CN105278056A - 一种波分复用/解复用光组件 - Google Patents

一种波分复用/解复用光组件 Download PDF

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Abstract

本发明适用于光通信技术领域,提供了一种波分复用/解复用光组件,其中,波分复用光发射组件包括电接口、陶瓷电路板、激光器芯片组、背光监控芯片组、AWG芯片、带光纤阵列头的插针组件、PCB电路板和密封盖板,其中,激光器芯片组和背光监控芯片组贴装在陶瓷电路板上,具体的:带光纤阵列头的插针组件包括光纤阵列头、光纤和适配器组件,其中,光纤阵列头与AWG芯片的输出端口耦合;其中,密封盖板上设置有凹槽;适配器组件设置在密封盖板的外部,适配器组件和光纤阵列头之间的光纤嵌在凹槽内,并由密封胶注满凹槽和光纤之间的缝隙。本发明各实施例基于光口采用独特设计的带光纤阵列头的插针组件,避免光口与管壳的焊接,以及焊后偏移引起掉光问题。

Description

一种波分复用/解复用光组件
技术领域
[0001] 本发明属于光通信技术领域,尤其涉及一种波分复用/解复用光组件。
背景技术
[0002] 随着光通信行业的飞速发展,光器件速率与集成度越来越高,在技术发展到一定程度后,降成本成为关键。目前用于CFP2、QSFP+及QSFP28模块封装的器件如4X10G T0SA/R0SA、4X25G T0SA/R0SA及收发合一器件,大多包括以下几个组成部分:气密管壳、芯片组、前透镜组、波分复用/解复用结构、后耦合透镜(单透镜或者双透镜)、光口(XMD或者LC接口),其中芯片组可以为单个芯片,也可以为芯片阵列;前透镜组可以为单个透镜,也可以为透镜阵列,如下图1所示。气密管壳采用陶瓷件气密封装,即陶瓷类管壳封装。陶瓷类管壳需要将陶瓷件开模,通过特殊工艺与金属管壳钎焊在一起,成本昂贵,且货期较长。另外,光口固定方式多采用气密封装的发射光组件和接收光组件,光口的固定方式多采用激光焊接。此种焊接方式,要求插针组件与管壳焊接面之间不能存在倾斜角度,否则使得组件不能耦合至最大耦合效率点。同时激光焊接会引起光口处的插针与准直透镜的位移及倾斜,造成焊接后功率下降、响应度下降等现象。
[0003] 由于波分复用/解复用结构和光口分别位于管壳的内、外侧,必须通过后耦合透镜延长光路以及提高耦合效率。后耦合透镜可以为会聚透镜或准直透镜,也可以是单透镜也可以是透镜组。如果波分复用/解复用结构为滤光片结构,则前透镜组和后耦合透镜为准直透镜组,两者匹配使用,透镜类型如非球面透镜或者c-lens、G-elns等。如果波分复用/解复用结构为AWG结构,则前透镜组与后耦合透镜为独立的透镜,并且两者均为会聚透镜。此结构中耦合透镜的耦合工序无疑增加了组件整体成本。
发明内容
[0004] 本发明实施例的目的在于提供一种波分复用/解复用光组件,以解决现有技术中接收光组件和发送光组件中,与AWG结构激光耦合难度大、容易造成耦合偏移的问题。
[0005] 本发明实施例是这样实现的,第一方面本发明实施例提供了一种波分复用光发射组件,所述光发射组件包括电接口 101、陶瓷电路板102、激光器芯片组103、背光监控芯片组104、AWG芯片105、带光纤阵列头的插针组件106、PCB电路板107和密封盖板108,其中,所述激光器芯片组103和背光监控芯片组104贴装在陶瓷电路板102上,具体的:
[0006] 所述激光器芯片组103包括一个或者多个用于生成指定波长光信号的激光器芯片;
[0007] AWG芯片105和所述陶瓷电路板102固定在所述PCB电路板107上,其中,激光器芯片组103发光面和AWG芯片105的输入端口耦合;
[0008] 所述带光纤阵列头的插针组件106包括光纤阵列头106-1、光纤106-2和适配器组件106-3,其中,所述光纤阵列头与所述AWG芯片105的输出端口耦合;
[0009] 所述密封盖板108固定在所述PCB电路板107上,用于封盖所述陶瓷电路板102、激光器芯片组103、背光监控芯片组104、AWG芯片105和光纤阵列头,其中,所述密封盖板108上设置有凹槽;
[0010] 所述适配器组件106-3设置在所述密封盖板的外部,所述适配器组件106-3和所述光纤阵列头106-1之间的光纤106-2嵌在所述凹槽内,并由密封胶注满凹槽和所述光纤106-2之间的缝隙。
[0011] 优选的,所述光发射组件还包括金属底板109,具体的:
[0012] 所述金属底板109上承载陶瓷电路板102和AWG芯片105,并嵌套在PCB电路板107 上。
[0013] 优选的,所述光纤阵列头106-1具体包括:上玻璃盖板112-1、固化胶112_2、光纤端部112-3和下玻璃盖板112-4,其中,上玻璃盖板112-1和下玻璃盖板112-4内侧设置有V型槽,光纤端部112-3放置于所述V型槽中,并由所述固化胶112-2完成固定。
[0014] 优选的,所述上玻璃盖板112-1和下玻璃盖板112-4用于贴合所述AWG芯片105的贴合面上,在所述V型槽周边加工有一条或者多条开槽,利用槽间填充的固化胶固定所述光纤阵列头106-1和所述AWG芯片105。
[0015] 优选的,所述适配器组件106-3包括金属套筒114-1、金属止口 114_2、陶瓷棒114-3、陶瓷套筒114-4和纤芯114-5,其中,金属套筒114_4与陶瓷棒114_3压配成型,陶瓷套筒114-4嵌套住陶瓷棒114-3,金属止口 114-2与金属套筒114-4压配成型。
[0016] 第二方面,本发明实施例还提供了一种波分解复用光接收组件,所述光接收组件包括对外接口 201、陶瓷电路板202、TIA芯片203、探测器芯片组204、AWG芯片205、带光纤阵列头的插针组件206、PCB电路板207和密封盖板208,其中,所述探测器芯片组204贴装在陶瓷电路板202上,具体的:
[0017] 所述TIA芯片203、AWG芯片205和所述陶瓷电路板202固定在所述PCB电路板207上,其中,探测器芯片组204和AWG芯片205的输出端口耦合;
[0018] 所述带光纤阵列头的插针组件206包括光纤阵列头206-1、光纤206-2和适配器组件206-3,其中,所述光纤阵列头206-1与所述AWG芯片206的输入端口耦合;
[0019] 所述密封盖板208固定在所述PCB电路板207上,用于封盖所述陶瓷电路板202、TIA芯片203、探测器芯片组204、AWG芯片205和光纤阵列头206-1,其中,所述密封盖板208上设置有凹槽;
[0020] 所述适配器组件206-3设置在所述密封盖板208的外部,所述适配器组件206-3和所述光纤阵列头206-1之间的光纤206-2嵌在所述凹槽内,并由密封胶注满凹槽和所述光纤之间的缝隙。
[0021] 优选的,所述光纤阵列头206-1具体包括:上玻璃盖板212-1、固化胶212_2、光纤端部212-3和下玻璃盖板212-4,其中,上玻璃盖板212-1和下玻璃盖板212-4内侧设置有V型槽,光纤端部212-3放置于所述V型槽中,并由所述固化胶212-2完成固定。
[0022] 优选的,所述玻璃盖板用于贴合所述AWG芯片105的贴合面上,在所述V型槽周边加工有一条或者多条开槽,利用槽间填充的固化胶固定所述光纤阵列头106-1和所述AWG芯片105。
[0023] 优选的,所述适配器组件206-3包括金属套筒214-1、金属止口 214_2、陶瓷棒214-3、陶瓷套筒214-4和纤芯214-5,其中,金属套筒214-4与陶瓷棒214-3压配成型,陶瓷套筒214-4嵌套着陶瓷棒214-3,金属止口 214-2与金属套筒214-4压配成型。
[0024] 优选的,所述AWG芯片205和所述光纤阵列头206_1的耦合面具有指定角度的倾斜面,其中,所述指定角度为6-8度。
[0025] 第三方面,本发明实施例还提供了一种基于C0B的波分复用/解复用光收发组件,所述光收发组件包括由第一方面提出的所述的波分复用光发射组件和由第二方面提出的所述的波分解复用光接收组件。
[0026] 本发明实施例提供的一种波分复用/解复用光组件的有益效果包括:本发明各实施例基于光口采用独特设计的带光纤阵列头的插针组件,通过光纤连接(Fiber Array,简写为:FA)端口与常规适配器组件,避免了常规光口与管壳的焊接,避免激光焊接焊后偏移引起掉光等问题;另一方面,采用AWG芯片作为波分复用/解复用元件,阵列波导(ArrayedWaveguide Grating,简写为AWG)芯片的光口与插针组件的FA端口采用微间隙、空间直接耦合方式,实现了光路低损耗连接,有效提高整个光组件的耦合效率。
附图说明
[0027] 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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本发明实施例提供的现有技术中的一种波分复用/解复用光组件结构示意图;
[0029]图2是本发明实施例提供的一种波分复用光发射组件的正视结构示意图;
[0030]图3是本发明实施例提供的一种波分复用光发射组件的俯视结构示意图;
[0031]图4是本发明实施例提供的一种带光纤阵列头的插针组件的结构示意图;
[0032]图5是本发明实施例提供的一种带光纤阵列头的插针组件的剖面结构示意图;
[0033]图6是本发明实施例提供的一种带光纤阵列头的插针组件的光纤阵列头的截面的结构示意图;
[0034]图7是本发明实施例提供的一种波分复用光发射组件组装环境示意图;
[0035]图8是本发明实施例提供的一种波分解复用光接收组件的正视结构示意图;
[0036]图9是本发明实施例提供的一种带光纤阵列头的插针组件的结构示意图;
[0037]图10是本发明实施例提供的一种带光纤阵列头的插针组件的剖面结构示意图;
[0038]图11是本发明实施例提供的一种带光纤阵列头的插针组件的截面结构示意图;
[0039]图12是本发明实施例提供的一种波分解复用光接收组件组装环境示意图;
[0040]图13是本发明实施例提供的一种波分复用/解复用光收发组件的结构示意图;
[0041]图14是本发明实施例提供的一种波分复用/解复用光收发组件的结构示意图。
具体实施方式
[0042] 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。
[0043] 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。
[0044] 本发明所述的光电收发器件可应用于多信道波长(如CWDM、LWDM等)同时工作的情形,为了便于陈述,下面附图中以用于CWDM的四信道发射光组件和四信道接收光组件组成的器件为例进行说明,其中工作波长采用CWDM的常用四个波长:λρ λ2、\3和λ 4,如1271nm,1291nm,1311nm和1331nm。所述光组件包含发射光组件与接收光组件两大部分,如下将发射光组件和接收光组件分别以实施例来进行描述。另外为方便说明,对于附图的说明,存在方位词语,如上、下、前、后、左、右等词汇,是以专利文件附图为依据,视线垂直于纸面的俯视角度观察下,以阅读者的身体方位为参考。然而,本领域技术人员可以在无需创造性劳作情况下,基于本发明各实施例所公开的内容,并结合相应的附图,将本发明所阐述的电器特性应用到其他信道数量和/或其他工作波长的环境中,例如上述基于合理推理范围内的扩展方案均属于本发明的保护范围。
[0045] 实施例一
[0046] 如图2-4所示为本发明提供的一种波分复用光发射组件,所述光发射组件包括电接口 101、陶瓷电路板102、激光器芯片组103、背光监控芯片组104、AWG芯片105、带光纤阵列头的插针组件106、PCB电路板107和密封盖板108,其中,所述激光器芯片组103和背光监控芯片组104贴装在陶瓷电路板102上,具体的:
[0047] 所述激光器芯片组103包括一个或者多个用于生成指定波长光信号的激光器芯片。
[0048] 在如图2和图3所示具体实施方式中,所示激光器芯片组103具体为发射四个不同工作波长的激光器芯片,激光器芯片等间距分布,或非等间距分布,具体的是根据光路的特点适当调节间距。背光监控芯片组104分别在对应激光器芯片组103的左侧,间距与激光器芯片保持一致。
[0049] 具体地,所述激光器芯片组103中各激光器芯片的光谱模式可以是单纵模,也可以是多纵模;使用波长可以是短波长(850nm左右),也可以是长波长(1310nm左右、1550nm左右);芯片类型有但不限于DFB芯片、FP芯片、VCSEL芯片、EML芯片。AWG芯片105和所述陶瓷电路板102固定在所述PCB电路板107上,其中,激光器芯片组103发光面和AWG芯片105的输入端口耦合。
[0050] 如图4所示,所述带光纤阵列头的插针组件106包括光纤阵列(FA)头106-1、光纤106-2和适配器组件106-3,其中,所述光纤阵列头与所述AWG芯片105的输出端口耦合。
[0051] 所述密封盖板108固定在所述PCB电路板107上,用于封盖所述陶瓷电路板102、激光器芯片组103、背光监控芯片组104、AWG芯片105和光纤阵列头,其中,所述密封盖板108上设置有凹槽。
[0052] 其中,光纤106-2可以为一段裸光纤,也可以为中间连接部分带有保护层光纤,且连接FA头106-1和适配器组件106-3之间光纤的长度可以根据需求灵活设置;适配器组件106-3中的陶瓷插芯可以是单模插芯,也可以是多模插芯;所以光纤106-2可以是单模光纤也可以是多模光纤。
[0053] 所述适配器组件106-3设置在所述密封盖板的外部,所述适配器组件106-3和所述光纤阵列头106-1之间的光纤106-2嵌在所述凹槽内,并由密封胶注满凹槽和所述光纤106-2之间的缝隙。
[0054] 本发明实施例基于光口采用独特设计的带光纤阵列头的插针组件,通过光纤连接FA端口与常规适配器组件,避免了常规光口与管壳的焊接,避免激光焊接焊后偏移引起掉光等问题;另一方面,采用AWG芯片作为波分复用元件,AWG芯片的光口与插针组件的FA端口采用微间隙、空间直接耦合方式,实现了光路低损耗连接,有效提高整个光组件的耦合效率。现有技术中的气密封装成本高,且与AWG芯片耦合效率低、难度大等问题。
[0055] 优选的,在如图2-3所示具体实施方式中,四路透镜111对应每个通道激光器芯片,位于激光器芯片的右侧。透镜组111粘贴在玻璃垫块110上。激光器芯片组103发光面、透镜组111中心线、AWG芯片105波导层以及所述带光纤阵列头的插针组件106中心均在同一条轴线上。可选的,所述激光器芯片组103所发出的光信号还可以通过直接照射到AWG芯片105的方式完成耦合。
[0056] 所述发射透镜组111中四个透镜为相同的透镜,各透镜独立耦合、独立粘贴。所述透镜组111置于激光器芯片组103和AWG芯片105之间,可以为球透镜、非球透镜、娃透镜等,将激光器芯片出射发散光通过透镜整形成会聚光,进而耦合进入AWG芯片的相应波导层中,有效提高激光器芯片与AWG芯片之间的耦合效率。
[0057] 在本发明实施例中,所述激光器芯片组103优选的是采用固晶胶固化,例如银胶、金锡焊料等,具有高的剪切强度、粘接力,同时固晶胶具有良好的导热性能和防水汽特性。激光器芯片组103端面采用保护性钝化膜设计,可有效防护外界环境的影响。所述背光监控芯片组104为侧面进光ro,且激光器芯片的发光条正对所述背光监控芯片光敏面。背光监控芯片采用非气密封装芯片。在本发明实施例中,优选的,所述陶瓷电路板102上设计有相应对位标记,激光器芯片组103和背光监控芯片104通过高精度贴片设备贴装在陶瓷电路板102上。
[0058] 结合本发明实施例,存在一种优选的方案,所述光发射组件还包括金属底板109,具体的:
[0059] 所述金属底板109上承载陶瓷电路板102和AWG芯片105,并嵌套在PCB电路板107上。其中,所述金属底板109主要起支撑上述元件和为激光器管芯散热的作用,可以为钨铜或者其他散热性能较好的合金。
[0060] 优选的,所述陶瓷电路板102采用银胶、焊料焊接在所述金属底板109上,所述玻璃垫块110贴装在所述金属底板109上,采用绝缘胶或紫外胶贴装,主要用于支撑粘贴所述透镜组111。通过合适的胶层厚度设计以及固化胶的选择,可以有效提高透镜固化稳定性和长期可靠性。
[0061] 所述AWG芯片107即阵列波导光栅芯片,起波分复用的作用,用于将激光器芯片组103发射的四路光信号波分复用为一路光信号,并从光口处输出。AWG芯片贴装在所述金属底板108上,通过灌胶或者抽真空等方式将AWG芯片底部与金属底板之间塞满绝缘胶,例如353ND等,或者采用银胶粘接。
[0062] 优选的,如图6所示,所述光纤阵列头106-1具体包括:上玻璃盖板112-1、固化胶112-2、光纤端部112-3和下玻璃盖板112-4,其中,上玻璃盖板112-1和下玻璃盖板112-4内侧设置有V型槽,光纤端部112-3放置于所述V型槽中,并由所述固化胶112-2完成固定。其中FA端面可以根据需要研磨不同的角度,常用为6°或者8° ;组件接口类型不限于LC型、XMD型、SC型、ΜΡ0头型等。
[0063] 优选的,所述上玻璃盖板112-1和下玻璃盖板112-4用于贴合所述AWG芯片105的贴合面上,在所述V型槽周边加工有一条或者多条开槽,利用槽间填充的固化胶固定所述光纤阵列头106-1和所述AWG芯片105。
[0064] LC型插针组件为例进行说明,如图5所示,所述适配器组件106-3包括金属套筒114-1、金属止口 114-2、陶瓷棒114-3、陶瓷套筒114-4和纤芯114-5,其中,金属套筒114-4与陶瓷棒114-3压配成型,陶瓷套筒114-4嵌套住陶瓷棒114-3,金属止口 114-2与金属套筒114-4压配成型。
[0065] 在本发明实施例中,所述电接口 101,主要起到将所述激光器芯片组103和所述背光监控芯片组104与所述PCB板之间进行电连接的作用。主要有两种连接方式:第一种为完全金丝连接,即常规金丝键合的方式,将芯片的电极与陶瓷电路板102、PCB板107进行键合,将所述激光器芯片组103、所述背光监控芯片组104通过陶瓷电路板102上电信号与所述PCB板107实现电信号连接,此种方式简单,成本低。但是金丝长度较长、弧度较大,可能会影响寄生参数或者长期可靠性等;第二种为柔性电路板(FPC)或者微带线的方式连接,同时兼顾部分金丝键合。所述激光器芯片组103、背光监控芯片组104与陶瓷电路板102之间用金丝键合,陶瓷电路板102与PCB板107之间连接采用柔性电路板或者微带线进行连接,柔性电路板与PCB板107之间采用焊接,如锡焊等方式。此种方式金丝长度短、弧度适当,且整个封装具有更优的射频性能。
[0066] 实施例二
[0067] 在实施例一公开的光发射组件的基础上,本发明实施例还提供了一种光发射组件的制造原理,本实施例具体以激光器芯片组包括用于发射λρ λ2,\3和λ 4的四路激光器为实现方案来阐述。
[0068] 对于光发射组件,所述激光器芯片103发出的光信号(λρ λ2,λ3,λ 4)通过透镜组111的会聚,会聚光耦合进入AWG芯片105对应通道,然后通过AWG芯片105的波分复用功能,四路会聚光经过AWG芯片105的公共端口射入插针组件的光纤中,最后通过外接光纤连接到链路中。具体地,首先将所述带光纤阵列头的插针组件106与所述AWG芯片105耦合固定,用折射率匹配胶进行固化。然后将所述激光器芯片组103发射的四路光信号,与AWG芯片105通过视频监控调节激光器芯片与AWG芯片波导层进行初步耦合,同时监控四个通道出光光功率,耦合至四个通道光功率达到预定范围且均衡,激光器芯片到AWG端面的距离要保证在透镜组的工作距离。将AWG芯片105固定在所述金属底板109上,可以先采用紫外胶进行预固定,然后用流动性较好的热固化胶进行灌胶,保证AWG芯片105与金属底板109的固化强度。接着在第一通道激光器管芯(用于发射光信号人^勺激光器)和AWG芯片105之间插入第一透镜,调节透镜到合适的位置,满足器件出光功率要求,将第一透镜粘贴在所述玻璃垫块110上;依次耦合固化第二通道中第二透镜、第三通道中第三透镜、第四通道中第四透镜,至此完成耦合。此种单个通道单独补偿的耦合方式,可以通过离焦等方式控制各个通道的出光功率,从而可保证器件四个通道出光功率的一致性。
[0069] 具体地,所述AWG芯片105与带光纤阵列头的插针组件106的耦合固定方法如图7框图所示。具体如下:采用窄谱宽光源分别通过四芯FA输入AWG芯片对应通道中,然后通过AWG芯片的公共端口输出耦合进带光纤阵列头的插针组件中,带光纤阵列头的插针组件106通过DEMUX与光功率计连接实现耦合光功率的监控。固定AWG芯片,在CCD视频监控系统下将两端FA的光纤层与AWG芯片波导层调节大致位置,然后配合调节AWG左侧四芯FA和右侧的带光纤阵列头的插针组件106 ;或者固定带光纤阵列头的插针组件106,配合调节AWG芯片105和左端的四芯FA。在同一输入光功率下,耦合使得四个通道输出光功率最大,且四个通道均衡。带光纤阵列头的插针组件106中FA头106-1与AWG芯片105倾斜角度匹配,可以为0度或者斜6度、或者斜8度,所以耦合完成后,两者斜面近似匹配接触。在两者接触面侧边点上的紫外胶,将两者固定即可。
[0070] AWG芯片105与带光纤阵列头的插针组件106粘接方式有两种:光路有胶和光路无胶。光路有胶指的是两者衔接空间填充折射率匹配胶,光路会经过胶层;光路无胶指的是光路不经过胶层。耦合完成后,AWG芯片105与带光纤阵列头的插针组件106中FA头106-1端面之间用裸纤棒点上少许紫外胶,由于两者之间似近完全匹配,毛细管现象会使得胶在缝隙之间流动,整个光路会充盈着胶,需选用折射率匹配胶进行粘接。光路无胶的方式,将插针组件中FA头的上玻璃盖板加工开槽,胶会顺着缝隙流到开槽的地方,在AWG公共端口波导层和FA光纤纤芯对接处不会有胶,即实现光路无胶的固化方式。两种方式各有优缺点:光路有胶,胶可能对光路造成一定影响,另外,大功率光可能损伤胶层,粘接力大;光路无胶,避免了胶层对光路造成的影响,但是由于粘接区域变小,粘接强度稍微弱一些。
[0071] 为了提高器件隔离度,可以在插针组件109的插芯端面镀增透膜;或者将激光器芯片组103倾斜一定角度(倾斜0_8° )进行贴装,为了工艺方便,建议四个激光器芯片朝同一个方向进行倾斜。
[0072] 实施例三
[0073] 本发明实施例还提供了一种波分解复用光接收组件,如图8-9所示,所述光接收组件包括对外接口 201、陶瓷电路板202、跨阻放大器(trans-1mpedance amplifier,简写为TIA)芯片203、探测器芯片组204、AWG芯片205、带光纤阵列头的插针组件206、PCB电路板207和密封盖板208,其中,所述探测器芯片组204贴装在陶瓷电路板202上,具体的:
[0074] 所述TIA芯片203、AWG芯片205和所述陶瓷电路板202固定在所述PCB电路板207上,其中,探测器芯片组204和AWG芯片205的输出端口耦合;
[0075] 所述带光纤阵列头的插针组件206包括光纤阵列头206-1、光纤206_2和适配器组件206-3,其中,所述光纤阵列头206-1与所述AWG芯片206的输入端口耦合;
[0076] 所述密封盖板208固定在所述PCB电路板207上,用于封盖所述陶瓷电路板202、TIA芯片203、探测器芯片组204、AWG芯片205和光纤阵列头206-1,其中,所述密封盖板208上设置有凹槽;
[0077] 所述适配器组件206-3设置在所述密封盖板208的外部,所述适配器组件206_3和所述光纤阵列头206-1之间的光纤206-2嵌在所述凹槽内,并由密封胶注满凹槽和所述光纤之间的缝隙。
[0078] 本发明各实施例基于光口采用独特设计的带光纤阵列头的插针组件,通过光纤连接FA端口与常规适配器组件,避免了常规光口与管壳的焊接,避免激光焊接焊后偏移引起掉光等问题;另一方面,采用AWG芯片作为波分解复用元件,AWG芯片的光口与插针组件的FA端口采用微间隙、空间直接耦合方式,实现了光路低损耗连接,有效提高整个光组件的耦合效率。
[0079] 结合本发明实施例存在一种优选的实现方案,如图11所示,所述光纤阵列头206-1具体包括:上玻璃盖板212-1、固化胶212-2、光纤端部212-3和下玻璃盖板212-4,其中,上玻璃盖板212-1和下玻璃盖板212-4内侧设置有V型槽,光纤端部212-3放置于所述V型槽中,并由所述固化胶212-2完成固定。
[0080] 结合本发明实施例存在一种优选的实现方案,所述玻璃盖板用于贴合所述AWG芯片105的贴合面上,在所述V型槽周边加工有一条或者多条开槽,利用槽间填充的固化胶固定所述光纤阵列头106-1和所述AWG芯片105。
[0081] 结合本发明实施例存在一种优选的实现方案,如图10所示,所述适配器组件206-3包括金属套筒214-1、金属止口 214-2、陶瓷棒214-3、陶瓷套筒214-4和纤芯214-5,其中,金属套筒214-4与陶瓷棒214-3压配成型,陶瓷套筒214-4嵌套着陶瓷棒214-3,金属止口 214-2与金属套筒214-4压配成型。
[0082] 结合本发明实施例存在一种优选的实现方案,所述AWG芯片205和所述光纤阵列头206-1的耦合面具有指定角度的倾斜面,其中,所述指定角度为6-8度。
[0083] 类似结构上实现细节可参考实施例一所述内容,在此不——赘述。
[0084] 实施例四
[0085] 本发明实施例还提供了接收组件中所述AWG芯片205与带光纤阵列头的插针组件206的耦合制作方法,如图12所示。对于接收光组件,所述AWG芯片205与带光纤阵列头的插针组件206的固定方法具体如下:四路光源(λΐ、λ 2、λ 3、λ 4)输入光MUX中,进行波分复用合成一束光。将光MUX与带光纤阵列头的插针组件206连接,四路光通过插针纤芯输入到AWG芯片205的公共端口,四路光分别从AWG芯片205对应通道输出,入AWG右侧四芯FA头,此处四芯FA头尽量选用多模光纤。通过光功率计监控耦合输出光功率。或者采用四路探测器芯片组进行接收,监控电流。与发射组件方式一致,固定AWG芯片,调节插针组件中FA头206-1与AWG芯片右侧四芯FA或者芯片组,待耦合至耦合效率最大,且四路均衡时,固化AWG芯片205与带光纤阵列头的插针组件206。如图8所示,带光纤阵列头的插针组件206中FA头206-1与AWG芯片205倾斜角度匹配,可以为0度或者斜6度、或者斜8度,所以耦合完成后,两者斜面近似匹配接触。在两者接触面侧边点上的紫外胶,将两者固定即可。
[0086] 将所述探测器芯片组204贴装在陶瓷电路板202上,然后将陶瓷电路板202贴装在金属底板209上。在完成电接口 201后,将探测器芯片组204与AWG芯片205 (此时的AWG芯片205已完成与带光纤阵列头的插针组件206的耦合固化的半成品)之间进行耦合,同时监控四个通道探测器芯片的响应度进行耦合,至四个通道响应度同时达到要求(响应度高、且四个通道均衡)时,将AWG芯片205贴装在金属底板上,可以先采用紫外胶进行预固定,然后用流动性较好的热固化胶进行灌胶,保证AWG芯片205与金属底板209的固化强度。最后盖上密封盖板208,填充密封胶,即完成组件封装。
[0087] 为了减少探测器204的回波损耗,可以将探测器芯片阵列204中各探测器芯片倾斜放置,倾斜方向可任意,但是为了便于贴装,四个探测器芯片的倾斜方向相互一致,倾斜角度为大于0°、小于12°的任意角度,也可以不倾斜设置。
[0088] 带光纤阵列头的插针组件206中的适配器组件206-3可以是单模插芯,也可以是多模插芯;所以传输光纤可以是单模光纤也可以是多模光纤。
[0089] 实施例五
[0090] 一种基于COB的波分复用/解复用光收发组件,其特征在于,所述光收发组件包括如权利要求1所述的波分复用光发射组件和权利要求6所述的波分解复用光接收组件。
[0091] 所述光收发组件由三部分组成,PCB板及其他外围电路301、发射光组件302和接收光组件303组成,如图13-14所示。其中发射光组件302和接收光组件303结构如上述实施例一和实施例三所描述,其中米用同一金属底板或者分立的两个金属底板均可。发射光组件302与接收光组件303可以共用同一密封盖板,也可以分别采用两个不同的密封盖板进行封装。发射光组件302的插针组件中小短纤可以为单模光纤或者多模光纤;接收光组件303插针组件中小短纤亦可为单模光纤或者多模光纤。其中包括四种情况:所述光收发组件中发射组件和接收光组件都采用单模光纤;或者发射组件采用单模光纤,而接收光组件采用多模光纤;或者发射组件和接收组件都采用多模光纤;或者发射组件采用多模光纤,接收组件采用单模光纤。
[0092] 本领域普通技术人员还可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,所述的存储介质,包括R0M/RAM、磁盘、光盘等。
[0093] 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 (10)

1.一种波分复用光发射组件,其特征在于,所述光发射组件包括电接口(101)、陶瓷电路板(102)、激光器芯片组(103)、背光监控芯片组(104)、AWG芯片(105)、带光纤阵列头的插针组件(106)、PCB电路板(107)和密封盖板(108),其中,所述激光器芯片组(103)和背光监控芯片组(104)贴装在陶瓷电路板(102)上,具体的: 所述激光器芯片组(103)包括一个或者多个用于生成指定波长光信号的激光器芯片; AWG芯片(105)和所述陶瓷电路板(102)固定在所述PCB电路板(107)上,其中,激光器芯片组(103)发光面和AWG芯片(105)的输入端口耦合; 所述带光纤阵列头的插针组件(106)包括光纤阵列头(106-1)、光纤(106-2)和适配器组件(106-3),其中,所述光纤阵列头与所述AWG芯片(105)的输出端口耦合; 所述密封盖板(108)固定在所述PCB电路板(107)上,用于封盖所述陶瓷电路板(102)、激光器芯片组(103)、背光监控芯片组(104)、AWG芯片(105)和光纤阵列头,其中,所述密封盖板(108)上设置有凹槽; 所述适配器组件(106-3)设置在所述密封盖板的外部,所述适配器组件(106-3)和所述光纤阵列头(106-1)之间的光纤(106-2)嵌在所述凹槽内,并由密封胶注满凹槽和所述光纤(106-2)之间的缝隙。
2.根据权利要求1所述的光发射组件,其特征在于,所述光发射组件还包括金属底板(109),具体的: 所述金属底板(109)上承载陶瓷电路板(102)和AWG芯片(105),并嵌套在PCB电路板(107)上。
3.根据权利要求1所述的光发射组件,其特征在于,所述光纤阵列头(106-1)具体包括:上玻璃盖板(112-1)、固化胶(112-2)、光纤端部(112-3)和下玻璃盖板(112-4),其中,上玻璃盖板(112-1)和下玻璃盖板(112-4)内侧设置有V型槽,光纤端部(112-3)放置于所述V型槽中,并由所述固化胶(112-2)完成固定。
4.根据权利要求3所述的光发射组件,其特征在于,所述上玻璃盖板(112-1)和下玻璃盖板(112-4)用于贴合所述AWG芯片(105)的贴合面上,在所述V型槽周边加工有一条或者多条开槽,利用槽间填充的固化胶固定所述光纤阵列头(106-1)和所述AWG芯片(105)。
5.根据权利要求1-4任一所述的光发射组件,其特征在于,所述适配器组件(106-3)包括金属套筒(114-1)、金属止口(114-2)、陶瓷棒(114-3)、陶瓷套筒(114-4)和纤芯(114-5),其中,金属套筒(114-4)与陶瓷棒(114-3)压配成型,陶瓷套筒(114-4)嵌套住陶瓷棒(114-3),金属止口(114-2)与金属套筒(114-4)压配成型。
6.一种波分解复用光接收组件,其特征在于,所述光接收组件包括对外接口(201)、陶瓷电路板(202)、TIA芯片(203)、探测器芯片组(204)、AWG芯片(205)、带光纤阵列头的插针组件(206)、PCB电路板(207)和密封盖板(208),其中,所述探测器芯片组(204)贴装在陶瓷电路板(202)上,具体的: 所述TIA芯片(203)、AWG芯片(205)和所述陶瓷电路板(202)固定在所述PCB电路板(207)上,其中,探测器芯片组(204)和AWG芯片(205)的输出端口耦合; 所述带光纤阵列头的插针组件(206)包括光纤阵列头(206-1)、光纤(206-2)和适配器组件(206-3),其中,所述光纤阵列头(206-1)与所述AWG芯片(206)的输入端口耦合; 所述密封盖板(208)固定在所述PCB电路板(207)上,用于封盖所述陶瓷电路板(202)、TIA芯片(203)、探测器芯片组(204)、AWG芯片(205)和光纤阵列头(206-1),其中,所述密封盖板(208)上设置有凹槽; 所述适配器组件(206-3)设置在所述密封盖板(208)的外部,所述适配器组件(206-3)和所述光纤阵列头(206-1)之间的光纤(206-2)嵌在所述凹槽内,并由密封胶注满凹槽和所述光纤之间的缝隙。
7.根据权利要求6所述的光接收组件,其特征在于,所述光纤阵列头(206-1)具体包括:上玻璃盖板(212-1)、固化胶(212-2)、光纤端部(212-3)和下玻璃盖板(212-4),其中,上玻璃盖板(212-1)和下玻璃盖板(212-4)内侧设置有V型槽,光纤端部(212-3)放置于所述V型槽中,并由所述固化胶(212-2)完成固定。
8.根据权利要求7所述的光接收组件,其特征在于,所述玻璃盖板用于贴合所述AWG芯片(105)的贴合面上,在所述V型槽周边加工有一条或者多条开槽,利用槽间填充的固化胶固定所述光纤阵列头(106-1)和所述AWG芯片(105)。
9.根据权利要求6-8任一所述的光接收组件,其特征在于,所述适配器组件(206-3)包括金属套筒(214-1)、金属止口(214-2)、陶瓷棒(214-3)、陶瓷套筒(214-4)和纤芯(214-5),其中,金属套筒(214-4)与陶瓷棒(214-3)压配成型,陶瓷套筒(214-4)嵌套着陶瓷棒(214-3),金属止口(214-2)与金属套筒(214-4)压配成型。
10.一种基于COB的波分复用/解复用光收发组件,其特征在于,所述光收发组件包括如权利要求1所述的波分复用光发射组件和权利要求6所述的波分解复用光接收组件。
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