CN105388571B - 具有多个信号通道的光发射器模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光发射器模块和组装光发射器模块的方法，该光发射器模块产生多路复用两个以上的光信号的信号，每个光信号均具有满足预设幅值的光功率。光发射器模块包括：激光二极管(LD)；调节透镜，其与LD耦合以产生分散的光输出；以及聚光透镜，其将分散的光束会聚到耦合光纤上。光发射器模块的特征在于：调节透镜被设置为更靠近LD，以调节与耦合光纤耦合的光功率。

Description

具有多个信号通道的光发射器模块

技术领域

本申请涉及一种配备有多个光源的光发射器模块。

背景技术

一种光发射器模块，在安装到光发射器模块中的激光二极管(LD)与光纤充分对准的情况下，从光发射器模块输出且通过与光发射器模块耦合的光纤检测到的光功率有时超出预设幅值。减小供应给LD的偏压电流从而降低光功率，LD的高频性能因谐振频率减小而降低。因此，通过使光纤偏离光纤和LD呈现最大耦合效率的位置(通常称为散焦)，可以调节光纤与LD之间的耦合效率。

当光发射器模块配备有多个信道(或通道)且每个信道包括发射具有特定的且与其他波长不同的波长的光的LD时，这些多个光信号多路复用且与一个光纤耦合。当对于一个信道或者在一个LD与光纤之间执行上述散焦时，其他的LD或者其他LD与光纤之间的耦合效率不总能满足所需规格。通常，通过光纤检测到的且源自于其他LD的输出功率超过预设限值或者变得不足。

发明内容

本申请的一个方面涉及一种光发射器模块，该光发射器模块包括多个通道、聚光透镜和光纤。每个通道均包括半导体激光二极管(LD)和调节透镜。LD从其光发射点发射光信号。光信号具有与相应通道对应的波长。调节透镜以分散方式传递从LD输出的光信号。本申请的光发射器模块的特征在于：相应通道中的调节透镜用于调节通过聚光透镜与光纤耦合的光功率。

本申请的另一方面涉及一种组装光发射器模块的方法，光发射器模块包括多个通道，每个通道均包括发射光信号的激光二极管(LD)以及与LD光耦合的调节透镜。该方法包括如下步骤：(a)将调节透镜放置在穿过调节透镜的光信号变成准直光束的点处；以及(b)使调节透镜朝向LD偏移，使得通过光纤检测到的光信号变成预设幅值，光纤通过聚光透镜与调节透镜耦合。

附图说明

通过阅读下面参考附图对本发明的优选实施例进行的详细说明，将能更好地理解前述的以及其他的目的、方面和优点，在附图中：

图1示出了根据本申请的光发射器模块的内部；

图2是图1所示的光发射器模块的内部的平面图；

图3示意性地示出了图1所示的光发射器模块的光耦合系统；

图4A至4D说明了配备在图1所示的光发射器模块内的透镜的光学对准；

图5A和5B比较的是当调节透镜被设置为如图5A所示更靠近预聚焦透镜以及如图5B所示更靠近聚光透镜时的调节透镜沿着与调节透镜的光轴垂直的方向的对准容差；

图6示出了反向光相对于调节透镜位置的表现；

图7A至7C示意性地示出了预聚焦透镜、调节透镜、聚光透镜和耦合光纤之间的位置关系；

图8A和8B比较的是在调节透镜被设置为如图8A所示更靠近聚光透镜和如图8B所示更靠近预聚焦透镜这两种情况之间相对于温度、跟踪误差的光耦合损耗；

图9描述了根据常规技术的光输出功率的调节；以及

图10是根据本发明的第二实施例的另一光学模块的平面图。

具体实施方式

接下来，将参考附图描述本发明的一些实施例。在附图的说明中，彼此相同或相似的标记或符号指的是彼此相同或相似的元件，而不进行重复说明。

(第一实施例)

图1示出了根据本发明的光发射器模块的内部，图2是光发射器模块的内部的平面图。如图1和图2所示，本实施例的光发射器模块1设置有盒形的壳体2和筒状的耦合部3。壳体2安装有四个作为发光器件的LD 11a至11d、四个预聚焦透镜12a至12d、分束器(BS)13、四个调节透镜14a至14d、两个波分复用(WDM)滤波器15和16、反射镜17、光隔离器18以及偏振光合束器(PBC)19。因此，光发射器模块1是一种多信道模块，其包括四个LD 11a至11d、四个预聚焦透镜12a至12d以及四个调节透镜14a至14d。这些光学组件通过底座7被安装到热电冷却器(TEC)8上。TEC 8可以控制LD 11a至11d的温度，从而稳定LD的发射波长。

预聚焦透镜12a至12d与相应的LD 11a至11d以及调节透镜14a至14d光耦合。下面的说明有时将LD 11a至11d统称为LD 11；将预聚焦透镜12a至12d统称为与LD 11光耦合的预聚焦透镜12，以及将调节透镜14a至14d统称为与预聚焦透镜12光耦合的调节透镜14。

此外，下面的说明假设方向“向前”或“前方”为相对于壳体2设置有光耦合部3的一侧；而假设方向“向后”或“后方”为相对于预聚焦透镜12a至12d设置有LD 11a至11d的一侧。方向“横向”进一步假设为LD 11a至11d、预聚焦透镜12a至12d和调节透镜14a至14d以阵列形式排布的方向，即，平行于壳体底部的方向。

在本实施例的光发射器模块1中，独立地驱动LD 11a至11d；也即，LD 11a至11d各自产生与其他LD不同的光信号。从相应的LD 11a至11d发射的光信号进入预聚焦透镜12a至12d。因为LD 11a至11d放置在比相应的预聚焦透镜12a至12d的焦距长的相应位置上。也即，预聚焦透镜12a至12d作为聚光透镜工作。

通过预聚焦透镜12a至12d会聚的光信号被BS 13分开，然后进入调节透镜14a至14d。BS 13上安装有监控光电二极管(PD)。由BS 13分开的光信号的各部分进入相应的监控PD且提供用于调节LD 11a至11d的输出功率。光束的其余部分被调节透镜14a至14d转换成基本上准直的光束。如稍后说明的那样，调节透镜14a至14d不将光信号转换成精确的准直光束，因为调节透镜14a至14d被放置成使得在预聚焦透镜12a至12d的一侧的相应焦点略微偏离预聚焦透镜12a至12d的焦点。

图3示意性地示出从LD 11a至11d到光纤5的光发射器模块1的光耦合系统。从调节透镜14a至14d输出的光信号随着经过第一和第二WDM滤波器15、16、反射镜17、隔离器18和PBC 19而多路复用。多路复用的光信号被向外引导穿过壳体前壁2A中的窗口2a，并且会聚在紧固于插头6中央的光纤5的一端上，其中聚光透镜4和插头6设置在光发射器模块1的耦合部3中。当外部光纤的一端抵靠插头6的一端时，外部光纤与插头耦合，从而多路复用的光信号可以从光发射器模块1输出到外部光纤。

光发射器模块(特别是配备有作为光信号源的激光二极管的光发射器模块)必然调节其光输出功率。也即，为使激光对眼安全，光发射器模块的光输出功率严格限制在比预设值小的值。常规的光发射器模块通常通过相对于聚光透镜4对通常称为耦合光纤的光纤5进行散焦来调节或限制其光输出功率。也即，使耦合光纤5的一端的位置偏离聚光透镜4的焦点，可调节与耦合光纤5光耦合的功率。当耦合光纤5的一端处于聚光透镜4的焦点时，从耦合光纤5的另一端输出的光功率(即，将与外部光纤耦合的功率)变成最大。使耦合光纤5的一端偏离焦点，使得从耦合光纤5输出的功率降低。然而，本发明的光发射器模块1通过沿着相应的光轴滑动调节透镜14a至14d来调节相应通道的光输出功率。

进一步具体地描述本实施例的光发射器模块1，图3所示的光耦合系统对从相应的LD 11a至11d输出且被调节透镜14a至14d转换成准直光束的四个光信号进行多路复用。聚光透镜(即，耦合部3中的聚光透镜4)将多路复用的光信号会聚到耦合光纤5上。只要聚光透镜4与多路复用的光信号的场图相比具有足够大的有效直径，聚光透镜4就可以将所有光信号会聚到耦合光纤上，即使穿过调节透镜14a至14d的光信号表现出绕相应的光轴偏移。另外，在用于相应的光信号的耦合光纤5中所耦合的光功率取决于LD 11a至11d的输出以及LD11a至11d与耦合光纤5之间的光耦合效率。

LD 11a至11d可以输出功率约为10dBm的光信号。从LD 11a至11d到耦合光纤5的光学系统中的光损耗通常为2dB至3dB。另一方面，IEEE标准(100GBASE-LR4)规定从光发射器模块输出的光功率应至多为4.5dBm。因此，在不降低来自LD 11a至11d的光信号与耦合光纤5的光耦合效率的情况下，光发射器模块1的输出功率超过了标准所容许的最大功率。

用于降低与光纤5的耦合功率的常规技术是散焦，其将光纤的一端设置为远离透镜4的焦点。然而，散焦对于单个光信号而言是有效的，即当光发射器模块1仅配备有一个LD时。在配备有多个LD且输出多路复用分别从LD输出的光信号而得到的光信号的光发射器模块中，每个光信号以彼此不同的相应耦合效率与耦合光纤5耦合。因此，光纤5的散焦(其意味着聚光透镜4与光纤5的一端之间的距离是变化的)可以在与相应光信号对应且不同于其他光信号的相应程度内改变光信号的耦合效率。因此，即使通过将光纤5的位置散焦来充分调节一个LD的输出功率，其余LD的耦合效率也会导致过度补偿或不充分的衰减。

进一步参考图9来具体描述光耦合效率的分散；当四个准直信号L₀至L₃按彼此偏离的相应光轴进入聚光透镜时，从聚光透镜4朝向耦合光纤5的光轴表现出彼此不同的角度。只要进入聚光透镜4的光轴在聚光透镜4的有效孔径内，来自聚光透镜4的光轴就可以会聚在一个点上，从而表现出与耦合光纤5的大耦合效率。

然而，使耦合光纤5的一端偏移或散焦以调节对于耦合光纤5的耦合效率，由于相应的光轴朝向耦合光纤5的不规则角度，而使得相应光轴的耦合损耗或散焦是不均匀的，这导致对于未经过调节的光信号而言输出功率过度衰减或者不充分降低。

因此，根据本发明，通过使调节透镜14a至14d的位置偏离从调节透镜14a至14d输出的光信号变成基本准直光束的相应位置，来执行相应光信号的光输出功率的调节。因为独立地调节相应的光信号的光输出功率，所以光发射器模块1可以输出具有经调节且适当的功率的光信号。

接下来，将具体地描述调节与耦合光纤5耦合的光功率的方法。本实施例的光发射器模块1配备有三透镜系统；也即，预聚焦透镜12a至12d按5至6的放大率会聚从LD 11a至11d输出的光信号。5至6的放大率足以将从分布式反馈(DFB)LD输出的光与单模光纤耦合。设置在壳体2之外的聚光透镜4将穿过壳体2的窗口2a的多路复用的光信号会聚在光纤5上，通常是会聚在耦合光纤5的端部上。

预聚焦透镜12a至12d具有0.45mm的焦距以呈现出5至6的放大率，而调节透镜14a至14d具有0.85mm的焦距，这呈现出1的放大率。这些具有预聚焦透镜12a至12d和调节透镜14a至14d的光学系统要求预聚焦透镜12a至12d具有最高的位置精度，而允许调节透镜14a至14d具有大致的位置，这意味着位于相应位置的调节透镜14a至14d可以调节与光纤5的光耦合效率。

另外，配备有两种透镜(一种透镜是用于准直光，而另一种透镜是用于会聚准直后的光)的光耦合系统要求准直透镜的位置精度小于0.3μm。另一方面，当光学系统如本发明的光发射器模块1那样配备有三种透镜时，要求调节透镜(即，准直透镜)的位置精度小于1.5μm，这比上述两种透镜的系统大五倍。透镜通常通过能借助紫外线固化的环氧树脂来固定。这种树脂随着固化而收缩，或者由于热过程而膨胀，这使得对于由树脂固定的元件而言具有约1μm的最佳位置精度。

另外，光发射器模块1将预聚焦透镜12a至12d的放大率设定为5至6，这可以将从调节透镜14a至14d输出的准直光束的场图缩窄到约0.6mm至0.2mm。因此，设在调节透镜14a至14d下游的光学系统可以紧凑地形成。

接下来，将具体说明光发射器模块1中的透镜12a至14d的对准过程。首先，该过程将LD 11a至11d设置在相应的设计位置上且对LD 11a至11d进行接线以实际上启动LD 11a至11d。然后，第一透镜和调节透镜12a至14d以及聚光透镜4按如下方式对准。

如图4A示意性所示，该过程将预聚焦透镜12a相对于LD 11a定位。为了主动地对准透镜12a，需要使得从LD 11a输出且穿过透镜12a的光被引出到壳体2外。如潜望镜那样的专用工具可以执行从LD 11a输出的光束的平移。

将通常为照相机的检测器设置在距壳体足够远的位置上(在本实施例中与壳体相隔约1米)，以及通过上述专用工具检测从LD 11a输出且穿过预聚焦透镜12a的光束，该过程将预聚焦透镜12a对准在从预聚焦透镜12a输出的光束变成准直光束的位置上。如此调查研究的预聚焦透镜12a的位置使得：在自身光输出点上的LD 11a位于预聚焦透镜12a的焦点上。然后，使预聚焦透镜12a以预设量偏离该位置，从而远离LD 11a。因此，预聚焦透镜12a对于LD 11a呈现出5至6的放大率。

然后，如图4A所示，该过程实施调节透镜14a对于预聚焦透镜12a的对准。具体而言，通过设置为距壳体足够远的检测器(照相机)来监控从调节透镜14a输出的光束的场图，调节透镜14a被设置在如此检测到的光束变成准直光束的位置上。该过程接着准备图4C所示的另一工具40。该工具40仿效聚光透镜4和光纤5。具体而言，工具40配备有透镜44和光纤45，透镜44和光纤45复制了聚光透镜4与光纤5之间的位置关系。光纤45的端面存在于透镜44的光轴上并且位于透镜44的焦点上。

工具40被设置在相对于壳体2实际设置耦合部3的位置上，该位置称为设计位置。然后，调节透镜14a被调节而使得从光纤45输出的光功率变成预设的设计功率。预先确定调节透镜14a的初始位置，使得从调节透镜14a输出的光束变成准直光束，这意味着调节透镜14a在预聚焦透镜12a一侧的焦点与预聚焦透镜12a在调节透镜14a一侧的焦点重合。可以通过使调节透镜14a如图4D所示那样沿其光轴滑动且找到从光纤45输出的光功率变成设计功率的调节透镜14a的位置来进行调节透镜14a的对准。最后，可以通过固化树脂来固定调节透镜14a。

然后，该过程对LD 11b至11d、预聚焦透镜12b至12d以及调节透镜14b至14d的其他组合执行光学对准。然而，在那些透镜12b至14d的对准过程中，工具40停留在用于预聚焦透镜12a和调节透镜14a的第一组合的对准的初始位置。

在实施了所有透镜12a至14d的对准之后，该过程将工具40从壳体2上拆除。然后，该过程将包括聚光透镜4和光纤5在内的实际的耦合部设置在壳体2的前壁2A上。具体而言，耦合部3首先在保持透镜4与光纤5之间的位置关系的同时在前壁2A上滑动，从而找到来自光纤5的光输出功率变成最大的位置。然后，距聚光透镜4一定距离的光纤5被对准在使得来自光纤5的光输出功率变成最大的位置处。因为该过程调节调节透镜14a至14d的位置，使得从调节透镜14a至14d输出的相应光束按照设计效率与光纤5耦合，光纤5沿着聚光透镜4的光轴的对准复制了相应光束与光纤5的耦合效率。最后，耦合部3通过例如YAG激光焊接而固定到壳体2的前壁2A上。

对准调节透镜14a至14d从而调节来自光发射器模块1的光输出功率可以通过两种方式来进行，一种方式是滑动调节透镜14a至14d更靠近LD 11a至11d，另一种方式是移动调节透镜14a至14d更靠近聚光透镜4。

然而，如图5B示意性所示，当调节透镜14a至14d被设置为更靠近聚光透镜4时(即远离预聚焦透镜12a至12d)，与调节透镜14a至14d被设置为更靠近预聚焦透镜12a至12d的情况相比，可以增强对于光纤5的耦合效率的容差。图5A和图5B比较的是当调节透镜14a至14d如图5A所示被设置为更靠近预聚焦透镜12a至12d以及如图5B所示被设置为更靠近聚光透镜4时的调节透镜14a至14d的与调节透镜14a至14d的光轴垂直的对准容差。因此，可以简化通过偏移调节透镜14a至14d对光输出功率的调节。

另外，如图6所示，被设置为更靠近聚光透镜4的调节透镜14a至14d的布置可以减少调节透镜14a至14d将光信号反射回相应的LD 11a至11d，因为该布置扩大了预聚焦透镜12a至12d与调节透镜14a至14d之间的距离，这样从调节透镜14a至14d的角度看减小了预聚焦透镜12a至12d的孔径。当调节透镜14a至14d以及聚光透镜4具有相应的1.5mm至2.5mm的焦距时，调节透镜14a至14d与光纤5的耦合容差的增强以及反向反射的减少可以一致。

示出调节透镜14与聚光透镜4之间的相对位置的图7A至7C进一步具体说明了调节透镜14a至14d的对准方向。图7A显示出当第一透镜12和调节透镜14与相应的焦点重合时的布置。在该布置中，从调节透镜14输出的光束变成准直光束。图7B示出了另一布置，其中调节透镜14被设置为更靠近聚光透镜4。在这种布置下，从调节透镜14输出的光束变成会聚光束。最后，图7C示出了最后一种布置，其中调节透镜14被设置为更靠近预聚焦透镜12且从调节透镜14输出的光束变得分散。

如图7B和图7C示意性所示，当从调节透镜14输出的光束是分散光束或会聚光束时，光束不再聚焦于光纤5的端部上，而是焦点或束腰进入到光纤5内。也即，与调节透镜14的焦点与预聚焦透镜12的焦点重合的布置(即，准直后的光束从调节透镜14输出)相比，焦点或束腰变为远离聚光透镜4。因此，当从调节透镜14输出的光束分散或会聚时，与光纤5的光耦合效率降低。

与光纤5的光耦合效率需要考虑到跟踪误差，即，如透镜12、14和4以及光纤5的各光学组件的物理尺寸随温度而变化；也即，各组件的热膨胀会改变光耦合效率。如上所述，聚光透镜4和光纤5配备在壳体2之外的耦合部3内，这意味着聚光透镜4和光纤5这两个组件受外部环境温度和壳体2的温度影响。另一方面，第一透镜12和调节透镜14配备在壳体2内，更具体而言，配备在壳体2内的热电冷却器(TEC)上。因此，可以稳定透镜12和14的温度。

当环境温度升高时，耦合部3热膨胀而使得光纤5变为远离聚光透镜4。也即，在图7B和图7C示意性示出的光耦合系统中，光纤5的端部变为更靠近聚光透镜4的焦点。另一方面，调节透镜14通过TEC8的顶板的机械变形而移动成远离聚光透镜。而且，在图7B所示的耦合系统中，因为随着温度升高调节透镜14移动成远离聚光透镜4，这意味着光学系统接近图7A所示的构造，与光纤5的光耦合效率提高。因此，图7B的光学布置随着环境温度升高而提高了耦合效率。但是，图7B的光学布置相反地随着环境温度降低而显著地降低了耦合效率。

关于图7C所示的耦合系统，随着环境温度升高，与光纤5的耦合效率下降，这是因为调节透镜14移动成远离聚光透镜。然而，随着环境温度升高，光纤5的一端接近聚光透镜4的焦点，这使得与光纤5的耦合效率提高。

也即，因为调节透镜14移动成远离聚光透镜4，随着温度升高，所以图7C所示的光耦合系统的耦合效率降低，但是光纤5的端部偏移为靠近聚光透镜4的焦点(这能够提高耦合效率)可以补偿由于调节透镜14的偏移而引起的耦合效率的降低。另外，当温度下降时，调节透镜14朝向聚光透镜4的偏移提高了耦合效率，但是光纤5的端部偏移成远离光纤5的焦点可以补偿耦合效率的提高。因此，图7C所示的光学布置(也即，调节透镜14被设置成相对于调节透镜14的焦点不与预聚焦透镜12的焦点重合且从调节透镜14输出的光信号变得分散的点而更靠近预聚焦透镜12)可以改善耦合效率的温度相依性，即，光耦合系统的跟踪误差。

图8A和图8B示出了光耦合效率(耦合损耗)与温度之间的关系，其中图8A对应于调节透镜14朝向聚光透镜4偏移而将从调节透镜14输出的光信号形成为分散光束的情况，以及图8B对应于调节透镜14被设置为更靠近预聚焦透镜12而使得从调节透镜14输出的光信号会聚的另一情况。在图8A和图8B中，通道0对应于LD 11d的通道，即从LD 11d输出的光信号直线前进且与光纤5耦合；通道1对应于通过第二WDM滤波器16与信道1的光信号多路复用的LD 11b；通道2对应于在PBC 19中内部反射之后与光纤5耦合的LD 11c；通道3对应于LD11a，通过第一WDM滤波器15使得LD 11a的光信号与LD 11c的光信号多路复用。信道的光程分别为22.61mm、23.52mm、23.69mm和24.65mm。

当调节透镜14朝向聚光透镜4偏移时，如图8A所示，在所有信道中观察到了较大的跟踪误差，并且相应信道的跟踪误差的幅值也表现出较大的差异。因此，调节透镜14朝向聚光透镜4偏移的光耦合系统具有在极大程度上取决于温度的与光纤5的耦合效率。这是因为如上所述光纤5的端部接近聚光透镜4的焦点且从调节透镜输出的光信号接近准直光束的协同作用。图8A中的广泛分散的跟踪误差是由于从调节透镜14到聚光透镜4的光程在各信道中都不同而引起的。

当调节透镜14更靠近预聚焦透镜12时，如图8B所示，跟踪误差在所有信道中都变小，并且相应信道的跟踪误差的变化也变小。在这种光学布置中，光耦合效率稳定在较小的值上，即使温度变化，各耦合效率之间的变化也保持较小。这是由于通过使光纤5朝向聚光透镜4偏移补偿了调节透镜14远离聚光透镜4的偏移。也即，由于调节透镜14的偏移引起的耦合效率的降低可以通过因光纤5朝向聚光透镜4偏移而使得耦合效率提高来进行补偿。

(第二实施例)

图10是示出根据本申请的第二实施例的光发射器模块1A的平面图。光发射器模块1A也设置有四个通道，其中每个通道均包括作为光源的LD 11a至11d、调节透镜14a至14d以及监控PD 13a至13d。底座7上安装有LD 11a至11d、调节透镜14a至14d以及光耦合系统这些光学组件，但没有在底座7下方安装TEC 8。光发射器模块1A的区别特征在于，各个通道省略了设置在前述的光发射器模块1中的预聚焦透镜12a至12d，以及PBC 19由合束器(BC)19a来替代。

也即，LD 11a至11d生成朝向调节透镜14a至14d发射的光信号。因为调节透镜14a至14d放置在相应位置上而使得在LD 11a至11d一侧的焦点与LD 11a至11d的光发射点基本重合，确切地为，调节透镜14a至14d的焦点略微偏离相应的光发射点；穿过相应的调节透镜14a至14d的光束变成准直光束。如图10所示，处理来自于调节透镜14a至14d的光束的光学系统将四个光束组合成一个光束。具体而言，来自第一LD 11a的光束通过反射镜17朝向第一WDM滤波器15反射，且通过第一WDM滤波器15与从第三LD 11c发射的第三光束多路复用。

从第二LD 11b输出的光束也通过反射镜17朝向第二WDM滤波器16反射，且与从第四LD 11d输出的第四光束多路复用。两个多路复用的光束进入BC 19a从而进行组合。具体而言，包括来自第一LD 11a和第三LD 11c的那些光束的前述多路复用光束从BC 19a的一个表面进入BC 19a且在BC 19a的另一表面处完全地朝向前述表面反射。BC 19a的表面可以设置有高反射(HR)涂层19b。另一方面，BC 19a的表面的一部分具有半反射镜19c，后述的来自于第二WDM滤波器16的多路复用光束进入该部分。来自HR涂层19b的光束在半反射镜19c处反射一半，而来自于第二WDM滤波器16的光束一半透过半反射镜19c。因此，BC 19a可以输出包括第一至第四光束的组合光束。组合光束穿过壳体2的前壁2A且穿过聚光透镜4会聚到设置在耦合部3中的光纤5的端部上。

因此，本实施例的光发射器模块1A将PBC 19替换成BC 19a以将四个光束组合，而不转化光束的偏振，这样可以在很大程度上简化光学系统。不需要在第一实施例中与光隔离器18集成在一起的偏振旋转器。相反，BC 19a中的半反射镜19c对来自WDM滤波器15和16的相应的多路复用光束造成较大的光损耗。也即，来自第一WDM滤波器15的第一多路复用光束被半反射镜19c反射一半，但透过一半，来自于第二WDM滤波器16的第二多路复用光束一半透过半反射镜19c，但一半被反射。因为从调节透镜14a至14d输出的光束基本上为准直光束；前述多路复用光束的透过半反射镜19c的一部分以及后述多路复用光束的由半反射镜19c反射的一部分变成留下较大强度的杂散光束。因此，本实施例的光发射器模块1A设置有光吸收器21来吸收透过半反射镜19c和被半反射镜19c反射的多路复用光束的杂散成分。

另外，本实施例的光发射器模块1A设置有位于不在光学系统内的耦合部3中的光隔离器18a。如上所述，本实施例的光学系统独立于光束的偏振。也即，从相应的LD 11a至11d输出的光束保持其如LD 11a至11d的那些光束的偏振。具体而言，相应光束的偏振与光束的横向和纵向平行，即，平行于壳体2的底部。光耦合部3中的光隔离器18a可以是一种与偏振相关的光隔离器，仅能通过偏振与横向平行的光信号且截断偏振不与横向平行的光信号。

此外，本实施例的光发射器模块1A设置有位于相应LD 11a至11d后部的PD 13a至13d。当PD如第一实施例那样被设置在LD 11a至11d前方时，即，位于调节透镜14a至14d的下游时，在PD的表面处反射的反向光变得显著，这使得光发射器模块1A的性能降低，因为从调节透镜14a至14d输出的光束基本上准直。因此，本实施例的光发射器模块1A在相应的LD11a至11d的后部安装了监控PD 13a至13d。PD 13a至13d安装在与引向LD 11a至11d的互连电路交叉的子安装座的一侧上。

如此描述的光发射器模块1A设置有在光束透明的主体材料中集成有HR涂层19b与半反射镜19c的BC 19a。然而，BC 19a可以将半反射镜19c与HR涂层19b分开。该布置可以提高两个组件19a和19c的光学对准的精度。

在光发射器模块1A中，通过使调节透镜14a至14d偏离调节透镜14a至14d的焦点与LD 11a至11d的端部重合的位置(即LD 11a至11d的光发射点)，可以调节与光纤5耦合的相应的LD 11a至11d的光输出功率。也即，假设LD 11a至11d的光发射点移至预聚焦透镜12a至12d的焦点，则本发明的光发射器模块1A的光学布置与前述实施例相同，因为预聚焦透镜12a至12d起到聚光透镜的作用。预聚焦透镜12a至12d具有5至6的放大率，这意味着从预聚焦透镜12a至12d输出的光束的孔径变得适当且调节透镜14a至14d在其光学对准中变得灵活。也即，调节透镜14a至14d的光学对准表现出相对较大的容差。在本发明的光发射器模块1A中，调节透镜14a至14d直接与LD 11a至11d耦合，从LD 11a至11d输出的光束的孔径是陡窄的(precipitous)，这意味着调节透镜14a至14d的光学对准是灵敏的。然而，去除预聚焦透镜12a至12d以及一些其他的光学组件可以降低光发射器模块1A的成本。

调节与光纤5耦合的相应的LD 11a至11d的光输出功率的过程与第一实施例的过程基本相同。也即，安装在壳体2内的第一LD 11a被实际启动，调节透镜14a首先定位在从调节透镜14a输出的光束变成准直光束的位置。也即，调节透镜14a被设置在调节透镜14a的焦点与LD 11a的光发射点基本重合的位置上。然后，使调节透镜14a朝向LD 11a偏移，这意味着从调节透镜14a输出的光束变得略微分散，通过光纤5检测到的光功率变成预设功率。对其他的LD 11b至11d以及其他的调节透镜14b至14d重复如此描述的过程，可以调节与光纤耦合的光输出功率中的所有通道。在图10所示的光发射器模块1A中，相应的LD 11a至11d由通过柔性印刷电路(FPC)板20提供的外部信号来驱动，而在壳体2内不配备用于LD 11a至11d的驱动电路。

在前面的详细说明中，已经参考其具体的示例性实施例描述了本发明。但是，显然，可以在不偏离本发明的较宽泛的精神和范围的情况下进行各种修改和改变。例如，说明集中于配备有四个信道的光发射器模块，即，光发射器模块安装了四个LD 11a至11d、四个预聚焦透镜12a至12d以及四个调节透镜14a至14d。但是，本发明能适用于配备有两个信道或者更多信道的光发射器模块。因此，本说明书和附图应视为是示例性的，而不是限制性的。

Claims (10)

1.一种光发射器模块，包括；

多个通道，每个通道均包括：

半导体激光二极管，其从其光发射点发射光信号，所述光信号具有与相应通道对应的波长，

调节透镜，其以分散方式传递从所述半导体激光二极管输出的光信号；以及

预聚焦透镜，其位于所述半导体激光二极管与所述调节透镜之间，所述预聚焦透镜以5至6的放大率来会聚从所述半导体激光二极管输出的光信号；

聚光透镜，其与相应的调节透镜光耦合；以及

光纤，其与所述聚光透镜光耦合，

其中，所述聚光透镜将分别从所述调节透镜输出的光信号会聚到所述光纤上。

2.根据权利要求1所述的光发射器模块，

其中，在各个通道中，所述调节透镜从所述调节透镜输出的光信号变成基本准直光束的位置偏移成更靠近相应的半导体激光二极管。

3.根据权利要求2所述的光发射器模块，

其中，通过所述光纤获得的光信号具有比预设限值小且比预设水平大的相应幅值。

4.根据权利要求1所述的光发射器模块，

其中，从相应的通道输出的光信号在被半反射镜组合后进入所述聚光透镜。

5.根据权利要求4所述的光发射器模块，还包括：

光吸收器，其吸收未被所述半反射镜组合的杂散光。

6.根据权利要求1所述的光发射器模块，还包括：

热电冷却器，其上安装有所述半导体激光二极管、所述预聚焦透镜和所述调节透镜；

壳体，其封装所述热电冷却器和所述通道；以及

耦合部，其将所述聚光透镜和所述光纤紧固到所述壳体的外部。

7.一种组装光发射器模块的方法，所述光发射器模块包括多个通道，每个通道均包括发射光信号的半导体激光二极管、以5至6的放大率来会聚从所述半导体激光二极管输出的光信号的预聚焦透镜、以及以分散方式转换从所述预聚焦透镜输出的光信号的调节透镜，所述方法包括如下步骤：

将所述半导体激光二极管放置在预设位置处，并且通过向所述半导体激光二极管供应偏压电流来启动所述半导体激光二极管；

将所述预聚焦透镜放置在从所述半导体激光二极管输出且从所述预聚焦透镜输出的光信号变成准直光束的位置；

将所述预聚焦透镜偏移成与所述位置相距预设距离；

将所述调节透镜放置在通过所述调节透镜的光信号变成准直光束的点处；以及

使所述调节透镜朝向所述半导体激光二极管偏移，使得通过光纤检测到的光信号变成预设幅值，所述光纤通过聚光透镜与所述调节透镜耦合。

8.根据权利要求7所述的方法，

其中，所述光发射器模块还包括：壳体，其将所述通道封装在内部；以及光耦合部，其将所述聚光透镜和所述光纤封装在内部，并且

放置所述调节透镜的步骤包括如下步骤：

将穿过所述调节透镜的光信号引出到所述壳体的外部，

在距所述壳体足够远的点处监控所引出的光信号，以及

移动所述调节透镜，使得所引出的光信号变成准直光束。

9.根据权利要求8所述的方法，

还包括如下步骤：

在偏移所述调节透镜的步骤之前，

将工具附接到所述壳体，所述工具具有分别仿效所述聚光透镜和所述光纤的透镜和光纤；

检测穿过所述壳体内的所述调节透镜以及所述工具中的所述透镜和所述光纤的光信号；以及

将所述调节透镜设置在通过所述光纤检测到的光信号变成预设幅值的位置。

10.根据权利要求9所述的方法，

还包括如下步骤：

重复放置所述半导体激光二极管、放置所述调节透镜以及偏移相应通道的所述调节透镜的步骤，

将所述工具从所述壳体拆除；

将所述光耦合部附接到所述壳体；以及

将所述光耦合部相对于所述壳体对准，使得通过所述光纤检测到的相应通道的光信号变成最大幅值。