CN108828734A - 一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光纤通信领域，尤其是涉及一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，包括壳体，设置在壳体上的发射端以及接收端，以及设置在壳体内部的光学透镜阵列。因此，本发明具有如下优点：1、分光比例易于控制；2、透镜一体化，直角棱镜组装工艺简单可靠，后期无需在贴装分光片，致使简化工艺并提高了产品可靠性；3、直角棱镜易于采购；4、扩展应用：可以在直角棱镜上贴合光栅，将不同波长光衍射到空气中，而将主波长光耦合到光纤中从而降低色散；该方案简单易行，适于批量生产，能有效提高成品率，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信领域，尤其是涉及一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置。
背景技术
随着信息产业的全面普及带来全球数据量的爆发性增长，全球数据中心建设如火如荼。并行光学模块由于其大通信容量、低能耗等特点大受业界青睐，近几年发展迅速。并行光学模块指的是在一个模块中，通过多根光纤实现多通道激光器和多通道探测器的一对一传输。器件集成化和小型化所带来的低功耗，使得并行光学模块产生和散发的热量大大少于多个分立器件。而并行光学模块主要依赖于光学器件的高密度集成。
SFP，QSFP,CXP是为了满足市场对高密度高速可插拔方案的需求而诞生的一种光纤解决方案，QSFP,CXP的接口广泛用于：交换机，路由器，主机适配器总线，企业存储，高密度、高速的I/O及多通道互联。QSFP 4通道的可插拔接口传输速率可达40Gbps，可在XFP相同的端口体积下以每通道速度10Gbps支持四个通道的数据传输，所以QSFP的传输密度可以达到XFP产品的4倍，SFP+产品的4倍。
现有QSFP SR4短距离传输模块中，集成四路发射和四路接收，光口处由标准的12芯MPO标准阵列光纤实现。V垂直腔面发射激光器管芯为面发射，出射光束与入射光存在90度的偏转，目前常用的解决方法为使用透镜实现光路偏转，如图1所示。
发明内容
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，包括壳体，设置在壳体上的发射端以及接收端，以及设置在壳体内部的光学透镜阵列。
在上述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，所述发射端设置壳体在底部，所述壳体底部还设置有监控端，接收端设置在壳体一侧，所有端口处均固定有透镜。
在上述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，所述光学透镜阵列包括一个具有全反射面且倾斜设置的反射镜，以及设置在反射镜旁的直角棱镜，所述反射镜的倾斜面为全反射面，全反射面和直角棱镜的倾斜面夹角为90度。
在上述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，所述发射端设置在反射镜的倾斜面下方，监控端设置在直角棱镜的倾斜面下方，接收端设置在直角棱镜的倾斜面旁。
作为另一种技术方案，在上述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，所述光学透镜阵列包括一个具有全反射面且倾斜设置的反射镜一，以及一个具有半反半透金属膜且倾斜设置的反射镜二，所述反射镜一的倾斜面为全反射面，所述反射镜二的倾斜面设有半反半透金属膜，反射镜一的倾斜面和反射镜二的倾斜面夹角为90度。
在上述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，所述发射端设置在反射镜一的倾斜面下方，接收端设置在反射镜二的倾斜面的倾斜面旁。
作为另一种技术方案，在上述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，所述光学透镜阵列包括一个具有全反射面且倾斜设置的反射镜，所述反射镜的倾斜面为全反射面。
在上述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，所述发射端设置在反射镜的倾斜面下方，接收端设置在反射镜倾斜面旁。
在上述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，所述壳体包括发射端壳体以及接收端壳体，发射端设置在发射端壳体底部，接收端设置在发射端壳体一侧，所有端口处均固定有透镜，所述接收端壳体能够部分套入发射端壳体内，光学透镜阵列设置在发射端壳体内。
在上述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，所述发射端壳体上设有至少两个平行设置的金属探针，接收端壳体上设有与金属探针对应的探针孔，金属探针能够插入到探针孔内使接收端壳体部分套入到发射端壳体内，所述接收端壳体内部设有若干平行设置的传输光纤，传输光纤的入口端与发射端壳体侧部的接收端对应且相通。
因此，本发明具有如下优点：1、分光比例易于控制；2、透镜一体化，直角棱镜组装工艺简单可靠，后期无需在贴装分光片，，致使简化工艺并提高了产品可靠性；3、直角棱镜易于采购；4、扩展应用：可以在直角棱镜上贴合光栅，将不同波长光衍射到空气中，而将主波长光耦合到光纤中从而降低色散；该方案简单易行，适于批量生产，能有效提高成品率，降低成本。
附图说明
附图1是本发明的一种原理图。
附图2a实施例1使用的并行传输光发射组件光路示意图。
附图2b是实施例1的立体结构示意图。
附图3a是实施例1主视结构示意图。
附图3b是实施例1的俯视结构示意图。
附图4a实施例2使用的并行传输光发射组件光路示意图。
附图4b是实施例2的立体结构示意图。
附图5a是实施例2主视结构示意图。
附图5b是实施例2的俯视结构示意图。
附图6a实施例3使用的并行传输光发射组件光路示意图。
附图6b是实施例3的立体结构示意图。
附图7a是实施例3主视结构示意图。
附图7b是实施例3的俯视结构示意图。
附图8是本发明中接收端壳体部分套入到发射端壳体内的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
实施例1
1、本发明用于QSFP 40Gbps模块封装四路发射，四路接收，入射光能量1:1分割：
a、如图3a和3b所示：T1～T4；R1～R4为MT转接器多模光纤对应的透镜，A1～A12为MT转接器多模光纤E1～E12对应的透镜；
b、如下图3b所示：A9～A12为VCSEL芯片阵列端的透镜，A1～A4为PD阵列端的透镜；
c、如下图3b所示：C1～C4为MPD芯片线性阵列端的透镜；
d、发射部分的光路示意图如图所示：VCSEL芯片出射光有20～30°的发散角，经A1～A4透镜整形后变成平行光，由光学界面a反射实现光路弯折，再由半反半透Coationg面实现光能量分割。反射光能量部分经透镜C1～C4聚焦后耦合进MPD，透射光能量部分经透镜A9～CA聚焦后耦合进MT连接器的多模光纤的E9～E12通道；
e、接收部分的光路示意图如图3a和3b所示：MT转接器E1～E4多模光纤中传输光经A1～A4透镜整形后变成平行光，由光学界面反射实现光路弯折，平行光再经透镜D1～D4聚焦耦合进PD芯片阵列。
实施例2
2、本发明用于QSFP 40Gbps模块封装四路发射，四路接收，入射光能量1:1分割：
a、如下图5a和图5b所示：T1～T4；R1～R4为MT转接器多模光纤对应的透镜，A1～A12为MT转接器多模光纤E1～E12对应的透镜；
b、如下图5b所示：A9～A12为VCSEL芯片阵列端的透镜，A1～A4为PD阵列端的透镜；
c、如下图5b所示：C1～C4为MPD芯片线性阵列端的透镜；
d、发射部分的光路示意图如下图5a所示：VCSEL芯片出射光有20～30°的发散角，经A1～A4透镜整形后变成平行光，由光学界面a反射实现光路弯折，再由半反半透Coationg面实现光能量分割。反射光能量部分经透镜C1～C4聚焦后耦合进MPD，透射光能量部分经透镜A9～CA聚焦后耦合进MT连接器的多模光纤的E9～E12通道；
e、接收部分的光路示意图如下图5b所示：MT转接器E1～E4多模光纤中传输光经A1～A4透镜整形后变成平行光，由光学界面反射实现光路弯折，平行光再经透镜D1～D4聚焦耦合进PD芯片阵列。
实施例3
3、本发明用于QSFP 40Gbps模块封装四路发射，四路接收，入射光能量1:1分割：
a、如下图7a和图7b所示：T1～T4；R1～R4为多模光纤对应的透镜，A1～A12为MT转接器多模光纤E1～E12对应的透镜；
b、如下图7b所示：A9～A12为激光器阵列端的透镜，A1～A4为接收端探测器阵列对应的透镜；
c、如下图7b所示：C1～C4为背光监控端对应的阵列端透镜；
d、发射部分的光路示意图如下图7a所示：VCSEL芯片出射光有20～30°的发散角，经发射端对应的透镜整形后变成平行光，由全反射面反射实现光路弯折，再经光纤端对应的透镜阵列聚焦后耦合进多模光纤阵列；
e、接收部分的光路示意图如下图7b所示E1～E4多模光纤中传输光经A1～A4透镜整形后变成平行光，由光学界面反射实现光路弯折，平行光再经透镜D1～D4聚焦耦合进接收端芯片阵列。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，包括壳体，设置在壳体上的发射端以及接收端，以及设置在壳体内部的光学透镜阵列。
2.根据权利要求1所述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，所述发射端设置在壳体底部，所述壳体底部还设置有监控端，接收端设置在壳体一侧，所有端口处均固定有透镜。
3.根据权利要求2所述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，所述光学透镜阵列包括一个具有全反射面且倾斜设置的反射镜，以及设置在反射镜旁的直角棱镜，所述反射镜的倾斜面为全反射面，全反射面和直角棱镜的倾斜面夹角为90度。
4.根据权利要求3所述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，所述发射端设置在反射镜的倾斜面下方，监控端设置在直角棱镜的倾斜面下方，接收端设置在直角棱镜的倾斜面旁。
5.根据权利要求2所述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，所述光学透镜阵列包括一个具有全反射面且倾斜设置的反射镜一，以及一个具有半反半透金属膜且倾斜设置的反射镜二，所述反射镜一的倾斜面为全反射面，所述反射镜二的倾斜面设有半反半透金属膜，反射镜一的倾斜面和反射镜二的倾斜面夹角为90度。
6.根据权利要求5所述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，所述发射端设置在反射镜一的倾斜面下方，接收端设置在反射镜二的倾斜面的倾斜面旁。
7.根据权利要求2所述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，所述光学透镜阵列包括一个具有全反射面且倾斜设置的反射镜，所述反射镜的倾斜面为全反射面。
8.根据权利要求7所述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，所述发射端设置在反射镜的倾斜面下方，接收端设置在反射镜倾斜面旁。
9.根据权利要求1所述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，所述壳体包括发射端壳体以及接收端壳体，发射端设置在发射端壳体底部，接收端设置在发射端壳体一侧，所有端口处均固定有透镜，所述接收端壳体能够部分套入发射端壳体内，光学透镜阵列设置在发射端壳体内。
10.根据权利要求9所述的一种用于并行光收发模块的集成多路光学透镜阵列装置，其特征在于，所述发射端壳体上设有至少两个平行设置的金属探针，接收端壳体上设有与金属探针对应的探针孔，金属探针能够插入到探针孔内使接收端壳体部分套入到发射端壳体内，所述接收端壳体内部设有若干平行设置的传输光纤，传输光纤的入口端与发射端壳体侧部的接收端对应且相通。
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