CN105572818A - 多通道并行光发射器件和多模远距离传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道并行光发射器件包括若干个光发射通道以及第一光接口，在每个光发射通道上设置有光发射组件和单模纤芯，所述光发射组件包括半导体激光器芯片和光耦合部件，所述光耦合部件将所述半导体激光器芯片发出的光汇聚到所述单模纤芯上，所述单模纤芯与所述第一光接口连接。本发明还公开了一种包括上述多通道并行光发射器件的多模远距离传输系统，通过多模光纤将上述多通道并行光发射器件与多通道并行光接收器件建立连接，解决了现有技术中多模光纤传输系统传输距离较短的问题，提高了传输距离，且结构简单，易于生产，性能稳定。

Description

多通道并行光发射器件和多模远距离传输系统

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，尤其涉及一种多通道并行光发射器件和多模远距离传输系统。

背景技术

目前在高速光纤通信领域，参照标准协议802.3ba，定义物理层在多模光纤上的传输速率和相应的传输距离，以40GBASE-SR4为例（40GBASE-SR4：并行四通道多模应用，每通道传输速率为10Gbps），使用OM3多模光纤传输0.5~100米，使用OM4多模光纤传输0.5~150米。当光纤的几何尺寸（主要是纤芯直径）远远大于光波波长时，多模光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。不同的传播模式会具有不同的传播速度和相位，因此经过长距离传输之后会产生时延，导致光脉冲变宽，这种现象叫做光纤的模式色散。现有的标准高速光模块，即使使用OM4多模光纤，40G以上这样的高速信号也仅仅传输150米这样的短距离，因此多模光纤在一些更长距离需求的特殊场合应用时，就显得拙荆见肘。

发明内容

发明目的：本发明为了解决现有技术的不足，提供了一种多通道并行光发射器件和多模远距离传输系统，有效抑制在多模光纤上的模式色散，实现高速信号在多模光纤上长距离传输。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的多通道并行光发射器件，包括若干个光发射通道以及第一光接口，在每个光发射通道上设置有光发射组件和单模纤芯，所述光发射组件包括半导体激光器芯片和光耦合部件，所述光耦合部件将所述半导体激光器芯片发出的光输送至所述单模纤芯，所述单模纤芯与所述第一光接口连接。

本发明的一种所述光耦合部件为球透镜，各光发射通道并行设置，每个通道上的所述半导体激光器芯片和球透镜沿水平光路依次贴装在热沉底座上。

进一步地，所述半导体激光器芯片采用阵列形式。

进一步地，所述球透镜采用阵列形式。

本发明的另一种所述光耦合部件包括一组滤光片和一组半球透镜，所述半导体激光器芯片和一滤光片沿水平光路依次贴装在热沉底座上，所述半导体激光器芯片发出的光经过该滤光片后经过一半球透镜的汇聚，再经过另一滤光片得到全反射光，最后通过另一半球透镜形成发散光。

更进一步地，所述单模纤芯的纤芯直径Φ为8~10微米，纤芯长度为L≥5.0毫米，纤芯横截面与水平光路的垂直面的夹角θ为6°~12°。

本发明还公开了一种多通道并行光发射器件、多模光纤和多通道并行光接收器件，所述多通道并行光发射器件形成若干个通道的并行光，所述多通道并行光接收器件与所述多通道并行光发射器件具有相同数目的通道，所述多模光纤将每个通道的光信号传输给所述多通道并行光接收器件的相应通道。

其中，所述多通道并行光接收器件包括：第二光接口和在每个通道均设置的接收组件。

有益效果：本发明提供的多通道并行光发射器件，内部封装有多个并行光发射通道，使得光发射组件所形成的光信号能够经过相应的单模纤芯进行过滤，减少色散，单模纤芯只允许一种模式（基模）在其中传播，其余的高次模全部截止，避免了模式色散，适用于远程通信；本发明的多模远距离传输系统，通过多模光纤将上述多通道并行光发射器件与多通道并行光接收器件建立连接，能显著提高传输距离，此外结构简洁，易于生产，性能稳定。

附图说明

图1是本发明的多模远距离传输系统结构示意图；

图2是本发明中多通道并行光发射器件的一种光发射组件的结构示意图；

图3是本发明中多通道并行光发射器件的另一种光发射组件的结构示意图；

图4是本发明中多通道并行光发射器件的单模纤芯的放大图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，本实施列对本发明不构成限定。

图1中的多模远距离传输系统包括多通道并行光发射器件1、多模光纤2和多通道并行光接收器件3；多通道并行光发射器件1形成若干个通道的并行光，多通道并行光接收器件3的通道个数与多通道并行光发射器件1的通道个数相同，多模光纤2连通每个通道之间的光信号传输，可以选用OM3光纤或者OM4光纤。

上述多通道并行光发射器件1包括第一光接口15以及在每个通道上均设置的光发射组件，如图2中所示的一种光发射组件，包括半导体激光器芯片11、球透镜12和单模纤芯14，半导体激光器芯片11和球透镜12沿水平光路依次贴装在热沉底座13上；半导体激光器芯片11也可设置成阵列形式形成激光器芯片阵列，采用法布里-珀罗（FP）或者分布反馈式（DFB）激光二极管，发射光的波长为1310nm；球透镜12可设置成阵列形式形成相应的球透镜阵列，将激光器发出的光会聚到单模纤芯14上；单模纤芯14可以选用现有的陶瓷插芯或者是单模光纤（内含纤芯）。单模纤芯14通过第一光接口15与外部光纤连接，第一光接口15将单模纤芯14和多模光纤2进行耦合并可靠连接。在本实施例中，多通道并行光发射器件1中的第一光接口15在配合多根并行多模光纤传输时选用多通道光接口，当然，当光发射器件内部设置为一个光通道时，相应地，第一光接口15配合单根多模光纤传输，可选用单通道光接口。

多通道并行光发射器件1的光发射组件还可以采用图3中所示的另一种光发射组件，

与图2中不同之处仅在于，所用的耦合部件不同，本例中的耦合组件包括两个滤光片16和两个半球透镜17，半导体激光器芯片11和某一滤光片16沿水平光路依次贴装在热沉底座13上，半导体激光器芯片11也可设置成阵列形式形成激光器芯片阵列，采用法布里-珀罗（FP）或者分布反馈式（DFB）激光二极管，发射光的波长为1310nm；另一滤光片16设置在该滤光片16的相应位置，通过两个滤光片16的配合将半导体激光器芯片11发出的光进行全反射，通过半球透镜17，先将发散光会聚，然后再进行发散，最后传送到单模纤芯14里。

如图4所示，优选地，单模纤芯14的规格尺寸设置为以下规格多模远距离传输系统的传输距离最长：纤芯直径Φ：8~10微米，纤芯长度L≥5.0毫米，纤芯与水平光路的垂直面的夹角θ为6°~12°，有利于提高器件的抗反射性能和相对噪声强度RIN指标。

上述多通道并行光接收器件3包括第二光接口31和在每个通道均设置的接收组件32，光接收组件7可设置或固定到PCB或PCBA，包括透镜和光电二极管，或者是透镜列阵和相应的光电二极管（PD）列阵，透镜可以选用塑料透镜、玻璃透镜，或其组合；出于成本考虑，塑料是优选材料。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出以上实施列对本发明不构成限定，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多通道并行光发射器件，其特征在于，包括若干个光发射通道以及第一光接口（15），在每个光发射通道上设置有光发射组件和单模纤芯（14），所述光发射组件包括半导体激光器芯片（11）和光耦合部件，所述光耦合部件将所述半导体激光器芯片（11）发出的光输送至所述单模纤芯（14），所述单模纤芯（14）与所述第一光接口（15）连接。

2.根据权利要求1所述的多通道并行光发射器件，其特征在于，所述光耦合部件为球透镜（12），各光发射通道并行设置，每个通道上的所述半导体激光器芯片（11）和球透镜（12）沿水平光路依次贴装在热沉底座（13）上。

3.根据权利要求2所述的多通道并行光发射器件，其特征在于，所述半导体激光器芯片（11）采用阵列形式。

4.根据权利要求2所述的多通道并行光发射器件，其特征在于，所述球透镜（12）采用阵列形式。

5.根据权利要求1所述的多通道并行光发射器件，其特征在于，所述光耦合部件包括一组滤光片（16）和一组半球透镜（17），所述半导体激光器芯片（11）和一滤光片（16）沿水平光路依次贴装在热沉底座（13）上，所述半导体激光器芯片（11）发出的光经过该滤光片（16）后经过一半球透镜（17）的汇聚，再经过另一滤光片（16）得到全反射光，最后通过另一半球透镜（17）形成发散光。

6.根据权利要求1所述的多通道并行光发射器件，其特征在于，所述单模纤芯（14）的纤芯直径Φ为8~10微米，纤芯长度为L≥5.0毫米，纤芯横截面与水平光路的垂直面的夹角θ为6°~12°。

7.一种多模远距离传输系统，其特征在于，包括权利要求1至6中任意一项所述的多通道并行光发射器件（1）、多模光纤（2）和多通道并行光接收器件（3），所述多通道并行光发射器件（1）形成若干个通道的并行光，所述多通道并行光接收器件（3）与所述多通道并行光发射器件（1）具有相同数目的通道，所述多模光纤（2）将每个通道的光信号传输给所述多通道并行光接收器件（3）的相应通道。

8.根据权利要求7所述的多模远距离传输系统，其特征在于，所述多通道并行光接收器件（3）包括：第二光接口（31）和在每个通道均设置的接收组件（32）。

9.根据权利要求8所述的多模远距离传输系统，其特征在于，所述光接收组件（32）包括透镜和光电二极管。