CN104914519A - 一种40g光收发组件 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于光通信的光组件领域，提供了一种40G光收发组件，包括：10G同轴TO-CAN、薄膜滤波片、分立耦合透镜和光纤适配器；各个薄膜滤波片相互平行设置在一条直线上，均相对水平面45°设置；第二10G同轴TO-CAN、第三10G同轴TO-CAN和第四10G同轴TO-CAN分别置于各个薄膜滤波片的正上方；第一10G同轴TO-CAN设置于薄膜滤波片透射面朝向的水平一侧，分立耦合透镜和光纤适配器由近到远设置在薄膜滤波片反射面朝向的水平一侧。芯片封装基于成熟的同轴工艺，不同波长的光的复用解复用采用标准薄膜滤波片，无需密封壳体、微透镜、微复用解复用器等原材料，材料成本低，因此可以通过标准工艺实现，无微型元件，元件易安装实现，工艺简单，无需额外设备投入。

Description

一种40G光收发组件
技术领域
本发明属于用于光通信的光组件领域，尤其涉及一种40G光收发组件。
背景技术
40G QSFP+LR4光模块技术中，最大的技术难点在于40G光收发组件的封装。40GQSFP+LR4采用的是4*10G的CWDM波分复用技术，受限于QSFP+的小封装尺寸，4个CWDM波长的10G光信号需要在很小的空间内实现光波长的复用和解复用。
现有的组件封装中普遍采用了微透镜，微复用和解复用器等微型元器件，如图1所示为本发明提供的现有技术中一种现有40G发射组件的光路示意图，14为发射芯片，数量为4个，每一个发射芯片发出不同波长的光，发射芯片发出的光经过其对应的微透镜15进行准直，准直后的光通过各个微型CWDM波分复用器16复用后，再经聚焦透镜17聚焦后与光纤19进行耦合。
对上述结构，一方面，为了密封，所有元件需安装在可密封的金属陶瓷壳体中，如图2所示为本发明提供的现有技术中一种现有40G发射组件的结构示意图，该密封壳体、微透镜、微型波分复用器等通常都十分昂贵，材料成本高，同时壳体的密封需要平行封焊设备，另一方面，光器件的制作工艺复杂，难度高，设备投入大，例如，微透镜B有两种可采取方式：阵列方式和分立方式，若采用阵列微透镜，则要求发光芯片间的相对位置精度极高，需要极高精度的贴片设备才能满足，如果采用分立微透镜，则可以降低发光芯片的贴片精度要求，但耦合时必须对各个微透镜一个一个地进行安装定位，工艺复杂。因此，现有40G组件的封装技术无论在材料成本、工艺控制和设备投入等各方面，都存在明显的缺陷。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种40G光收发组件，以解决现有技术40G发射组件成本大的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种40G光收发组件，所述光收发组件包括：10G同轴TO-CAN、薄膜滤波片、分立耦合透镜10和光纤适配器11；
所述10G同轴TO-CAN包括第一10G同轴TO-CAN 1、第二10G同轴TO-CAN 2、第三10G同轴TO-CAN 3和第四10G同轴TO-CAN 4；所述薄膜滤波片包括：第一薄膜滤波片5、第二薄膜滤波片6和第三薄膜滤波片7；
各个所述薄膜滤波片相互平行设置在一条直线上，均相对水平面45°设置；
所述第二10G同轴TO-CAN 2、所述第三10G同轴TO-CAN 3和所述第四10G同轴TO-CAN 4分别置于各个所述薄膜滤波片的正上方；
所述第一10G同轴TO-CAN 1、所述分立耦合透镜10、所述光纤适配器11与各个所述薄膜滤波片设置在一条直线上，所述第一10G同轴TO-CAN 1设置于所述薄膜滤波片透射面朝向的水平一侧，所述分立耦合透镜10和所述光纤适配器11由近到远设置在所述薄膜滤波片反射面朝向的水平一侧；
各个所述10G同轴TO-CAN分别发射或者接收不同光波长的光信号；各个所述薄膜滤波片分别对不同光波长的光信号的透射或者全反射；所述分立耦合透镜10实现所述10G同轴TO-CAN与所述光纤适配器11之间的光耦合。
本发明提供的一种40G光收发组件的第一优选实施例中：所述光收发组件作为光发射器件时；
各个所述10G同轴TO-CAN分别发射不同光波长的光信号；
所述第一薄膜滤波片5对所述第一10G同轴TO-CAN 1发射的光进行透射，对其上方的所述第二10G同轴TO-CAN 2发射的光进行全反射；
所述第二薄膜滤波片6对所述第一10G同轴TO-CAN 1和所述第二10G同轴TO-CAN 2发射的光进行透射，对其上方的所述第三10G同轴TO-CAN 3发射的光进行全反射；
所述第三薄膜滤波片7对所述第一10G同轴TO-CAN 1、所述第二10G同轴TO-CAN 2和所述第三10G同轴TO-CAN 3发射的光进行透射，对其上方的所述第四10G同轴TO-CAN4发射的光进行全反射；
所述分立耦合透镜10将各个所述10G同轴TO-CAN的发射光聚焦于光纤适配器11的耦合端面上。
本发明提供的一种40G光收发组件的第二优选实施例中：所述光收发组件作为光接收器件时；
所述分立耦合透镜10将所述光纤适配器11的入射光发散为平行光；
所述第三薄膜滤波片7对所述第一10G同轴TO-CAN 1、所述第二10G同轴TO-CAN 2和所述第三10G同轴TO-CAN 3接收的光进行透射，对其上方的所述第四10G同轴TO-CAN4接收的光进行全反射；
所述第二薄膜滤波片6对所述第一10G同轴TO-CAN 1和所述第二10G同轴TO-CAN 2接收的光进行透射，对其上方的所述第三10G同轴TO-CAN 3接收的光进行全反射；
所述第一薄膜滤波片5对所述第一10G同轴TO-CAN 1接收的光进行透射，对其上方的所述第二10G同轴TO-CAN 2接收的光进行全反射；
各个所述10G同轴TO-CAN分别接收不同光波长的光信号。
本发明提供的一种40G光收发组件的第三优选实施例中：所述光收发组件还包括设置在所述第三薄膜滤波片7和所述分立耦合透镜10之间的光隔离器9。
本发明提供的一种40G光收发组件的第四优选实施例中：所述光收发组件还包括金属腔体8，所述薄膜滤波片、所述光隔离器9和所述分立耦合透镜10均设置于所述金属腔体8内；
所述薄膜滤波片、所述光隔离器9和所述分立耦合透镜10确定位置后采用胶粘工艺固定在所述金属腔体8内；
各个所述10G同轴TO-CAN相对所述金属腔体8的位置确定后采用胶粘或激光焊接工艺进行固定。
本发明提供的一种40G光收发组件的第五优选实施例中：各个所述10G同轴TO-CAN与电连接接口采用FPC方式连接。
本发明实施例提供的一种40G光收发组件的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种40G光收发组件，芯片封装基于成熟的同轴工艺，不同波长的光的复用解复用采用标准薄膜滤波片，无需密封壳体、微透镜、微复用解复用器等原材料，材料成本低，因此可以通过标准工艺实现，无微型元件，元件易安装实现，工艺简单，无需额外设备投入，避免了现有封装技术凸显的材料成本高、工艺控制难和设备投入大等各方面问题。
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为本发明提供的现有技术中一种现有40G发射组件的光路示意图；
图2为本发明提供的现有技术中一种现有40G发射组件的结构图；
图3为本发明实施例提供的一种40G光收发组件的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种40G光收发组件与外部光发射或光接收芯片之间的光路图；
1为第一10G同轴TO-CAN；2为第二10G同轴TO-CAN；3为第三10G同轴TO-CAN；4为第四10G同轴TO-CAN；5为第一薄膜滤波片；6为第二薄膜滤波片；7为第三薄膜滤波片；8为金属腔体；9为光隔离器；10为分立耦合透镜；11为光纤适配器；12为光发射或接收芯片；13为耦合透镜；14为发射芯片；15为微透镜；16为微型CWDM波分复用器；17为聚焦透镜；18为光隔离器；19为耦合光纤。
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3所示为本发明实施例提供的一种40G光收发组件的结构示意图，所述40G光收发组件包括：10G同轴TO-CAN、薄膜滤波片、分立耦合透镜10和光纤适配器11。
10G同轴TO-CAN包括第一10G同轴TO-CAN 1、第二10G同轴TO-CAN 2、第三10G同轴TO-CAN 3和第四10G同轴TO-CAN 4；薄膜滤波片包括：第一薄膜滤波片5、第二薄膜滤波片6和第三薄膜滤波片7。
各个薄膜滤波片相互平行设置在一条直线上，均相对水平面45°设置。
第二10G同轴TO-CAN 2、第三10G同轴TO-CAN 3和第四10G同轴TO-CAN 4分别置于各个薄膜滤波片的正上方；第一10G同轴TO-CAN 1、分立耦合透镜10、光纤适配器11与各个薄膜滤波片设置在一条直线上，第一10G同轴TO-CAN 1设置于薄膜滤波片透射面朝向的水平一侧，分立耦合透镜10和光纤适配器11由近到远设置在薄膜滤波片反射面朝向的水平一侧。
各个10G同轴TO-CAN分别发射或者接收不同光波长的光信号；各个薄膜滤波片分别对不同光波长的光信号的透射或者全反射；分立耦合透镜10实现10G同轴TO-CAN与光纤适配器11之间的光耦合。
如图4所示为本发明提供的一种40G光收发组件与外部光发射或光接收芯片之间的光路图，由图4可知，本发明提供的一种光收发组件作为光发射器件时，各个10G同轴TO-CAN分别发射不同光波长的光信号；第一薄膜滤波片5对第一10G同轴TO-CAN 1发射的光进行透射，对其上方的第二10G同轴TO-CAN 2发射的光进行全反射；第二薄膜滤波片6对第一10G同轴TO-CAN 1和第二10G同轴TO-CAN 2发射的光进行透射，对其上方的第三10G同轴TO-CAN 3发射的光进行全反射；第三薄膜滤波片7对第一10G同轴TO-CAN 1、第二10G同轴TO-CAN 2和第三10G同轴TO-CAN 3发射的光进行透射，对其上方的第四10G同轴TO-CAN 4发射的光进行全反射；分立耦合透镜10将各个10G同轴TO-CAN的发射光聚焦于光纤适配器11的耦合端面上。
本发明提供的一种光收发组件作为光接收器件时，分立耦合透镜10将光纤适配器11的入射光发散为平行光；第三薄膜滤波片7对第一10G同轴TO-CAN 1、第二10G同轴TO-CAN2和第三10G同轴TO-CAN 3接收的光进行透射，对其上方的第四10G同轴TO-CAN 4接收的光进行全反射；第二薄膜滤波片6对第一10G同轴TO-CAN 1和第二10G同轴TO-CAN 2接收的光进行透射，对其上方的第三10G同轴TO-CAN 3接收的光进行全反射；第一薄膜滤波片5对第一10G同轴TO-CAN 1接收的光进行透射，对其上方的第二10G同轴TO-CAN 2接收的光进行全反射；各个10G同轴TO-CAN分别接收不同光波长的光信号。
芯片封装基于成熟的同轴工艺，不同波长的光的复用解复用采用标准薄膜滤波片，无需密封壳体、微透镜、微复用解复用器等原材料，材料成本低，因此可以通过标准工艺实现，无微型元件，元件易安装实现，工艺简单，无需额外设备投入，避免了现有封装技术凸显的材料成本高、工艺控制难和设备投入大等各方面问题。
进一步的，本发明提供的一种光收发组件还包括设置在第三薄膜滤波片7和分立耦合透镜10之间的光隔离器9，只允许单向光通过。
本发明提供的一种光收发组件还包括金属腔体8，薄膜滤波片、光隔离器9和分立耦合透镜10均设置于金属腔体8内。薄膜滤波片、光隔离器9和分立耦合透镜10确定位置后采用胶粘工艺固定在金属腔体8内；各个10G同轴TO-CAN相对金属腔体8的位置确定后可采用胶粘或激光焊接等工艺进行固定。实现10G同轴TO-CAN、薄膜滤波片、分立耦合透镜10和光纤适配器11之间的精确定位。
各个10G同轴TO-CAN与电连接接口采用FPC等方式连接。
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 (6)

1.一种40G光收发组件，其特征在于，所述光收发组件包括：10G同轴TO-CAN、薄膜滤波片、分立耦合透镜(10)和光纤适配器(11)；
所述10G同轴TO-CAN包括第一10G同轴TO-CAN(1)、第二10G同轴TO-CAN(2)、第三10G同轴TO-CAN(3)和第四10G同轴TO-CAN(4)；所述薄膜滤波片包括：第一薄膜滤波片(5)、第二薄膜滤波片(6)和第三薄膜滤波片(7)；
各个所述薄膜滤波片相互平行设置在一条直线上，均相对水平面45°设置；
所述第二10G同轴TO-CAN(2)、所述第三10G同轴TO-CAN(3)和所述第四10G同轴TO-CAN(4)分别置于各个所述薄膜滤波片的正上方；
所述第一10G同轴TO-CAN(1)、所述分立耦合透镜(10)、所述光纤适配器(11)与各个所述薄膜滤波片设置在一条直线上，所述第一10G同轴TO-CAN(1)设置于所述薄膜滤波片透射面朝向的水平一侧，所述分立耦合透镜(10)和所述光纤适配器(11)由近到远设置在所述薄膜滤波片反射面朝向的水平一侧；
各个所述10G同轴TO-CAN分别发射或者接收不同光波长的光信号；各个所述薄膜滤波片分别对不同光波长的光信号的透射或者全反射；所述分立耦合透镜(10)实现所述10G同轴TO-CAN与所述光纤适配器(11)之间的光耦合。
2.如权利要求1所述的光收发组件，其特征在于，所述光收发组件作为光发射器件时；
各个所述10G同轴TO-CAN分别发射不同光波长的光信号；
所述第一薄膜滤波片(5)对所述第一10G同轴TO-CAN(1)发射的光进行透射，对其上方的所述第二10G同轴TO-CAN(2)发射的光进行全反射；
所述第二薄膜滤波片(6)对所述第一10G同轴TO-CAN(1)和所述第二10G同轴TO-CAN(2)发射的光进行透射，对其上方的所述第三10G同轴TO-CAN(3)发射的光进行全反射；
所述第三薄膜滤波片(7)对所述第一10G同轴TO-CAN(1)、所述第二10G同轴TO-CAN(2)和所述第三10G同轴TO-CAN(3)发射的光进行透射，对其上方的所述第四10G同轴TO-CAN(4)发射的光进行全反射；
所述分立耦合透镜(10)将各个所述10G同轴TO-CAN的发射光聚焦于光纤适配器(11)的耦合端面上。
3.如权利要求1所述的光收发组件，其特征在于，所述光收发组件作为光接收器件时；
所述分立耦合透镜(10)将所述光纤适配器(11)的入射光发散为平行光；
所述第三薄膜滤波片(7)对所述第一10G同轴TO-CAN(1)、所述第二10G同轴TO-CAN(2)和所述第三10G同轴TO-CAN(3)接收的光进行透射，对其上方的所述第四10G同轴TO-CAN(4)接收的光进行全反射；
所述第二薄膜滤波片(6)对所述第一10G同轴TO-CAN(1)和所述第二10G同轴TO-CAN(2)接收的光进行透射，对其上方的所述第三10G同轴TO-CAN(3)接收的光进行全反射；
所述第一薄膜滤波片(5)对所述第一10G同轴TO-CAN(1)接收的光进行透射，对其上方的所述第二10G同轴TO-CAN(2)接收的光进行全反射；
各个所述10G同轴TO-CAN分别接收不同光波长的光信号。
4.如权利要求1所述的光收发组件，其特征在于，所述光收发组件还包括设置在所述第三薄膜滤波片(7)和所述分立耦合透镜(10)之间的光隔离器(9)。
5.如权利要求4所述的光收发组件，其特征在于，所述光收发组件还包括金属腔体(8)，所述薄膜滤波片、所述光隔离器(9)和所述分立耦合透镜(10)均设置于所述金属腔体(8)内；
所述薄膜滤波片、所述光隔离器(9)和所述分立耦合透镜(10)确定位置后采用胶粘工艺固定在所述金属腔体(8)内；
各个所述10G同轴TO-CAN相对所述金属腔体(8)的位置确定后采用胶粘或激光焊接工艺进行固定。
6.如权利要求1所述的光收发组件，其特征在于，各个所述10G同轴TO-CAN与电连接接口采用FPC方式连接。
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