CN107102405A - 一种带光束调整器的光发射组件、光接收组件及光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带光束调整器的光发射组件、光接收组件及光模块，其特征在于除了设置有激光器组件/光电探测器组件、激光准直透镜组件/光纤准直透镜、波分复用合波分波模块、聚焦耦合透镜/聚焦耦合透镜组件及光纤外，在光发射组件的激光准直透镜组件与波分复用合波分波模块之间，以及光接收组件的波分复用合波分波模块与聚焦耦合透镜组件之间还设置有光束调整器组件；通过在各个分立的通道光路中增加不同形状尺寸及折射率参数的光束调整器，使得各个通道光路得以独立调整，实现光路耦合效率的最大化，这就为光纤通信中越来越多的通信通道与越来越紧凑的光路集成提供了一种结构工艺设计的新思路。具有结构简单，实施容易等特点，从而使得高速通信模块的尽早商用成为可能。

Description

一种带光束调整器的光发射组件、光接收组件及光模块
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种带光束调整器的光发射组件和一种带光束调整器的光接收组件以及光收/发一体模块。
背景技术
目前，高速光通信模块呈现出小型化、低功耗、热插拔、多路波长并行工作等特点。随着光通信传输内容不断的扩容，传输速率和所占用的通道不断的增加，为了解决随之出现的问题，较为流行的做法是利用光波导原理或薄膜滤光片原理制作多路光通信需要的波分复用合波分波模块(后面简称合波分波模块)。当信号通道数目超过4路，并且波长间隔又很窄时，比如最新提出的LAN-WDM 400G 8信道标准，此时利用波导原理制作合波分波模块将使得器件尺寸大大增加，同时通道插损将变得更大使得器件及光模块的功耗难以满足应用要求。而另外一种基于薄膜滤光片原理制作的合波分波模块在设计通道数为4时尚可比较容易制作组装，但一旦扩展到8个通道，将使得角度偏差和出光点位置偏差累积效应大幅显现，而这种不同通道间的出光角度偏差以及出光点位置偏差会导致某些通道无法得到足够大的光耦合效率，这将严重影响最终的高速多通道发射或接收组件的生产良率。目前较为普遍的解决办法是采用两个不同波段的4通道合波分波模块分别制作4通道发射或接收组件，在外围再用一个2x1在线WDM合波分波器件将他们连接起来 组合成8通道器件。但光纤缠绕的问题会是另外一个难题，并且使得空间尺寸上会变得很大。
发明内容
为克服以上缺点，本发明提出了一种采用在每个分立通道光路中增加不同形状尺寸及折射率参数的光束调整器，使得每个通道的光束在进入或射出合波分波模块时光束已达到与合波分波模块的内部光路最好的契合，从而最大化的减少因每一个合波分波模块不同通道间出射入射光束平行度不同及出射入射点偏差个性化差异带来的单路光耦合效率的下降。使得组件的成品良率及光学性能大幅提高。
为达到以上发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种带光束调整器的光发射组件，包括激光器阵列、激光准直透镜组件、合波分波模块、聚焦耦合透镜及光纤，其特征在于：在激光准直透镜组件与合波分波模块之间还设置有光束调整器组件。在所述激光器阵列中设置有N个激光器，在所述激光准直透镜组件中设置有N个激光准直透镜，在所述光束调整器组件中设置有至少一个最多N个光束调整器。通过N个激光器发射的N路不同波长的激光光束分别经由N个激光准直透镜准直后，直接射入或者经过光束调整器射入所述的合波分波模块N个分波通道，通过合波汇聚成一束光束，经由聚焦耦合透镜聚焦后，耦合进入光纤中。当某一通道的光耦合进入共用光纤中的能量不能满足发射组件性能要求时，所述光束调整器将被放 置到该通道的激光准直透镜与带通薄膜滤波片之间，通过选择光束调整器的不同形状尺寸及折射率参数，并调整其放置的倾斜方向及倾斜角度，改变光束进入合波分波模块的光束位置及入射角度，从而提高在光纤接收面的模场匹配质量即耦合效率。
一种带光束调整器的光接收组件，包括光纤、光纤准直透镜、波分复用合波分波模块、聚焦耦合透镜组件及光电探测器阵列，其特征在于：在波分复用合波分波模块与聚焦耦合透镜组件之间还设置有光束调整器组件。在所述光电探测器阵列中设置有N个光电探测器，在所述聚焦耦合透镜组件中设置有N个聚焦耦合透镜，在所述光束调整器组件中设置有至少一个最多N个光束调整器。光纤输入的光信号经由准直透镜射入波分复用合波分波模块的合波通道，并在N个分波通道射出，一一对应地直接射入或者经过光束调整器射入N个聚焦耦合透镜中，通过聚焦耦合透镜分别耦合进入N个光电探测器，并转换生成电信号。当某一通道的光耦合进入光电探测器中的能量不能满足接收组件性能要求时，所述光束调整器将被放置到该通道的合波分波模块与聚焦耦合透镜之间，通过选择光束调整器的不同形状尺寸及折射率参数，并调整其放置的倾斜方向及倾斜角度，改变光束从合波分波模块射出后的光束位置及出射角度，从而与聚焦耦合透镜的位置调整一起发挥作用，提高在光电探测器上的光能量接收效率。
基于上述光发射组件和光接收组件，本发明还提出了一种光模块，即光收/发一体模块，包括光发射组件和光接收组件；其中，在所述光发射组件或所述光接收组件中设置有前面所述的光束调整器。
进一步的，所述N大于等于2。
附图说明
图1是本发明的一种带光束调整器的光发射组件示意图；
图2是本发明的一种带光束调整器的光接收组件示意图；
●具体实施方式
下面结合附图2详细描述本发明最佳实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，介绍本发明一种带光束调整器的光发射组件，包括激光器阵列110(本实施例以N＝4为例进行说明)、激光准直透镜组件120、光束调整器组件130、合波分波模块140、聚焦耦合透镜150和光纤160；激光器阵列110中的4个激光器芯片111～114发出4个不同波长的光，经由激光准直透镜组件120包含的4个激光准直透镜121～124进行准直后，分别经由各自通道内的光束调整器131～134(某些通道可不用光束调整器)射入合波分波模块140的4个分波通道141～144,经过合波后从140的合波通道射出，经由一个共用聚焦耦合透镜150，耦合到共用光纤160中并进行信号传输。
接下来，介绍本发明一种带光束调整器的光接收组件，包括光纤210、准直透镜220、1xN通道的合波分波模块(本实施例以N＝4为例进行说明)230 包括4个分波通道231～234、光束调整器组件240、聚焦耦合透镜组件250及光电探测器阵列260。光纤210输入的光信号(含有4个波长的光信号)经由准直透镜220准直后射入合波分波模块的合波通道，并首先到达第一个分波通道231，对于光信号中波长与231的透射波长一致的光束通过231透射出来，经由光束调整器241射向聚焦耦合透镜251，其余波长的光束则会反射再次进入合波分波模块，并通过230左侧的反射区域反射到达第二个分波通道232上。光信号中波长与232的透射波长一致的光束透射出来，经由光束调整器242射向第二个聚焦耦合透镜252，其余波长的光束再次反射到合波分波模块230左侧的反射区域上，进而通过又一次反射到达第三个分波通道。以此类推，包含有4个波长的光信号在四个分波通道分离成4路不同波长的光束，各自经过光束调整器入射(某些通道可不用光束调整器)至四个聚焦耦合透镜251～254，进而经由4个聚焦耦合透镜聚焦耦合进入4个光电探测器261～264，以转换成4路电信号，传输至后级的电路板，由此便完成了4路光信号的接收。
将本实施例所提出的光发射组件和光接收组件集成设计在一起，即可形成一个光收/发一体模块，为光信号的传输提供4路(可以更多)波长通道，满足100Gbps及以上高速率数据通信的接入网设计要求。
本发明通过在光路中使用光束调整器，为光纤通信中越来越多的通信通道与越来越紧凑的光路集成提供了一种各通道光路独立调整进而达到提升各自通道光路耦合效率的新思路。具有结构简单，实施容易等特点，从而使得高速通信模块的尽早商用成为可能。

Claims (4)

1.一种带光束调整器的光发射组件，包括激光器阵列、激光准直透镜组件、波分复用合波分波模块、聚焦耦合透镜及光纤，其特征在于：在激光准直透镜组件与波分复用合波分波模块之间还设置有光束调整器组件。在所述激光器阵列中设置有N个激光器，在所述激光准直透镜组件中设置有N个激光准直透镜，在所述光束调整器组件中设置有至少一个最多N个光束调整器。通过N个激光器发射的N路不同波长的激光光束分别经由N个激光准直透镜准直后，直接射入或者经过光束调整器射入所述的波分复用合波分波模块N个分波通道，通过合波汇聚成一束光束，经由聚焦耦合透镜聚焦后，耦合进入光纤中。
2.一种带光束调整器的光接收组件，包括光纤、光纤准直透镜、波分复用合波分波模块、聚焦耦合透镜组件及光电探测器阵列，其特征在于：在波分复用合波分波模块与聚焦耦合透镜组件之间还设置有光束调整器组件。在所述光电探测器阵列中设置有N个光电探测器，在所述聚焦耦合透镜组件中设置有N个聚焦耦合透镜，在所述光束调整器组件中设置有至少一个最多N个光束调整器。光纤输入的光信号经由准直透镜射入波分复用合波分波模块的合波通道，并在N个分波通道射出，一一对应地直接射入或者经过光束调整器射入N个聚焦耦合透镜中，通过聚焦耦合透镜分别耦合进入N个光电探测器，并转换生成电信号。
3.一种光模块，其特征在于：设置有如权利要求1所述的带光束调整器的光发射组件或者设置有如权利要求2所述的带光束调整器的光接收组件。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于：所述N大于等于2。
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