一种高速光模块的制作方法

1.本发明涉及光通信技术领域，具体为一种高速光模块。


背景技术：

2.近年来，随着线上学习、线上办公，视频咨询、直播等需要高容量带宽的网络服务内容的普及和推广，对数据中心内部交换机容量要求也越来越高。提升交换机容量的方式主要通过提升单个模块本身的传输速率和不改变交换机尺寸情况可容纳更多数量的光模块。
3.在此背景下，小尺寸大容量的光模块是一个较好的解决方案。目前直调直检方式光模块最高速率可做到800g。osfp大尺寸封装的光模块是一个主流选择，相对来说小尺寸qsfp封装的800g光模块面临着有限空间下，有着布局相同光学元件布局更难，如何有效散热等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高速光模块，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
5.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种高速光模块，包括cob器件结构、上盖以及底座，所述上盖盖设于所述底座上，所述cob器件结构设于所述上盖和所述底座形成的壳体中，所述cob器件结构具有电路板、光发射组件和光接收组件，所述光发射组件和所述光接收组件设在所述电路板朝向所述底座的一侧，所述电路板上设有拱起的支架，所述支架上具有供所述光接收组件安置的搁置位，所述光发射组件的部分结构位于所述支架的下方。
6.进一步，所述支架包括用于支撑所述光接收组件的支撑基板以及用于防护其下方的光发射组件的防护基板，所述支撑基板和所述防护基板均设在所述电路板上。
7.进一步，所述光接收组件有多个，各所述光接收组件并排设置。
8.进一步，所述电路板朝向所述上盖的一侧设有散热块，所述光发射组件设在所述散热块上。
9.进一步，所述光发射组件包括沿光路方向依次设置的光电转换器件、合波器、隔离器、转折棱镜以及准直器。
10.进一步，所述准直器设在固定支架上，由所述固定支架抬高。
11.进一步，所述光电转换器件包括沿光路方向依次设置的激光器和透镜，所述激光器和所述透镜均设于热电控制器上。
12.进一步，所述光接收组件包括沿光路方向依次设置的准直器、光解复用器、透镜以及转折棱镜，所述准直器、所述光解复用器、所述透镜以及所述转折棱镜均设在基板上。
13.进一步，还包括与所述光接收组件数量相同的光电信号转换单元，所述光电信号转换单元设在所述光接收组件的出射光路上。
14.进一步，所述光电信号转换单元包括沿光路方向依次设置的跨阻放大器、探测器
以及透镜，所述透镜设在垫块上。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1、利用壳体中的高度空间，采用空间分布方式实现光路布局，有利于器件的布局。
17.2、器件倒装至于壳体内，将大热源至于散热快的一面，有助于模块散热，降低模块功耗。
18.3、光发射组件和光接收组件部分走线段，有利于提升信号完整性，实现较好性能。
附图说明
19.图1为本发明实施例提供的一种高速光模块的爆炸图；
20.图2为本发明实施例提供的一种高速光模块的cob器件结构的示意图；
21.图3为本发明实施例提供的一种高速光模块的电路板上光电转换单元和电光转换模块的布置示意图；
22.图4为本发明实施例提供的一种高速光模块的光发射组件穿过电路板上的窗口设在散热块上的示意图；
23.图5为本发明实施例提供的一种高速光模块的光发射组件设在散热块上的示意图；
24.图6为本发明实施例提供的一种高速光模块的电路板、支架、光接收组件、光电信号转换单元的示意图(光接收组件与支架分离状态)；
25.图7为本发明实施例提供的一种高速光模块的光接收组件和光电信号转换单元的配合示意图；
26.附图标记中：11-底座；12-上盖；13-cob器件结构；131-电路板；132-金手指；133-数字信号处理器；134-光电信号转换单元；1341-跨阻放大器；1342-探测器；1343-垫块；1344-透镜；135-光接收组件；1351-基板；1352-转折棱镜；1353-透镜；1354-光解复用器；1355-准直器；136-光发射组件；1361-光电转换器件；13611-热电控制器；13612-激光器；13613-透镜；1362-合波器；1363-隔离器；1364-转折棱镜；1365-准直器；1366-固定支架；137-支撑基板；138-防护基板；139-散热块。
具体实施方式
27.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。
28.请参阅图1、图2和图6，本发明实施例提供一种高速光模块，包括cob器件结构13、上盖12以及底座11，所述上盖12盖设于所述底座11上，所述cob器件结构13设于所述上盖12和所述底座11形成的壳体中，所述cob器件结构13具有电路板131、光发射组件136和光接收组件135，所述光发射组件136和所述光接收组件135设在所述电路板131朝向所述底座11的一侧，所述电路板131上设有拱起的支架，所述支架上具有供所述光接收组件135安置的搁置位，所述光发射组件136的部分结构位于所述支架的下方。在本实施例中，器件倒装至于壳体内，将大热源至于散热快的一面，有助于模块散热，降低模块功耗；利用壳体中的高度
空间，采用空间分布方式实现光路布局，有利于器件的布局。具体地，将cob器件结构13倒装在壳体内，较之常规的正装来说，可以更有利于散热。在电路板131上设计支架，可以利用壳体内的高度空间，将光发射组件136和光接收组件135分离开来，可以设计出更多的光接收组件135，提高小尺寸qsfp封装的800g光模块的速率，如设计两个光接收组件135，两个光接收组件135并排设置在所述支架上。
29.作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1、图2和图6，所述支架包括用于支撑所述光接收组件135的支撑基板137以及用于防护其下方的光发射组件136的防护基板138，所述支撑基板137和所述防护基板138均设在所述电路板131上。在本实施例中，支架可以由支撑基板137和防护基板138组成，支撑基板137可以是一个板体，也可以是罩体，光接收组件135的大部分器件的重量是落在该支撑基板137上，因此将其定义为支撑基板137，支撑基板137和防护基板138拼接在一起，光接收组件135的基板1351设在支撑基板137和防护基板138上。
30.作为本发明实施例的有优化方案，请参阅图1、图2、图4和图5，所述电路板131朝向所述上盖12的一侧设有散热块139，所述光发射组件136设在所述散热块139上。在本实施例中，将光发射组件136设在散热块139上，可以快速散热。优选的，电路板131上开设有窗口，散热块139封堵该窗口，然后将光发射组件136从该窗口设在散热块139上。
31.作为本发明实施例的有优化方案，请参阅图1、图2、图3、图4和图5，所述光发射组件136包括沿光路方向依次设置的光电转换器件1361、合波器1362、隔离器1363、转折棱镜1364以及准直器1365。优选的，所述光电转换器件1361包括沿光路方向依次设置的激光器13612和透镜13613，所述激光器13612和所述透镜13613均设于热电控制器13611上。在本实施例中，电路板131板上还设有金手指132和数字信号处理器133，电信号从金手指132输入，经过数字信号处理器133调制后，加载到激光器13612上并产生光信号，光信号依次经过透镜13613、合波器1362(合波器1362为四波长合波器)、隔离器1363以及转折棱镜1364后，最后经由准直器1365将光信号转换到光纤中，实现电信号到光信号的转换传输过程。优选的，所述准直器1365设在固定支架1366上，由所述固定支架1366抬高，便于与转折棱镜1364对接。
32.作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1、图2、图6和图7，所述光接收组件135包括沿光路方向依次设置的准直器1355、光解复用器1354、透镜1353以及转折棱镜1352，所述准直器1355、所述光解复用器1354、所述透镜1353以及所述转折棱镜1352均设在基板1351上。本高速光模块还包括与所述光接收组件135数量相同的光电信号转换单元134，所述光电信号转换单元134设在所述光接收组件135的出射光路上，所述光电信号转换单元134包括沿光路方向依次设置的跨阻放大器1341、探测器1342以及透镜1344，所述透镜1344设在垫块1343上。在本实施例中，光从准直器1355进入到光接收组件135，被光解复用器1354分成4路光，经过透镜1353和透镜1344后，被探测器1342接收转换成电信号，经由跨阻放大器1341和数字信号处理器133处理后，由金手指132输出，实现光信号到电信号的转换传输过程。电路板131上的2个光电转换单元，每路4个通道，置于散热块139上的电光转换模块，8个通道放置在一起。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种高速光模块，包括cob器件结构、上盖以及底座，所述上盖盖设于所述底座上，所述cob器件结构设于所述上盖和所述底座形成的壳体中，其特征在于：所述cob器件结构具有电路板、光发射组件和光接收组件，所述光发射组件和所述光接收组件设在所述电路板朝向所述底座的一侧，所述电路板上设有拱起的支架，所述支架上具有供所述光接收组件安置的搁置位，所述光发射组件的部分结构位于所述支架的下方。2.如权利要求1所述的一种高速光模块，其特征在于：所述支架包括用于支撑所述光接收组件的支撑基板以及用于防护其下方的光发射组件的防护基板，所述支撑基板和所述防护基板均设在所述电路板上。3.如权利要求1所述的一种高速光模块，其特征在于：所述光接收组件有多个，各所述光接收组件并排设置。4.如权利要求1所述的一种高速光模块，其特征在于：所述电路板朝向所述上盖的一侧设有散热块，所述光发射组件设在所述散热块上。5.如权利要求1所述的一种高速光模块，其特征在于：所述光发射组件包括沿光路方向依次设置的光电转换器件、合波器、隔离器、转折棱镜以及准直器。6.如权利要求5所述的一种高速光模块，其特征在于：所述准直器设在固定支架上，由所述固定支架抬高。7.如权利要求5所述的一种高速光模块，其特征在于：所述光电转换器件包括沿光路方向依次设置的激光器和透镜，所述激光器和所述透镜均设于热电控制器上。8.如权利要求1所述的一种高速光模块，其特征在于：所述光接收组件包括沿光路方向依次设置的准直器、光解复用器、透镜以及转折棱镜，所述准直器、所述光解复用器、所述透镜以及所述转折棱镜均设在基板上。9.如权利要求1所述的一种高速光模块，其特征在于：还包括与所述光接收组件数量相同的光电信号转换单元，所述光电信号转换单元设在所述光接收组件的出射光路上。10.如权利要求9所述的一种高速光模块，其特征在于：所述光电信号转换单元包括沿光路方向依次设置的跨阻放大器、探测器以及透镜，所述透镜设在垫块上。

技术总结
本发明涉及光通信技术领域，提供了一种高速光模块，包括COB器件结构、上盖以及底座，所述上盖盖设于所述底座上，所述COB器件结构设于所述上盖和所述底座形成的壳体中，所述COB器件结构具有电路板、光发射组件和光接收组件，所述光发射组件和所述光接收组件设在所述电路板朝向所述底座的一侧，电路板上设有拱起的支架，支架上具有供所述光接收组件安置的搁置位，所述光发射组件的部分结构位于所述支架的下方。本发明利用壳体中的高度空间，采用空间分布方式实现光路布局，有利于器件的布局；器件倒装至于壳体内，将大热源至于散热快的一面，有助于模块散热，降低模块功耗；光发射组件和光接收组件部分走线段，有利于提升信号完整性，实现较好性能。实现较好性能。实现较好性能。


技术研发人员：袁新烈 黄伟 舒坤 王一鸣
受保护的技术使用者：武汉华工正源光子技术有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/25