光模块及通信设备

摘要

本发明提供一种光模块及通信设备，其光模块包括电路板和透镜组件，电路板上设有驱动芯片和激光器，透镜组件罩设在驱动芯片和激光器的上方，透镜组件正对激光器的一面设有凸透镜及倾斜面，凸透镜表面具有反射膜，激光器射向凸透镜的光的一部分经反射膜反射向驱动芯片和/或电路板，倾斜面的设置使得再次反射的光中的大部分能够通过倾斜面透出透镜组件。本发明通过在透镜组件正对激光器的一面设置倾斜面，激光器射向凸透镜的光经驱动芯片和/或电路板再次反射后，可以通过该倾斜面透射出透镜组件，从而降低了照射到驱动芯片的中间部位的光的强度，减小了对驱动芯片中电子流信号的影响，提高了驱动芯片工作的稳定性。

权利要求

1.一种光模块，其特征在于，包括电路板和透镜组件，所述电路板上设有驱动芯片和激光器，所述透镜组件罩设在所述驱动芯片和所述激光器的上方，所述透镜组件正对所述激光器的一面设有凸透镜及倾斜面，所述凸透镜表面具有反射膜，所述激光器射向所述凸透镜的一部分光经所述反射膜反射向所述驱动芯片和/或电路板，所述倾斜面的设置使得再次反射的光中的大部分能够通过所述倾斜面透出所述透镜组件。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述激光器射向所述凸透镜的光经所述反射膜反射向所述驱动芯片的边缘，经所述驱动芯片边缘再次反射后通过所述倾斜面透射出所述透镜组件。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述激光器射向所述凸透镜的光经所述反射膜反射向所述电路板，经所述电路板再次反射后通过所述倾斜面透射出所述透镜组件。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件设置有反射面，所述激光器射出的光经所述凸透镜汇聚后，被所述反射面反射。

5.根据权利要求1-4中任一所述的光模块，其特征在于，所述倾斜面与水平面之间的夹角为15°-75°。

6.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述倾斜面与所述驱动芯片反射的中心光线垂直。

7.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述倾斜面的表面设有增透膜。

8.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述驱动芯片的中间部位设有时钟数据恢复装置。

9.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述透镜正对所述激光器的一面还包括第一水平面、第二水平面、过渡面和第三水平面，所述第二水平面设置在所述第一水平面和第三水平面之间，所述倾斜面的两端分别连接所述第一水平面和第二水平面，所述过渡面的两端分别连接所述第二水平面和第三水平面，所述凸透镜设置在所述第三水平面上。

10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一所述的光模块。

说明书

光模块及通信设备

技术领域

[0001] 本发明涉及光电转换技术，尤其涉及一种光模块及通信设备。

背景技术

[0002] 光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤通信方式以其传输频带较宽、抗干扰能力较强、信号衰减较小等优点，逐渐取代电缆、微波等
通信方式，成为通信领域中应用最为广泛的一种通信方式。

[0003] 光模块是光纤通信中非常重要的光信号接口器件，光模块能够对光信号和电信号进行转换，光模块的一端作为光接口与光纤相连，另一端作为电接口与外部通信设备相连。
图1为现有技术中光模块的结构简图；请参照图1。现有技术中的光模块包括电路板100和透
镜200，电路板100上设有第一驱动芯片110、第二驱动芯片120、激光器130和接收器140，透
镜200罩设在第一驱动芯片110、第二驱动芯片120、激光器130和接收器140上方，电路板100
的一侧还设有金手指150；其中，第一驱动芯片110和激光器130主要用在光模块中，第二驱
动芯片120和接收器140主要用在光接收次模块中。工作时，电路板100通过金手指150将外
部电信号传输到第一驱动芯片110，第一驱动芯片110将电信号传输到激光器130，激光器
130将电信号转化成光信号发射出来，发出的光信号经透镜200的准直和会聚到达光纤，从
而完成电信号到光信号的转换；同理，光信号经光纤到达透镜200后，透镜200会对光信号进
行准直和会聚以传递至接收器140，接收器140将光信号转化为电信号，通过第二驱动芯片
120将电信号输出到外部通信设备，从而完成光信号到电信号的转换。

[0004] 在光通信行业中，所有的高速驱动芯片(一般单通道高于16G)都需要有时钟数据恢复装置(clock data recovery，CDR)，用来优化信号稳定性，时钟数据恢复装置一般位于
芯片的中间部位。因为驱动芯片就是一个集成电路，内部是电流传输，而电流传输实际上就
是电子流传输，当时钟数据恢复装置所在的驱动芯片表面受到光照射时，会激发出额外的
电子，从而影响了原有的电子流信号，造成驱动芯片工作发生不良。图2为现有技术中光模
块中光线的传播路径图；请参照图2。其中，透镜200的下表面与激光器130相对的位置设有
凸起，以形成凸透镜210，便于光线的准直和会聚；由于目前激光器130自身的发光功率通常
较大，而光模块实际要求的出光功率小，所以通常在凸透镜210的表面上镀反射膜对光进行
功率衰减；第一驱动芯片110的中间部位设有时钟数据恢复装置111。但是，现有技术中光模
块在使用时，激光器130发出的光到达凸透镜210后，由于表面反射膜的作用会有一部分发
生反射，其中一部分反射光会照射到第一驱动芯片110和激光器130之间的区域内，此部分
光线经反射后会打在透镜200的下表面上，透镜200的下表面将光线再次反射，最终打在第
一驱动芯片110的中间部位上，也即打在时钟数据恢复装置111上，从而影响了第一驱动芯
片110的正常工作。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种光模块及通信设备，本发明能够降低照射到驱动芯片的中间部位的光的强度，从而提高驱动芯片工作的稳
定性。

[0006] 本发明提供一种光模块，包括电路板和透镜组件，所述电路板上设有驱动芯片和激光器，所述透镜组件罩设在所述驱动芯片和激光器的上方，所述透镜组件正对所述激光
器的一面设有凸透镜及倾斜面，所述凸透镜表面具有反射膜，所述激光器射向所述凸透镜
的一部分光经所述反射膜反射向所述驱动芯片和/或电路板，所述倾斜面的设置使得再次
反射的光中的大部分能够通过所述倾斜面透出所述透镜组件。

[0007] 本发明还提供一种通信设备，包括如上所述的光模块。

[0008] 本发明提供的光模块及通信设备，其光模块包括电路板和透镜组件，电路板上设有驱动芯片和激光器，透镜组件罩设在驱动芯片和激光器的上方，透镜组件正对激光器的
一面设有凸透镜及倾斜面，凸透镜表面具有反射膜，激光器射向凸透镜的一部分光经反射
膜反射向驱动芯片和/或电路板，倾斜面的设置使得再次反射的光中的大部分能够通过倾
斜面透出透镜组件。本发明通过在透镜组件正对激光器的一面设置倾斜面，激光器射向凸
透镜的光经驱动芯片和/或电路板再次反射后，可以通过该倾斜面透射出透镜组件，从而降
低了照射到驱动芯片的中间部位的光的强度，减少了反射光对透镜组件内驱动芯片的干
扰，提高了驱动芯片工作的稳定性。

附图说明

[0009] 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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
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
据这些附图获得其他的附图。

[0010] 图1为现有技术中光模块的结构简图；

[0011] 图2为现有技术中光模块中光线的传播路径图；

[0012] 图3为本发明一实施例提供的光模块的结构简图；

[0013] 图4为本发明一实施例提供的光模块中光线传播的路径图。

[0014] 附图标记：

[0015] 100-电路板；                     110-第一驱动芯片；

[0016] 111-时钟数据恢复装置；          120-第二驱动芯片；

[0017] 130-激光器；                      140-接收器；

[0018] 150-金手指；                      200-透镜；

[0019] 210-凸透镜；                      300-电路板；

[0020] 310-驱动芯片；                    320-激光器；

[0021] 400-透镜组件；                    410-第一水平面；

[0022] 420-倾斜面；                      430-第二水平面；

[0023] 440-过渡面；                      450-第三水平面；

[0024] 451-凸透镜；                      460-反射面。

具体实施方式

[0025] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0026] 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。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施
例中的特征可以相互组合。

[0027] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0028] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相
连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关
系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体
含义。

[0029] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数
量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

[0030] 下面将结合附图详细的对本发明的内容进行描述，以使本领域技术人员能够更加详细的了解本发明的内容。

[0031] 实施例一

[0032] 光模块可以与相应的通信设备配合进行光纤通信。一般的，通信设备中会有专门预留给光模块的笼子，光模块插入该笼子后通过光模块中的电路板的金手指实现与通信设
备的电连接。之后，光模块连接光纤的一端，光纤的另一端连接另一个插入光模块的通信设
备，这两个通信设备就可以通过光纤、光模块实现光纤通信。光模块将需要传送的信息(如
语音)转换成电信号，然后调制到光模块的激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的
幅度(或者频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；当光模块接收到光信号时，光模块中的
光电二极管将光信号变换成电信号，经解调后恢复原始信息。

[0033] 光纤的结构包括芯层、包层及保护层。包层包裹芯层，光在芯层中传播，光在芯层与包层的交界面发生全反射，使得光被约束在芯层中。由于芯层与包层的材质较为脆弱，所
以在包层的表面覆盖有保护层，由保护层包裹保护包层。

[0034] 在光通信行业中，所有的高速驱动芯片(一般单通道高于16G)都需要有时钟数据恢复装置，用来优化信号稳定性，时钟数据恢复装置一般位于芯片的中间部位。因为驱动芯
片就是一个集成电路，内部是电流传输，而电流传输实际上就是电子流传输，当时钟数据恢
复装置所在的驱动芯片表面受到光照射时，会激发出额外的电子，从而影响了原有的电子
流信号，造成驱动芯片工作发生不良。

[0035] 为了保证各光通路的光功率一致性，通常要求镀膜范围尽可能大，图2为现有技术中光模块中光线的传播路径图；请参照图2。其中，透镜200的下表面与激光器130相对的位
置设有凸起，以形成凸透镜210，便于光线的准直和会聚；第一驱动芯片110的中间部位设有
时钟数据恢复装置111。

[0036] 由于目前激光器130自身的发光功率通常较大，而光模块实际要求的出光功率小，所以通常在凸透镜210的表面上镀反射膜对光进行功率衰减。

[0037] 但是，现有技术中光模块在使用时，激光器130发出的光到达凸透镜210后，由于表面反射膜的作用会有一部分发生反射，其中一部分反射光会照射到第一驱动芯片110和激
光器130之间的区域内，此部分光线经反射后会打在透镜200的下表面上，透镜200的下表面
将光线再次反射，最终打在第一驱动芯片110的中间部位上，也即打在时钟数据恢复装置
111上，从而影响了第一驱动芯片110的正常工作。

[0038] 为解决现有技术的上述问题，本实施例提供一种光模块，图3为本发明一实施例提供的光模块的结构简图；请参照图3。本实施例提供一种光模块，包括电路板300和透镜组件
400，电路板300上设有驱动芯片310和激光器320，透镜组件400罩设在驱动芯片310和激光
器320的上方，透镜组件400正对激光器320的一面设有凸透镜451及倾斜面420，凸透镜451
表面具有反射膜，激光器320射向凸透镜451的一部分光经反射膜反射向驱动芯片310和/或
电路板300，倾斜面420的设置使得再次反射的光中的大部分能够通过倾斜面420透出透镜
组件400。

[0039] 具体的，本实施例的电路板300可采用现有技术中常用的PCB(Printed Circuit Board)电路板，驱动芯片310和激光器320均与电路板300通信连接，以完成信号的转换处
理。

[0040] 透镜组件400与电路板300机械连接，例如，可以为粘接。透镜组件400的下表面向内凹陷形成有容纳腔，透镜组件400与电路板300连接后使得驱动芯片310和激光器320位于
该容纳腔中，也即透镜组件400罩设在驱动芯片310和激光器320的上方。

[0041] 本实施例的驱动芯片310为激光器驱动芯片，激光器320可以根据驱动芯片310发出的电信号发出光信号，驱动芯片310的中间部位设有时钟数据恢复装置。

[0042] 本实施例在透镜组件400正对激光器320的一面设有凸透镜451及倾斜面420，其中，凸透镜451表面具有反射膜。本实施例中凸透镜451设置在激光器320的上方，由于激光
器320发出的光线是呈发散状的，激光器320发出的光线经凸透镜451准直和会聚后转化成
平行光线照射在透镜组件400的反射面460上，反射面460将光线反射后改变方向射入光纤
中，完成电信号到光信号的转换。

[0043] 优选的，反射面460与水平面之间的夹角为45°，以将激光器320射出的竖直光线转化为水平光线。

[0044] 在实际应用中，可以是一个芯片对应一根光纤，也可以是多个芯片对应一根光纤或者一个芯片对应多根光纤。

[0045] 反射膜可以对激光器320发出的光进行衰减，以满足实际光功率的要求。反射膜在对光进行衰减的同时还会将一部分光反射。激光器320射向凸透镜451的一部分光经反射膜
反射向驱动芯片310和/或电路板300，即激光器320射向凸透镜451的一部分光经反射膜反
射后可能会产生以下两种情况：

[0046] 1、激光器320射向凸透镜451的光经反射膜反射向驱动芯片320的边缘(驱动芯片310上靠近激光器320的一侧)，经驱动芯片320边缘再次反射后通过倾斜面420透射出透镜
组件400。

[0047] 2、激光器320射向凸透镜451的光经反射膜反射向电路板300，经电路板300再次反射后通过倾斜面420透射出透镜组件400。

[0048] 在上述两种情况下，光线再次反射后通过倾斜面420可以透射出透镜组件400，从而解决了现有技术中的缺陷，降低了照射到驱动芯片310的中间部位的光的强度，减少了反
射光对透镜组件400内驱动芯片310的干扰，提高了驱动芯片310工作的稳定性。

[0049] 图4为本发明一实施例提供的光模块中光线传播的路径图；图中箭头所示为光的传播方向，请参照图4。图4示出了本实施例中一种光线传播的路径图，如图4所示，激光器
320发出的光线中的一部分在凸透镜451表面的反射膜上发生反射，经反射膜反射的光线中
的一部分会反射到驱动芯片310朝向激光器320的一侧，驱动芯片310会使此部分光线再次
发生反射，光线将再次射到透镜300的下表面上，由于设置了倾斜面420，反射光线中的大部
分将被引导至透镜组件400之外，从而降低了照射到驱动芯片310的中间部位的光的强度，
提高了驱动芯片310工作的稳定性。

[0050] 本实施例提供的光模块包括电路板300和透镜组件400，电路板300上设有驱动芯片310和激光器320，透镜组件400罩设在驱动芯片310和激光器320的上方，透镜组件400正
对激光器320的一面设有凸透镜451及倾斜面420，凸透镜451表面具有反射膜，激光器320射
向凸透镜451的一部分光经反射膜反射向驱动芯片310和/或电路板300，倾斜面420的设置
使得再次反射的光中的大部分能够通过倾斜面420透出透镜组件400。本发明通过在透镜组
件400正对激光器的一面设置倾斜面420，激光器320射向凸透镜451的光经驱动芯片310和/
或电路板300再次反射后，可以通过该倾斜面420透射出透镜组件400，从而降低了照射到驱
动芯片310的中间部位的光的强度，减少了反射光对透镜组件400内驱动芯片310的干扰，，
提高了驱动芯片310工作的稳定性。

[0051] 进一步地，本实施例中倾斜面420与水平面之间的夹角为15°-75°，在此角度范围内可以使驱动芯片310和/或电路板300反射的光线中的大部分通过倾斜面420透射出透镜
组件400，从而降低对驱动芯片310正常工作的影响。

[0052] 更进一步地，倾斜面420与驱动芯片310反射的中心光线垂直，由于反射的光线也是由多条光线组成的发散状光线，因此保证倾斜面420与驱动芯片310反射的中心光线垂直
能够最大限度的保证将驱动芯片310和/或电路板300反射的光线中的大部分通过倾斜面
420透射出透镜组件400。

[0053] 进一步地，本实施例中，在倾斜面420的表面上还设有增透膜，从而可以进一步提高光线的透射性能。

[0054] 进一步地，本实施例中的倾斜面420朝向激光器320，反射到倾斜面420上的光线中有一小部分会被倾斜面420再次反射，请继续参照图4，这部分光线会再次射到驱动芯片310
的表面，由于倾斜面420朝向激光器320，使得在倾斜面420上反射的光线照射到驱动芯片
310朝向激光器320的一侧，而不会照射到驱动芯片310的中间部位，进一步降低了对驱动芯
片310的光干扰。

[0055] 进一步地，本实施例的透镜组件400的下表面还包括第一水平面410、第二水平面430、过渡面440和第三水平面450。其中，第二水平面430设置在第一水平面410和第三水平
面450之间，倾斜面420的两端分别连接第一水平面410和第二水平面430，过渡面440的两端
分别连接第二水平面430和第三水平面450，凸透镜451设置在第三水平面450上。

[0056] 可选的，倾斜面420设置在驱动芯片310朝向激光器320的一侧的上方，且倾斜面420与第一水平面410的交线位于驱动芯片310的中间部分的上方，以保证驱动芯片310和/
或电路板300反射的光线中的大部分通过倾斜面420透射出透镜组件400。

[0057] 实施例二

[0058] 本实施例提供一种通信设备，包括如上实施例一所述的光模块。

[0059] 本实施例提供的通信设备，其光模块包括电路板和透镜组件，电路板上设有驱动芯片和激光器，透镜组件罩设在驱动芯片和激光器的上方，透镜组件正对激光器的一面设
有凸透镜及倾斜面，凸透镜表面具有反射膜，激光器射向凸透镜的光经反射膜反射向驱动
芯片和/或电路板，再次反射的光通过倾斜面透射出透镜组件。本发明通过在透镜组件正对
激光器的一面设置倾斜面，激光器射向凸透镜的光经驱动芯片和/或电路板再次反射后，可
以通过该倾斜面透射出透镜组件，从而降低了照射到驱动芯片的中间部位的光的强度，减
小了对驱动芯片中电子流信号的影响，提高了驱动芯片工作的稳定性。

[0060] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部技术特征进
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发明各实施例技术
方案的范围。