一种可插拔光纤的CPO光引擎封装结构的制作方法

本发明涉及光引擎，特别是涉及一种可插拔光纤的cpo光引擎封装结构。

背景技术：

1、在光通信行业中，共封装光学cpo(co-packaged optics)技术是一种新型的封装方式。具体是将光引擎与电芯片封装在一起，有效缩短了光引擎与交换芯片之间的距离，保证了集成度和通信速率。

2、如申请公布号为cn113484961a、申请公布日为2021.10.08的中国发明专利申请公开了一种光栅耦合cpo硅光引擎，包括：电路基板和光学单元；光学单元包括：电芯片、硅光芯片以及光学耦合组件，电芯片和硅光芯片设置于电路基板的顶面上，电芯片位于硅光芯片一端端面的一侧，并与硅光芯片信号传输；硅光芯片上设置有光栅窗口，光学耦合组件包括：耦合组件本体以及光纤；耦合组件本体的底面包括：与硅光芯片的顶面相胶接的平面以及与光栅窗口相对的倒角面，光纤自斜面延伸至外部。

3、现有技术中的光栅耦合cpo硅光耦合组件将电芯片、硅光芯片以及光学耦合组件进行模组化设计，光学耦合组件的底面具有与硅光芯片的顶面相胶接的平面以及与光栅窗口相对的斜面。但是，光学耦合组件与硅光芯片采用胶接固定，不能满足光纤阵列与光引擎之间拆卸更换的要求，可维护性和切换灵活性差。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：现有光学耦合组件与硅光芯片采用胶接固定，不能满足光纤阵列与光引擎之间拆卸更换的要求，可维护性和切换灵活性差。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可插拔光纤的cpo光引擎封装结构的技术方案：

3、可插拔光纤的cpo光引擎封装结构包括基板、硅光芯片、电子芯片、插座、光纤阵列和插头，所述硅光芯片和所述电子芯片均设置在所述基板上，且所述硅光芯片、所述电子芯片分别与所述基板电连接；

4、所述插座固定安装在所述基板的边缘处，所述插座的内部设有插拔通道，所述硅光芯片对应所述插拔通道的一侧还设有准直透镜，所述硅光芯片的内部设有光波导，所述准直透镜与所述光波导对准布置；

5、所述插头固定连接于所述光纤阵列的端部，所述插头远离所述光纤阵列的一侧设有聚焦透镜，所述聚焦透镜与所述光纤阵列对准布置；所述插头与所述插座插装配合，所述聚焦透镜与所述准直透镜沿平行于所述插拔通道的长度方向准直配合；

6、所述插座的内部设有第一限位部，所述插头的外侧设有第一匹配部，所述第一限位部与所述第一匹配部沿平行于所述插拔通道的长度方向导向配合；

7、所述插座上还安装有锁止结构，所述锁止结构具有操作状态和释放状态，在操作所述锁止结构时，所述锁止结构与所述插头解锁分离；在释放所述锁止结构时，所述锁止结构与所述插头卡止配合。

8、进一步的，所述插座为套筒结构，所述插拔通道的横截面轮廓为矩形，所述插拔通道具有两个相对布置的长边侧壁，以及两个相对布置的宽边侧壁，所述插座对应两个所述宽边侧壁分别设有所述第一限位部，所述插头对应两个所述宽边侧壁分别设有所述第一匹配部。

9、进一步的，所述第一限位部为直导槽，所述第一匹配部为直凸棱，所述第一限位部和/或所述第一匹配部的表面设有润滑涂层，所述润滑涂层为金属涂层、特氟龙涂层或者陶瓷涂层。

10、进一步的，所述插座对应所述长边侧壁还设有第二限位部，所述插头对应所述长边侧壁设置有第二匹配部，所述第二限位部与所述第二匹配部沿平行于所述插拔通道的长度方向插接配合。

11、进一步的，所述第二限位部为条形卡槽，所述第二匹配部为条形凸台，所述条形卡槽的长度小于所述插拔通道的长度，以在所述插头插接到位时，所述条形卡槽与所述条形凸台挡止配合。

12、进一步的，所述锁止结构包括按钮和弹性件，所述插座的侧面开设有容置孔，所述按钮铰接安装于所述容置孔处，所述弹性件设置于所述插座和所述按钮之间，所述按钮对应所述插拔通道的内侧设有挡止部；

13、所述锁止结构处于释放状态时，所述弹性件复位使所述挡止部凸出于所述插拔通道的内侧；所述锁止结构处于操作状态时，所述弹性件变形使所述挡止部处于所述插拔通道的外侧。

14、进一步的，所述弹性件为螺旋弹簧，所述弹性件设置在所述按钮位于铰接轴的一侧，且所述容置孔的内侧对应所述弹性件还设有固定板，所述挡止部为挡止凸起，所述挡止部设置在所述按钮位于铰接轴的另一侧。

15、进一步的，所述挡止凸起具有朝所述插头的插入方向设置的引导斜面，所述插头的侧面开设有与所述挡止凸起相配合的卡槽。

16、进一步的，所述插头包括底板和压板，所述压板固定设置在所述底板的上侧，所述底板的上侧开设有多个v型槽，所述光纤阵列定位安装在所述v型槽中，且所述压板与所述光纤阵列压紧配合，所述底板的上侧还涂设有用于粘结所述光纤阵列的固定胶。

17、进一步的，所述电子芯片倒装连接于所述硅光芯片的上侧，所述电子芯片集成有驱动元件和跨组放大器，所述插座采用玻璃材质制成，所述插座还设置有远离所述插头的两个延伸臂，且两个所述延伸臂固定连接于所述基板的上侧，两个所述延伸臂之间的间隔形成供所述硅光芯片和所述电子芯片安装的容纳空间。

18、本发明的一种可插拔光纤的cpo光引擎封装结构与现有技术相比，其有益效果在于：该可插拔光纤的cpo光引擎封装结构采用了基板、硅光芯片、电子芯片、插座、光纤阵列、插头、准直透镜和聚焦透镜的设计形式，硅光芯片和电子芯片均设置在基板上，且硅光芯片、电子芯片分别与基板电连接，插座固定安装在基板的边缘处，基板、硅光芯片、电子芯片与插座共同组成了插座部分；插头连接于光纤阵列的端部，插头和光纤阵列组成了插头部分，插头部分与插座部分可插拔分离，满足了光纤阵列与光引擎之间拆卸更换的要求。

19、其中，硅光芯片对应插拔通道的一侧还设有准直透镜，硅光芯片的内部设有光波导，准直透镜与光波导对准布置；插头远离光纤阵列的一侧设有聚焦透镜，聚焦透镜与光纤阵列对准布置。在插头与插座插接时，聚焦透镜与准直透镜沿平行于插拔通道的长度方向准直配合，准直透镜用于提高光线传播方向的准确性，聚焦透镜对光线起到了聚焦和放大作用，确保光信号在光纤阵列与光波导之间形成高精度的耦合。

20、使用时，将插头插装至插座的插拔通道中，插接到位后，使聚焦透镜与准直透镜形成了准直耦合关系。工作过程为：光纤阵列中的光信号依次经过聚焦透镜、准直透镜进入光波导中，由硅光芯片接收光信号并处理光信号，通过电子芯片发出电信号；相应的，硅光芯片还可发出光信号传递至光波导，依次经过准直透镜和聚焦透镜进行耦合，使光信号准确进入光纤阵列中，从而实现了准确接收和发射光信号的目的。

21、另外，插座的内部设有第一限位部，插头的外侧设有第一匹配部，插座上还安装有锁止结构，锁止结构具有操作状态和释放状态。由于第一限位部与第一匹配部导向配合，确保了插头能够沿平行于插拔通道的长度方向进行准确插拔，从而提高了光纤阵列与光引擎的耦合精度。插拔时，操作锁止结构进行解锁，以便于插头可拔出分离；插拔到位后，释放锁止结构对插头起到卡止作用，保证了插座与插头、光纤阵列进行插接耦合的可靠性，提高了cpo光引擎封装结构的可维护性和切换灵活性。