CN108369323A - 光接收次模块(rosa)外壳中使用的滤光器子组件盒 - Google Patents

光接收次模块(rosa)外壳中使用的滤光器子组件盒 Download PDF

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Abstract

公开了一种多信道光接收次模块(ROSA)中使用的光学子组件盒，其包括预对准的解复用光学器件。光学子组件盒可包括多个侧壁，这些侧壁限定盒体并且在其中至少部分地封闭一腔体。盒体的侧壁可包括构造成允许光线进入腔体的侧壁开口。与侧壁开口相对设置的第一滤光器可接收进入腔体的光线并配置为将不相关联的信道波长传送出腔体，同时将相关联的信道波长反射至设置在腔体中的反射镜。反射镜然后可以将接收到的信道波长反射到腔体内或腔体外部的第二滤光器。第二滤光器可以发射窄光谱的信道波长到光电二极管封装以将其转换为成比例的电信号。

Description

光接收次模块(ROSA)外壳中使用的滤光器子组件盒
技术领域
本公开涉及光收发器模块，并且更具体地涉及光接收次模块(ROSA)中使用的具有预对准光学组件的光学子组件盒。
背景技术
光收发器用于发送和接收用于各种应用的光信号，包括但不限于互联网数据中心，有线电视宽带和光纤到户(FTTH)应用。举例而言，与铜电缆上的传输相比，光收发器在更长的距离上提供更高的速度和带宽。以较低的成本在更小的光收发器模块中提供更高速度的需求已经带来了例如关于维持光效率(功率)、热管理、插入损耗和制造产量的挑战。
为了发送和接收光信号，光收发器可包括一个或多个光发射次模块(TOSA)和光接收次模块(ROSA)。随着光收发器外壳尺寸按照比例缩小，设计和制造光发射次模块(TOSA)和光接收次模块(ROSA)以适应这些受限外壳的复杂性(不牺牲信道分配和收发器性能)不断增加并引发了许多重要的问题。
附图说明
图1示意性地示出了包括多信道光发射次模块(TOSA)和多信道光接收次模块(ROSA)的光收发器模块的实施例。
图2A是根据本公开的实施例，包括多信道光发射次模块(TOSA)和多信道光接收次模块(ROSA)的示例小尺寸(SFF)可插拔收发器的透视图。
图2B是根据本公开的实施例，包括多个光学子组件盒的图2A的多信道光接收次模块(ROSA)的透视图。
图2C是根据本公开的实施例，没有光电二极管封装的图2A的多信道光接收次模块(ROSA)的另一透视图。
图2D是根据本公开的实施例，沿图2B的线A-A截取的多信道光接收次模块(ROSA)的横截面图。
图2E是根据本公开的实施例，沿图2B的线B-B截取的多信道光接收次模块(ROSA)的另一横截面图。
图3A是根据本公开的实施例，一示例光学子组件盒的透视图。
图3B是根据本公开的实施例，去除外壳的多个光学子组件盒的透视图，这些光学子组件盒配置成解复用图2B的光接收次模块(ROSA)内的光学信号。
图3C是根据本公开的实施例，图3A的示例光学子组件盒的俯视图。
图3D是根据本公开的实施例，图3A的示例光学子组件盒的侧面透视图。
图4是根据本公开的实施例，沿图3A的线C-C截取的示例光学子组件盒的横截面图。
图5是根据本公开的实施例，沿图2B的线A-A截取的多通道光接收次模块(ROSA)的横截面图。
详细说明
公开了根据一个实施例的多信道光接收次模块(ROSA)中使用的光学子组件盒，并且包括预先对准的解复用光学器件以增加光功率、制造产量以及降低温度依赖性。特别地，光学子组件盒包括盒体，盒体具有沿第一主轴从第一端延伸到第二端的至少第一、第二以及第三侧壁。第一侧壁可包括通向盒体内的腔体的开口，其中腔体提供从第一侧壁延伸到第二侧壁的光路。第一滤光器固定地附接到第二侧壁，第一滤光器可配置为通过光路以相对于法线的一个角度接收光线，并且在腔体内部反射相关联的信道波长，同时允许不相关联的信道波长穿出腔体。设置在腔体内的反射镜可接收反射的相关联的信道波长并将其反射到固定地附接到第三侧壁的第二滤光器。光接收次模块(ROSA)可包括配置有至少一个侧壁插座的外壳，所述至少一个侧壁插座配置为接收光学子组件盒并将接收到的光学信号与子组件盒的光路对准。光接收次模块(ROSA)还可包括邻近光学子组件盒的第二滤光器的光电二极管，从而允许反射的相关联的信道波长由第二滤光器朝向光电二极管发射。因此，设置在光接收次模块(ROSA)内的多个子组件盒可以允许每个子组件盒将光信号解复用到相应的光电二极管，同时允许不相关联的信道波长通过。
总体概述
如前所述，光收发器和相关组件的持续缩放或缩小呈现出许多重要的挑战。举例而言，在小尺寸(SFF)多信道光接收次模块(ROSA)中，多个光学组件必须在特定的制造公差内精确对准，以确保光信号在没有明显损耗的情况下被接收和解复用。即使光接收次模块(ROSA)内的光学组件的相对较小的未对准(例如几微米)，也可显著降低多信道波长的光功率。光接收次模块(ROSA)通常还部分地基于由制成给定的光接收次模块(ROSA)的材料的膨胀和收缩而表现出温度依赖性。每个光学组件可固定地附接到光接收次模块(ROSA)的不同材料上，并且因此可以根据每种不同材料的热特性而不同程度地偏移。每种材料引入的移动/位移可能共同影响光接收次模块(ROSA)的性能。举例而言，1度的温度变化可能导致在给定的光接收次模块(ROSA)内光学组件通过/反射的信道波长的总体偏移为6纳米。因此光接收次模块(ROSA)内的光学组件的温度依赖性可能会限制合适的操作温度范围。
因此，根据一个实施例，公开了一种光学子组件盒，其提供了在预定公差内在盒体中固定地附接和预对准的光学组件。制造过程可形成与光接收次模块(ROSA)分离的光学子组件盒，并且随后将形成的光学子组件盒安装/插入光接收次模块(ROSA)的侧壁插座中。这可以允许精确定位和测试光学组件，而没有通常与将光学组件分开且直接固定在光接收次模块(ROSA)外壳内的其它方法相关联的复杂性。两个或更多个光学子组件盒可安装到光接收次模块(ROSA)中以提供多个不同信道波长的解复用。因为每个光学子组件内的光学组件处于最佳取向或者基本上预先对准，所以不需要额外的对准程序来确保光学耦合/效率。
更详细而言，光学子组件盒包括多个侧壁，这些侧壁限定盒体并在其中至少部分地封闭一腔体。盒体的侧壁可包括设置为允许光线进入腔体的侧壁开口。光学子组件盒可包括光学组件，光学组件配置为在某种意义上“分裂”光线，使得信道波长的第一部分在第一点处离开腔体，而信道波长的第二部分在第二点处离开腔体，其中第二点与光电二极管相邻。因此，信道波长的第二部分可准确地描述为由光电二极管接收和检测的相关联或目标信道波长。举例而言，与侧壁开口相对设置的第一滤光器可接收进入腔体的光线并配置为将不相关联的信道波长传送出腔体，同时将相关联的信道波长反射到设置在腔体中的反射镜。反射镜然后可将相关联的信道波长反射到腔体内或腔体外的第二滤光器。进而，第二滤光器可以向光电二极管发射窄光谱的信道波长(例如，单个信道波长)，以将相关联的信道波长转换为成比例的电信号。
第一滤光器可包括由透明材料(例如，玻璃、塑料、聚合物等)形成的短通滤光器，短通滤光器上设置有薄膜滤光器材料。在某些情况下，薄膜滤光器包含波分复用(WDM)滤光器材料。如本文通常所称的透明材料是指允许至少80％的入射光线穿过第一表面并从与第一表面相对的第二表面发出的材料。短通滤光器可配置/调整以传送大于相关联(或目标)波长的信道波长，并且反射小于或等于相关信道波长的波长。举例而言，短通滤光器可配置成传送大于1270纳米(nm)的信道波长，同时反射1270纳米(nm)及以下的信道波长。在一些情况下，短通滤光器可物理设置在相对于由光学子组件盒提供的光路或光学路径成一定的角度。因此，接触短通滤光器的光线的入射角可以与短通滤光器的物理角度相关。举例而言，当短通滤光器相对于光路物理上成15度的角度时，接触短通滤光器的光线的入射角相对于法线可以是大约15度，但是其它角度也在本公开的范围内。类似地，反射镜可相对于光路成一定角度设置，使得从短通滤光器接收的光线反射到第二滤光器。在一些情况下，反射镜的角度是大约30度，但是其它角度也在本公开的范围内。尽管这里公开的示例场景具体涉及短通滤光器，但应该理解的是，其它滤光器设置可实现大致相似的效果并且在本公开的范围内。
第二滤光器可包括也由透明材料形成的带通滤光器，透明材料上设置有薄膜滤光器材料。在一些情况下，薄膜滤光器材料包括波分复用(WDM)薄滤光器材料。带通滤光器可配置/调整以传送特定的相关联或目标信道波长，同时阻断(或反射)比相关联的信道波长更大或更小的信道波长。因此，带通滤光器可配置为允许相对窄的频谱波长(例如，单个信道波长)通过。举例而言，带通滤光器可配置为仅通过1270纳米(nm)、1290纳米(nm)、1310纳米(nm)或1330纳米(nm)的信道波长。其它信道波长也在本公开的范围内，并且本公开在这方面不受限制。另外，尽管这里公开的示例场景具体涉及带通滤光器，但应该理解的是，其它滤光器设置可实现大致相似的效果并且在本公开的范围内。
根据本公开的内容，在此公开的光学子组件盒所提供的许多优点是显而易见的。举例而言，由于预先对准的光学器件可处于规定的公差内，所以用光学子组件盒构造的光接收次模块(ROSA)可增加制造产量，并且可避免在光接收次模块(ROSA)形成期间需要的复杂对准过程。而且，制造每个光接收次模块(ROSA)的时间可显著减少。另外，本文公开的光学子组件盒可基本上形成单片结构，由此操作温度大致均匀地影响布置在其中的每个光学组件。因此，均匀移动/位移可接着在膨胀/收缩期间引起每个光学组件的相等移动/位移，这可保持光学组件对准或以其它方式定位，使得损失最小化或减轻。
如本文所使用的，“信道波长”是指与光信道相关的波长，并且可包括围绕一中心波长的指定波长带。在一个示例中，信道波长可以由例如ITU-T密集波分复用(DWDM)网格或稀疏波分复用(CWDM)的国际电信(ITU)标准来定义。本文所用的术语“耦合”是指任何连接、耦合、链接等，并且“光耦合”是指将光线从一个元件赋予另一元件的耦合。这种“耦合”设备不一定直接彼此连接，并且可以由可操纵或修改这些信号的中间组件或装置分隔开。
示例光收发器系统
现在转向图1，图1为根据本公开实施例的光收发器100。更详细而言，光收发器100使用四个不同的信道波长(λ1、λ2、λ3、λ4)发送和接收四(4)个信道，并且可具有每一信道至少大约10Gbps的传输速率。在一个示例中，信道波长λ1、λ2、λ3、λ4可分别是1270纳米(nm)、1290纳米(nm)、1080纳米(nm)以及1330纳米(nm)。光收发器100也可能够具有2公里(km)到至少大约10公里(km)的传输距离。光收发器100可例如用于互联网数据中心应用或光纤到户(FTTH)应用。在一个实施例中，光收发器100实现由电子工业联盟(EIA)于2013年10月31日公布的标题为“QSFP+10Gbs 4X可插拔收发器修订版4.8”(以下称为QSFP+)的规范SFF-8436。
光收发器100的本实施例包括用于在不同信道波长上发送光信号的多信道光发射次模块(TOSA)110，以及用于接收不同信道波长上的光信号的多信道光接收次模块(ROSA)112。如图所示，收发器外壳102包括多信道光发射次模块(TOSA)110和多信道光接收次模块(ROSA)112。发射连接电路104和接收连接电路108在收发器外壳102中分别提供到多信道光发射次模块(TOSA)110和多信道光接收次模块(ROSA)112的电连接。发射连接电路104和接收连接电路108可通过数据总线103与外部系统通信。在一些情况下，数据总线103是38针连接器，其适合物理连接器QSFP标准和数据通信协议。
在任何情况下，发射连接电路104电耦合到多信道光发射次模块(TOSA)110中的电子组件(例如，TO-CAN激光器封装)，并且接收连接电路108电耦合到多信道光接收次模块(ROSA)112中的电子组件(例如，光电二极管封装)。发射连接电路104和接收连接电路108至少包括用于提供电连接的导电路径，并且还可包括附加电路。多信道光发射次模块(TOSA)110发射并复用多个不同的信道波长，并且耦合到光接口端口114。光接口端口114可包括LC连接器端口，但是其它连接器类型也在本公开的范围内。
在光接口端口114包括双工或双向的LC插座的情况下，LC连接器插座提供到多信道光发射次模块(TOSA)110的光学连接，并提供到多信道光接收次模块(ROSA)112的光学连接。LC连接器插座可配置为接收并耦合到一配对LC连接器116，使得外部光纤124的发送光纤122光耦合到多信道光发射次模块(TOSA)110，并且外部光纤124的接收光纤117光耦合到多信道光接收次模块(ROSA)112。
多信道光发射次模块(TOSA)110包括用于产生相关信道波长的多个TO-CAN激光器封装和光学器件，并将其耦合到发射光纤122中。具体地，多信道光发射次模块(TOSA)110中的激光器将通过发射连接电路104接收的电数据信号(TX_D1至TX_D4)转换为通过发射光纤122发射的经调制光信号。举例而言，这些激光器可包括具有衍射光栅的分布式反馈(DFB)激光器。多信道光发射次模块(TOSA)110还可包括用于监测由激光器发射的光线的监测光电二极管。多信道光发射次模块(TOSA)110还可包括用于控制激光器的温度的一个或多个温度控制装置，例如电阻加热器和/或热电冷却器(TEC)，例如用以控制或稳定激光器的波长。
多信道光接收次模块(ROSA)112包括多个光电二极管封装，以及例如反射镜和滤光器的光学器件，用于接收多路复用的光信号并将多路复用的光信号解复用为相关的信道波长，如下面进一步详细讨论。多信道光接收次模块(ROSA)112可检测、放大和转换通过接收光纤117接收的光信号，并且可将经转换的光信号提供为通过接收连接电路108输出的电数据信号(RX_D1至RX_D4)。在一些情况下，光电二极管封装可包括集成互阻抗放大器(TIA)。
光收发器100的本实施例包括4个信道并且可配置用于稀疏波分复用(CWDM)，但是其它数量的信道也是可能的。
请参考图2A，更详细地描述并示出了具有多信道光发射次模块(TOSA)和多信道光接收次模块(ROSA)的示例小尺寸(SFF)可插拔光收发器200。图2A所示的实施例是图1的光收发器100以小尺寸实现的一个示例。举例而言，光收发器200可以实现QSFP+规范。如图所示，光收发器200包括收发器外壳102，位于外壳102的一个区域中的多信道光发射次模块(TOSA)110以及位于外壳102的另一个区域中的多信道光接收次模块(ROSA)112。多信道光发射次模块(TOSA)110电耦合到发射柔性印刷电路(FPC)204，并且在外壳102的端部耦合到光接口端口114。多信道光接收次模块(ROSA)112电耦合到接收柔性印刷电路(FPC)208，并且在外壳102的端部耦合到光接口端口114。
多信道光发射次模块(TOSA)110包括TO-CAN激光器封装214-1至214-4，每个TO-CAN激光器封装包含例如激光二极管的光学组件。尽管其它输出功率在本公开的范围内，但TO-CAN激光器封装214-1至214-4可提供例如1.85毫瓦(mW)至2瓦(W)的输出功率。TO-CAN激光器封装214-1至214-4可提供宽的信道波长频谱，或者可配置为提供相对窄的信道波长，例如单信道波长的频谱。在一些情况下，例如，TO-CAN激光器封装214-1至214-4提供375纳米(nm)至1650纳米(nm)的中心波长。在一个实施例中，TO-CAN激光器封装214-1至214-4是毫米(mm)、毫米(mm)或毫米(mm)的TO-CAN，但是其它配置也在本公开的范围内。例如，TO-CAN包含毫米(mm)和TO-46CAN。
举例而言，多信道光接收次模块(ROSA)112包括光电二极管封装222-1至222-4，每个光电二极管封装包括例如光电二极管和集成互阻抗放大器(TIA)的光学组件。在某些情况下，光电二极管可为每个相关信道波长提供大约-13分贝毫瓦(dBm)或更低的灵敏度。在一个实施例中，光电二极管封装是TO-46封装，但其它封装类型也在本公开的范围内。
请参考图2B，示出了根据本公开的实施例的多信道光接收次模块(ROSA)112的透视图。如图所示，多信道光接收次模块(ROSA)112包括外壳202和固定附接于其上的多个光电二极管封装222-1至222-4。外壳202包括沿主轴201从第一端212延伸到第二端213的第一侧壁210。第一侧壁210包括多个盒插座218，盒插座218具有设置于其中的多个光学子组件盒224-1至224-3。光耦合插座314可固定地附接到外壳202的第二端213并配置为将从接收光纤117接收的光信号发射到多信道光接收次模块(ROSA)112中。
图2C示出了根据本公开的实施例的多信道光接收次模块(ROSA)112的另一透视图。如图所示，第二侧壁211包括多个侧壁开口223-1至223-3，侧壁开口223-1至223-3配置为接收并固定地附接光电二极管封装222-1至222-4。盒插座218中的每一个定位在侧壁开口223-1至223-3中的相应一个附近。如将在下面进一步讨论，这允许光学子组件盒224-1至224-3将光学信号解复用并且将信道波长提供给每个光电二极管封装222-1至222-4。类似地，位于外壳202的第一端212处的第三侧壁可提供另一侧壁开口(图未示)，所述另一侧壁开口配置为接收并固定附接光电二极管封装222-4。
图2D示出了根据本公开的实施例，沿图2B的线A-A截取的多信道光接收次模块(ROSA)112的横截面图。如图所示，盒插座218中的每一个包括由外壳202的侧壁的内表面限定的腔体340。每个盒插座218可配置为接收光学子组件盒224-1至224-2中的一个并且将其固定地附接到外壳202。每个光学子组件盒224-1至224-3可通过例如摩擦、焊接、粘合剂或其它合适的附接方法固定地附接到相应的一个盒插座218。如图所示，每个光学子组件盒224-1至224-3的一部分形成光接收次模块(ROSA)外壳202的第一侧壁210的至少一部分。
如下面将更详细讨论的，腔体340将光路205与设置在每个光学子组件盒内的光学器件(例如，短通滤光器225-1至225-3)对准。邻近带通滤光器226-1至226-3的光电二极管(图未示)可以在解复用期间分别接收相关联的信道波长。外壳202包括聚焦透镜342，聚焦透镜342配置成大致沿着光路205将光信号发射到外壳202中。外壳202可具有大约7毫米(mm)的纵向长度350和大约2毫米(mm)的高度352，尽管其它长度和宽度也在本公开的范围内。
图2E示出了根据本公开的实施例，沿图2B的线B-B截取的多信道光接收次模块(ROSA)112的另一横截面图。如图所示，光路205通常与每个光学子组件盒内的光学器件例如短通滤光器225-1对准。如下面进一步详细讨论，短通滤光器225-1可通过反射镜227-1将相关联的信道波长反射到带通滤光器226-1上。另一方面，短通滤光器225-1还可允许一些不相关联的信道波长传送到光接收次模块(ROSA)内的相邻光学子组件盒，以解复用光信号中接收到的不同信道波长。
现在请参考图3A，更详细地示出了根据本公开的实施例的光学子组件盒224-1的透视图。如图所示，光学子组件盒包括盒体302。盒体302可包括多个侧壁，这些侧壁具有第一侧壁304、第二侧壁306、第三侧壁308、第四侧壁310和第五侧壁311。然而，应该理解的是，根据期望的构造，盒体302可包括不同数量的侧壁。类似地，盒体302可具有各种轮廓/形状，并且不一定限于所示的实施例。盒体302可包括大约2毫米(mm)的高度H，大约2.5毫米(mm)的宽度W和大约4毫米(mm)的长度。如图所示，光学组件通常占据盒体302的一半，而远端(距离光学组件最远的端部)形成光接收次模块(ROSA)外壳的侧壁的至少一部分。盒体302可包括设置在每个端部处的端壁，例如端壁356。因此，在盒体302插入到容纳光学子组件盒插座的光接收次模块(ROSA)中之后，端壁356可以与光接收次模块(ROSA)外壳的端壁大致上共面。
盒体302提供了多个侧壁，这些侧壁至少部分地在其中封闭一腔体。开口305允许光信号发射到盒体302，并且更具体地说是发射到腔体406(图4)中。盒体302可以由单件材料(例如单体结构)或多件形成。在一些情况下，盒体302可以由设计成将热量从盒体内的光学组件被动传递走的材料形成。举例而言，盒体302可包括例如钢、铝或其它适当的材料。举例而言，盒体302可包括塑料或聚合物或任何其它适当刚性的材料以支撑光学组件和光接收次模块(ROSA)操作。盒体302可以由包括一种或多种类型的金属材料、塑料材料或其组合的多种不同材料构成。盒体302还可包括定位成传送和反射相关联的信道波长的光学组件。如图所示，盒体302包括带通滤光器226-1和反射器227-1或反射镜。盒体302还可包括在图3C所示的实施例中更好地示出的短通滤光器(例如，短通滤光器225-1)。
图3B示出了根据本公开的实施例的多个光学子组件盒，这些光学子组件盒以光接收次模块(ROSA)内的解复用器布置方式设置，但外壳被移除。这种解复用器设置可精确地称为集成解复用光学器件。如图所示，光学子组件盒224-1至224-3中的每一个以允许光学信号被每个光学子组件盒接收的顺序设置，相关联的信道波长相对于光路205正交地反射。如将在下面讨论的，这种设置可以允许信道波长(λ1-λ4)被光电二极管封装222-1至222-4分别接收并转换为电信号。
图3C和3D共同示出了根据本公开的实施例的光学子组件盒224-1的另外的透视图。图3C示出了包括带通滤光器226-1的光学子组件盒224-1的俯视图。带通滤光器226-1可包括例如玻璃的透明材料330和设置在透明材料上的薄膜波分复用(WDM)滤光器332。在一个实施例中，如图所示，盒体302包括开口334，开口334允许光信号通过带通滤光器226-1的至少一部分。短通滤光器225-1可类似于带通滤光器226-1的构造，并且可包括透明材料339，透明材料339之上设置有薄膜波分复用(WDM)滤光器338。类似地，开口336可允许信道波长接触短通滤光器225-1的至少一部分。在图3D中，反射镜227-1可包括大致为反射材料或其上设置有反射层的材料。开口229可允许由短通滤光器225-1反射的信道波长接触反射镜227-1的至少一部分并且被反射到带通滤光器226-1。
短通滤光器225-1的薄膜滤光器可配置为相比较于带通滤光器226-1的薄膜滤光器允许相对较宽的光谱波长通过。这是因为短通滤光器225-1可设计为通过与光学子组件盒224-1不相关的某些波长，并且在内部反射通过带通滤光器226-1的相关联的信道波长，并且最终到达光电二极管封装222-1。这有利地允许带通滤光器226-1提供窄光谱的信道波长(例如，单个信道波长)通过而到达光电二极管。
图4示出了根据本公开的实施例，沿图3A的线C-C截取的光学子组件盒224-1的横截面图。如图所示，第一侧壁304、第二侧壁306、第三侧壁308、第四侧壁310和第五侧壁311可用于在光学子组件盒224-1内安装和对准光学组件(例如，短通滤光器225-1、带通滤光器226-1和反射镜227-1)。特别地，第二侧壁306可包括一个角度402，角度402相对于垂直于第四侧壁310而延伸的线成大约15度。因此，遇到短通滤光器225-1的光线可相对于法线以大约15度反射。第五侧壁311可包括一个角度404，角度404相对于与第四侧壁310平行延伸的线成大约30度。因此，被短通滤光器225-1反射的光线可以被反射镜227-1以大约30度反射。第三侧壁308可以是大致水平的(例如大约0度)，使得其通常与光路205平行地纵向延伸。
如以上所讨论的，盒体302内的光学组件在制造公差内预先对准，使得引入减轻或最小的损失。在使用中，沿着光路205进入开口305的光线进入腔体406，腔体由盒体302的侧壁的内表面限定而成。光路205也可以精确地被认为是腔体内的第一光路。在进入腔体406之后，光线可以沿着第一光路遇到短通滤光器225-1。短通滤光器225-1可配置为传送特定的信道波长到腔体406外部(例如，传送到邻近的光学子组件盒224-2)，同时沿着第二光路径265在腔体406内部反射其它信道波长。内部反射的信道波长然后遇到反射镜227-1。进而，反射镜227-1随后沿着第三光路266将大致垂直于光路205的内部反射的信道波长反射到带通滤光器226-1。然后，带通滤光器226-1将相对较窄的信道波长的光谱(例如，单个信道波长)提供到光电二极管(例如光电二极管封装222-1)。
图5示出了根据本公开的实施例，沿图2B的线A-A截取的图3的光接收次模块(ROSA)112的横截面图。如图所示，外壳202提供穿过每个光学子组件盒224-1至224-3内的光学组件延伸的光路205。光学子组件盒224-1至224-3可配置为在相关联的信道波长下通过并反射激光。由光学子组件盒224-1至224-3提供的滤光器/反射镜的这种组合可共同描述为集成解复用光学器件，并且可分离光信号中提供的不同信道波长。现在将在四(4)信道光发射次模块(TOSA)的背景下讨论使用该配置的解复用信道波长，如图5所示。
多信道光接收次模块(ROSA)112通过例如接收光纤117接收具有至少四(4)个不同信道波长(λ1、λ2、λ3、λ4)的光信号。在一些情况下，信道波长λ1、λ2、λ3、λ4分别对应于1270纳米(nm)、1290纳米(nm)、1310纳米(nm)和1330纳米(nm)波长，尽管其它信道波长也在本公开的范围内。耦合到外部光纤124的另一个收发器(图未示)中的多信道光发射次模块(TOSA)可以提供具有这些信道波长的光信号。无论如何，光电二极管封装222-1至222-4可以与相应的信道波长相关联。需要注意的是，光电二极管封装222-1至222-4仅以简化的方式表示，仅仅为了清楚和实用。
沿光路205的滤光器和反射镜可分离每个单独的信道波长，并将那些分离的信道波长提供给光电二极管封装222-1至222-4中相关联的一个。举例而言，聚焦透镜342可以将光信号发射到光学子组件盒224-1中。光学子组件盒224-1的短通滤光器225-1可允许大于1270纳米(nm)的信道波长通过，同时利用反射镜227-1将小于1270纳米(nm)的信道波长反射到带通滤光器226-1上。进而，带通滤光器可配置为将相对窄的频谱的信道波长(例如，一个信道波长)传送到光电二极管封装222-1。以类似的方式，光学子组件盒224-2可配置为在通过剩余信道波长(λ3-λ4)的同时将信道波长λ2(例如，1290纳米(nm))反射到光电二极管封装222-2上。然后，光学子组件224-3可以将信道波长λ3(例如1310纳米(nm))反射到光电二极管封装222-3上，并且将信道波长λ4(例如，1330纳米(nm))传送到光电二极管封装222-4上。
应该理解的是，多信道光接收次模块(ROSA)112可包括更多或更少的信道(例如，2、4、8等等)，并且不一定限于图5中所示的四(4)个。
多信道光接收次模块(ROSA)112可形成为一件或连接在一起的多件。尽管所示实施例示出具有特定形状的多信道光接收次模块(ROSA)112，但其它形状和配置也是可能的。在其它实施例中，举例而言，外壳202可以是大致圆柱形的。
其它示例实施例
根据本公开的一个方面，公开了一种多信道光接收次模块(ROSA)。这种多信道光接收次模块(ROSA)包括光学子组件盒，光学子组件盒包括：盒体，在盒体的相对侧上包括至少第一侧壁和第二侧壁，并且盒体沿着第一主轴从第一端延伸到第二端，并且通过其中的内表面形成腔体，第一侧壁具有开口，开口构造成允许光线进入腔体；位于第二侧壁上的第一滤光器，第一滤光器配置为接收相对于法线具有第一入射角的光线并选择性地使不相关联的信道波长通过腔体，并且以第二角度在腔体内反射相关联的信道波长；设置在腔体内的反射镜，反射镜配置为接收相关联的信道波长并反射相关联的信道波长；以及第二滤光器，配置为接收反射的相关联的信道波长，这种多信道光接收次模块(ROSA)还包括光接收次模块(ROSA)外壳，在光接收次模块(ROSA)外壳的相对侧上包括至少第一侧壁和第二侧壁，并且光接收次模块(ROSA)外壳沿着第二主轴从第一端延伸到第二端，并且光接收次模块(ROSA)外壳形成由其中的内表面限定的隔室，其中第一侧壁具有至少一个光学子组件盒插座，光学子组件盒插座构造成容纳光学子组件盒。
在一个方面，第一入射角基于第一滤光器的物理角度，并且其中第一滤光器的物理角度相对于垂直于第一主轴所画的线为大约15度。
在一个方面，第二滤光器大致与第一主轴平行地纵向设置。在一个方面，反射镜相对于第一主轴成大约30度角。
在一个方面，第一滤光器包括其上设置有薄膜波分复用滤光器的透明材料。
在一个方面，第一滤光器包括短通滤光器，短通滤光器配置为传送大于相关联的信道波长的波长，并且反射大于或等于相关联的信道波长的信道波长。
在一个方面，第二滤光器包括带通滤光器，带通滤光器配置为传送窄频谱的信道波长，使得基本上仅单个信道波长通过第二滤光器从腔体穿出。
在一个方面，反射镜反射大体上垂直于第一主轴的相关联的信道波长。
在一个方面，腔体提供大致沿第一主轴从开口延伸到第一滤光器的第一光路，从第一滤光器延伸到反射镜的第二光路，以及从反射镜延伸到第二滤光器的第三光路。
在一个方面，光接收次模块(ROSA)外壳包括大致沿着第二主轴延伸的光路，并且其中光接收次模块(ROSA)配置为将光接收次模块(ROSA)外壳的光路与盒体的开口对准。
在一个方面，光接收次模块(ROSA)外壳提供至少一个侧壁开口，所述至少一个侧壁开口配置为接收并固定地附接到光电二极管封装，所述至少一个侧壁开口与所述至少一个光学子组件盒插座对准，使得设置在所述至少一个光线子组件盒插座中的光学子组件盒从第二滤光器发射相关联的信道波长到光电二极管封装内的光电二极管。
在一个方面，光接收次模块(ROSA)外壳的至少一个侧壁至少部分地由设置在所述至少一个光学子组件盒插座内的光学子组件盒的侧壁形成。
在一个方面，光接收次模块(ROSA)外壳的第二端包括光耦合插座，光耦合插座配置为将具有多个不同信道波长的信号光耦合到接收光纤。
根据本公开的另一方面，公开了一种光收发器模块。光收发器模块包括：收发器外壳；多信道光接收次模块(ROSA)，位于收发器外壳中并包括一个光接收次模块(ROSA)外壳，光接收次模块(ROSA)外壳具有多个光学子组件盒插座，其中相应的光学子组件盒设置在多个光学子组件盒插座中，每个光学子组件盒包括：盒体，包括多个侧壁，侧壁至少部分地在其中封闭出一腔体，腔体提供从盒体的第一端到第二端的光路；以及其中盒体包括光学组件，光学组件配置为通过光路接收光线并将不相关联的信道波长从腔体传送到相邻的光学子组件盒，并且将相关联的信道波长提供到固定地附接到光接收次模块(ROSA)外壳的光电二极管封装；光收发器模块还包括多信道光发射次模块(TOSA)，多信道光发射次模块(TOSA)包括位于收发器外壳中的至少一个TO-CAN激光器封装，所述至少一个TO-CAN激光器封装用于以不同的信道波长传输光信号。
在一个方面，光接收次模块(ROSA)提供从光接收次模块(ROSA)外壳的第一端延伸到光接收次模块(ROSA)外壳的第二端的光路，并且其中每个光学子组件盒的光路与光接收次模块(ROSA)提供的光路对准。
在一个方面，每个光学子组件盒内的光学组件包括第一滤光器，第一滤光器配置为通过由盒体的腔体提供的光路接收光线，并且其中第一滤光器进一步配置为将不相关联的信道波长传送出腔体，同时利用设置在腔体内的反射镜将相关联的信道波长提供给第二滤光器。
在一个方面，第一滤光器包括短通滤光器，并且其中第二滤光器包括带通滤光器。
在一个方面，光学组件包括至少一个滤光器，所述至少一个滤光器包括其上设置有薄膜波分复用滤光器的透明材料。
在一个方面，光学组件固定地附接到相应的侧壁，并且其中每个光学组件基于每个相应侧壁的物理角度相对于光路成角度。
在一个方面，收发器是四通道小型可插拔QSFP收发器模块，并且所述光接收次模块(ROSA)配置为以每信道至少大约10Gbps的传输速率在四个不同信道波长上接收。
虽然本公开的原理描述如上，但是本领域技术人员应当理解的是本说明仅通过示例的方式进行而不作为对本公开范围的限制。除了这里表示及描述的示例实施例之外，其它实施例也属于本公开的范围内。在以下的权利要求所限定的本公开的范围内，本领域的技术人员可进行不同的修改和替换。

Claims (20)

1.一种多信道光接收次模块，包括：
光学子组件盒，包括：
盒体，在所述盒体的相对侧上包括至少第一侧壁和第二侧壁，并且所述盒体沿着第一主轴从第一端延伸到第二端，并且通过其中的内表面形成腔体，所述第一侧壁具有开口，所述开口构造成允许光线进入所述腔体；
位于所述第二侧壁上的第一滤光器，所述第一滤光器配置为接收相对于法线具有第一入射角的光线并选择性地使不相关联的信道波长通过所述腔体，并且以第二角度在所述腔体内反射相关联的信道波长；
设置在所述腔体内的反射镜，所述反射镜配置为接收相关联的信道波长并且反射所述相关联的信道波长；以及
第二滤光器，配置为接收反射的相关联的信道波长，
光接收次模块外壳，在所述光接收次模块外壳的相对侧上包括至少第一侧壁和第二侧壁，并且所述光接收次模块外壳沿着第二主轴从第一端延伸到第二端，并且所述光接收次模块外壳形成由其中的内表面限定的隔室，其中所述第一侧壁具有至少一个光学子组件盒插座，所述光学子组件盒插座构造成容纳所述光学子组件盒。
2.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述第一入射角基于所述第一滤光器的物理角度，并且其中所述第一滤光器的物理角度相对于垂直于所述第一主轴所画的线为大约15度。
3.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述第二滤光器大致与所述第一主轴平行地纵向设置。
4.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述反射镜相对于所述第一主轴成大约30度角。
5.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述第一滤光器包括其上设置有薄膜波分复用滤光器的透明材料。
6.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述第一滤光器包括短通滤光器，所述短通滤光器配置为传送大于所述相关联的信道波长的波长，并且反射大于或等于所述相关联的信道波长的信道波长。
7.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述第二滤光器包括带通滤光器，所述带通滤光器配置为传送窄频谱的信道波长，使得基本上仅单个信道波长通过所述第二滤光器从所述腔体穿出。
8.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述反射镜反射大体上垂直于所述第一主轴的相关联的信道波长。
9.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述腔体提供大致沿所述第一主轴从所述开口延伸到所述第一滤光器的第一光路，从所述第一滤光器延伸到所述反射镜的第二光路，以及从所述反射镜延伸到所述第二滤光器的第三光路。
10.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述光接收次模块外壳包括大致沿着所述第二主轴延伸的光路，并且其中光接收次模块配置为将所述光接收次模块外壳的所述光路与所述盒体的所述开口对准。
11.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述光接收次模块外壳提供至少一个侧壁开口，所述至少一个侧壁开口配置为接收并固定地附接到光电二极管封装，所述至少一个侧壁开口与所述至少一个光学子组件盒插座对准，使得设置在所述至少一个光线子组件盒插座中的光学子组件盒从第二滤光器发射相关联的信道波长到光电二极管封装内的光电二极管。
12.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述光接收次模块外壳的至少一个侧壁至少部分地由设置在所述至少一个光学子组件盒插座内的所述光学子组件盒的侧壁形成。
13.根据权利要求1所述的多信道光接收次模块，其中所述光接收次模块外壳的所述第二端包括光耦合插座，所述光耦合插座配置为将具有多个不同信道波长的信号光耦合到接收光纤。
14.一种光收发器模块，包括：
收发器外壳；
多信道光接收次模块，位于所述收发器外壳中并包括一个光接收次模块外壳，所述光接收次模块外壳具有多个光学子组件盒插座，其中相应的光学子组件盒设置在所述多个光学子组件盒插座中，每个光学子组件盒包括：
盒体，包括多个侧壁，所述侧壁至少部分地在其中封闭出一腔体，所述腔体提供从所述盒体的第一端到第二端的光路；以及
其中所述盒体包括光学组件，所述光学组件配置为通过所述光路接收光线并将不相关联的信道波长从所述腔体传送到相邻的光学子组件盒，并且将相关联的信道波长提供到固定地附接到所述光接收次模块外壳的光电二极管封装；
多信道光发射次模块，包括位于收发器外壳中的至少一个TO-CAN激光器封装，所述至少一个TO-CAN激光器封装用于以不同的信道波长传输光信号。
15.根据权利要求14所述的光收发器模块，其中所述光接收次模块提供从所述光接收次模块外壳的第一端延伸到所述光接收次模块外壳的第二端的光路，并且其中每个光学子组件盒的光路与所述光接收次模块提供的光路对准。
16.根据权利要求14所述的光收发器模块，其中每个光学子组件盒内的所述光学组件包括第一滤光器，所述第一滤光器配置为通过由所述盒体的所述腔体提供的光路接收光线，并且其中所述第一滤光器进一步配置为将不相关联的信道波长传送出所述腔体，同时利用设置在所述腔体内的反射镜将相关联的信道波长提供给第二滤光器。
17.根据权利要求16所述的光收发器模块，其中所述第一滤光器包括短通滤光器，并且其中所述第二滤光器包括带通滤光器。
18.根据权利要求14所述的光收发器模块，其中所述光学组件包括至少一个滤光器，所述至少一个滤光器包括其上设置有薄膜波分复用滤光器的透明材料。
19.根据权利要求14所述的光收发器模块，其中所述光学组件固定地附接到相应的侧壁，并且其中每个光学组件基于每个相应侧壁的物理角度相对于所述光路成角度。
20.根据权利要求14所述的光收发器模块，其中收发器是四通道小型可插拔QSFP收发器模块，并且所述光接收次模块配置为以每信道至少大约10Gbps的传输速率在四个不同信道波长上接收。
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