[发明专利]一种光学组件及光模块及工作方法

权利要求书

1.一种光学组件，包括光学平台、置于光学平台内部的多个陶瓷插芯、多个陶瓷套筒、多个前盖、多个磁环和多个隔离器，其特征在于：光学平台一端具有多个按照一定的规则排列的通孔，每个通孔内部通过胶水将陶瓷插芯、陶瓷套筒、前盖、磁环和对应波长的隔离器粘接在一起，形成一个光接口，多个光接口组成光接口阵列；光学平台的通孔均分为4段，每段的内径分别与对应前盖、陶瓷套筒、陶瓷插芯、磁环的外径匹配；前盖和陶瓷套筒的对应通孔段内径一样，陶瓷插芯和磁环的对应通孔段内径一样；前盖、陶瓷套筒、陶瓷插芯和磁环分别与光学平台的通孔对应的部位用胶水沿轴向从左往右依次粘接固定，其中陶瓷插芯一部分嵌在陶瓷套筒内；前盖左侧内边沿做5°-20°倒角，以便于外部陶瓷插芯和所述光接口连接；陶瓷插芯右端面研磨4°-10°角，隔离器通过胶水粘接在该面中心，从而使隔离器右端面与通光面呈相同的角度，减少反射；光学平台还设有PCB粘接面、LD粘接面、mPD和透镜粘接面；光学平台一端具有4个水平等高等间距排列的通孔；采用上述光学组件的光模块包括光学组件、MUX组件、1块PCB、4个LD、 4个LD基板、4个mPD、1个mPD基板、4个透镜；LD和LD基板共晶后用胶水粘贴在光学平台的LD粘接面，分别和光学组件4个光接口的中心对准；mPD基板用胶水粘接在mPD和透镜粘接面；mPD用胶水粘在mPD基板上，分别和4个LD对应；MUX组件的4个输入端的陶瓷插芯分别插入到所述光学组件的4个光接口，1个输出端连接有LC适配器，用于和其它模块连通；PCB通过胶水粘贴在光学平台的PCB粘接面；LD和mPD通过金丝键合和PCB进行电气连接，从而实现发光和发光功率监控的功能；透镜将LD发出的光聚焦耦合到光学组件的光接口中，再输入到MUX中，从而实现4个波长的合波；该光模块还包括光接收组件，该光接收组件包括1个TIA、1个4通道的PD阵列和1个DeMUX组件；TIA和PD阵列用胶水直接粘在PCB上，并通过金丝键合实现PD和TIA、TIA和PCB的电气互连；DeMUX耦合对准后也直接用胶水粘接在PCB上；该光模块还包括壳体和盘纤架，盘纤架通过合理的光纤缠绕方式将MUX的光纤固定在壳体内；该光模块的工作方法按以下步骤进行：光学组件在光模块中的主要作用是实现电信号到光信号的转化，4个LD粘接在光学组件的LD粘接面，通过金丝键合的方式和PCB进行电气互连，PCB给LD提供电流使其发光，将电信号转换成光信号，其光束发散并大致呈现高斯分布；4个mPD 粘接在光学组件的mPD和透镜粘接面靠近LD的一侧，其光敏面朝上，并位于LD出光口偏下位置，由于LD出光发散，其小部分出光会照到mPD光敏面上，将光信号转换成电信号，并通过金丝键合与PCB进行电气连接，从而实现对LD的发光功率监控；LD的绝大部分出光将通过透镜聚焦耦合到所述光学组件的光接口，再输入到MUX中，实现4个波长的合波，最后通过MUX组件的LC适配器输出光模块，和其它模块连通。

2.一种光学组件，包括光学平台、置于光学平台内部的多个陶瓷插芯、多个陶瓷套筒、多个前盖、多个磁环和多个隔离器，其特征在于：光学平台一端具有多个按照一定的规则排列的通孔，每个通孔内部通过胶水将陶瓷插芯、陶瓷套筒、前盖、磁环和对应波长的隔离器粘接在一起，形成一个光接口，多个光接口组成光接口阵列；光学平台的通孔均分为4段，每段的内径分别与对应前盖、陶瓷套筒、陶瓷插芯、磁环的外径匹配；前盖和陶瓷套筒的对应通孔段内径一样，陶瓷插芯和磁环的对应通孔段内径一样；前盖、陶瓷套筒、陶瓷插芯和磁环分别与光学平台的通孔对应的部位用胶水沿轴向从左往右依次粘接固定，其中陶瓷插芯一部分嵌在陶瓷套筒内；前盖左侧内边沿做5°-20°倒角，以便于外部陶瓷插芯和所述光接口连接；隔离器与磁环粘接固定，且隔离器本身切割4°-10°角，从而使隔离器右端面与垂直通光面呈一定的角度，减少反射；光学平台还设有PCB粘接面、LD粘接面、mPD和透镜和转折棱镜粘接面；光学平台的通孔有8个，分成上下2排交错排列，每排的4个通孔水平等高等间距；采用上述光学组件的光模块包括光学组件、MPO16光学连接组件、1块PCB、8个LD、 8个LD基板、8个mPD、1个mPD基板、4个透镜一、4个透镜二和4个转折棱镜；LD和LD基板共晶后用胶水粘贴在光学平台的LD粘接面，分别和光学组件的8个光接口对应；mPD基板用胶水粘接在光学平台的mPD和透镜和转折棱镜粘接面，并靠近LD；mPD用胶水粘在mPD基板上，分别和8个LD对应；转折棱镜用胶水粘接在光学平台的mPD和透镜和转折棱镜粘接面，靠近光接口，并且和上面的4个光接口一一对应；MPO16光学连接组件的8个Tx连接光纤的陶瓷插芯分别插入到所述光学组件的8个光接口；PCB通过胶水粘贴在光学平台的PCB粘接面；LD和mPD通过金丝键合和PCB实现电气互连；透镜一将LD发出的光聚焦耦合到光学组件的下面4个光接口中；透镜二将另外4个LD发出的光聚焦，再通过转折棱镜，耦合到光学组件的上面4个光接口中；该光模块还包括壳体和光接收组件，该光接收组件包括2个TIA、2个4通道的PD阵列，并和光发射组件共用MPO16光学连接组件；TIA和PD阵列用胶水直接粘在PCB上，并通过金丝键合实现PD和TIA、TIA和PCB的电气互连；MPO16光学连接组件的光纤阵列耦合对准后也直接用胶水粘接在PCB上；该光模块的工作方法按以下步骤进行：光学组件在光模块中的主要作用是实现电信号到光信号的转化；为了压缩光发射组件的体积，这8个通道的光接口不在同一水平高度， 而是上下两排交错排列；上排光接口需要用一个转折棱镜来调整光路，所以工作距离要比下排光接口的工作距离长，需要选用两种不同焦距的透镜；下排的4个光接口选用透镜一；上排的4个光接口选用透镜二，其焦距比透镜一长；透镜一将对应的LD出光直接聚焦耦合到对应的下排光接口中；透镜二将对应的LD出光聚焦，然后经过转折棱镜，转折棱镜的两个面与水平方向呈45°角，并且镀反射膜，将透镜二聚焦过来的光束偏折一段位移，然后经过隔离器，耦合到对应的上排光接口的陶瓷插芯中，再通过MPO16光学连接组件输出光模块，和其它模块连通。