【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光模块，特别是涉及一种光发射组件及光模块。
技术介绍
1、随着当今数据业务量的大增，数据中心对光收发模块的传输速率与日俱增，数据中心的光模块速率已经由昔日的40g、100g快速发展到200g、400g、800g的传输速率。
2、对于2km以上的高速模块，光发射部分通常采用激光器发射光信号，经过透镜、隔离器、合波芯片后从光纤输出，整个光路部分在平面内展开，占用了pcb布局中的较大面积。然而，当前主流的2km以上传输的光模块，内部包含有两个四通道发射光器件和两个四通道接收光器件，光器件数量很多，占用了pcb板上很大部分的面积，同时由于电路元件和布线数量的翻倍增加，导致光模块面临内部布局困难的问题。
3、另外，由于800g高速模块采用的eml(electro absorption modulated laser)激光器数量多，发热量大，为了保证发射端光器件的正常工作，需要通过半导体制冷器(thermo electric cooler，tec)对激光器进行控温，为了提高tec的制冷效率，通常只将激光器芯片和最为敏感的透镜置于tec上方，而光路尺寸较大的合波光路、隔离器均置于tec外的基板上。由于激光器被控温而其它合波光路部分未被控温，存在不同环境温度下tec基板变形引起的激光器位移与合波光路部分基板热膨胀带来的位移不同步的问题，引起光模块出光功率随环境温度的变化而变化，不利于光路的稳定，因此减少封装方式带来的热应力问题也是光模块面临的挑战。
4、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是如何在不改变光模块尺寸的前提下，如何增加光模块内部的布局空间，解决光模块内部电路元件和布线困难，以及封装过程所带来的热应力问题。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提出了一种光发射组件，包括激光器阵列、透镜阵列、转向棱镜、集成合波芯片、光纤阵列和半导体制冷器；
4、所述激光器阵列包括至少两个激光器，所述透镜阵列包括至少两个透镜，所述激光器与透镜的数量相同，并且设置的位置一一对应；所述光纤阵列包括第一输出波导和第二输出波导；
5、所述集成合波芯片设置在半导体制冷器上，所述激光器阵列和透镜阵列依次耦合，并设置在集成合波芯片上；
6、所述转向棱镜包括第一反射端面、第二反射端面和棱镜底面，所述棱镜底面的下半部分与集成合波芯片的端面耦合，所述棱镜底面的上半部分与所述透镜阵列耦合；
7、所述激光器阵列产生光信号，通过透镜阵列汇聚作用，传输至棱镜底面的上半部分，然后通过第一反射端面和第二反射端面的反射作用，将光信号转向，并反射至棱镜底面的下半部分，通过棱镜的下半部分传输至集成合波芯片内，经过集成合波芯片的作用将光信号一分为二，并传输至光纤阵列对应的第一输出波导和第二输出波导内。
8、优选的，还包括隔离器阵列，所述隔离器阵列耦合在透镜阵列与转向棱镜之间的光路上，所述隔离器阵列包括至少两个隔离器，所述隔离器的数量与透镜的数量相同，并且设置的位置一一对应。
9、优选的，还包括控制电路和热敏电阻，所述热敏电阻设置在所述集成合波芯片上，所述半导体制冷器、热敏电阻与所述控制电路电性连接。
10、优选的，所述集成合波芯片为平面光波导硅基芯片，所述平面光波导硅基芯片能实现两组激光器光信号的合波。
11、优选的，所述集成合波芯片上表面设置第一安装标记、第二安装标记和第三安装标记，所述激光器阵列安装在第一安装标记上，所述透镜阵列设置在第二安装标记上，隔离器阵列设置在第三安装标记上，以便于实现激光器阵列、透镜阵列和隔离器阵列的贴片定位。
12、优选的，所述集成合波芯片的端面与竖直方向呈预设角度倾斜设置，所述转向棱镜的棱镜底面与所述集成合波芯片的端面耦合，以便于降低光信号反射的损失。
13、优选的，所述转向棱镜的第一反射端面与第二反射端面的夹角为90°，光信号先后通过第一反射端面和第二反射端面的反射作用，以便于实现光路的反向。
14、优选的，所述激光器芯片波导层与集成合波芯片输入波导层的垂直距离等于所述转向棱镜造成光路下移的竖直距离。
15、第二方面，相对于第一方面，本专利技术还提出了一种光模块，包括所述的光发射组件和光接收组件；
16、所述光接收组件包括第一光接收器和第二光接收器；所述第一光接收器和第二光接收器分别设置在所述光发射组件的同一面或分属所述光发射组件的两面；所述第一光接收器与所述第一输出波导连接，所述第二光接收器与所述第二输出波导连接，以便于传输所述光发射组件产生的光信号。
17、优选的，还包括pcb板，所述光发射组件、所述控制电路、所述第一光接收器和所述第二光接收器设置在所述pcb板上。
18、与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果在于：在本专利技术实施例中，激光器阵列和透镜阵列均设置在集成合波芯片上，转向棱镜的一端与透镜阵列耦合，另一端与集成合波芯片耦合，然后再利用转向棱镜将光路设置成折叠的方式，将接收到的光信号进行转向传输至集成合波芯片，通过叠放设置复用了垂直空间，减小了横向的长度空间，进而减小了光发射组件尺寸；同时将各器件设置在半导体制冷器上，可以通过半导体制冷器调节激光器阵列和集成合波芯片的工作温度，在不同环境温度下，半导体制冷器所在的基板发生变形时，激光器阵列、透镜阵列、集成合波芯片和转向棱镜会随着基板移动，移动的位移是同步的，避免光路之间的耦合关系发生改变，保证出光功率的稳定性，提高光路的稳定性。
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1.一种光发射组件，其特征在于，包括激光器阵列(1)、透镜阵列(2)、转向棱镜(3)、集成合波芯片(4)、光纤阵列(5)和半导体制冷器(6)；
2.根据权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，还包括隔离器阵列(7)，所述隔离器阵列(7)耦合在透镜阵列(2)与转向棱镜(3)之间的光路上，所述隔离器阵列(7)包括至少两个隔离器，所述隔离器的数量与透镜的数量相同，并且设置的位置一一对应。
3.根据权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，还包括控制电路(8)和热敏电阻(9)，所述热敏电阻(9)设置在所述集成合波芯片(4)上，所述半导体制冷器(6)、热敏电阻(9)与所述控制电路(8)电性连接。
4.根据权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，所述集成合波芯片(4)为平面光波导硅基芯片，所述平面光波导硅基芯片用于对两组激光器光信号进行合波。
5.根据权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，所述集成合波芯片(4)上表面设置第一安装标记(41)、第二安装标记(42)和第三安装标记(43)，所述激光器阵列(1)安装在第一安装标记(41)上，所述透镜阵
6.根据权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，所述集成合波芯片(4)的端面与竖直方向呈预设角度倾斜设置，所述转向棱镜(3)的棱镜底面(33)与所述集成合波芯片(4)的端面耦合，以便于降低光信号反射的损失。
7.根据权利要求1所述的一种光发射组件，其特征在于，所述转向棱镜(3)的第一反射端面(31)与第二反射端面(32)的夹角为90°，光信号先后通过第一反射端面(31)和第二反射端面(32)，以便于实现光路的反向。
8.根据权利要求7所述的光发射组件，其特征在于，所述激光器的芯片波导层与集成合波芯片(4)输入波导层的垂直距离等于所述转向棱镜(3)造成光路下移的竖直距离。
9.一种光模块，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的光发射组件和光接收组件(10)；
10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，还包括PCB板(11)，所述光发射组件、所述控制电路(8)、所述第一光接收器(101)和所述第二光接收器(102)设置在所述PCB板(11)上。
...【技术特征摘要】
1.一种光发射组件，其特征在于，包括激光器阵列(1)、透镜阵列(2)、转向棱镜(3)、集成合波芯片(4)、光纤阵列(5)和半导体制冷器(6)；
2.根据权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，还包括隔离器阵列(7)，所述隔离器阵列(7)耦合在透镜阵列(2)与转向棱镜(3)之间的光路上，所述隔离器阵列(7)包括至少两个隔离器，所述隔离器的数量与透镜的数量相同，并且设置的位置一一对应。
3.根据权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，还包括控制电路(8)和热敏电阻(9)，所述热敏电阻(9)设置在所述集成合波芯片(4)上，所述半导体制冷器(6)、热敏电阻(9)与所述控制电路(8)电性连接。
4.根据权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，所述集成合波芯片(4)为平面光波导硅基芯片，所述平面光波导硅基芯片用于对两组激光器光信号进行合波。
5.根据权利要求1所述的光发射组件，其特征在于，所述集成合波芯片(4)上表面设置第一安装标记(41)、第二安装标记(42)和第三安装标记(43)，所述激光器阵列(1)安装在第一安装标记(41)上，所述透镜阵列(2)设置在第二安装标记(42)上，隔离...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋琼辉，赵小博，许胜兰，张博，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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