长度方向(左右方向)延伸，且缺口4404左右方向的尺寸小于顶板4401左右方向的尺寸；该缺口4404沿顶板4401的宽度方向(前后方向)延伸，且缺口4404前后方向的尺寸小于顶板4401前后方向的尺寸。该缺口4404朝向光接收组件，用于对光接收组件的光接收芯片所在区域
进行避让。
97.第一支撑板4402的左侧面与缺口4404的右侧面相平齐，第二支撑板4403的右侧面与顶板4401的右侧面相平齐，第二支撑板4403左右方向的尺寸与第一支撑板4402左右方向的尺寸相同。
98.顶板4401通过第一支撑板4402、第二支撑板4403与支撑柱4405罩设在激光器芯片450、第一汇聚透镜460、基板4901、电路板300上激光驱动芯片310上方，用于保护激光驱动芯片310到电路板300上的金线、电路板300到基板4901的金线以及激光器芯片450到基板4901的金线，同时保护激光驱动芯片310、激光器芯片450和第一汇聚透镜460等易碎器件。
99.在本技术实施例中，保护罩440的顶板4401可为塑料板，也可为金属板，但一般需要防止与电路板300上的电路接触。顶板4401采用透明塑料材质也可方便观察保护罩440下面的金线和易损器件是否有损伤。
100.图18为本技术实施例提供的光模块中电路板300与光接收组件的局部分解示意图。如图18所示，电路板300上沿着光接收方向上设置有多个光接收芯片740，光接收芯片740为pd(光电探测器)，如apd(雪崩二极管)、pin-pd(光电二极管)，用于将接收到的信号光转换为光电流。可选的，光接收组件中的多个光接收芯片740分别设置在电路板300上。
101.进一步，光接收组件还包括跨阻放大器750，跨阻放大器750贴装在电路板300上，且多个光接收芯片740均与跨阻放大器750连接，用于接收光接收芯片740产生的电流信号并将接收到的电流信号转换为电压信号。可选的，跨阻放大器750打线连接光接收芯片740，如通过半导体键合金线连接。
102.在本技术实施例中，电路板300上设置4颗光接收芯片740，4颗光接收芯片740通过打线连接跨阻放大器750。但当打线长度越大，打线产生的电感越大，信号不匹配性也将越大，而光接收芯片740输出的信号为小信号，进而将会造成信号质量下降。因此光接收芯片740与跨阻放大器750尽量靠近，减少打线长度，保证信号传输质量，进而跨阻放大器750设置在光接收芯片740的一侧，尽可能的使跨阻放大器750与光接收芯片740贴近。可选的，光接收芯片740的电极与跨阻放大器750上的管脚在同一平面上，保证光接收芯片740与跨阻放大器750之间的打线最短。
103.光解复用器4207输出的多路信号光的光轴平行于电路板300的表面，同时多个光接收芯片740的光敏面也平行于电路板300的表面，但光解复用器4207输出的多路信号光的光轴高于光接收芯片740的光敏面，因此为了保证光接收芯片740正常接收信号光，光接收组件还包括反射棱镜720，反射棱镜720设置在光接收芯片740的上方，用于覆盖4颗光接收芯片740，通过反射棱镜720的反射面改变接收光束的光轴方向，使接收光束的光轴由平行于电路板300的表面转换为垂直于电路板300的表面，进而使接收光束垂直如设置对应光接收芯片740的光敏面上。
104.在本技术实施例中，反射棱镜720为45
°
反射棱镜，该反射棱镜720的45
°
反射面覆盖电路板300上设置的4颗光接收芯片740。
105.为将4路接收光束汇聚至反射棱镜720上，光接收组件还包括透镜阵列710，该透镜阵列710的一侧粘贴于反射棱镜720的入光面上。该透镜阵列710包括多个汇聚透镜，每个汇聚透镜与光解复用器4207的每个出光口相对应，用于将光解复用器4207出光口输出的一路接收光束汇聚至反射棱镜720内，通过反射棱镜720将平行于电路板300表面的接收光束转
换为垂直于电路板300表面的接收光束。
106.在本技术实施例中，为固定透镜阵列710与反射棱镜720，光接收组件还包括第四壳体700，该第四壳体700为五个侧面组成的底部开口的壳体，该第四壳体700罩设在电路板300的光接收芯片740与跨阻放大器750上，且透镜阵列710与反射棱镜720的顶面粘贴于第四壳体700内部的顶面上。透镜阵列710与反射棱镜720可随着第四壳体700距离电路板300表面的距离来调节其高度，从而使得光解复用器4207输出的多路信号光束能够准确射入透镜阵列710与反射棱镜720内。
107.为调节第四壳体700的顶面距离电路板300表面的距离，电路板300上设置有第一调节板760与第二调节板770，第一调节板760与第二调节板770分别位于光接收芯片740的两侧，且第一调节板760与第四壳体700左侧的底面相接触，第二调节板770与第四壳体右侧的底面相抵触，从而通过第一调节板760与第二调节板770支撑固定第四壳体700，增加第四壳体700的顶面距离电路板300的距离。
108.在本技术实施例中，将光解复用器4207固定在第二壳体420的第二安装底板4202，将光接收芯片740粘贴于电路板300的表面上后，通过第一调节板760与第二调节板770调节第四壳体700的顶面距离电路板300表面的距离，从而调整透镜阵列710与反射棱镜720距离电路板300表面的距离，使得光解复用器4207输出的多路信号光束传输至透镜阵列710，经由透镜阵列710将多路信号光束耦合至反射棱镜720，通过反射棱镜720将平行于电路板300表面的信号光束转换为垂直于电路板300表面的信号光束，从而将多路信号光束分别反射至对应的光接收芯片740。
109.通过反射棱镜720反射后的信号光束为发散发光，为将反射后的信号光束传输至光接收芯片740内，本技术在反射棱镜720与光接收芯片740之间设置有多个第三汇聚透镜730，每个第三汇聚透镜730位于每个光接收芯片740的上方，如此反射棱镜720反射的垂直于电路板300表面的信号光束经由第三汇聚透镜730耦合至光接收芯片740，使得反射光束能够准确射入光接收芯片740内，提高光接收芯片740的接收效率。
110.图19为本技术实施例提供的光模块中光接收电路的示意图，图20为本技术实施例提供的光模块中光接收电路的侧视图。如图19、图20所示，第二光纤适配器600、第二位移棱镜4206、光解复用器4207、透镜阵列710、反射棱镜720、第三汇聚透镜730、光接收芯片740沿着光接收方向依次设置，第二光纤适配器600传输的信号光束传输至第二位移棱镜4206，经由第二位移棱镜4206折射、反射后将一路信号光束射入光解复用器4207内，通过光解复用器4207将一路信号光束解复用为多路信号光束，多路信号光束经由透镜阵列710耦合至反射棱镜720，通过反射棱镜720将多路平行于电路板300表面的信号光束转换为多路垂直于电路板300表面的信号光束，反射后的信号光束经由第三汇聚透镜730汇聚耦合至对应的光接收芯片740，实现信号光的接收及光电转换。
111.在本技术实施例中，由于接收的信号光束经由反射棱镜720将水平光束转换为垂直光束，因此光接收芯片740距离电路板300表面的高度低于光解复用器4207距离电路板300表面的高度。本技术通过将第二壳体420上第二安装底板4202凹陷于第一安装底板4201来增加光解复用器4207在第二壳体420上的固定高度。
112.图21为本技术实施例提供的光模块中第一壳体410的结构示意图，图22为本技术实施例提供的光模块中第一壳体410与电路板300的装配示意图。如图21、图22所示，第一壳
体410是由第一底板4110、第一侧板4120与第二侧板4130组成的左侧、右侧、上侧开口的壳体，第一底板4110的右侧开口处设有第三底板4140，该第三底板4140凹陷于第一底板4110，使得第三底板4140与第一底板4110之间存在台阶面。在本技术实施例中，第三底板4140的宽度尺寸(前后方向的尺寸)与第一壳体410的宽度尺寸相同，以正好容纳电路板300。
113.电路板300与凸起320连接处的侧面和第三底板4140的侧面相抵接，即插入第一壳体410内的电路板300的左侧面与第三底板4140的左侧面相抵接，从而对电路板300进行定位。电路板300插入第一壳体410内后，通过蹭靠的方式由右向左沿着第一壳体410的第一底板4110表面移动，直至电路板300对应于光发射部分的侧面与第三底板4140的侧面相抵接定位。电路板300的左侧面与第三底板4140的左侧面相抵接时，电路板300上凸起320的后侧面与第一壳体410的第二侧板4130相接触，以对电路板300的后侧进行定位。定位后，使用胶水将电路板300的下表面与第三底板4140粘接在一起，实现电路板300与第一壳体410的固定。
114.第一壳体410与第二壳体420固定连接时，第二壳体420的第三侧板4220与第一壳体410的左侧开口相对应，第三侧板4220与第一壳体410的第一侧板4120、第二侧板4130的左侧面可通过胶水粘接在一起，以通过第三侧板4220堵住第一壳体410的左侧开口；第四侧板4230与第二侧板4130相连接，从而实现了第一壳体410与第二壳体420的固定。
115.电路板300上设置有电容、电阻、三极管、mos管、时钟数据恢复cdr、电源管理芯片、数据处理芯片dsp等电子器件，为了保证电路板300上有足够的空间容纳电子器件，电路板300上设有凸起320，该凸起320沿着电路板300的左右方向延伸，即该凸起320的左侧与第一壳体410的左侧开口靠近、右侧与电路板300连接为一体。凸起320前后方向的尺寸小于电路板300前后方向的尺寸，使得凸起320的前侧面与电路板300的前侧面之间留有空隙，该空隙与光发射组件相对应，用于避让光发射组件的半导体制冷器490、基板4901、激光器芯片450、第一汇聚透镜460、玻璃块480、准直透镜470、光复用器4205及第一位移棱镜4204。
116.在本技术实施例中，凸起320位于第二位移棱镜4206与光解复用器4207下方，即将第二壳体420安装于第一壳体410的上方后，第二壳体420内第二位移棱镜4206、光解复用器4207的底面与第一壳体410的第一底板4110之间存在空隙，电路板300的凸起320嵌在该空隙内，以增加电路板300上设置电子器件的面积。
117.图23为本技术实施例提供的光模块中第一壳体410与电路板300的另一角度装配示意图。如图23所示，由于电路板300的凸起320上设有电子器件330，为了避让凸起320上的电子器件330，第一壳体410的第一底板4110上设有避让孔4150，该避让孔4150与凸起320上的电子器件330相对应，使得凸起320上的部分区域能够显露出来，方便在显露出来的凸起320的表面上设置电子器件330，从而充分利用光模块的狭小空间，保证电路板300和第一壳体410的连接强度以及电路板300上电子器件的布局合理性。
118.将光发射组件的激光器芯片450、第一汇聚透镜460、基板4901、半导体制冷器490、玻璃块480及准直透镜470固定于第一壳体410的第一底板4110上，将第一位移棱镜4204、光复用器4205以及第二位移棱镜4206、光解复用器4207固定于第二壳体420的第二底板4210上，将电路板300的一侧固定于第一壳体410内部以及将第三汇聚透镜730、光接收芯片740、跨阻放大器750及安装有透镜阵列710、反射棱镜720的第四壳体固定于电路板300上后，将第一壳体410与第二壳体420粘接在一起，然后将第三壳体430与第一壳体410固定在一起，
从而组装形成光收发次模块400，并实现光收发次模块400与电路板300的电连接。
119.图24为本技术实施例提供的光模块中第一壳体410与第三壳体430的装配剖视图。如图21、图24所示，第一底板4110上设有支撑台4160，支撑台4160背向第三底板4140的侧面与第一侧板4120朝向第三底板4140的侧面相接触，即该支撑台4160的左侧面与第一侧板4120的右侧面相抵接、右侧面与第三底板4140的左侧面相平齐。该支撑台4160用于放置半导体制冷器490与玻璃块480，即半导体制冷器490、玻璃块480的底面粘贴于该支撑台4160上。另外，支撑台4160的后侧面与电路板300的凸起320的前侧面相抵接，以对凸起320进行定位。
120.第三壳体430为由顶板、相对的两侧板组装形成的壳体，顶板朝向上壳体201，相对的两侧板分别与第一壳体410的第一侧板4120、第二侧板4130相连接。具体地，第三壳体430背向电路板300的侧面与第一侧板4120朝向第三底板4140的侧面相接触，即第三壳体430的左侧面与第一侧板4120的右侧面相接触。
121.第一底板4110的支撑台4160上设有第一凸台4170，第三壳体430朝向第二侧板4130的侧面与第一凸台4170固定连接，即第一凸台4170的前侧面与第三壳体430一侧板的内壁相抵接，且接触部分使用激光焊接方式固定；第一壳体410的第二侧板4130上设有第二凸台4180，该第二凸台4180与第一凸台4170相对设置，且第三壳体430朝向第一侧板4120的侧面与第二凸台4180固定连接，即第二凸台4180的后侧面与第三壳体430另一侧板的内壁相抵接，且接触部分使用激光焊接方式固定，从而实现了第一壳体410与第三壳体430的固定连接。
122.本技术实施例提供的光模块中，通过第一壳体、第二壳体与第三壳体组装形成容纳腔体，该容纳腔体内设置有光发射组件、光接收组件、光复用器、第一位移棱镜、第二位移棱镜与光解复用器，光发射组件的多个激光器芯片、多个第一汇聚透镜、多个准直透镜固定于第一壳体的腔体内，光复用器和第一位移棱镜固定于第二壳体的腔体内，第二壳体罩设于第一壳体的上方时，多个激光器芯片、多个第一汇聚透镜、多个准直透镜、光复用器、第一位移棱镜与第一光纤适配器位于同一光发射方向上，实现了多路发射光束通过一根光纤发射；第二位移棱镜、光解复用器固定于第二壳体的腔体内，光接收组件的透镜阵列、反射棱镜固定于第四壳体的腔体内，光接收组件的多个光接收芯片、跨阻放大器固定于插入第一壳体的电路板表面上，第二壳体罩设于第一壳体的上方、第四壳体罩设于光接收芯片、跨阻放大器上方时，第二光纤适配器、第二位移棱镜、光解复用器、透镜阵列、反射棱镜、多个光接收芯片、跨阻放大器位于同一光接收方向上，实现了多路接收光束通过一根光纤接收。本技术属于光通信器件的光器件结构设计和组装领域，如100g产品、400g fr4等，将光发射组件与光接收组件分别固定在第一壳体、第二壳体、第四壳体内，提高了光收发次模块的集成度，有利于光模块的小型化发展。
123.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。