CN104579537A - 采用vcsel多波长复用结构的cwdm系统 - Google Patents

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张春艳
柏柳
高繁荣
汤宝
林雪枫
刘成刚
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Abstract

本发明涉及一种采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，包括第一LC光接口连接光复用单元，光复用单元连接多波长VCSEL组，多波长VCSEL组连接驱动单元，其中，光复用单元用于将多种波长的光耦合呈一条光路；第二LC光接口连接光解复用单元，光解复用单元连接多波长PD组，多波长PD组连接信号放大单元，其中，光解复用单元用于将一条光路分解为多种波长的光；驱动单元和信号放大单元均连接微控制单元，驱动单元、信号放大单元以及微控制单元均连接QSFP金手指接口。所述采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统通过上述结构可以有效的将现有的DFB激光器替换为VCSEL激光器，从而实现更高功率输出，并且可大规模进行生产，有效的降低生产成本。

Description

采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统
技术领域
本发明涉及一种采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，属于光通信领域。
背景技术
目前，CWDM系统都使用的是DFB激光器。而垂直腔面发射激光器VCSEL谐振腔的构造方式，决定了其成本比DFB激光器更低，无须制冷，封装简单，易于集成，特别适合二维和三维光互联。CWDM系统的多波长光源的最简单结构是将不同波长的LD排列在一块晶片上的阵列化光源，但因成品率低，基片尺寸大，使每块晶片的收容率降低，使得制造成本较高。
因此有必要设计一种新的采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，以克服上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种成本较低的采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，包括第一LC光接口、光复用单元、多波长VCSEL组、驱动单元、微控制单元、QSFP金手指接口、信号放大单元、多波长PD组、光解复用单元以及第二LC光接口；所述第一LC光接口连接所述光复用单元，所述光复用单元连接所述多波长VCSEL组，所述多波长VCSEL组连接所述驱动单元，其中，所述光复用单元用于将多种波长的光耦合呈一条光路；所述第二LC光接口连接所述光解复用单元，所述光解复用单元连接所述多波长PD组，所述多波长PD组连接所述信号放大单元，其中，所述光解复用单元用于将一条光路分解为多种波长的光；所述驱动单元和所述信号放大单元均连接所述微控制单元，所述驱动单元、所述信号放大单元以及所述微控制单元均连接所述QSFP金手指接口。
进一步地，所述微控制单元为单片机。
进一步地，所述驱动单元为驱动器。
进一步地，所述信号放大单元为前置放大器和主放大器的组合。
进一步地，所述光复用单元包括倾斜且彼此平行设置的四个透镜，四种波长的光依次通过四个透镜耦合呈一条光路。
进一步地，所述光解复用单元包括倾斜且彼此平行设置的四个透镜，一条光路依次经过四个透镜分解为四种波长的光。
进一步地，所述多波长VCSEL组和所述多波长PD组内的各波长间隔均不小于30nm。
进一步地，所述第一LC光接口和所述第二LC光接口均为应用于50/125um多模光纤的标准接口。
本发明具有以下有益效果：
所述第一LC光接口连接所述光复用单元，所述光复用单元连接所述多波长VCSEL组，所述多波长VCSEL组连接所述驱动单元，其中，所述光复用单元用于将多种波长的光耦合呈一条光路；所述第二LC光接口连接所述光解复用单元，所述光解复用单元连接所述多波长PD组，所述多波长PD组连接所述信号放大单元，其中，所述光解复用单元用于将一条光路分解为多种波长的光；所述驱动单元和所述信号放大单元均连接所述微控制单元，所述驱动单元、所述信号放大单元以及所述微控制单元均连接所述QSFP金手指接口。所述采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统通过上述结构可以有效的将现有的DFB激光器替换为VCSEL激光器，从而实现更高功率输出，并且可大规模进行生产，有效的降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光复用单元的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的光解复用单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图3，本发明实施例提供一种采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，包括第一LC光接口、光复用单元、多波长VCSEL组、驱动单元、微控制单元、QSFP金手指接口、信号放大单元、多波长PD组、光解复用单元以及第二LC光接口。其中，所述第一LC光接口和所述第二LC光接口均为应用于50/125um多模光纤的标准接口。所述多波长VCSEL组和所述多波长PD组均采用分立的芯片，采用COB（chip on Board）工艺封装贴片在电路板上。
如图1至图3，所述第一LC光接口连接所述光复用单元，所述光复用单元连接所述多波长VCSEL组，所述多波长VCSEL组连接所述驱动单元，其中，所述光复用单元用于将多种波长的光耦合呈一条光路。在本较佳实施例中，所述光复用单元包括倾斜且彼此平行设置的四个透镜，四种波长的光依次通过四个透镜耦合呈一条光路。
如图1至图3，所述第二LC光接口连接所述光解复用单元，所述光解复用单元连接所述多波长PD组，所述多波长PD组连接所述信号放大单元，其中，所述光解复用单元用于将一条光路分解为多种波长的光。在本较佳实施例中，所述光解复用单元包括倾斜且彼此平行设置的四个透镜，一条光路依次经过四个透镜分解为四种波长的光。
如图1至图3，所述驱动单元和所述信号放大单元均连接所述微控制单元，所述驱动单元、所述信号放大单元以及所述微控制单元均连接所述QSFP金手指接口，所述QSFP金手指接口为标准的SFF-8436接口。其中，所述微控制单元为单片机，所述微控制单元控制所述驱动单元和所述信号放大单元，并提供与外界的通信接口，内部寄存器地址同QSFP+ SR4一样遵循SFF-8436。在本较佳实施例中，所述驱动单元为驱动器；所述信号放大单元为前置放大器（TIA）和主放大器（LA）的组合。
结合VCSEL激光器光谱特点，为了避免每个波长之间的串扰，所述多波长VCSEL组和所述多波长PD组内的各波长间隔均不小于30nm。比如可以选择满足10G速率应该要求的820nm、850nm、880nm、910nm四个波长，分别定义为波长1、波长2、波长3、波长4。
如图2所示光复用单元的具体结构示意图，从右至左光的路径，波长4经过透镜4，透射过透镜3、透镜2和透镜1；波长3经过透镜3反射，透射过透镜2和透镜1；波长2经过透镜2反射，透射过透镜1；波长1经过透镜1反射。最后，四种波长的光被耦合为一个光路。
如图3所示光解复用单元的具体结构示意图，从左至右光的路径，波长1、波长2、波长3和波长4经过透镜1，波长1被反射，波长2、波长3和波长4进行透射；经过透镜2，波长2被反射，波长3和波长4进行透射；经过透镜3，波长3被反射，波长4进行透射；经过透镜4，波长4被反射；最终实现一条光路被分解为四种波长的光。
垂直腔面发射激光器（VCSEL）是一种垂直表面出光的新型激光器。与传统边发射激光器不同的结构带来了许多优势：小的发散角和圆形对称的远、近场分布使其与光纤的耦合效率大大提高，而不需要复杂昂贵的光束整形系统，现已证实与多模光纤的耦合效率竟能大于90％；光腔长度极短，导致其纵模间距拉大，可在较宽的温度范围内实现单纵模工作，动态调制频率高；腔体积减小使得其自发辐射因子较普通端面发射激光器高几个数量级，这导致许多物理特性大为改善；可以在片测试，极大地降低了开发成本；出光方向垂直衬底，可以很容易地实现高密度二维面阵的集成，实现更高功率输出，并且因为在垂直于衬底的方向上可并行排列着多个激光器，所以非常适合应用在并行光传输以及并行光互连等领域，它以空前的速度成功地应用于单通道和并行光互联，以它很高的性能价格比，在宽带以太网、高速数据通信网中得到了大量的应用；最吸引人的是它的制造工艺与发光二极管(LED)兼容，大规模制造的成本很低。
综上所述，所述采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统通过上述结构可以有效的将现有的DFB激光器替换为VCSEL激光器，从而实现更高功率输出，并且可大规模进行生产，有效的降低生产成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，其特征在于，包括第一LC光接口、光复用单元、多波长VCSEL组、驱动单元、微控制单元、QSFP金手指接口、信号放大单元、多波长PD组、光解复用单元以及第二LC光接口；
所述第一LC光接口连接所述光复用单元，所述光复用单元连接所述多波长VCSEL组，所述多波长VCSEL组连接所述驱动单元，其中，所述光复用单元用于将多种波长的光耦合呈一条光路；
所述第二LC光接口连接所述光解复用单元，所述光解复用单元连接所述多波长PD组，所述多波长PD组连接所述信号放大单元，其中，所述光解复用单元用于将一条光路分解为多种波长的光；
所述驱动单元和所述信号放大单元均连接所述微控制单元，所述驱动单元、所述信号放大单元以及所述微控制单元均连接所述QSFP金手指接口。
2.如权利要求1所述的采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，其特征在于：所述微控制单元为单片机。
3.如权利要求1所述的采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，其特征在于：所述驱动单元为驱动器。
4.如权利要求1所述的采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，其特征在于：所述信号放大单元为前置放大器和主放大器的组合。
5.如权利要求1所述的采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，其特征在于：所述光复用单元包括倾斜且彼此平行设置的四个透镜，四种波长的光依次通过四个透镜耦合呈一条光路。
6.如权利要求1所述的采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，其特征在于：所述光解复用单元包括倾斜且彼此平行设置的四个透镜，一条光路依次经过四个透镜分解为四种波长的光。
7.如权利要求1所述的采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，其特征在于：所述多波长VCSEL组和所述多波长PD组内的各波长间隔均不小于30nm。
8.如权利要求1所述的采用VCSEL多波长复用结构的CWDM系统，其特征在于：所述第一LC光接口和所述第二LC光接口均为应用于50/125um多模光纤的标准接口。
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