光模块和光模块组件的制作方法

本说明书实施例涉及光模块技术领域，尤其涉及一种光模块和光模块组件。

背景技术：

在通信传输技术领域，光模块为远距离的通信传输提供了可行的解决方案，是满足当今网络架构性能要求的关键元器件，不仅提高了网络覆盖的灵活性，在发生故障的情况下也更易于更换组件。

其中，光模块是一种光电转换的电子元器件，现有一种光模块包括：

光发射器、光纤、接收器，三者一一对应，该光纤作为一束光的光通道，光发射器的发射光通过光纤到达接收器。在光模块中可以集成多组光发射器、光纤和接收器，多个光发射器分别对准多个光纤。

但是，业界希望提供一种集成度更高的光模块。

技术实现要素：

有鉴于此，本说明书实施例提供了一种具有更高集成度的光模块及光模块组件。

本说明书实施例采用下述技术方案：

本说明书实施例提供一种光模块，包括：

沿第一方向依次排布的光发射器和接收器，所述光发射器和接收器的数量之和为4；

与所述光发射器对应设置的第一光滤波器，用于：对对应的光发射器的第一发射光进行反射，反射光沿所述第一方向传播并沿光纤传播；

与所述接收器对应设置的第二光滤波器，用于：对沿所述第一方向的反方向经所述光纤传播而来的第二发射光进行反射，反射光到达对应的所述接收器；

其中，所述第一光滤波器和第二光滤波器对不同波长的光具有不同的透过特性。

本说明书实施例还提供一种光模块组件，包括：沿第一方向设置的两侧光模块；

每一侧所述光模块包括：

至少两组沿第一方向依次排布的光发射器和接收器，每一组沿第一方向依次排布的光发射器和接收器的数量之和为4；

与所述光发射器对应设置的第一光滤波器，用于：对对应的光发射器的第一发射光进行反射，反射光沿所述第一方向传播并沿光纤传播至另一个光模块；

与所述接收器对应设置的第二光滤波器，用于：对从另一个光模块沿所述第一方向的反方向经所述光纤传播而来的第二发射光进行反射，反射光到达对应的所述接收器；

其中，所述第一光滤波器和第二光滤波器对不同波长的光具有不同的透过特性。

本说明书实施例还提供一种光模块组件，包括：包括：沿第一方向设置的两侧光模块；

每一侧所述光模块包括：

至少一组沿第一方向依次排布的至少一个光发射器和至少一个接收器，每一组沿第一方向依次排布的光发射器和接收器的数量之和为4；

与所述光发射器对应设置的第一光滤波器，用于：对对应的光发射器的第一发射光进行反射，反射光沿所述第一方向传播并沿光纤传播至另一个光模块；

与所述接收器对应设置的第二光滤波器，用于：对从另一个光模块沿所述第一方向的反方向经所述光纤传播而来的第二发射光进行反射，反射光到达对应的所述接收器；

其中，所述第一光滤波器和第二光滤波器对不同波长的光具有不同的透过特性。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

光模块或光模块组件中的每一侧光模块可以包括：沿第一方向依次排布的光发射器和接收器，所述光发射器和接收器的数量之和为4；与所述光发射器对应设置的第一光滤波器，用于：对对应的光发射器的第一发射光进行反射，反射光沿所述第一方向传播并沿光纤传播；与所述接收器对应设置的第二光滤波器，用于：对沿所述第一方向的反方向经所述光纤传播而来的第二发射光进行反射，反射光到达对应的所述接收器；其中，所述第一光滤波器和第二光滤波器对不同波长的光具有不同的透过特性。这样，在实际应用中，沿第一方向排布并位于两侧光模块中的4个光发射器的发射光可以被耦合至同一根光纤中，这样原本需要四根光纤来分别连接四对具有发射-接收关系的光发射器和接收器，现在只需要一根光纤，进而可以降低光模块内部结构布置难度，提升光模块的产品集成度。同时，这可以节省光纤数量，降低了生产成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本说明书实施例的光模块组件的俯视图；

图2为图1所示区域a的侧面视图；

图3为图2所示光模块组件中的各第一光滤波器和第二滤光器的波段分布示意图；

图4为本说明书实施例记载的另一光模块组件的结构示意图；

图5为本说明书实施例记载的另一光模块组件的结构示意图。

具体实施方式

对现有光模块分析发现，光纤与具有发射-接收关系的光发射器和接收器之间具有一一对应关系，对应每一对光发射器和接收器之间设置一个光纤，作为光通道。在这种情况下，当需要在光模块中布置较多组光发射器和接收器时，所需光纤的数量也随之增加，光模块内部结构布置难度增加，集成度较低。

为此，本说明书实施例提供一种改进的光模块和光模块组件。所述光模块的类型可以是小型可插拔sfp(全称：smallformpluggable)模块、四通道小型可插拔qsfp(全称：quadsmallformpluggable)模块或其他多通道光模块或采用这种多通道光模块的有源光缆aoc(英文全称：activeopticalcables)的设计。具体地，本说明书实施例记载的光模块可以用于sfpdd(50g，100g))，qsfp(100g，200g),qsfpdd(200g，400g)、cxp等。

对光模块中的光发射器可以选择激光器，例如垂直腔面发射激光器vcsel(全称：verticalcavitysurfaceemittinglaser)，对光模块中的接收器可以选择光电二极管pd(全称：photodiode)。这样利用vcsel将电信号转化为光信号，利用pd将光信号再转化为电信号。其中，光模块可以设置连接vcsel的电信号接收端口和连接pd的电信号输出端口，在此不再详述。光模块除了具有光电变换功能外，还集成了很多的信号处理功能，如：多路复用器mux(全称：multiplexer)/解复用器demux、cdr、功能控制、能量采集及监控等功能，在此不再详述。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。

图1为本说明书实施例提供的一种光模块组件的结构示意图，图2为图1中区域a的主视图，所述结构如下所述。

光模块组件可以包括：沿第一方向hh’设置的两侧光模块b、c。在具体应用中，光模块b可以是交换机光模块或其他，光模块c可以是服务器光模块或其他，在此不作具体限定。两个光模块b之间使用光纤100连接。

以光模块b为例，光模块b可以包括：

沿第一方向依次排布的光发射器11a、12a和接收器13b、14b，光发射器和接收器的数量之和为4；

与光发射器11a、12a分别对应设置的第一光滤波器21a、22a，用于：对各自对应的光发射器的第一发射光进行反射，反射光l1、l2沿第一方向hh’(如箭头h’)传播并沿光纤100传播；

与接收器13b、14b分别对应设置的第二光滤波器23b、24b，用于：对沿第一方向的反方向(如箭头h)经光纤100传播而来的第二发射光l3、l4进行反射，反射光到达对应的接收器13b、14b；

以光模块c为例，光模块c可以包括：

沿第一方向依次排布的光发射器13a、14a和接收器11b、12b；

与光发射器13a、14a分别对应设置的第一光滤波器23a、24a，用于：对各自对应的光发射器的第一发射光进行反射，反射光l3、l4沿第一方向hh’(如箭头h)传播并沿光纤100传播；

与接收器11b、12b分别对应设置的第二光滤波器21b、21b，用于：对沿第一方向的反方向(如箭头h’)经光纤100传播而来的第二发射光l1、l2进行反射，反射光到达对应的接收器11b、12b；

其中，第一光滤波器21a、22a、23a、23a和第二光滤波器21b、22b、23b、24b对不同波长的光具有不同的透过特性。

需要说明的是，所述第一光滤波器中的“第一”、第二光滤波器中的“第二”用来区分不同位置、对应不同光学元件的光滤波器，并不构成对光滤波器属性的限定。

在实际应用中，光模块b的光发射器与光模块c中对应的接收器之间形成发射-接收关系，光模块b的接收器与光模块c中对应的光发射器之间形成发射-接收关系。具体地，光发射器11a与接收器11b之间、光发射器12a与接收器12b之间、光发射器13a与接收器13b之间、光发射器14a与接收器14b之间分别形成四对发射-接收关系。

在这种情况下，光模块组件的工作原理可以是：

光发射器11a对应的第一光滤波器21a对光发射器11a的发射光进行第一次反射，得到反射光l1平行于第一方向hh’，并沿箭头h’向光纤100传播，在传播过程中从第一光滤波器21a和第二光滤波器21b之间的其他光滤波器透射，穿过对应的光纤100，到达接收器11b对应的第二光滤波器21b；

接收器11b对应的第二光滤波器21b对第一次反射的反射光l1进行第二次反射，反射光到达对应的接收器11b。

光发射器12a对应的第一光滤波器22a对光发射器12a的发射光进行第一次反射，得到反射光l2平行于第一方向hh’，并沿箭头h’向光纤100传播，在传播过程中从第一光滤波器22a和第二光滤波器22b之间的其他光滤波器透射，穿过对应的光纤100，到达接收器12b对应的第二光滤波器22b；

接收器12b对应的第二光滤波器22b对第一次反射的反射光l2进行第二次反射，反射光到达对应的接收器12b。

光发射器13a对应的第一光滤波器23a对光发射器13a的发射光进行第一次反射，得到反射光l3平行于第一方向hh’，并沿箭头h向光纤100传播，在传播过程中从第一光滤波器23a和第二光滤波器23b之间的其他光滤波器透射，穿过对应的光纤100，到达接收器13b对应的第二光滤波器23b；

接收器13b对应的第二光滤波器23b对第一次反射的反射光l3进行第二次反射，反射光到达对应的接收器13b。

光发射器14a对应的第一光滤波器24a对光发射器14a的发射光进行第一次反射，得到反射光l4平行于第一方向hh’，并沿箭头h向光纤100传播，在传播过程中从第一光滤波器24a和第二光滤波器24b之间的其他光滤波器透射，穿过对应的光纤100，到达接收器14b对应的第二光滤波器24b；

接收器14b对应的第二光滤波器24b对第一次反射的反射光l4进行第二次反射，反射光到达对应的接收器14b。

因此，根据第一光滤波器和第二光滤波器对不同波长的光具有不同的透过特性，每一对基于发射-接收关系的光发射器和接收器所分别对应的两个光滤波器可以对对应的发射光为反射，而对其他各反射光为透射，使得至少两对具有发射-接收关系的光发射器和接收器所对应的发射光可以耦合至同一根光纤中。

参照图2，形成发射-接收关系的光发射器11a与接收器11b分别位于光纤100的左右两侧，其他形成发射接收关系的光发射器与接收器亦分别位于光纤100的左右两侧，可以参考之。各光发射器11a、12a、13a、14a的发射光经各自对应的光滤波器进行第一次反射后的反射光l1、l2、l3、l4均平行于第一方向hh’，并穿过同一光纤100，到达对应的接收器11b、12b、13b、14b。因此，利用本申请实施例记载的光模块及光模块组件，同一光纤可以作为多对光发射器和接收器的光通道，降低光模块内部结构布置难度，提升光模块的产品集成度。同时，这可以节省光纤数量，降低了生产成本。

另外，如图2所示，在光模块b中，包括两个光发射器11a、12a和接收器13b、14b。光模块c中作相应设置。在本申请实施例中，其中一侧光模块中可以包括1个光发射器和3个接收器，基于发射-接收关系，对应的另一侧光模块可以包括1个接收器和3个光发射器。

在本说明书实施例中，各第一光滤波器和第二光滤波器可以选择光带通滤波器，光带通滤波器允许选定波段的光通过，通带以外波段的光截止，所述通过为允许光透射，截止为允许光反射，实现第一光滤波器和第二光滤波器对不同波长的光具有不同的透过特性。这时，所述光滤波器的波长可以是指光带通滤波器的中心波长。

在这种情况下，结合参照图3，图3为本说明书实施例记载的光模块中各光滤波器的波段分布示意图。

其中，参照图2和图3(a)，在光纤100的左侧，第一光滤波器21a对光发射器11a的发射光进行第一次反射，得到反射光l1，反射光l1平行于第一方向hh’，此时第一光滤波器21a的选定波段λa～λb中的下限λa可以大于光发射器11a的反射光的波长λ1；

第一光滤波器22a对光发射器12a的发射光进行第一次反射，得到平行于第一方向hh’的反射光l2，这样第一光滤波器22a的选定波段λc～λd中的下限λc可以大于光发射器12a的发射光波长λ2，同时，第一光滤波器22a对光发射器11a对应的反射光l1进行透射，这样光发射器11a的发射光波长λ1还位于λc～λd之间；

第二光滤波器23b对光发射器13a对应的反射光l3进行反射，这样第二光滤波器23b选定波段λe～λf中的下限λe可以大于光发射器13a的发射光波长λ3，同时，第二光滤波器23b对光发射器11a、12a对应的反射光l1、l2均进行透射，这样光发射器11a的发射光波长λ1和光发射器12a的发射光波长λ2还均位于λe～λf之间；

第二光滤波器24b对光发射器14a对应的反射光l4进行反射，这样第二光滤波器24b选定波段λg～λh中的下限λg可以大于光发射器14a的发射光波长λ4，同时，第二光滤波器24b对光发射器11a、12a、13a对应的反射光l1、l2、l3进行透射，这样光发射器11a的发射光波长λ1、光发射器12a的发射光波长λ2和光发射器13a的发射光波长λ3还均位于λg～λh之间。

对应地，参照图2和图3(b)，在光纤100的右侧，第二光滤波器21b对光发射器11a对应的反射光l1进行第二次反射，使得第二光滤波器21b的选定波段λa’～λb’的上限λb’可以小于λ1，同时第二光滤波器21b对光发射器12a、13a、14a对应的反射光l2、l3、l4进行透射，使得λ2、λ3、λ4均位于λa’～λb’内；

第二光滤波器22b对光发射器12a的发射光进行第一次反射，得到平行于第一方向hh’的反射光l2，使得第二光滤波器22b的选定波段λc’～λd’的上限λd’可以小于λ2，同时第二光滤波器22b还对光发射器13a、14a对应的反射光l3、l4进行透射，使得λ3、λ4均位于λc’～λd’内；

第一光滤波器23a对光发射器13a的发射光进行第一次反射，第一光滤波器23a的选定波段λe’～λf’的上限λf’可以小于λ3，同时第一光滤波器23a还对光发射器14a对应的反射光l4进行透射，使得λ4位于λe’～λf’内；

第一光滤波器24a对光发射器14a的发射光进行第一次反射，使得第一光滤波器24a的选定波段λg’～λh’的上限λg’可以小于λ4。

本申请实施例记载的光模块组件的工作原理如上所示，可以根据各光发射器的发射光的不同波长，合理选择各第一光滤波器、第二光滤波器的波长。通过合理选择各光发射器的波长与第一光滤波器、第二光滤波器波长之间的关系，可以实现四对光发射器和接收器对应的发射光可以被耦合至一根光纤中，同一根光纤可以作为四对光发射器和接收器对应的发射光的通道。

需要理解的是，图2中具有发射-接收关系的光发射器和接收器之间的发射光使用不同形式的线条，例如实线、虚线，来表示，并不代表实际光线。另外，对各发射光进行第一次反射的平行于第一方向hh’的反射光之间可以相互隔开，此仅为描述效果需要，在实际应用中，平行于第一方向hh’的各反射光之间可以耦合为一束光或相互隔开为其他一定距离，在此不作具体限定。

基于如上分析可知，在第一方向hh’的同一方向(如箭头h’)上，位于左侧光模块b的光发射器和/或接收器与位于另一侧光模块c的光发射器和/或接收器根据一一对应的发射-接收关系呈位置对应。具体地，在方向h’上，光模块b中的光发射器11a、12a和接收器13b、14b依次排布，相应地根据一一对应的发射-接收关系，光模块c中的接收器11b、12b和光发射器13a、14a依次排布。在这种情况下，每个光发射器的发射光的光路长度是相同的，有利于各光学组件的布局。

另外，沿所述第一方向hh’的同一方向h’，位于左侧的光模块b中，各第一光滤波器21a、22a和第二光滤波器23b、24b的波长可以依次减小；在位于右侧的光模块c中，各第二光滤波器21b、22b和第一过滤器23a和24a的波长依次增大。

由此可知，沿所述第一方向的同一方向，在每一侧光模块中对应的各第一光滤波器和第二光滤波器中，当位于其中一侧光模块的各第一光滤波器和第二光滤波器的波长依次增大时，位于另一侧光模块的各第一光滤波器和第二光滤波器的波长依次减小。

另外，参照图2，光模块组件还可以包括：

位于接收器与对应的第二光滤波器之间光路上的辅助光滤波器，用于过滤杂色。例如，接收器13b与对应的第二光滤波器23b之间光路上设置有辅助光滤波器33b，接收器14b与对应的第二光滤波器24b之间光路上设置有辅助光滤波器34b，接收器11b与对应的第二光滤波器21b之间光路上设置有辅助光滤波器31b，接收器12b与对应的第二光滤波器22b之间光路上设置有辅助光滤波器32b。

各辅助滤波器可以用来消除对应光线之外的杂色，降低光学串扰。例如，辅助滤波器33b可以用来消除光发射器13a的发射光之外的其他光线，其他辅助滤波器可以参考之，在此不再一一详述。

在本申请实施例中，如图2所示，每一侧光模块b、c同时包括沿第一方向依次排布的光发射器和接收器。这样，每一根光纤100的同一侧可以(同时)设置有至少一个光发射器和接收器，可以利用具有较大光学空间的接收器(例如pd)降低光发射器(例如vcsel)对位置和角度的敏感程度，这可以解决因光发射器集中而造成的较大耦合公差。例如，如图2所示光纤100的左侧或右侧，只需要考虑两个光发射器的发射光之间的耦合，而不是考虑四个光发射器之间的耦合。

优选地，在光模块b中，各光发射器11a、12a沿第一方向hh’依次排布形成一个分组，各接收器13b、14b沿第一方向hh’依次排布形成另一个分组，这两个分组沿第一方向hh’排布。在光模块c中，各光发射器13a、14a沿第一方向hh’依次排布形成一个分组，各接收器11b、12b沿第一方向hh’依次排布形成另一个分组，这两个分组沿第一方向hh’排布。这样，在每一侧光模块中，沿第一方向依次排布的光发射器和接收器的排布方式为：光发射器和接收器各自沿所述第一方向依次排布，形成沿所述第一方向依次排布的两个分组。

如图1所示，本申请实施例记载的光模块组件中，每一侧光模块可以包括3组沿第一方向依次排布的光发射器和接收器，还可以包括其他数量的至少一组沿第一方向依次排布的光发射器和接收器。各组沿第一方向依次排布的光发射器和接收器沿第二方向ll’并列排布，各光纤可以沿第二方向ll’并列设置。

其中，每一侧光模块中的光发射器和接收器呈阵列排布，具体地在光模块b中各光发射器和接收器基于第一方向hh’和第二方向ll’呈阵列排布，基于发射-接收关系，光模块c中各光发射器和接收器可参考之。其中所述第二方向ll’与第一方向hh’垂直

这样，阵列排布方式使得各光发射器和接收器组成了阵列中的各个节点。这种阵列排布方式可以提升光发射器和接收器所对应的芯片在pcb板10上的布置精度，例如在将芯片粘贴在pcb板10上时，阵列排布方式可以降低各光发射器和接收器之间位置校准的难度，提升布置精度，提升产品刚良率。

进一步地，在每一侧光模块中，沿着第二方向ll’依次排布的光发射器位于同一芯片；沿第二方向ll’依次排布的接收器位于同一芯片上。例如，在光模块b中，沿第二方向ll’依次排布的光发射器11a位于同一芯片上，沿第二方向ll’依次排布的接收器14b位于同一芯片上，其他光发射器和接收器的排布方式可参考之。

这样，在同一芯片上，平行于第二方向ll’的其中一行可以均设置有光发射器，可以在同一制造工艺中按照阵列方式制作完成；平行于第二方向的另一行可以均设置有接收器，可以在同一制造工艺中按照阵列方式制作完成。这使得位于同一芯片上的光发射器彼此之间及接收器之间的位置和次序更符合预期，布置精度更高。另外，在这种情况下，无需单个地在pcb板10上粘贴各芯片，降低工时成本。

对于本说明书记载的光模块和光模块组件的工作原理和其他结构可以参考第一实施例的内容，在此不再赘述。

在本申请其他实施例中，每一侧光模块可以包括至少两组沿第一方向依次排布的光发射器和接收器，并且光发射器和接收器呈阵列排布。对于每一组沿第一方向依次排布的光发射器和接收器及对应的第一光滤波器和第二光滤波器的工作原理可以参考上文内容，在此不再详述。

图4为本说明书实施例记载的另一光模块组件的结构示意图，所述结构如下所示。其中，在光模块b’中，各光发射器11a’、12a’和接收器13b’、14b’沿第一方向hh’交替排布；在光模块c’中，各光发射器13a’、14a’和接收器11b’、12b’沿第一方向hh’交替排布。因此，在每一侧光模块中，所述沿第一方向依次排布的光发射器和接收器的排布方式为：沿着所述第一方向依次交替排布。该光模块组件中的工作原理可以参考箭头标识的各发射光光路。

图5为本说明书实施例记载的另一光模块组件的结构示意图，所述结构如下所示。其中，在光模块b’中，光发射器11a”、12a”比接收器13b”、14b”靠近另一侧光模块c’，基于一一对应的发射-接收关系，在光模块c’中，光发射器13a”、14a”比接收器11b”、12b”靠近另一侧光模块b’。该光模块组件中的工作原理可以参考箭头标识的各发射光光路。

因此，本申请实施例中，在每一侧光模块中，沿第一方向依次排布的光发射器和接收器的数量及排列顺序可以根据具体应用进行调整。

利用本说明书实施例记载的光模块及光模块组件，可以将至少两个光发射器的发射光耦合至同一根光纤中，每个光纤可以作为两侧光模块中具有发射-接收关系的四对光发射器和接收器之间的光通道，降低光模块内部结构布置难度，提升光模块的产品集成度。同时，在实际应用中，这也可以节省光纤数量，降低了生产成本。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。