阅读说明：本技术 一种光模块 (Optical module ) 是由 郝鹏涛 柯健 于 2019-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种光模块,包括光器件、PCBA板及机械部件,光器件至少包括光发射次模块、光接收次模块,光发射次模块包括第一光纤连接器,第一光纤连接器包括第一外壳、第二外壳、第一陶瓷插芯和插芯套筒,第一外壳采用绝缘塑料材质,第二外壳部分嵌入第一外壳中并与第一外壳连接,插芯套筒两端分别内嵌于第一外壳和第二外壳,第一陶瓷插芯内嵌于第二外壳并部分嵌入所述插芯套筒中。本发明公开的光模块结构简单,其各零件的累计同轴度公差减小,光纤与陶瓷插芯的同轴度提高,光纤的传送质量都得到了提高,并且由于减少了零件,安装时工序较少,生产效率也得到了提高。(The invention discloses an optical module which comprises an optical device, a PCBA board and mechanical parts, wherein the optical device at least comprises a light emission sub-module and a light receiving sub-module, the light emission sub-module comprises a first optical fiber connector, the first optical fiber connector comprises a first shell, a second shell, a first ceramic ferrule and a ferrule sleeve, the first shell is made of insulating plastics, the second shell is embedded into the first shell and connected with the first shell, two ends of the ferrule sleeve are respectively embedded into the first shell and the second shell, and the first ceramic ferrule is embedded into the second shell and partially embedded into the ferrule sleeve. The optical module disclosed by the invention has a simple structure, the accumulated coaxiality tolerance of each part is reduced, the coaxiality of the optical fiber and the ceramic ferrule is improved, the transmission quality of the optical fiber is improved, and the parts are reduced, so that the mounting process is fewer, and the production efficiency is also improved.)

一种光模块

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种光模块。

背景技术

光模块是光通信系统中的重要组成部分，其作用简单来说就是实现光电转换。在远 距离信号传输过程中，当电信号传输到一个光模块的发送端时，电信号会被转换成光信号，光信号通过光纤传输到对端的光模块；光模块接收端通过光纤接收到其他光模块的 光信号后，把光信号转换成电信号，这样就能实现信号的远距离传输。

光模块主要由光学次模块(Optical Subassembly，缩写为OSA)和功能电路(即电路板组件)构成。光学次模块与电路板组件之间电连接，电路板组件与外部上位机连接 实现供电及电信号传输，光学次模块与外部光纤等传光介质连接实现光传输。光学次模 块主要包括光发射次模块(Transmitter Optical Subassembly，缩写为TOSA)、光接收次 模块(Receiver Optical Subassembly，缩写为TOSA)以及光发射接收组件(Bi-DirectionalOptical Subassembly，缩写为BOSA)。

光发射次模块是把电信号转化为光信号传送，其包括作为光源的激光器以及用于将 光耦合输出至外部光纤的光纤连接器。为了实现光发射次模块两侧的光电隔离，现有的光发射次模块的光纤连接器结构如图1-1、图1-2所示。

图1-1是一种SFP型光发射次模块的光纤连接器结构示意图，包括适配器1(有时也叫前卡筒)、陶瓷插芯3、插芯底座2、插芯套筒5(现有技术一般为陶瓷套筒，设置 为C型)，其中适配器1和插芯底座2均为金属件，为了实现适配器1和插芯底座2的 隔离，本光纤连接器设置有O型绝缘环4及绝缘胶环6。在生产制造时，先将插芯套筒 5放入插芯底座2中，再将陶瓷插芯3压入插芯底座2和插芯套筒5中，然后将O型绝 缘环4套在插芯底座2上，再将适配器1套在O型绝缘环4上，最后在插芯底座2和适 配器1之间涂上绝缘胶6。

图1-2是一种XMD型光发射次模块的光纤连接器结构示意图，其包括适配器1、 陶瓷插芯3、插芯底座2、插芯套筒5、用于容纳激光器的连接管6，其中适配器1、插 芯底座2、连接管6为金属件，为了实现光电隔离芯底座2、连接管6间设置有绝缘胶 环4。在生产制造时，先将陶瓷插芯3压入插芯底座2，然后将在陶瓷插芯3一端套上 插芯套筒5，再将适配器1套在插芯套筒5上并嵌入插芯底座2中，然后在陶瓷插芯3 另一端依次套上绝缘胶环4和连接管6。

光接收次模块是把光信号转化为电信号传送，其包括光探测器以及用于将外部光纤 传输的光耦合至光探测器的光纤连接器。为了实现光接收次模块两侧的光电隔离，现有的光发接收模块的光纤连接器结构如图2-1、图2-2所示。

图2-1示出一种XMD型光接收次模块的光纤连接器，包括适配器2(有时也叫前 卡筒)、陶瓷插芯3、底座管体1和插芯套筒4(现有技术一般为陶瓷套筒，设置为C 型)，其中，适配器2为金属件，外部光纤跳线靠插芯套筒4来定位，适配器2用于连 接光纤跳线与陶瓷插芯3，底座管体1用于与TO—CAN连接。生产制造时，先将陶瓷 插芯3压入底座管体1中，再插芯套筒4套在陶瓷插芯3上并插入底座管体1中，然后 将适配器2套在插芯套筒4上并插入底座管体1中。

图2-2示出一种SFP型光接收次模块的光纤连接器，包括适配器2、陶瓷插芯3、 插芯底座1、插芯套筒4和连接管5，其中，适配器2为金属件，外部光纤跳线靠插芯 套筒4来定位，适配器2用于连接光纤跳线与陶瓷插芯3，连接管5用于与TO—CAN 连接。生产制造时，先将陶瓷插芯3压入插芯底座1中，再插芯套筒套4在陶瓷插芯3 上，再将陶瓷插芯3、插芯底座1、插芯套筒4形成的组件内套于适配器2中，最后再 将连接管5与插芯底座2连接。

上述光发射次模块和光接收次模块的光纤连接器的组成零件较多，由于加工时各零 件都会有同轴度公差，因此零件越多，累计同轴度公差越大，对于本光纤连接器而言零件的增多会极大影响光的耦合效率，降低光纤传输质量。另外，零件较多必然带来安装 时繁杂的工序，降低了生产效率。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明，以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上 述问题的光模块。

一种光模块，包括光器件、PCBA板及机械部件，所述光器件至少包括光发射次模块、光接收次模块，所述光发射次模块包括第一光纤连接器，所述第一光纤连接器包括 第一外壳、第二外壳、第一陶瓷插芯和插芯套筒，所述第一外壳采用绝缘塑料材质，所 述第二外壳部分嵌入所述第一外壳中并与所述第一外壳连接，所述插芯套筒两端分别内 嵌于所述第一外壳和所述第二外壳，所述第一陶瓷插芯内嵌于所述第二外壳并部分嵌入 所述插芯套筒中。

进一步的，所述光接收次模块包括第二光纤连接器，所述第二光纤连接器包括第三 外壳和第二陶瓷插芯，所述第三外壳采用绝缘塑料材质一体成型，所述第三外壳内部设有轴向贯穿的插芯孔，所述第三外壳一端与外部光纤连接，另一端设有TO-CAN封装结 构，所述第二陶瓷插芯设置于插芯孔内，分别与外部光纤及TO-CAN封装结构对接。

进一步的，所述第二外壳为插芯底座，所述第一外壳为适配器。

进一步的，所述插芯底座上设有外螺纹，所述适配器上设置有与所述外螺纹相匹配 的内螺纹。

进一步的，所述插芯底座上开有凹槽，所述适配器上设有与所述凹槽相匹配的凸起。

进一步的，所述第二外壳为连接管，所述第一外壳为集成插芯底座式适配器。

进一步的，所述连接管上设有外螺纹，所述集成插芯底座式适配器上设置有与所述 外螺纹相匹配的内螺纹。

进一步的，所述连接管上开有凹槽，所述集成插芯底座式适配器设有与所述凹槽相 匹配的凸起。

进一步的，所述光发射次模块至少还包括底座和管帽。

进一步的，所述光接收次模块至少还包括TO帽和TO底座。

基于上述技术方案，本发明较现有技术而言的有益效果为：

本发明公开的光模块，包括光器件、PCBA板及机械部件，光器件至少包括光发射次模块、光接收次模块，光发射次模块包括第一光纤连接器，第一光纤连接器包括第一 外壳、第二外壳、第一陶瓷插芯和插芯套筒，第一外壳采用绝缘塑料材质，可以直接与 第二外壳接触，相比于现有技术少了实现光电隔离的绝缘胶环等零件，各零件的累计同 轴度公差减小，光纤与陶瓷插芯的同轴度提高，光纤的传送质量都得到了提高；减少了 零件，安装时工序较少，生产的效率得到了提高。

附图说明

图1-1是背景技术中，SFP型光发射次模块的光纤连接器的结构示意图；

图1-2是背景技术中，XMD型光发射次模块的光纤连接器的结构示意图；

图2-1是背景技术中，XMD型光发射次模块的光纤连接器的结构示意图；

图2-2是背景技术中，SFP型光发射次模块的光纤连接器的结构示意图；

图3是在一些实施例中，光模块的结构示意图；

图4-1是在一些实施例中，SFP型光发射次模块的光纤连接器的结构示意图；

图4-2是在一些实施例中，SFP型光发射次模块的光纤连接器的结构示意图；

图5-1是在一些实施例中，XMD型光发射次模块的光纤连接器的结构示意图；

图5-2是在一些实施例中，XMD型光发射次模块的光纤连接器的结构示意图；

图6-1是在一些实施例中，SFP型光接收次模块的光纤连接器的结构示意图；

图6-2是在一些实施例中，XMD型光接收次模块的光纤连接器的结构示意图；

图7是在一些实施例中，光发射次模块的结构示意图；

图8是在一些实施例中，光接收次模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在一些实施例中，结合图3、图7和图5-1所示，光模块包括光器件、PCBA板00 及机械部件，所述光器件至少包括光发射次模块1、光接收次模块2。PCBA板00包括 多种功能芯片01、功能电路等。机械部件(图中未示出)一般包括如外壳、电接口金手 指、光纤接口等。

本光模块可以包括XMD型光发射次模块或SFP型光发射次模块等。

在一些实施例中，本光模块包括XMD型光发射次模块1，结合图7，该光发射次 模块1包括第一光纤连接器、TO底座12、TO管帽13、管体14和连接环15。TO底座 12、TO管帽13、管体14和连接环15可以为一些现有结构，现对第一光纤连接器的情 况做具体介绍。

在一些实施例中，如图5-1所示，该第一光纤连接器包括第一外壳10、第二外壳20、插芯套筒40和陶瓷插芯30，第一外壳10为集成插芯底座式适配器、第二外壳20 为连接管，集成插芯底座式适配器10采用绝缘塑料材质，连接管20为金属材质，连接 管20部分嵌入集成插芯底座式适配器10中并与集成插芯底座式适配器10连接，插芯 套筒40两端分别内嵌于集成插芯底座式适配器10和连接管20，陶瓷插芯30内嵌于连 接管20并部分嵌入插芯套筒40中。连接管20设有外螺纹201，集成插芯底座式适配器 10设有与外螺纹201相匹配的内螺纹101，连接管20与集成插芯底座式适配器10通过 螺纹连接，制作时将连接管20旋入集成插芯底座式适配器10中即可，可以起到防脱开 的作用。

如图5-2所示，也可以在连接管20上设置凹槽202，集成插芯底座式适配器10上 设有与凹槽202相匹配的凸起102，制作时，将凸起102卡入凹槽202中即可，也可以 起到防脱开的作用。

本实施例公开的光模块，其光发射次模块1的第一光纤连接器，插芯底座式适配器10采用绝缘塑料材质，可以直接与连接管20接触，相比于现有技术少用了O型绝缘环、 插芯底座等零件，各零件的累计同轴度公差减小，光纤与陶瓷插芯30的同轴度提高， 光纤的传送质量都得到了提高；减少了两个零件，安装时工序较少，生产的效率得到了 提高。

在一些实施例中，若光模块采用SFP型光发射次模块，依然可以提供一些创造性的设计，在减少光模块零件数量的基础上，实现光电隔离、保证光纤传输质量、提高产品 生产效率。如图4-1所示，该光发射次模块的第一光纤连接器，包括第一外壳10、第二 外壳20、插芯套筒40和陶瓷插芯30，第一外壳10为适配器、第二外壳20为插芯底座， 适配器10采用绝缘塑料材质，插芯底座20为金属材质，插芯底座20部分嵌入适配器 10中并与适配器10连接，插芯套筒40两端分别内嵌于适配器10和插芯底座20，陶瓷 插芯30内嵌于插芯底座20并部分嵌入插芯套筒40中。插芯底座20设有外螺纹201， 适配器10设有与外螺纹201相匹配的内螺纹101，插芯底座20与适配器10通过螺纹连 接，制作时将插芯底座20旋入适配器10中即可，可以起到防脱开的作用。或者如图4-2 所示，插芯底座20上开有凹槽202，适配器10上设有与凹槽202相匹配的凸起102， 制作时，将凸起102卡入凹槽202中即可，也可以起到防脱开的作用。

本实施例公开的光模块，其光发射次模块1的第一光纤连接器，适配器10采用绝缘塑料材质，可以直接与插芯底座20接触，相比于现有技术少用了O型绝缘环及绝缘 胶环等零件，各零件的累计同轴度公差减小，光纤与陶瓷插芯30的同轴度提高，光纤 的传输质量得到了提高；而且减少零件，安装时工序较少，生产的效率得到了提高。

在另一些实施例中，除了对光模块的包括光发射次模块1进行改进，还可以对光接收次模块2进行改进。光接收次模块也可以包括XMD型或SFP型。如图8所示，光接 收次模块2包括第二光纤连接器、TO管座23、TO管帽22等。

如图6-2所示，XMD型光接收次模块的第二光纤连接器结构示意图，该第二光纤 连接器包括第三外壳50和陶瓷插芯60，第三外壳50采用绝缘塑料材质一体成型，所述 第三外壳50内部设有轴向贯穿的插芯孔501，第三外壳一端与外部光纤连接，另一端设 有TO-CAN封装结构502，陶瓷插芯60设置于插芯孔501内，分别与外部光纤及TO-CAN 封装结构502对接。TO-Can(Transistor Outline Can)为同轴型罐型封装，其第三外壳一般 是圆柱形，是一种光通讯领域中的半导体激光器封装方式，目前广泛应用于光纤通信和 光纤传感中。TO-CAN封装半导体激光器制作工艺简单，适合大规模的生产方式，它具 有体积小，损耗低，使用寿命长等特点。TO-Can封装内一般包括TO管座、TO管帽等。

本实施例公开的光模块，其光接收次模块2的第二光纤连接器，第三外壳50采用绝缘塑料材质，第三外壳50采用一体化成型设计，第三外壳50替代了原来的适配器和 插芯底座，相比于现有的XMD型光纤连接器少用了C型绝缘环和插芯底座等零件，各 零件的累计同轴度公差大大减小，光纤与第二陶瓷插芯60的同轴度提高，光纤的传送 质量都得到了提高；减少了两个零件，安装时只需将第二陶瓷插芯60压入第三外壳50 即可，生产的效率得到了提高。

在一些实施例中，若光模块采用SFP型光接收次模块，依然可以提供一些创造性的设计，在减少光模块零件数量的基础上，实现光电隔离、保证光纤传输质量、提高产品 生产效率。

如图6-1所示，光接收次模块2的第二光纤连接器包括第三外壳50和陶瓷插芯60，第三外壳50采用绝缘塑料材质一体成型，所述第三外壳50内部设有轴向贯穿的插芯孔501，第三外壳一端与外部光纤连接，另一端设有TO-CAN封装结构502，陶瓷插芯60 设置于插芯孔501内，分别与外部光纤及TO-CAN封装结构502对接。

本实施例公开的光模块，其光接收次模块2的第二光纤连接器，第三外壳50采用绝缘塑料材质，第三外壳50采用一体化设计，第三外壳50替代了原来的适配器、插芯 底座和连接管，相比于现有的SFP型光纤连接器少用了C型绝缘环、插芯底座和连接 管，各零件的累计同轴度公差大大减小，光纤与第二陶瓷插芯60的同轴度提高，光纤 的传送质量都得到了提高；减少了三个零件，安装时只需将第二陶瓷插芯60压入第三 外壳50即可，生产的效率得到了提高。

在一些实施例中，如图6-1所示，插芯孔501的内侧端口设有导向斜面5011。导向斜面5011在插入光纤的时候可以起到一个导向的作用，装配时更加便捷，提高了生产 效率。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要 清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映 的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利 要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实 施方案。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件 或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求 书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用 的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求 中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或 者”是要表示“非排它性的或者”。