一種多波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用的并行光收發(fā)組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種多波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用的并行光收發(fā)組件。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息產(chǎn)業(yè)的全面普及帶來(lái)全球數(shù)據(jù)量的爆發(fā)性增長(zhǎng)，全球數(shù)據(jù)中心建設(shè)如火如荼。并行光學(xué)模塊由于其大通信容量、低能耗等特點(diǎn)大受業(yè)界青睞，近幾年發(fā)展迅速。并行光學(xué)模塊指的是在一個(gè)模塊中，通過(guò)多根光纖實(shí)現(xiàn)多通道激光器和多通道探測(cè)器的一對(duì)一傳輸。器件集成化和小型化所帶來(lái)的低功耗，使得并行光學(xué)模塊產(chǎn)生和散發(fā)的熱量大大少于多個(gè)分立器件。而并行光學(xué)模塊主要依賴(lài)于光學(xué)器件的高密度集成。
[0003]例如QSFPSR4短距離傳輸模塊中，集成四路發(fā)射和四路接收，光口處由標(biāo)準(zhǔn)的12芯MPO標(biāo)準(zhǔn)陣列光纖實(shí)現(xiàn)。VECSEL激光器管芯為面發(fā)射，出射光束與光口處存在90度的偏轉(zhuǎn)，目前常用的解決方法為使用透鏡實(shí)現(xiàn)光路偏轉(zhuǎn)，如圖1和圖2所示。圖1為多路并行發(fā)射光路實(shí)現(xiàn)方式；圖2為多路并行接收光路實(shí)現(xiàn)方式。該方案需要光纖陣列傳輸，同時(shí)還需要專(zhuān)用MPO光接口實(shí)現(xiàn)連接，光纖陣列和MPO光接口是制約該方案的主要成本問(wèn)題，而且不能與現(xiàn)有的單根光纖網(wǎng)絡(luò)兼容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種多波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用的并行光收發(fā)組件，以解決現(xiàn)有技術(shù)并行光收發(fā)組件不能與現(xiàn)有的單根光纖網(wǎng)絡(luò)兼容的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種多波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用的并行光收發(fā)組件，所述并行光收發(fā)組件包括:激光器發(fā)射芯片、探測(cè)器接收芯片、集成體、PCB電路板、波分復(fù)用解復(fù)用濾光片，其中集成體上包括若干準(zhǔn)直透鏡。為了描述清晰，將發(fā)射光路部分定義為光發(fā)射組件；將接收光路部分定義為光接收組件。
[0006]所述集成體和所述激光器發(fā)射芯片和所述探測(cè)器接收芯片設(shè)置于所述PCB電路板上，所述準(zhǔn)直透鏡和所述波分復(fù)用解復(fù)用濾光片設(shè)置于所述集成體上；
[0007]所述激光器發(fā)射芯片和所述探測(cè)器接收芯片所述激光器發(fā)射芯片或探測(cè)器接收芯片對(duì)應(yīng)的工作波長(zhǎng)分別為λ 1、λ2、λ3和λ4，λ 1、λ2、λ3和λ 4互不相等；
[0008]所述光發(fā)射組件和所述光接收組件均包含4個(gè)所述波分復(fù)用解復(fù)用濾光片和5個(gè)所述準(zhǔn)直透鏡；所述光發(fā)射組件的集成體中包括一個(gè)用于發(fā)射光路的光口，所述光接收組件的集成體中包括一個(gè)用于接收光路的光口 ；
[0009]置于所述PCB電路板上的所述四個(gè)激光器發(fā)射芯片或探測(cè)器接收芯片在一條直線上；四個(gè)所述準(zhǔn)直透鏡分別位于所述四個(gè)激光器發(fā)射芯片或探測(cè)器接收芯片的正上方，頂點(diǎn)光斑與所述四個(gè)探測(cè)器接收芯片的光敏面中心或者所述四個(gè)激光器發(fā)射芯片分別對(duì)準(zhǔn)；
[0010]所述四個(gè)波分復(fù)用解復(fù)用濾光片分別置于所述四個(gè)準(zhǔn)直透鏡的正上方，且所述四個(gè)波分復(fù)用解復(fù)用濾光片相互平行，反射面向下且與所述PCB電路板的夾角均為45° ;所述四個(gè)波分復(fù)用解復(fù)用濾光片反射其對(duì)應(yīng)的所述激光器發(fā)射芯片或探測(cè)器接收芯片的工作波長(zhǎng)的光，透射其它三個(gè)波長(zhǎng)的光；
[0011]第五準(zhǔn)直透鏡位于所述波分復(fù)用解復(fù)用濾光片反射面一側(cè)，且所述第五準(zhǔn)直透鏡和所述波分復(fù)用解復(fù)用濾光片之間的光路與所述波分復(fù)用解復(fù)用濾光片和所述激光器發(fā)射芯片或探測(cè)器接收芯片的之間的光路垂直。
[0012]本發(fā)明提供的一種多波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用的并行光收發(fā)組件的第一優(yōu)選實(shí)施例中:所述光發(fā)射組件中:
[0013]第一準(zhǔn)直透鏡401、第二準(zhǔn)直透鏡402、第三準(zhǔn)直透鏡403和第四準(zhǔn)直透鏡404，用于將激光器發(fā)射芯片發(fā)出發(fā)散光束轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)直光束；
[0014]所述第五準(zhǔn)直透鏡405，用于將經(jīng)由所述準(zhǔn)直透鏡401?404準(zhǔn)直后的光束轉(zhuǎn)換為會(huì)聚光，從而被光纖接收；
[0015]所述激光器發(fā)射芯片為垂直腔面發(fā)射激光器，與所述PCB電路板105通過(guò)高精度貼片設(shè)備進(jìn)行無(wú)源貼裝；所述PCB電路板105的電路連接采用金絲鍵合方式實(shí)現(xiàn)；
[0016]所述集成體與所述激光器發(fā)射芯片之間對(duì)位，采用高精度貼片設(shè)備以無(wú)源或者有源對(duì)準(zhǔn)方式實(shí)現(xiàn)；
[0017]通過(guò)紅外CXD觀察使得所述第一準(zhǔn)直透鏡401的頂點(diǎn)光斑與第一激光器發(fā)射芯片101對(duì)準(zhǔn)，所述第二準(zhǔn)直透鏡402的頂點(diǎn)光斑與第二激光器發(fā)射芯片102對(duì)準(zhǔn)，所述第三準(zhǔn)直透鏡403的頂點(diǎn)光斑與第三激光器管芯103對(duì)準(zhǔn)，所述第四準(zhǔn)直透鏡404的頂點(diǎn)光斑與第四激光器管芯104對(duì)準(zhǔn)；將所述激光器發(fā)射芯片與所述集成體中所述準(zhǔn)直透鏡對(duì)位后，將所述集成體固定在所述PCB電路板105上，用紫外膠預(yù)固定后，再通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠加固固定；最后，將密封蓋板106通過(guò)密封膠固定在所述集成體上，實(shí)現(xiàn)器件密封。
[0018]本發(fā)明提供的一種多波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用的并行光收發(fā)組件的第二優(yōu)選實(shí)施例中:所述并行光收發(fā)組件還包括第一可調(diào)支架301、第二可調(diào)支架302、第三可調(diào)支架303和第四可調(diào)支架304 ；
[0019]所述四個(gè)可調(diào)節(jié)支架設(shè)置有相對(duì)所述PCB電路板水平面的45度斜面，用于分別安裝所述四個(gè)波分復(fù)用解復(fù)用濾光片，所述可調(diào)節(jié)支架上設(shè)計(jì)有柄，便于夾持或者吸頭吸附操作；所述可調(diào)節(jié)支架與所述集成體之間采用紫外膠固定；
[0020]當(dāng)光組件要求較高耦合效率時(shí)，通過(guò)單路分別調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)支架來(lái)控制所述波分復(fù)用解復(fù)用濾光片上下位移，使得所述激光器芯片(101?104)發(fā)射的光通過(guò)濾光片反射后盡可能多的耦合進(jìn)入插針中；所述激光器發(fā)射芯片發(fā)射光束后，經(jīng)過(guò)其對(duì)應(yīng)的所述準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后，入射到其對(duì)應(yīng)的所述波分復(fù)用解復(fù)用濾光片上，通過(guò)監(jiān)控光口處出射光功率或者使用光束質(zhì)量分析儀監(jiān)控光斑，調(diào)節(jié)其對(duì)應(yīng)的可調(diào)節(jié)支架，當(dāng)監(jiān)控效果最佳時(shí)固定所述可調(diào)節(jié)支架。
[0021]本發(fā)明提供的一種多波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用的并行光收發(fā)組件的第三優(yōu)選實(shí)施例中:所述并行光收發(fā)組件還包括第二可調(diào)支架302、第三可調(diào)支架303和第四可調(diào)支架304 ;
[0022]所述可調(diào)節(jié)支架設(shè)置有相對(duì)所述PCB電路板水平面的45度斜面，用于分別安裝所述第二波分復(fù)用解復(fù)用濾光片108、第三波分復(fù)用解復(fù)用濾光片109和第四波分復(fù)用解復(fù)用濾光片110，所述可調(diào)節(jié)支架上設(shè)計(jì)有柄，便于夾持或者吸頭吸附操作；所述第一波分復(fù)用解復(fù)用濾光片107固定在所述集成體上；所述可調(diào)節(jié)支架302?304與所述集成體之間采用紫外膠固定；
[0023]當(dāng)光組件要求較高耦合效率時(shí)，通過(guò)單路調(diào)節(jié)所述波分復(fù)用解復(fù)用濾光片上下位移依次調(diào)節(jié)所述第二激光器發(fā)射芯片102、所述第三激光器發(fā)射芯片103和所述第四激光器發(fā)射芯片104經(jīng)過(guò)相應(yīng)濾光片后反射光束的位置:
[0024]所述激光器發(fā)射芯片發(fā)射光束后，經(jīng)過(guò)其對(duì)應(yīng)的所述準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后，入射到其對(duì)應(yīng)的所述波分復(fù)用解復(fù)用濾光片上，通過(guò)監(jiān)控光口處出射光功率或者使用光束質(zhì)量分析儀監(jiān)控光斑，調(diào)節(jié)其對(duì)應(yīng)的可調(diào)節(jié)支架，當(dāng)監(jiān)控效果最佳時(shí)固定所述可調(diào)節(jié)支架。
[0025]本發(fā)明提供的一種多波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用的并行光收發(fā)組件的第四優(yōu)選實(shí)施例中:第一激光器發(fā)射芯片101、第二激光器發(fā)射芯片102、第三激光器發(fā)射芯片103和第四激光器發(fā)射芯片104的對(duì)應(yīng)工作波段分別為820nm、850nm、880nm、910nm或者分別為1250nm、1280nm、1310nm、1340nm。
[0026]本發(fā)明提供的一種多波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用的并行光收發(fā)組件的第五優(yōu)選實(shí)施例中:所述光接收組件中:
[0027]第六準(zhǔn)直透鏡406，用于將光纖傳輸過(guò)來(lái)光束整形成準(zhǔn)直光；
[0028]第七準(zhǔn)直透鏡407、第八準(zhǔn)直透鏡408、第九準(zhǔn)直透鏡409和第十準(zhǔn)直透鏡410，用于將經(jīng)過(guò)所述第六準(zhǔn)直透鏡406整形后的準(zhǔn)直光束轉(zhuǎn)變?yōu)闀?huì)聚光；
[0029]所述探測(cè)器接收芯片與所述PCB電路板105通過(guò)高精度貼片設(shè)備進(jìn)行無(wú)源貼裝，與所述PCB電路板105的電路連接采用金絲鍵合方式實(shí)現(xiàn)；
[0030]所述集成體與所述探測(cè)器接收芯片之間對(duì)位，采用高精度貼片設(shè)備以無(wú)源或者有源對(duì)準(zhǔn)方式實(shí)現(xiàn):
[0031 ] 通過(guò)紅外CXD觀察使得所述第七準(zhǔn)直透鏡407的頂點(diǎn)光斑與第一探測(cè)器接收芯片201光敏面中心對(duì)準(zhǔn)，所述第八準(zhǔn)直透鏡408的頂點(diǎn)光斑與第二探測(cè)器接收芯片202光敏面中心對(duì)準(zhǔn)，所述第九準(zhǔn)直透鏡409的頂點(diǎn)光斑與第三探測(cè)器接收芯片203光敏面中心對(duì)準(zhǔn)，所述第十準(zhǔn)直透鏡410的頂點(diǎn)光斑與第四探測(cè)器接收芯片204光敏面中心對(duì)準(zhǔn)；將所述探測(cè)器接收芯片與所述集成體中所述準(zhǔn)直透鏡對(duì)位后，將所述集成體固定在所述PCB電路板105上，用紫外膠預(yù)固定后，再通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠加固固定；最后，將所述密封蓋板106通過(guò)密封膠固定在所述集成體上，實(shí)現(xiàn)器件密封。
[0032]本發(fā)明提供的一種多波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用的并行光收發(fā)組件的第六優(yōu)選實(shí)施例中:所述并行光收發(fā)組件還包括第一可調(diào)支架301、第二可調(diào)支架302、第三可調(diào)支架303和第四可調(diào)支架304 ；
[0033]所述四個(gè)可調(diào)節(jié)支架設(shè)置有相對(duì)所述PCB電路板水平面的45度斜面，用于分別安裝所述四個(gè)波分復(fù)用解復(fù)用濾光片，所述可調(diào)節(jié)支架上設(shè)計(jì)有柄，便于夾持或者吸頭吸附操作；所述可調(diào)節(jié)支架與所述集成體之間采用紫外膠固定；
[0034]當(dāng)光組件要求較高耦合效率時(shí)，通過(guò)單路調(diào)節(jié)所述波分復(fù)用解復(fù)用濾光片上下位移依次調(diào)節(jié)固定所述第一可調(diào)支架301、第二可調(diào)支架302、第三可調(diào)支架303和第四可調(diào)支架304: