Qsfp+光模块组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种QSFP+光模块组件，包括RX端光学组件和TX端光学组件，RX端光学组件内设有PD芯片阵列，TX端光学组件内设有VCSEL芯片阵列；所述RX端光学组件具有一塑料支架单元，塑料支架单元内部设有光路组合单元；所述光路组合单元包括一个镀膜光学组件、四个45°反光面和一个四通道透镜阵列，所述四个45°反光面位于所述镀膜光学组件的正下方，所述四通道透镜阵列位于所述四个45°反光面的正下方，所述镀膜光学组件的正面设有A镀膜区域和B镀膜区域，反面依次设有C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域。所述QSFP+光模块组件采用镀膜光学组件进行波长选择，从而将复杂的耦合工艺大为简化，生产难度降低，可有效的提高生产效率。
【专利说明】QSFP+光模块组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光路组合及机械结构，尤其涉及一种QSFP+光模块组件。
【背景技术】
[0002]伴随着数字化的进程，数据的处理、存储和传输得到了飞速的发展。大数据量的搜索服务和视频业务的迅猛增长，极大地带动了以超级计算机和存储为基础的数据中心市场。40G QSFP+光模块(增强版四通道小型可插拔光模块)作为短距离互联应用的主要产品，有着广阔的应用前景。这种模块的设计目的是通过更小的体积和更低的成本，提供更高的接入密度，最终提高用户接入容量。
[0003]CffDM的QSFP+方案，通过相应的合波/分波组件，将λ 1，λ 2，λ 3，λ 4四个波长的光耦合进单通道光纤中，或将单跟光纤的光分成四个通道进行接收。与传统的四通道QSFP+模块相比，光纤数量大大减少，光路结构更加紧凑，利于数据中心的光缆铺设和维护。
[0004]然而，目前应用较多的合波/分波组件，主要是用光波导的方案，这种方案存在元件较多，工艺复杂，生产难度大而且成本较高的弊端。
[0005]因此有必要设计一种QSFP+光模块组件，以克服上述问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种工艺简单的QSFP+光模块组件，其可提高生产效率。
[0007]本发明是这样实现的:
本发明提供一种QSFP+光模块组件，包括RX端光学组件和TX端光学组件，所述RX端光学组件内设有H)芯片阵列，所述TX端光学组件内设有VCSEL芯片阵列，所述RX端光学组件和TX端光学组件设于一 PCB板上；所述RX端光学组件具有一塑料支架单元，所述塑料支架单元内部设有光路组合单元，所述塑料支架单元的上端设有LC接口，用于与光纤连接；所述光路组合单元包括一个镀膜光学组件、四个45°反光面和一个四通道透镜阵列，所述四个45°反光面位于所述镀膜光学组件的正下方，所述四通道透镜阵列位于所述四个45°反光面的正下方，所述镀膜光学组件的正面设有A镀膜区域和B镀膜区域，反面依次设有C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域；从光纤出射的四束波长分别为λ 1、λ2、λ3和λ 4的光束依次经过所述镀膜光学组件、四个所述45°反光面和所述四通道透镜阵列后，进入所述H)芯片阵列，其中，所述A镀膜区域为全波长增透膜区域，所述B镀膜区域为全波长反射区域；所述C镀膜区域为λ I增透区域，λ2、λ3和λ 4反射区域；所述D镀膜区域为λ 2增透区域，λ 3和λ 4反射区域；所述E镀膜区域为λ 3增透区域，λ 4反射区域；所述F镀膜区域为λ4增透区域。
[0008]进一步地，所述TX端光学组件与所述RX端光学组件内的光路组合单元的结构相同。
[0009]进一步地，所述RX端光学组件具有一准直透镜，所述准直透镜位于所述LC接口的内部。
[0010]进一步地，所述ro芯片阵列包括四个ro芯片，四束波长分别为λ?、λ2、λ3和λ 4的光束分别会聚至所述四个ro芯片上。
[0011]进一步地，所述镀膜光学组件包括一倾斜面和一光学玻片，所述光学玻片上设有镀膜，并在其正面形成所述A镀膜区域、B镀膜区域，反面形成所述C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域，四束波长分别为λ?、λ2、λ3和λ 4的光束经过所述倾斜面反射后射入所述光学玻片。
[0012]进一步地，所述镀膜光学组件为一楔形玻璃块，所述楔形玻璃块上设有镀膜，并在其正面形成所述A镀膜区域、B镀膜区域，反面形成所述C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域，四束波长分别为λ 1、λ 2、λ 3和λ 4的光束垂直射入所述楔形玻璃块。
[0013]进一步地，所述塑料支架单元上设有加强筋。
[0014]本发明具有以下有益效果:
从光纤出射的四束波长分别为λ?、λ2、λ3和λ 4的光束依次经过所述镀膜光学组件、四个所述45°反光面和所述四通道透镜阵列后，进入所述H)芯片阵列，其中，所述A镀膜区域为全波长增透膜区域，所述B镀膜区域为全波长反射区域；所述C镀膜区域为λ I增透区域，λ 2、λ 3和λ 4反射区域；所述D镀膜区域为λ 2增透区域，λ 3和λ 4反射区域；所述E镀膜区域为λ 3增透区域，λ 4反射区域；所述F镀膜区域为λ 4增透区域。所述QSFP+光模块组件采用镀膜光学组件进行波长选择，从而将复杂的耦合工艺大为简化，生产难度降低，从而可有效的提高生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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它的附图。
[0016]图1为本发明实施例提供的QSFP+光模块组件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的RX端光学组件的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的光路组合单元第一实施例的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的光学玻片镀膜的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的45°反光面和四通道透镜阵列的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的RX端光学组件第一实施例的光路平面图；
图7为本发明实施例提供的光路组合单元第二实施例的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的RX端光学组件第二实施例的光路示意图；
图9为本发明实施例提供的光路组合单元第三实施例的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的RX端光学组件第三实施例的光路示意图。
【具体实施方式】
[0017]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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]如图1和图2，本发明实施例提供一种QSFP+光模块组件，包括RX端光学组件104和TX端光学组件105，所述RX端光学组件104内设有H)芯片阵列102，所述TX端光学组件105内设有VCSEL芯片阵列103，所述RX端光学组件104 (接收端光学组件)和TX端光学组件105 (发射端光学组件)设于一 PCB板106上，在本较佳实施例中，所述RX端光学组件104和TX端光学组件105均通过高精度贴片设备贴装于同一 PCB板106上，构成QSFP+光模块组件的光路部分。
[0019]如图1和图2，所述RX端光学组件104具有一塑料支架单元201，所述塑料支架单元201内部设有光路组合单元202，所述塑料支架单元201的上端设有LC接口，用于与光纤连接。所述塑料支架单元201上设有加强筋，用于加强整体结构的强度。由于光路的可逆性，所述TX端光学组件105与所述RX端光学组件104内的光路组合单元202可以采用相同的结构，下面仅描述RX端光学组件104内的光路组合单元202的结构。所述RX端光学组件104具有一准直透镜601，所述准直透镜601位于所述LC接口的内部，用于将光束转变为平行光。
[0020]如图1至图6，所述RX端光学组件104的光路组合单元202包括一个镀膜光学组件、四个45°反光面303和一个四通道透镜阵列502，所述四个45°反光面303位于所述镀膜光学组件的正下方，所述四通道透镜阵列502位于所述四个45°反光面303的正下方。所述镀膜光学组件的正面设有A镀膜区域和B镀膜区域，反面依次设有C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域；从光纤出射的四束波长分别为λ1、λ2、λ3和λ4的光束依次经过所述镀膜光学组件、四个所述45°反光面303和所述四通道透镜阵列502后，进入所述H)芯片阵列102，其中，所述A镀膜区域为全波长增透膜区域，所有波长的光束均可透过。所述B镀膜区域为全波长反射区域，所有波长的光束均发生反射。所述C镀膜区域为λ I增透区域，λ 2、λ3和λ 4反射区域，即波长为λ I的光束可以透过，而波长为λ 2、入3和λ 4的光束则发生反射。所述D镀膜区域为λ 2增透区域，λ3和λ 4反射区域，即波长为λ2的光束可以透过，而波长为λ3和λ4的光束则发生反射。所述E镀膜区域为λ 3增透区域，λ 4反射区域，即波长为λ 3的光束可以透过，而波长为λ 4的光束则发生反射。所述F镀膜区域为λ 4增透区域，即波长为λ 4的光束可以透过。光束从A镀膜区域进入，并依次从C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域射出。
[0021]如图1至图6，所述H)芯片阵列102包括四个H)芯片，四束波长分别为λ1、λ2、λ3和λ4的光束分别会聚至所述四个ro芯片上。
[0022]如图1至图6，所述镀膜光学组件的第一实施例如下:
所述镀膜光学组件包括一倾斜面301和一光学玻片302，所述倾斜面301的作用是使光路发生折射，以一定角度出射。所述光学玻片302的正反面均设有镀膜，并在其正面形成所述A镀膜区域和B镀膜区域，反面形成所述C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域。四束波长分别为λ 1、λ 2、λ 3和λ 4的光束经过所述倾斜面301反射后射入所述光学玻片302，并经过四通道透镜阵列502透射至H)芯片。具体过程如下:包含四个波长为λ?，λ2，λ3，λ 4的光束从光纤出射，经由准直透镜变为平行光束；经过倾斜面301折射进入到光学玻片302的A镀膜区域，经A镀膜区域折射投射到反面的C镀膜区域，波长为λ I的光束透射出光学玻片302，通过设计可以使光线入射到45°反射面上，经反射光路向下弯折，再经过四通道透镜阵列502会聚到H)芯片的表面；包含波长为λ2，λ3，λ4的反射光束经玻片B镀膜区域反射，再投射到D镀膜区域，透射出波长为λ 2的光束；包含波长为λ 3，λ 4的反射光束经玻片B镀膜区域反射，再投射到E镀膜区域，透射出波长为λ3的光束；波长为λ4的反射光束经玻片B镀膜区域反射，再投射到F镀膜区域，最终透射出，并会聚到会聚到H)芯片的表面。
[0023]通过开模设计制造RX端光学组件104，可以通过简单的工艺操作将光纤、光学玻片302、四通道透镜阵列502固定在一起，这样很容易进行后续的耦合操作，并且通过简单的胶粘工艺即可固定。而且光路结构稳定，各部分光学组件的位置和耦合容差可以通过开模的精度和透镜面型的合理设计来进行保证。
[0024]如图7和图8，所述镀膜光学组件的第二实施例如下:所述镀膜光学组件为一楔形玻璃块801，所述楔形玻璃块801上设有镀膜，并在其正面形成所述A镀膜区域、B镀膜区域，反面形成所述C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域，四束波长分别为λ 1、λ 2、λ 3和λ 4的光束垂直射入所述楔形玻璃块801。采用楔形玻璃块801两面镀膜的方式，通过合理设计玻璃块的倾斜角度来实现光路的分光，镀膜区域与第一实施例的镀膜区域相同，其优点是不必经过第一实施例中的倾斜面301的折射，使光垂直入射到楔形玻璃块801内，可以减少反射，其达到的效果和原理与第一实施例相同，此处不再累述。
[0025]如图9所示，本发明还包括第三实施例，光路组合单元202包括:在塑料支架单元201上设计的一个45°反射面1001，用来使光路发生全反射；在塑料支架单元202上加工的45°台阶结构1002，用来粘贴反光玻片；在塑料支架单元202上加工的光学平面1003，用来使反射光线透射到底面。如图10所示，图示为45°台阶结构1002粘贴了反光玻片后的光路结构，在图中1101的位置镀λ I反射膜，λ 2、λ 3以及λ 4增透膜；在图中1102的位置镀λ 2反射膜，λ 3和λ 4增透膜；在图中1103的位置镀λ 3反射膜，λ 4增透膜；在图中1104的位置镀λ4反射膜。通过将膜片粘贴到1002的结构上，可以获得稳定的光路，将光束按波长划分开会聚到芯片上。本实施例采用的原理和前面的实施例相同，此处不再累述。
[0026]综上所述，所述QSFP+光模块组件采用镀膜光学组件进行波长选择，从而将复杂的耦合工艺大为简化，生产难度降低，从而可有效的提高生产效率。
[0027]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种QSFP+光模块组件，其特征在于，包括RX端光学组件和TX端光学组件，所述RX端光学组件内设有H)芯片阵列，所述TX端光学组件内设有VCSEL芯片阵列，所述RX端光学组件和TX端光学组件设于一 PCB板上； 所述RX端光学组件具有一塑料支架单元，所述塑料支架单元内部设有光路组合单元，所述塑料支架单元的上端设有LC接口，用于与光纤连接； 所述光路组合单元包括一个镀膜光学组件、四个45°反光面和一个四通道透镜阵列，所述四个45°反光面位于所述镀膜光学组件的正下方，所述四通道透镜阵列位于所述四个45°反光面的正下方，所述镀膜光学组件的正面设有A镀膜区域和B镀膜区域，反面依次设有C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域； 从光纤出射的四束波长分别为λ?、λ2、λ3和λ 4的光束依次经过所述镀膜光学组件、四个所述45°反光面和所述四通道透镜阵列后，进入所述H)芯片阵列，其中，所述A镀膜区域为全波长增透膜区域，所述B镀膜区域为全波长反射区域；所述C镀膜区域为λ I增透区域，λ 2、λ 3和λ 4反射区域；所述D镀膜区域为λ 2增透区域，λ 3和λ 4反射区域；所述E镀膜区域为λ 3增透区域，λ 4反射区域；所述F镀膜区域为λ 4增透区域。
2.如权利要求1所述的QSFP+光模块组件，其特征在于:所述TX端光学组件与所述RX端光学组件内的光路组合单元的结构相同。
3.如权利要求1或2所述的QSFP+光模块组件，其特征在于:所述RX端光学组件具有一准直透镜，所述准直透镜位于所述LC接口的内部。
4.如权利要求1所述的qsfp+光模块组件，其特征在于:所述ro芯片阵列包括四个ro芯片，四束波长分别为λ?、λ2、λ3和λ4的光束分别会聚至所述四个ro芯片上。
5.如权利要求1所述的QSFP+光模块组件，其特征在于:所述镀膜光学组件包括一倾斜面和一光学玻片，所述光学玻片上设有镀膜，并在其正面形成所述A镀膜区域、B镀膜区域，反面形成所述C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域，四束波长分别为λ?、λ2、λ3和λ 4的光束经过所述倾斜面反射后射入所述光学玻片。
6.如权利要求1所述的QSFP+光模块组件，其特征在于:所述镀膜光学组件为一楔形玻璃块，所述楔形玻璃块上设有镀膜，并在其正面形成所述A镀膜区域、B镀膜区域，反面形成所述C镀膜区域、D镀膜区域、E镀膜区域以及F镀膜区域，四束波长分别为λ 1、λ 2、λ 3和λ4的光束垂直射入所述楔形玻璃块。
7.如权利要求1所述的QSFP+光模块组件，其特征在于:所述塑料支架单元上设有加强筋。
【文档编号】G02B6/43GK104516069SQ201410700394
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】杨昌霖, 曹芳, 何明阳, 王雨飞 申请人:武汉电信器件有限公司