CN104597575A - 一种多波长复用/解复用的并行光收发组件 - Google Patents

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刘成刚
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Abstract

本发明适用于光通信领域，提供了一种多波长复用/解复用的并行光收发组件，置于PCB电路板上的四个激光器发射芯片或探测器接收芯片在一条直线上；四个准直透镜分别位于四个激光器发射芯片或探测器接收芯片的正上方，顶点光斑与四个探测器接收芯片的光敏面中心或者四个激光器发射芯片分别对准；四个波分复用解复用滤光片分别置于四个准直透镜的正上方，且四个波分复用解复用滤光片相互平行，反射面向下且与PCB电路板的夹角均为45度；第五准直透镜位于波分复用解复用滤光片反射面一侧，且第五准直透镜和波分复用解复用滤光片之间的光路与波分复用解复用滤光片和激光器发射芯片或探测器接收芯片之间的光路垂直。多个通道只需共用一根光纤进行通信传输，大大节约了光纤成本。

Description

一种多波长复用/解复用的并行光收发组件
技术领域
本发明属于光通信领域，尤其涉及一种多波长复用/解复用的并行光收发组件。
背景技术
随着信息产业的全面普及带来全球数据量的爆发性增长，全球数据中心建设如火如荼。并行光学模块由于其大通信容量、低能耗等特点大受业界青睐，近几年发展迅速。并行光学模块指的是在一个模块中，通过多根光纤实现多通道激光器和多通道探测器的一对一传输。器件集成化和小型化所带来的低功耗，使得并行光学模块产生和散发的热量大大少于多个分立器件。而并行光学模块主要依赖于光学器件的高密度集成。
例如QSFP SR4短距离传输模块中，集成四路发射和四路接收，光口处由标准的12芯MPO标准阵列光纤实现。VECSEL激光器管芯为面发射，出射光束与光口处存在90度的偏转，目前常用的解决方法为使用透镜实现光路偏转，如图1和图2所示。图1为多路并行发射光路实现方式；图2为多路并行接收光路实现方式。该方案需要光纤阵列传输，同时还需要专用MPO光接口实现连接，光纤阵列和MPO光接口是制约该方案的主要成本问题，而且不能与现有的单根光纤网络兼容。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种多波长复用/解复用的并行光收发组件，以解决现有技术并行光收发组件不能与现有的单根光纤网络兼容的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种多波长复用/解复用的并行光收发组件，所述并行光收发组件包括：激光器发射芯片、探测器接收芯片、集成体、PCB电路板、波分复用解复用滤光片，其中集成体上包括若干准直透镜。为了描述清晰，将发射光路部分定义为光发射组件；将接收光路部分定义为光接收组件。
所述集成体和所述激光器发射芯片和所述探测器接收芯片设置于所述PCB电路板上，所述准直透镜和所述波分复用解复用滤光片设置于所述集成体上；
所述激光器发射芯片和所述探测器接收芯片所述激光器发射芯片或探测器接收芯片对应的工作波长分别为λ1、λ2、λ3和λ4，λ1、λ2、λ3和λ4互不相等；
所述光发射组件和所述光接收组件均包含4个所述波分复用解复用滤光片和5个所述准直透镜；所述光发射组件的集成体中包括一个用于发射光路的光口，所述光接收组件的集成体中包括一个用于接收光路的光口；
置于所述PCB电路板上的所述四个激光器发射芯片或探测器接收芯片在一条直线上；四个所述准直透镜分别位于所述四个激光器发射芯片或探测器接收芯片的正上方，顶点光斑与所述四个探测器接收芯片的光敏面中心或者所述四个激光器发射芯片分别对准；
所述四个波分复用解复用滤光片分别置于所述四个准直透镜的正上方，且所述四个波分复用解复用滤光片相互平行，反射面向下且与所述PCB电路板的夹角均为45°；所述四个波分复用解复用滤光片反射其对应的所述激光器发射芯片或探测器接收芯片的工作波长的光，透射其它三个波长的光；
第五准直透镜位于所述波分复用解复用滤光片反射面一侧，且所述第五准直透镜和所述波分复用解复用滤光片之间的光路与所述波分复用解复用滤光片和所述激光器发射芯片或探测器接收芯片的之间的光路垂直。
本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第一优选实施例中：所述光发射组件中：
第一准直透镜401、第二准直透镜402、第三准直透镜403和第四准直透镜404，用于将激光器发射芯片发出发散光束转变为准直光束；
所述第五准直透镜405，用于将经由所述准直透镜401～404准直后的光束转换为会聚光，从而被光纤接收；
所述激光器发射芯片为垂直腔面发射激光器，与所述PCB电路板105通过高精度贴片设备进行无源贴装；所述PCB电路板105的电路连接采用金丝键合方式实现；
所述集成体与所述激光器发射芯片之间对位，采用高精度贴片设备以无源或者有源对准方式实现；
通过红外CCD观察使得所述第一准直透镜401的顶点光斑与第一激光器发射芯片101对准，所述第二准直透镜402的顶点光斑与第二激光器发射芯片102对准，所述第三准直透镜403的顶点光斑与第三激光器管芯103对准，所述第四准直透镜404的顶点光斑与第四激光器管芯104对准；将所述激光器发射芯片与所述集成体中所述准直透镜对位后，将所述集成体固定在所述PCB电路板105上，用紫外胶预固定后，再通过环氧树脂胶加固固定；最后，将密封盖板106通过密封胶固定在所述集成体上，实现器件密封。
本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第二优选实施例中：所述并行光收发组件还包括第一可调支架301、第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304；
所述四个可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述四个波分复用解复用滤光片，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述可调节支架与所述集成体之间采用紫外胶固定；
当光组件要求较高耦合效率时，通过单路分别调节所述调节支架来控制所述波分复用解复用滤光片上下位移，使得所述激光器芯片(101～104)发射的光通过滤光片反射后尽可能多的耦合进入插针中；所述激光器发射芯片发射光束后，经过其对应的所述准直透镜准直后，入射到其对应的所述波分复用解复用滤光片上，通过监控光口处出射光功率或者使用光束质量分析仪监控光斑，调节其对应的可调节支架，当监控效果最佳时固定所述可调节支架。
本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第三优选实施例中：所述并行光收发组件还包括第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304；
所述可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述第二波分复用解复用滤光片108、第三波分复用解复用滤光片109和第四波分复用解复用滤光片110，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述第一波分复用解复用滤光片107固定在所述集成体上；所述可调节支架302～304与所述集成体之间采用紫外胶固定；
当光组件要求较高耦合效率时，通过单路调节所述波分复用解复用滤光片上下位移依次调节所述第二激光器发射芯片102、所述第三激光器发射芯片103和所述第四激光器发射芯片104经过相应滤光片后反射光束的位置：
所述激光器发射芯片发射光束后，经过其对应的所述准直透镜准直后，入射到其对应的所述波分复用解复用滤光片上，通过监控光口处出射光功率或者使用光束质量分析仪监控光斑，调节其对应的可调节支架，当监控效果最佳时固定所述可调节支架。
本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第四优选实施例中：第一激光器发射芯片101、第二激光器发射芯片102、第三激光器发射芯片103和第四激光器发射芯片104的对应工作波段分别为820nm、850nm、880nm、910nm或者分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm。
本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第五优选实施例中：所述光接收组件中：
第六准直透镜406，用于将光纤传输过来光束整形成准直光；
第七准直透镜407、第八准直透镜408、第九准直透镜409和第十准直透镜410，用于将经过所述第六准直透镜406整形后的准直光束转变为会聚光；
所述探测器接收芯片与所述PCB电路板105通过高精度贴片设备进行无源贴装，与所述PCB电路板105的电路连接采用金丝键合方式实现；
所述集成体与所述探测器接收芯片之间对位，采用高精度贴片设备以无源或者有源对准方式实现：
通过红外CCD观察使得所述第七准直透镜407的顶点光斑与第一探测器接收芯片201光敏面中心对准，所述第八准直透镜408的顶点光斑与第二探测器接收芯片202光敏面中心对准，所述第九准直透镜409的顶点光斑与第三探测器接收芯片203光敏面中心对准，所述第十准直透镜410的顶点光斑与第四探测器接收芯片204光敏面中心对准；将所述探测器接收芯片与所述集成体中所述准直透镜对位后，将所述集成体固定在所述PCB电路板105上，用紫外胶预固定后，再通过环氧树脂胶加固固定；最后，将所述密封盖板106通过密封胶固定在所述集成体上，实现器件密封。
本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第六优选实施例中：所述并行光收发组件还包括第一可调支架301、第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304；
所述四个可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述四个波分复用解复用滤光片，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述可调节支架与所述集成体之间采用紫外胶固定；
当光组件要求较高耦合效率时，通过单路调节所述波分复用解复用滤光片上下位移依次调节固定所述第一可调支架301、第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304：
光纤传输过来光束，调节可调节支架，使得其中一个波长的光束在其对应的所述波分复用解复用滤光片处发生反射，通过监控响应度使得所述光束均能入射到其对应的所述探测器接收芯片光敏面上，固定所述可调节支架。
本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第七优选实施例中：所述并行光收发组件还包括第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304；
所述可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述第二波分复用解复用滤光片108、第三波分复用解复用滤光片109和第四波分复用解复用滤光片110，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述第一波分复用解复用滤光片107固定在所述集成体上；所述可调节支架302～304与所述集成体之间采用紫外胶固定；
当光组件要求较高耦合效率时，通过单路调节所述第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304，来调节所述对应滤光片以控制反射光束的位置：
光纤传输过来光束，调节可调节支架，使得其中一个波长的光束在其对应的所述波分复用解复用滤光片处发生反射，通过监控响应度使得所述光束均能入射到其对应的所述探测器接收芯片光敏面上，固定所述可调节支架。
本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第八优选实施例中：所述第一探测器接收芯片201、第二探测器接收芯片202、第三探测器接收芯片203和第四探测器接收芯片204的对应工作波段分别为820nm、850nm、880nm、910nm或者分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm。
本发明实施例提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的有益效果包括：
1、本发明提供的一种并行光收发组件，适用于QSFP模块应用，满足高速带宽需求，同时具有波分复用功能。发射端共用一个光口，接收端共用一个光口，省略光纤阵列、MPO接头，直接用标准多模光纤跳线插入光口即可实现光路稳定连接，该组件能够广泛应用于云计算、数据中心、企业网、局域网(LAN)和存储局域网(SAN)等应用领域；省略了光纤阵列的应用，多个通道只需共用一根光纤进行通信传输，大大节约了光纤成本；
2、无需MPO接头，具有标准的LC单光口，可以实现单根多模光纤的插拔连接，方便应用；
3、能满足客户应用需求多样性，该结构具有波分复用&解复用功能；该方案简单易行，适于批量生产，能有效提高成品率，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中常用的并行传输光发射组件光路示意图；
图2是现有技术中常用的并行传输光接收组件光路示意图；
图3是本发明实施例提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第一和第二实施例的结构示意图；
图4是本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光接收组件的第一和第二实施例的结构示意图；
图5是本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第三和第四实施例的结构示意图；
图6是本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光接收组件的第三和第四实施例的结构示意图；
图7是本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第五和第六实施例的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的外形结构示意图；
其中001为激光器管芯；002为透镜体；003为多模光纤；004为探测器管芯；101为第一激光器发射芯片；102为第二激光器发射芯片；103为第三激光器发射芯片；104为第四激光器发射芯片；105为PCB电路板；106为密封盖板；107为第一波分复用解复用滤光片；108为第二波分复用解复用滤光片；109为第三波分复用解复用滤光片；110为第四波分复用解复用滤光片；111为集成体；201为第一探测器接收芯片；202为第二探测器接收芯片；203为第三探测器接收芯片；204为第四探测器接收芯片；206为密封盖板；211为集成体；301为第一可调节支架；302为第二可调节支架；303为第三可调节支架；304为第四可调节支架；311为集成体；401为第一准直透镜；402为第二准直透镜；403为第三准直透镜；404为第四准直透镜；405为第五准直透镜；406为第六准直透镜；407为第七准直透镜；408为第八准直透镜；409为第九准直透镜；410为第十准直透镜；501为激光器发射部分；502为探测器接收部分。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的结构示意图，并行光收发组件包括：激光器发射芯片、探测器接收芯片、集成体、PCB电路板、波分复用解复用滤光片，其中集成体上包括十个准直透镜。为了描述清晰，将发射光路部分定义为光发射组件；将接收光路部分定义为光接收组件。
该并行光收发组件包括光发射组件和光接收组件。光发射组件和光接收组件均包括：集成体、PCB电路板、准直透镜和波分复用解复用滤光片，光发射组件还包括激光器发射芯片，光接收组件还包括探测器接收芯片。
集成体和激光器发射芯片和探测器接收芯片设置于PCB电路板上，准直透镜和波分复用解复用滤光片设置于集成体上。
激光器发射芯片和探测器接收芯片和波分复用解复用滤光片的个数分别为四个，激光器发射芯片或探测器接收芯片对应的工作波长分别为λ1、λ2、λ3和λ4，λ1、λ2、λ3和λ4互不相等。
光发射组件和光接收组件均包含4个波分复用解复用滤光片和5个准直透镜；光发射组件和光接收组件中所述的集成体可以是单独的，也可以是共同集成体，但是各自所述准直透镜和光口部分是独立的。置于PCB电路板上的四个激光器发射芯片或探测器接收芯片在一条直线上；四个准直透镜分别位于四个激光器发射芯片或探测器接收芯片的正上方，四个探测器接收芯片的光敏面中心或者四个激光器发射芯片分别对准。
四个波分复用解复用滤光片分别置于上述四个准直透镜的正上方，且四个波分复用解复用滤光片相互平行，波分复用解复用滤光片的反射面向下与PCB电路板的夹角均为45°，实现光路的90°转折。四个波分复用解复用滤光片反射其对应的激光器发射芯片或探测器接收芯片的工作波长的光，透射λ1、λ2、λ3和λ4中其它三个波长的光。
第五准直透镜位于波分复用解复用滤光片反射面一侧，且该第五准直透镜和波分复用解复用滤光片之间的光路与波分复用解复用滤光片和激光器发射芯片或探测器接收芯片的之间的光路垂直。
以光发射组件为例，第一波分复用解复用滤光片反射其对应的第一激光器发射芯片发射λ1波长光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射光束(λ2、λ3、λ4)；第二波分复用解复用滤光片，反射其对应的第二激光器发射芯片发射λ2波长光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射光束(λ1、λ3、λ4)；第三波分复用解复用滤光片，反射其对应的第三激光器发射芯片发射λ3波长光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射光束(λ1、λ2、λ4)；第四波分复用解复用滤光片，反射其对应的第四激光器发射芯片发射λ4波长光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射光束(λ1、λ2、λ3)。探测器光路中应用相同的滤光片为与激光器中应用滤光片相同或者相似的零件。
集成体中设置有两个适配器端口，一个为发射光路使用，另外一个为接收光路使用。两个适配器端口均无插芯和起抱紧作用的陶瓷套筒，通过加工精度以及内部止口保证插入光纤连接对准，实现光路稳定传输。
本发明实施例，省略了光纤阵列的应用，多个通道只需共用一根光纤进行通信传输，大大节约了光纤成本；无需MPO接头，具有标准的LC单光口，可以实现单根多模光纤的插拔连接，方便应用；能满足客户应用需求多样性，该结构具有波分复用&解复用功能；该方案简单易行，适于批量生产，能有效提高成品率，降低成本。
实施例一
本发明提供的实施例一为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第一实施例，如图3所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第一实施例的结构示意图，由图3可知，本发明提供的多波长复用/解复用的并行光收发组件的实施例中：
第一激光器发射芯片101、第二激光器发射芯片102、第三激光器发射芯片103和第四激光器发射芯片104的对应工作波段分别为820nm、850nm、880nm、910nm，或者850nm附近的其它波长和波长间隔。
位于四个激光器发射芯片上方与第一激光器发射芯片101、第二激光器发射芯片102、第三激光器发射芯片103和第四激光器发射芯片104分别对应的第一准直透镜401、第二准直透镜402、第三准直透镜403和第四准直透镜404，用于将激光器发射芯片发出发散光束转变为准直光束。
位于四个准直透镜上方与第一准直透镜401、第二准直透镜402、第三准直透镜403和第四准直透镜404分别对应的第一波分复用解复用滤光片107、第二波分复用解复用滤光片108、第三波分复用解复用滤光片109和第四波分复用解复用滤光片110。
该第一波分复用解复用滤光片107，反射其对应的第一激光器101发射的波长为820nm的光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射的光束(波长为850nm、880nm、910nm)；第二波分复用解复用滤光片108，反射其对应的第二激光器102发射的波长为850nm的光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射的光束(波长为820nm、880nm、910nm)；第三波分复用解复用滤光片109，反射其对应的第三激光器103发射的波长为880nm的光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射的光束(波长为820nm、850nm、910nm)；第四波分复用解复用滤光片110，反射其对应的第四激光器104发射的波长为910nm的光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射的光束(波长为820nm、850nm、880nm)。
第五准直透镜405，用于将经由准直透镜401～404准直后的光束转换为会聚光，从而被光纤接收。
激光器发射芯片101～104可以为垂直腔面发射激光器(VCSEL，Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser)，与PCB电路板105通过高精度贴片设备进行无源贴装，PCB电路板上设置有贴装上述激光器管芯和探测器管芯的金层区域，并带有固定间距贴片定位标识，因此激光器发射芯片的贴装精度由PCB底板设计对位图形精度和贴片设备精度保证。激光器发射芯片101～104与PCB电路板105的电路连接采用金丝键合方式实现，金丝弧度要求低，且金丝长度尽量短，以减少引入寄生参数。
集成体111与激光器发射芯片101～104之间对位，采用高精度贴片设备以无源或者有源对准方式实现：
通过红外CCD观察使得第一准直透镜401的顶点光斑与第一激光器发射芯片101对准，第二准直透镜402的顶点光斑与第二激光器发射芯片102对准，第三准直透镜403的顶点光斑与第三激光器管芯103对准，第四准直透镜404的顶点光斑与第四激光器管芯104对准；通过上述方式将激光器发射芯片与集成体111中准直透镜对位后，将集成体111固定在PCB电路板105上，用紫外胶预固定后，再通过环氧树脂胶加固固定。最后，将密封盖板106通过密封胶固定在集成体111上，实现器件密封。
实施例二
本发明提供的实施例二为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光接收组件的第一实施例，该并行光接收组件的第一实施例与本发明提供的并行光发射组件的第一实施例配合使用，如图4所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第一实施例的结构示意图，由图4可知，本发明提供的多波长复用/解复用的并行光收发组件的实施例中：
第六准直透镜406，用于将光纤传输过来光束整形成准直光。
第一波分复用解复用滤光片107，反射其对应的第一激光器101发射的波长为820nm的光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射的光束(波长为850nm、880nm、910nm)；第二波分复用解复用滤光片108，反射其对应的第二激光器102发射的波长为850nm的光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射的光束(波长为820nm、880nm、910nm)；第三波分复用解复用滤光片109，反射其对应的第三激光器103发射的波长为880nm的光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射的光束(波长为820nm、850nm、910nm)；第四波分复用解复用滤光片110，反射其对应的第四激光器104发射的波长为910nm的光束，但透射其他三个通道激光器发射芯片发射的光束(波长为820nm、850nm、880nm)。
位于四个波分复用解复用滤光片下方与第一波分复用解复用滤光片107、第二波分复用解复用滤光片108、第三波分复用解复用滤光片109和第四波分复用解复用滤光片110分别对应的第七准直透镜407、第八准直透镜408、第九准直透镜409和第十准直透镜410，用于将经过第六准直透镜406整形后的准直光束转变为会聚光。
位于四个准直透镜下方与第七准直透镜407、第八准直透镜408、第九准直透镜409和第十准直透镜410分别对应的第一探测器接收芯片201、第二探测器接收芯片202、第三探测器接收芯片203和第四探测器接收芯片204，其对应工作波段分别为820nm、850nm、880nm、910nm，或者850nm附近的其它波长和波长间隔。
探测器接收芯片201～204与PCB电路板105通过高精度贴片设备进行无源贴装，PCB电路板上设置有贴装上述激光器管芯和探测器管芯的金层区域，并带有固定间距贴片定位标识，因此探测器接收芯片贴装精度由PCB底板设计对位图形精度和贴片设备精度保证。探测器接收芯片201～204与PCB电路板的电路连接采用金丝键合方式实现，金丝弧度要求低，且金丝长度尽量短，以减少引入寄生参数。
集成体111与探测器接收芯片201～204之间对位，采用高精度贴片设备以无源或者有源对准方式实现：
通过红外CCD观察使得第七准直透镜407的顶点光斑与第一探测器接收芯片201光敏面中心对准，第八准直透镜408的顶点光斑与第二探测器接收芯片202光敏面中心对准，第九准直透镜409的顶点光斑与第三探测器接收芯片203光敏面中心对准，第十准直透镜410的顶点光斑与第四探测器接收芯片204光敏面中心对准；通过上述方式将探测器接收芯片与集成体111中准直透镜对位后，将集成体111固定在PCB电路板105上，用紫外胶预固定后，再通过环氧树脂胶加固固定。最后，将密封盖板106通过密封胶固定在集成体111上，实现器件密封。
实施例三
本发明提供的实施例三为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第二实施例，如图3所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第二实施例的结构示意图，该光发射组件的第二实施例与本发明提供的光发射组件的第一实施例结构和原理相同，第一激光器发射芯片101、第二激光器发射芯片102、第三激光器发射芯片103和第四激光器发射芯片104的对应工作波段分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm，或者1310nm附近的其它波长和波长间隔。滤光片107～110分别为对应上述波段复用&解复用滤光片。
实施例四
本发明提供的实施例四为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光接收组件的第二实施例，该并行光接收组件的第二实施例与并行光发射组件的第二实施例配合使用，如图4所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第一实施例的结构示意图，该光接收组件的第二实施例与本发明提供的光接收组件的第一实施例结构和原理相同，第一探测器接收芯片201、第二探测器接收芯片202、第三探测器接收芯片203和第四探测器接收芯片204的对应工作波段分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm，或者1310nm附近的其它波长和波长间隔。滤光片107～110分别为对应上述波段复用&解复用滤光片。
实施例五
本发明提供的实施例五为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第三实施例，如图5所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第三实施例的结构示意图，该光发射组件的第三实施例相对本发明提供的光发射组件的第一实施例，还包括第一可调支架301、第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304。
可调节支架301～304设置有相对PCB电路板水平面的45度斜面，用于安装波分复用解复用滤光片107～110，同时可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作。可调节支架301～304与集成体211之间采用紫外胶固定。
当光组件要求较高耦合效率时，可以通过单路调节波分复用解复用滤光片上下位移进行补偿，滤光片本身厚度引入的光束位移或者由于设备或者操作引入的贴装精度问题。具体实施操作方法如下：
第一激光器发射芯片101发射波长为λ1的光束，经过准直透镜401准直后，入射到波分复用解复用滤光片107上，通过监控光口处出射光功率或者使用光束质量分析仪监控光斑，调节带有滤光片107的可调节支架301，当监控效果最佳时固定可调节支架301；接着耦合第二通道，同样的方法固定可调节支架302；接着采用同样方法固定可调节支架303；最后固定可调节支架304。λ1、λ2、λ3、λ4分别为820nm、850nm、880nm、910nm。
实施例六
本发明提供的实施例六为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光接收组件的第三实施例，如图6所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光接收组件的第三实施例的结构示意图，该光接收组件的第三实施例相对本发明提供的光接收组件的第一实施例，还包括第一可调支架301、第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304。
可调节支架301～304设置有相对PCB电路板水平面的45度斜面，用于安装波分复用解复用滤光片107～110，同时可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作。可调节支架301～304与集成体211之间采用紫外胶固定。
当光组件要求较高耦合效率时，可以通过单路调节波分复用解复用滤光片上下位移进行补偿，滤光片本身厚度引入的光束位移或者由于设备或者操作引入的贴装精度问题。具体实施操作方法如下：
光纤传输过来光束(波长分别为λ1、λ2、λ3、λ4)，调节可调节支架301，使得光束λ1在波分复用解复用滤光片107处发生反射，通过监控响应度使得光束λ1均能入射到探测器接收芯片201光敏面上，固定可调节支架301。同样方法依次固定可调节支架302、303、304。说明：激光器光路中调节支架301～304与探测器光路中调节支架301～304为相同或者类似的零件。λ1、λ2、λ3、λ4分别为820nm、850nm、880nm、910nm。
实施例七
本发明提供的实施例七为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第四实施例，如图5所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第四实施例的结构示意图，该光发射组件的第四实施例相对本发明提供的光发射组件的第三实施例的结构和原理相同，第一激光器发射芯片101、第二激光器发射芯片102、第三激光器发射芯片103和第四激光器发射芯片104的对应工作波段分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm，或者1310nm附近的其它波长和波长间隔。滤光片107～110分别为对应上述波段复用&解复用滤光片。
实施例八
本发明提供的实施例八为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光接收组件的第四实施例，如图6所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光接收组件的第四实施例的结构示意图，该光接收组件的第四实施例相对本发明提供的光接收组件的第三实施例的结构和原理相同，第一探测器接收芯片201、第二探测器接收芯片202、第三探测器接收芯片203和第四探测器接收芯片204的对应工作波段分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm，或者1310nm附近的其它波长和波长间隔。滤光片107～110分别为对应上述波段复用&解复用滤光片。
实施例九
本发明提供的实施例九为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第五实施例，如图7所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第五实施例的结构示意图，该光发射组件的第五实施例相对本发明提供的光发射组件的第一实施例，还包括第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304。
可调节支架302～304设置有相对PCB电路板水平面的45度斜面，用于安装波分复用解复用滤光片108～110，同时可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作。第一波分复用解复用滤光片107固定在集成体311上，可调节支架302～304与集成体311之间采用紫外胶固定。
当光组件要求较高耦合效率时，可以通过单路调节波分复用解复用滤光片上下位移进行补偿，滤光片本身厚度引入的光束位移或者由于设备或者操作引入的贴装精度问题。具体实施操作方法如下：
激光器发射芯片波长为102发射波长为λ2的光束，经过准直透镜402准直后，入射到波分复用解复用滤光片108上，通过监控光口处出射光功率或者使用光束质量分析仪监控光斑，调节带有滤光片108的可调节支架302，当监控效果最佳时固定可调节支架301；接着耦合第二通道，同样的方法固定可调节支架303；最后固定可调节支架304。λ1、λ2、λ3、λ4分别为820nm、850nm、880nm、910nm。
实施例十
本发明提供的实施例十为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光接收组件的第五实施例，该光接收组件的第五实施例相对本发明提供的光接收组件的第一实施例，还包括第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304。
可调节支架302～304设置有相对PCB电路板水平面的45度斜面，用于安装波分复用解复用滤光片108～110，同时可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作。波分复用解复用滤光片107固定在集成体311上，可调节支架302～304与集成体311之间采用紫外胶固定。
当光组件要求较高耦合效率时，可以通过单路调节波分复用解复用滤光片上下位移进行补偿，滤光片本身厚度引入的光束位移或者由于设备或者操作引入的贴装精度问题。具体实施操作方法如下：
光纤传输过来光束(波长分别为λ1、λ2、λ3、λ4)，调节可调节支架302，使得光束λ2在波分复用解复用滤光片108处发生反射，通过监控响应度使得光束λ2均能入射到探测器接收芯片202光敏面上，固定可调节支架302。同样方法依次固定可调节支架303和304。说明：激光器光路中调节支架302～304与探测器光路中调节支架302～304为相同或者类似的零件。λ1、λ2、λ3、λ4分别为820nm、850nm、880nm、910nm。
实施例十一
本发明提供的实施例七为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第六实施例，如图7所示为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光发射组件的第六实施例的结构示意图，该光发射组件的第六实施例相对本发明提供的光发射组件的第五实施例的结构和原理相同，第一激光器发射芯片101、第二激光器发射芯片102、第三激光器发射芯片103和第四激光器发射芯片104的对应工作波段分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm，或者1310nm附近的其它波长和波长间隔。滤光片107～110分别为对应上述波段复用&解复用滤光片。
实施例十二
本发明提供的实施例八为本发明提供的一种多波长复用/解复用的并行光接收组件的第六实施例，该光接收组件的第六实施例相对本发明提供的光接收组件的第五实施例的结构和原理相同，第一探测器接收芯片201、第二探测器接收芯片202、第三探测器接收芯片203和第四探测器接收芯片204的对应工作波段分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm，或者1310nm附近的其它波长和波长间隔。滤光片107～110分别为对应上述波段复用&解复用滤光片。
本发明提供的一种并行光收发组件中的多个光发射组件和光接收组件的实施例，相同波段的光发射组件和光接收组件相互配和使用，即工作波段分别为820nm、850nm、880nm、910nm，或者850nm附近的其它波长和波长间隔的光发射组件(实施例一、实施例五和实施例九)和光接收组件(实施例二、实施例六和实施例十)相互之间任意配合使用，工作波段分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm，或者1310nm附近的其它波长和波长间隔的光发射组件(实施例三、实施例七和实施例十一)和光接收组件(实施例四、实施例八和实施例十二)相互之间任意配合使用。
此专利包括另外一种情况：所述光发射组件和所述光接收组件中描述的集成体可以为一个部件，但是两者所用的准直透镜是独立的，且集成体中包括两个光口，其中一个光口用于光发射部分，另一个光口用于光接收部分。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多波长复用/解复用的并行光收发组件，其特征在于，所述并行光收发组件包括光发射组件和光接收组件；所述光发射组件和光接收组件均包括：集成体、PCB电路板、准直透镜和波分复用解复用滤光片；所述光发射组件还包括激光器发射芯片；所述光接收组件还包括探测器接收芯片；
所述集成体和所述激光器发射芯片和所述探测器接收芯片设置于所述PCB电路板上，所述准直透镜和所述波分复用解复用滤光片设置于所述集成体上；
所述激光器发射芯片和所述探测器接收芯片个数分别为四个，所述激光器发射芯片和探测器接收芯片对应的工作波长分别为λ1、λ2、λ3和λ4，λ1、λ2、λ3和λ4互不相等；
所述光发射组件和所述光接收组件各包含4个所述波分复用解复用滤光片和5个所述准直透镜；所述光发射组件的集成体中包括一个用于发射光路的光口，所述光接收组件的集成体中包括一个用于接收光路的光口；
置于所述PCB电路板上的所述四个激光器发射芯片或探测器接收芯片在一条直线上；四个所述准直透镜分别位于所述四个激光器发射芯片或探测器接收芯片的正上方，顶点光斑与所述四个探测器接收芯片的光敏面中心或者所述四个激光器发射芯片分别对准；
所述四个波分复用解复用滤光片分别置于所述四个准直透镜的正上方，且所述四个波分复用解复用滤光片相互平行，反射面向下且与所述PCB电路板的夹角均为45°；所述四个波分复用解复用滤光片反射其对应的所述激光器发射芯片或探测器接收芯片的工作波长的光，透射其它三个波长的光；
第五准直透镜位于所述波分复用解复用滤光片反射面一侧，且所述第五准直透镜和所述波分复用解复用滤光片之间的光路与所述波分复用解复用滤光片和所述激光器发射芯片或探测器接收芯片的之间的光路垂直。
2.如权利要求1所述的并行光收发组件，其特征在于，所述光发射组件中：
第一准直透镜(401)、第二准直透镜(402)、第三准直透镜(403)和第四准直透镜(404)，用于将激光器发射芯片发出发散光束转变为准直光束；
所述第五准直透镜(405)，用于将经由所述准直透镜准直后的光束转换为会聚光，从而被光纤接收；
所述激光器发射芯片为垂直腔面发射激光器，与所述PCB电路板(105)通过高精度贴片设备进行无源贴装；所述PCB电路板(105)的电路连接采用金丝键合方式实现；
所述集成体与所述激光器发射芯片之间对位，采用高精度贴片设备以无源或者有源对准方式实现；
通过红外CCD观察使得所述第一准直透镜(401)的顶点光斑与第一激光器发射芯片(101)对准，所述第二准直透镜(402)的顶点光斑与第二激光器发射芯片(102)对准，所述第三准直透镜(403)的顶点光斑与第三激光器管芯(103)对准，所述第四准直透镜(404)的顶点光斑与第四激光器管芯(104)对准；将所述激光器发射芯片与所述集成体中所述准直透镜对位后，将所述集成体固定在所述PCB电路板(105)上，用紫外胶预固定后，再通过环氧树脂胶加固固定；最后，将密封盖板(106)通过密封胶固定在所述集成体上，实现器件密封。
3.如权利要求2所述的并行光收发组件，其特征在于，所述并行光收发组件还包括第一可调支架(301)、第二可调支架(302)、第三可调支架(303)和第四可调支架(304)；
所述四个可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述四个波分复用解复用滤光片，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述可调节支架与所述集成体之间采用紫外胶固定；
当光组件要求较高耦合效率时，通过单路分别调节所述调节支架来控制所述波分复用解复用滤光片上下位移，使得所述激光器芯片(101～104)发射的光通过滤光片反射后尽可能多的耦合进入插针中；所述激光器发射芯片发射光束后，经过其对应的所述准直透镜准直后，入射到其对应的所述波分复用解复用滤光片上，通过监控光口处出射光功率或者使用光束质量分析仪监控光斑，调节其对应的可调节支架，当监控效果最佳时固定所述可调节支架。
4.如权利要求2所述的并行光收发组件，其特征在于，所述并行光收发组件还包括第二可调支架(302)、第三可调支架(303)和第四可调支架(304)；
所述可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述第二波分复用解复用滤光片(108)、第三波分复用解复用滤光片(109)和第四波分复用解复用滤光片(110)，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述第一波分复用解复用滤光片(107)固定在所述集成体上；所述可调节支架与所述集成体之间采用紫外胶固定；
当光组件要求较高耦合效率时，通过单路调节所述波分复用解复用滤光片上下位移依次调节所述第二激光器发射芯片(102)、所述第三激光器发射芯片(103)和所述第四激光器发射芯片(104)经过相应滤光片后发射光束位置：
所述激光器发射芯片发射光束后，经过其对应的所述准直透镜准直后，入射到其对应的所述波分复用解复用滤光片上，通过监控光口处出射光功率或者使用光束质量分析仪监控光斑，调节其对应的可调节支架，当监控效果最佳时固定所述可调节支架。
5.如权利要求2所述的并行光收发组件，其特征在于，第一激光器发射芯片(101)、第二激光器发射芯片(102)、第三激光器发射芯片(103)和第四激光器发射芯片(104)的对应工作波段分别为820nm、850nm、880nm、910nm或者分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm。
6.如权利要求1所述的并行光收发组件，其特征在于，所述光接收组件中：
第六准直透镜(406)，用于将光纤传输过来光束整形成准直光；
第七准直透镜(407)、第八准直透镜(408)、第九准直透镜(409)和第十准直透镜(410)，用于将经过所述第六准直透镜(406)整形后的准直光束转变为会聚光；
所述探测器接收芯片与所述PCB电路板(105)通过高精度贴片设备进行无源贴装，与所述PCB电路板(105)的电路连接采用金丝键合方式实现；
所述集成体与所述探测器接收芯片之间对位，采用高精度贴片设备以无源或者有源对准方式实现：
通过红外CCD观察使得所述第七准直透镜(407)的顶点光斑与第一探测器接收芯片(201)光敏面中心对准，所述第八准直透镜(408)的顶点光斑与第二探测器接收芯片(202)光敏面中心对准，所述第九准直透镜(409)的顶点光斑与第三探测器接收芯片(203)光敏面中心对准，所述第十准直透镜(410)的顶点光斑与第四探测器接收芯片(204)光敏面中心对准；将所述探测器接收芯片与所述集成体中所述准直透镜对位后，将所述集成体固定在所述PCB电路板(105)上，用紫外胶预固定后，再通过环氧树脂胶加固固定；最后，将所述密封盖板(106)通过密封胶固定在所述集成体上，实现器件密封。
7.如权利要求6所述的并行光收发组件，其特征在于，所述并行光收发组件还包括第一可调支架(301)、第二可调支架(302)、第三可调支架(303)和第四可调支架(304)；
所述四个可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述四个波分复用解复用滤光片，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述可调节支架与所述集成体之间采用紫外胶固定；
当光组件要求较高耦合效率时，通过单路调节所述波分复用解复用滤光片上下位移依次调节固定所述第一可调支架(301)、第二可调支架(302)、第三可调支架(303)和第四可调支架(304)：
光纤传输过来光束，调节所述可调节支架，使得其中一个波长的光束在其对应的所述波分复用解复用滤光片处发生反射，通过监控响应度使得所述光束均能入射到其对应的所述探测器接收芯片光敏面上，固定所述可调节支架。
8.如权利要求6所述的并行光收发组件，其特征在于，所述并行光收发组件还包括第二可调支架(302)、第三可调支架(303)和第四可调支架(304)；
所述可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述第二波分复用解复用滤光片(108)、第三波分复用解复用滤光片(109)和第四波分复用解复用滤光片(110)，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述第一波分复用解复用滤光片(107)固定在所述集成体上；所述可调节支架与所述集成体之间采用紫外胶固定；
当光组件要求较高耦合效率时，通过单路调节所述第二可调支架(302)、第三可调支架(303)和第四可调支架(304)，来调节所述对应滤光片以控制反射光束的位置：
光纤传输过来光束，调节所述可调节支架，使得其中一个波长的光束在其对应的所述波分复用解复用滤光片处发生反射，通过监控响应度使得所述光束均能入射到其对应的所述探测器接收芯片光敏面上，固定所述可调节支架。
9.如权利要求6所述的并行光收发组件，其特征在于，所述第一探测器接收芯片(201)、第二探测器接收芯片(202)、第三探测器接收芯片(203)和第四探测器接收芯片(204)的对应工作波段分别为820nm、850nm、880nm、910nm或者分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm。
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