1.本实用新型涉及光模块领域，具体涉及一种耦合装置及光模块。


背景技术：

2.光模块又叫光收发模块，主要是进行光电转换，在发送端将电信号转变成光信号，再通过光纤进行传送，到了接收端再将光信号转变成电信号。400g光模块传输速率为400g，是为了适应网络市场由100m、1g、25g、40g逐渐向100g、400g，甚至是1t而诞生的，在构建400g的网络系统中光模块发挥着至关重要的作用；光模块的主要作用是能够提高数据的吞吐量，能最大限度的提高数据中心的带宽与端口密度。光模块未来的趋势是为了实现宽增益、低噪声、小型化和集成化等作用，为下一代无线网络与超大规模数据中心提供优质的光通信模块。
3.因此，设计一种耦合装置及光模块对本领域来说是至关重要的。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种耦合装置及光模块，实现了光模块的稳定耦合。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种耦合装置，应用于带有光纤阵列的光模块中，其优选方案在于：所述耦合装置包括基座、分光单元、反射单元以及耦合透镜单元，所述分光单元、反射单元以及耦合透镜单元均设置在基座上，所述耦合透镜单元包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组以及第五透镜组；
6.其中，所述第一透镜组用于对外部光模块发射的光信号进行准直，准直后的光信号经反射单元全反射至分光单元并进行分光，分光后的部分光信号经第二透镜组准直后射入外部光模块进行背光监测，另一部分光信号通过第三透镜组耦合至外部光纤阵列并输出；所述第四透镜组用于对外部光纤阵列入射的光信号进行准直，准直后的光信号穿过分光单元进入反射单元，并经反射单元全反射后进入第五透镜组，并经第五透镜组耦合至外部光模块并接收。
7.其中，较佳方案是：所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组以及第五透镜组均包括2个阵列透镜，每一阵列透镜均包括4颗透镜。
8.其中，较佳方案是：所述基座上设置有装配槽，所述装配槽的一内壁设置有定位面，所述基座通过定位面与光模块定位装配。
9.其中，较佳方案是：所述第三透镜组和第四透镜组均设置在装配槽朝向光纤阵列的一内壁上，所述第一透镜组、第二透镜组以及第五透镜组均设置在基座朝向光收发端的一侧面。
10.其中，较佳方案是：所述基座上还设置有用于安装分光单元的第一斜面以及用于安装反射单元的第二斜面，所述第一斜面和第二斜面的倾斜角度均为30
°‑
60
°
。
11.为解决现有技术存在的问题，本实用新型还提供一种光模块，其优选方案在于：所
述光模块包括如上所述的耦合装置、pcba板、光芯片组以及具有光纤阵列的耦合跳线组件，所述耦合跳线组件与耦合装置连接，所述耦合装置和光芯片组均粘接在pcba板上。
12.其中，较佳方案是：所述光芯片组包括用于发射光束的光发射芯片、用于接收光束的光接收芯片以及用于监测背光的光监测芯片，所述光发射芯片与第一透镜组位置对应，所述光监测芯片与第二透镜组位置对应，所述光接收芯片与第五透镜组位置对应。
13.其中，较佳方案是：所述光发射芯片、光接收芯片以及光监测芯片与pcba板之间均设置有具有预设厚度的载体。
14.其中，较佳方案是：所述耦合跳线组件包括插芯、mpo连接器以及光纤阵列，所述光纤阵列的一端与mpo连接器连接，另一端穿过插芯并往外延伸。
15.其中，较佳方案是：所述光模块为包括8路发射光路、8路接收光路以及8路监测光路的400g光模块。
16.本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过设计一种耦合装置及光模块，通过将多个光芯片与多组耦合透镜配合设置，实现了8路发射、8路接收以及8路监测的稳定耦合，进一步地，通过在pcba板与芯片之间设置不同厚度的载体以配合不同厂家的芯片厚度，使得该耦合装置的实用性更高，应用范围更广，进一步地有效降低了光模块的器件选型难度，进一步地，通过在耦合跳线端面设置定位面以及在耦合装置端面设计装配槽和定位面，使得耦合装置的装配更加简单且更加稳定。
附图说明
17.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
18.图1是本实用新型中的一种耦合装置的结构示意图一；
19.图2是本实用新型中的一种耦合装置的结构示意图二；
20.图3是本实用新型中的耦合透镜单元的结构示意图一；
21.图4是本实用新型中的耦合透镜单元的结构示意图二；
22.图5是本实用新型中的接收光路示意图；
23.图6是本实用新型中的反射光路示意图；
24.图7是本实用新型中的基板的结构示意图一；
25.图8是本实用新型中的基板的结构示意图二；
26.图9是本实用新型中的光模块的结构示意图；
27.图10是本实用新型中的光芯片组的结构示意图；
28.图11是本实用新型中的耦合跳线组件的结构示意图一。
具体实施方式
29.现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
30.如图1至图6所示，本实用新型提供一种耦合装置的最佳实施例。
31.参考图1和图2，一种耦合装置，应用于带有光纤阵列的光模块中，所述耦合装置包括基座11、分光单元12、反射单元13以及耦合透镜单元14，所述分光单元12、反射单元13以及耦合透镜单元14均设置在基座11上。
32.其中，发射光经耦合透镜单元14准直射入反射单元13，并经反射单元13全反射至
分光单元12并进行分光，分光后部分发射光经耦合透镜单元14准直后射入光模块中进行背光监测，另一部分光通过耦合透镜单元14耦合至光纤阵列以实现光发射；入射光经光纤阵列进入耦合透镜单元14进行准直，准直后的入射光穿过分光单元12进入反射单元13，并经反射单元13全反射后进入光模块以实现光接收。
33.具体的，所述耦合装置可应用于400g光模块中，400g光模块具体是指传输速率为400g的光收发模块，其可实现光发射、光接收以及光监测。所述基座11用于安装分光单元12、反射单元13以及耦合透镜单元14，所述分光单元12、反射单元13以及耦合透镜单元14通过基座11装配在光模块中，所述分光单元12主要是用于将光模块中的光发射端发射的光进行分光，以分出一部分光进行背光监测，所述反射单元13主要用于将光模块发射的光进行全反射至分光单元12，以及将经光纤阵列入射的光全反射至光模块中的光接收端以进行光束的接收。所述耦合透镜单元14主要用于发射光的准直耦合以及入射光的准直耦合。
34.进一步地，并参考图3和图4，所述耦合透镜单元14包括用于将外部光模块发射的发射光准直至反射单元13的第一透镜组141、用于将分光后的部分光信号耦合至外部光纤光模块进行背光监测的第二透镜组142、用于将分光后的另一部分光信号耦合至外部光纤阵列的第三透镜组143、用于将外部光纤阵列入射的光信号准直至分光单元12的第四透镜组144以及用于将反射单元反射的光信号耦合至外部光模块的第五透镜组145。
35.其中，当进行光接收时，入射光经光纤阵列传输至第四透镜组144，第四透镜组144将入射光进行准直后射入分光单元12，并穿过分光单元12进入反射单元13，再经过反射单元13全反射后进入第五透镜组145，并经第五透镜组145耦合后进入光模块中的光接收端，以实现光接收；当进行光发射时，经光模块发射端发出的发射光射入第一透镜组141，经第一透镜组141准直后射入反射单元13，并经反射单元13全反射后射入分光单元12，发射光经分光单元12进行分光，分光后的部分发射光经第二透镜组142准直后射入光模块中的光监测端进行背光监测，另一部分光通过第三透镜组143耦合至光纤阵列，并经光纤阵列进行光输出，以实现光发射。
36.进一步地，并参考图3和图4，所述第一透镜组141包括两组与光发射端对应设置的阵列透镜，分别为阵列透镜a1和阵列透镜a2，所述阵列透镜a1和阵列透镜a2主要用于将光模块发射端发出的发射光进行准直后射入反射单元13。所述第二透镜组142包括两组与光监测端对应设置的阵列透镜，分别为阵列透镜b1和阵列透镜b2，所述阵列透镜b1和阵列透镜b2主要用于将分光单元12分光后的一部分发射光进行准直。所述第三透镜组143包括两组与光监测端对应设置的阵列透镜，分别为阵列透镜c1和阵列透镜c2，所述阵列透镜c1和阵列透镜c2主要用于将发射光耦合至光纤阵列。所述第四透镜组144包括两组与光监测端对应设置的阵列透镜，分别为阵列透镜d1和阵列透镜d2，所述阵列透镜d1和阵列透镜d2主要用于将光纤阵列输入的入射光准直至分光单元12。所述第五透镜组145包括两组与光监测端对应设置的阵列透镜，分别为阵列透镜e1和阵列透镜e2，所述阵列透镜e1和阵列透镜e2主要用于将入射光耦合至光模块光接收端。
37.其中，参考图5，当进行光接收时，入射光经光纤阵列传输至阵列透镜d1和阵列透镜d2，阵列透镜d1和阵列透镜d2将入射光进行准直后射入分光单元12，并穿过分光单元12进入反射单元13，再经过反射单元13全反射后进入阵列透镜e1和阵列透镜e2，并经阵列透镜e1和阵列透镜e2耦合后进入光模块中的光接收端，以实现光接收。参考图6，当进行光发
射时，经光模块发射端发出的发射光射入阵列透镜a1和阵列透镜a2，经阵列透镜a1和阵列透镜a2准直后射入反射单元13，并经反射单元13全反射后射入分光单元12，发射光经分光单元12进行分光，分光后的部分发射光经阵列透镜b1和阵列透镜b2准直后射入光模块中的光监测端进行背光监测，另一部分光通过阵列透镜c1和阵列透镜c2耦合至光纤阵列，并经光纤阵列进行光输出，以实现光发射。
38.其中，需要说明的是，由于该耦合装置主要应用于光模块中，其需要完成8路发射、8路接收以及8路监测，所以每一阵列透镜组均包括8颗透镜，每一阵列透镜均包括4颗透镜。
39.如图7和图8所示，本实用新型提供一种基座的最佳实施例。
40.所述基座11上设置有装配槽111，所述装配槽111的一内壁设置有定位面112，所述基座11通过定位面112与光模块定位装配。
41.具体的，所述装配槽111设置在基座11朝向光纤阵列的一端部，其主要用于耦合装置以光模块的装配安装，所述装配槽111的一内壁上设置有定位面112，所述定位面112的具体设置位置可根据实际情况选择，所述定位面112主要用于在耦合装置与光模块装配安装好之后进行进一步加固，以提高整个系统的稳定性。
42.其中，所述第三透镜组143和第四透镜组144均设置在装配槽111朝向光纤阵列的一内壁上，当光纤阵列中的发射光进入耦合装置时，需经过第四透镜组144进行光束准直，当光发射端的发射光进入光纤阵列时，需要经过第三透镜组143进行光束耦合。
43.进一步地，所述基座11还设置有用于安装第一透镜组141、第二透镜组142以及第五透镜组145的安装槽113。
44.具体的，所述安装槽113设置在基座11朝向光收发端的一侧面。所述第一透镜组141、第二透镜组142以及第五透镜组145均设置在安装槽113朝向光收发端的一内壁上。当入射光经反射单元13全反射后需进入光接收端时，需经过第五透镜组145进行光束耦合，当发射光经光发射端发射至反射单元13前，需经过第一透镜组141进行光束准直，当经分光单元12分光后的一部分发射光进入光监测端前，需经过第二透镜组142进行光束的耦合。
45.进一步地，所述基座11上还设置有用于安装分光单元12的第一斜面114以及用于安装反射单元13的第二斜面115，所述第一斜面114和第二斜面115的倾斜角度均为30
°‑
60
°
。
46.具体的，所述第一斜面114主要用于贴装分光单元12，所述分光单元12采用无缝贴装，所述第二斜面115主要用于设置反射单元13，所述第二斜面115可以直接将其设置为全反射镜。所述第一斜面114和第二斜面115的倾斜角度均设置为30
°‑
60
°
，具体可以通过实际的光学设计进行匹配确认，只要能实现全反射功能以及能将光束反射到所需的芯片上即可，优选地，所述第一斜面114和第二斜面115均采用45
°
的倾斜角度。
47.其中，所述第一斜面内设置有v型槽结构，更利于分光玻片的贴装稳固。
48.其中，所述分光单元12具体为分光玻片，优选采用bk7材质，但也不仅限于bk7材质，也可以为其他光学材质。所述分光玻片靠近第一斜面114的一侧面设置有镀膜层，所述镀膜层分为两个部分，第一部分为透射膜，第二部分为反射膜；优选地，所述透射膜和反射膜所占的面积区域比分别为50％，具体可根据光路耦合效率、发射光功率大小、接收光功率大小等技术要求来进行自定义。当入射光进入分光玻片时，可经分光玻片透射至反射单元13；当发射光进入分光玻片时，一部分发射光经分光玻片反射至光监测端，另一部分发射光
经分光玻片透射至光纤阵列中。
49.如图9-图10所示，本实用新型提供一种光模块的最佳实施例。
50.参考图9，所述光模块包括如上所述的耦合装置21、pcba板22、光芯片组23以及具有光纤阵列24的耦合跳线组件25，所述耦合装置21和光芯片组23均粘接在pcba板22上，所述耦合跳线组件25与耦合装置21装配。
51.具体的，所述光芯片组23主要用于光发射、光接收以及光监测。耦合装置主要用于发射光以及入射光的准直和耦合，所述耦合装置与pcba板22通过对位贴装固定，当耦合装置与pcba板22进行对位贴装时，需要满足耦合透镜单元14与光芯片组23件位置对应，并且，所述耦合装置与pcba板22之间的贴装可以是无源贴装也可以是有源耦合贴装。所述耦合跳线组件25主要用于光模块与外部系统的光路连接，其与耦合装置21可以直接插入装配，即将耦合跳线组件25直接插入耦合装置21的装配槽111中，进行装配，并通过装配槽111中的定位面112进行定位，需要说明的是，所述耦合跳线组件25靠近装配槽111的一端部也可以设置一定位面112，并于装配槽111中的定位面112相互配合，以实现耦合跳线组件25于耦合装置的稳定装配。
52.进一步地，并参考图10，所述光芯片组23包括用于发射光束的光发射芯片231、用于接收光束的光接收芯片232以及用于监测背光的光监测芯片233，所述光发射芯片231与第一透镜组141位置对应，所述光监测芯片233与第二透镜组142位置对应，所述光接收芯片232与第五透镜组145位置对应。
53.具体的，所述光发射芯片231、光接收芯片232以及光监测芯片233与pcba板22之间均设置有具有预设厚度的载体，所述光发射芯片231、光接收芯片232以及光监测芯片233均通过载体贴装在pcba板22上。所述预设厚度是指可以根据实际需求提前选择载体的厚度，由于不同的芯片厂家生产的光芯片可能存在不同的光芯片厚度，而光模块有时需要应用不同厂家的光芯片，为了配合使用同一款耦合装置，可以设计不同厚度的芯片载体，来搭配不同厚度的光芯片使用，需要说明的是，所述载体在某些情况下也可以不适用，比如在光芯片厚度满足耦合装置的焦距高度的情况下，就可以省略载体，也就可以直接将光芯片贴装在pcba板22上。
54.其中，当进行光接收时，入射光经光纤阵列传输至阵列透镜d1和阵列透镜d2，阵列透镜d1和阵列透镜d2将入射光进行准直后射入分光单元12，并穿过分光单元12进入反射单元13，再经过反射单元13全反射后进入阵列透镜e1和阵列透镜e2，并经阵列透镜a1和阵列透镜a2耦合后进入光模块中的光接收芯片232，以实现光接收；当进行光发射时，光模块中的光发射芯片231发出发射光，发出的发射光射入阵列透镜a1和阵列透镜a2，经阵列透镜a1和阵列透镜a2准直后射入反射单元13，并经反射单元13全反射后射入分光单元12，发射光经分光单元12进行分光，分光后的部分发射光经阵列透镜b1和阵列透镜b2准直后射入光模块中的光监测芯片233进行背光监测，另一部分光通过阵列透镜c1和阵列透镜c2耦合至光纤阵列，并经光纤阵列进行光输出，以实现光发射。
55.如图11所示，本实用新型提供耦合跳线组件的最佳实施例。
56.所述耦合跳线组件25包括插芯251、mpo连接器252以及光纤阵列24，所述光纤阵列24的一端与mpo连接器252连接，另一端穿过插芯251并往外延伸。
57.具体的，所述mpo连接器252一般采用光通信行业的标准mtp/mpo系列连接器，具体
可选择mpo-24型号或者mpo-16型号，主要用于与外部系统连接。所述插芯251主要用于连接耦合装置和mpo连接器252，所述插芯251靠新耦合装置的一端部也可以设置定位面，通过该定位面与装配槽111中的定位面112进行配合固定，所述插芯251上设置有多个光纤孔，以方便光纤阵列穿过，光纤阵列的一端与mpo连接器252连接，其另一端通过光纤孔穿过插芯251后沿插芯251定位面的方向延伸，其延伸的长度可以为任意长度，也可以是0，也就是说光纤阵列端部与插芯251定位面齐平。所述插芯251上还设置有与光纤孔253位置对应的点胶槽253，以方便光纤阵列穿过光纤孔之后进行点胶固定。
58.以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。