CN110832793B - 光发射次模块和光模块 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种光发射次模块TOSA，该TOSA包括热电制冷器、隔离器、复合光元件、汇聚透镜、前端光电二极管、光纤插芯、设置在热电制冷器TEC上的热沉和准直透镜、设置于热沉上的监控光电二极管MPD和直接调制激光器DML；复合光元件由两个三棱柱体组成，两个三棱柱体靠近所述准直透镜的垂直平面上镀有第一反射膜，两个三棱柱体靠近所述隔离器的垂直平面上镀有第二反射膜，两个三棱柱体贴合面上镀有分光和波分复合膜，其中直接调制激光器DML发出的前向光经过所述准直透镜、隔离器到达所述复合光元件，一部分到所述前端光电二极管FPD，一部分到达所述汇聚透镜汇聚到光纤插芯中。本申请实施例提高了元器件的集成度，精简了封装工艺，节省了封装成本。

Description

光发射次模块和光模块
技术领域
本申请涉及无源光网络技术领域，尤其涉及一种无源光网络的光发射次模块和光模块。
背景技术
随着用户对带宽需求的不断增长，传统的铜线宽带接入系统越来越面临带宽瓶颈；与此同时，随着带宽容量巨大的光纤通信技术日益成熟，应用成本逐年下降，使得光纤接入网将成为下一代宽带接入网的有力竞争者，其中无源光网络(Passive OpticalNetwork，PON)的低成本优势使其更具竞争力。现有最主要PON的类型为基于以太网(Ethernet)的以太无源光网络(Ethernet over PON，EPON)，具有千兆比特速率的千兆比特速率无源光网络(Gigabit Passive Optical Network,GPON)。
而随着VR，4K和8K视频的兴起，对PON带宽的要求越来越高，因此EPON升级到10GEPON，GPON升级到XG-PON是电信运营商在未来几年内需要大力投入的事情，10G EPON和XG-PON在OLT端的发射需要采用EML(Externally Modulated Laser,外调制激光器)芯片才能满足各自的标准要求，相比于GPON和EPON所用的DML(Direct Modulated Laser，直接调制激光器)，这又带来了成本的提升和功耗急剧增大，因此有厂商打算采用改良的DML芯片代替EML芯片来解决该问题，10G EPON由于消光比小，色散代价要求不高，有望通过改良的DML来代替EML，但XG-PON由于消光比和色散代价要求高，单独用DML代替EML现在看来还无法实现。
因此，业界提出DML+etalon方案，其光器件结构如图1所示，其中TOSA(Transmitter Optical Subassembly，光发射次模块)光路如下：光源为DML芯片发光经准直透镜(collimation lens)准直，再经过隔离器(isolate)，再经过etalon(Fabry–PérotInterferometer，法布里－珀罗干涉仪)，在经过光分路器(Beam Splitter，BS)分一小部分监控光，再经过WDM(Wave-division Multiplexing，波分复用)器件，最后通过汇聚透镜(Converging lens)汇聚到光纤插芯(Fiber Receptacle)中。MPD(Monitor Photo Diode，监控光二极管)监控DML的背向光，FPD(Front Photo Diode，前端光二极管)监控过etlaon的前向光，设定FPD/MPD比值，通过TEC(Temperature Controller，温度控制器)调节DML的温度，进而调节DML的波长，使DML发出的光信号的波长和etalon透射谱波长一致，从而达到消光比提升的目的。图1所示的TOSA结构复杂，封装元器件非常多，增加了封装成本。
发明内容
本申请实施例提供一种无源光网络的光发射次模块和光模块，其中光发射次模块通过将光分路器、Etalon器件和WDM器件集成为一个元器件，提高了元器件的集成度，精简了封装工艺，节省了封装成本。
第一方面，本申请实施例提供一种光发射次模块TOSA，该TOSA包括热电制冷器、隔离器、复合光元件、汇聚透镜、前端光电二极管FPD、光纤插芯、设置在所述热电制冷器TEC上的热沉和准直透镜、设置于所述热沉上的监控光电二极管MPD和直接调制激光器DML，所述MPD监控所述DML背向发光，所述复合光元件放置于所述隔离器和所述汇聚透镜之间；所述复合光元件由两个三棱柱体组成，所述两个三棱柱体靠近所述汇聚透镜的垂直平面上镀有第一反射膜，所述两个三棱柱体靠近所述隔离器的垂直平面上镀有第二反射膜，所述两个三棱柱体贴合面上镀有分光和波分复合膜，直接调制激光器DML发出的背向光到所述监控光电二极管MPD，所述直接调制激光器DML发出的前向光经过所述准直透镜、隔离器到达所述复合光元件，一部分到所述前端光电二极管FPD，一部分到达所述汇聚透镜汇聚到光纤插芯中。
其中一种可选的实现方式中，所述分光和波分复用复合膜镀在所述两个三棱柱体的其中一个倾斜面或者两个倾斜面上。
其中一种可选的实现方式中，所述第一反射膜和第二反射膜采用离子源辅助镀膜技术镀在所述复合透镜上。
其中一种可选的实现方式中，所述第一反射膜和第二反射膜的厚度为7-14微米。
其中一种可选的实现方式中，所述分光和波分复合膜采用离子源辅助镀膜技术镀在所述复合透镜上。
其中一种可选的实现方式中，所述分光和波分复用复合膜的厚度为7-14微米。
其中一种可选的实现方式中，所述第一反射膜和第二反射膜为五氧化二钽、二氧化硅中的任意一种或二种。
其中一种可选的实现方式中，所述分光和波分复用复合膜为五氧化二钽、二氧化硅中的任意一种或二种。
第二方面，提供了一种光模块，该光模块包括前述的光发射次模块TOSA。
通过以上技术方案可以看出，通过将光分路器、Etalon器件和WDM器件集成为一个复合元器件，复合元器件的两个三棱柱体贴合面上镀有分光和波分复合膜，实现分光和分波功能，复合元器件的两个三棱柱体靠近准直透镜的垂直平面上镀有第一反射膜，两个三棱柱体靠近所述隔离器的垂直平面上镀有第二反射膜，构成etalon谐振腔，进而在不缩减现有TOSA功能的前提下，提高了元器件的集成度，精简了封装工艺，节省了封装成本。
附图说明
图1现有技术中的一种光发射次模块TOSA结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种光发射次模块TOSA的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种光发射次模块TOSA的分光和波分复合膜全偏振示意图；
图4为本申请实施例提供的一种光发射次模块TOSA的原理示意图；
图5本申请实施例提供的一种光模块示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
图2为本申请实施例提供的一种光发射次模块TOSA11结构示意图，该组件包括热电制冷器TEC110、隔离器111、复合光元件112、汇聚透镜113、前端光电二极管FPD114、光纤插芯115、设置在TEC 110上的热沉116和准直透镜117、设置于热沉TEC110上的监控光电二极管MPD118和直接调制激光器DML119，其中MPD118监控DML119的背向发光。
其中，复合光元件112放置于隔离器111和汇聚透镜113之间。本实施例中复合光元件112由两个三棱柱体组成，两个三棱柱体靠近汇聚透镜113的垂直平面上镀有第一反射膜1121(7-14um厚度)，两个三棱柱体靠近隔离器的垂直平面上镀有第二反射膜1122(7-14um厚度)，两个三棱柱体贴合面上镀有分光和波分复合膜1123。其中分光和波分复用复合膜1123镀在所两个三棱柱体的其中一个倾斜面上或者两个倾斜面上均可，只要厚度满足7-14微米即可。复合光元件112的两个三棱柱体的中间镀上分光和波分复合膜1123，使得全偏振(S偏振态和P偏振态)情况下，O band区域(波长1260-1360nm)全反，L band(波长1565-1625nm)区域部分透过部分反射，例如95％透过和5％反射，图3所示。然后，把两个三棱柱体结合成方形块体，两个三棱柱体靠近汇聚透镜113的垂直平面上镀有第一反射膜1121，两个三棱柱体靠近隔离器的垂直平面上镀有第二反射膜1122，形成etalon谐振腔，最终形成集成etalon、分波和分光功能的复合元件。
涉及到具体的镀膜工艺，第一反射膜和第二反射膜以及分光和波分复合膜1123均采用离子源辅助镀膜技术镀在所述复合透镜上。以上说明仅仅是举例说明，并非作具体限制。
至于第一反射膜和第二反射膜的材料选择，一种方式为五氧化二钽、二氧化硅中的任意一种或二种。分光和波分复用复合膜也可以选择跟第一反射膜和第二反射膜的材料相同。以上说明仅仅是举例说明，并非作具体限制。
直接调制激光器DML发出的背向光到监控光电二极管MPD，直接调制激光器DML发出的前向光经过准直透镜、隔离器到达复合光元件，一部分到前端光电二极管FPD，一部分到达汇聚透镜汇聚到光纤插芯中。
该方案原理如图4所示，设定FPD/MPD比值，通过TEC调LD的温度，进而调LD的波长，使信号1的波长和etalon透射谱波长一致，有效提升DML的消光比，并且降低色散代价，使之满足标准要求。
DML由于调制使得信号1和信号0频率有几GHz的差别，而这个差别针对etalon透射谱来说，有不同的插损，如图2所示，信号1的插损小，而信号0插损大，通过Etalon后原先的消光比会提升，满足XG-PON的要求，但啁啾不会变，色散代价还是和原先一样，满足标准要求。
通过以上技术方案可以看出，通过将光分路器、Etalon器件和WDM器件集成为一个复合元器件，复合元器件的两个三棱柱体贴合面上镀有分光和波分复合膜，实现分光和分波功能，复合元器件的两个三棱柱体靠近汇聚透镜的垂直平面上镀有第一反射膜，两个三棱柱体靠近所述隔离器的垂直平面上镀有第二反射膜，构成etalon谐振腔，进而在不缩减现有TOSA功能的前提下，提高了元器件的集成度，精简了封装工艺，节省了封装成本。
如图5所示，本申请实施例还提供了一种光模块，包括光接收次模块ROSA501和前述的光发射次模块TOSA 502，该光发射次模块TOSA 502的结构和原理参照以上介绍，不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种光发射次模块，其特征在于，包括热电制冷器、隔离器、复合光元件、汇聚透镜、前端光电二极管FPD、光纤插芯、设置在所述热电制冷器TEC上的热沉和准直透镜、设置于所述热沉上的监控光电二极管MPD和直接调制激光器DML，所述MPD监控所述DML背向发光，所述复合光元件放置于所述隔离器和所述汇聚透镜之间；所述复合光元件由两个三棱柱体组成，所述两个三棱柱体靠近所述汇聚透镜的垂直平面上镀有第一反射膜，所述两个三棱柱体靠近所述隔离器的垂直平面上镀有第二反射膜，所述两个三棱柱体贴合面上镀有分光和波分复合膜以实现分光和分波功能，所述直接调制激光器DML发出的背向光到所述监控光电二极管MPD，所述直接调制激光器DML发出的前向光经过所述准直透镜、隔离器到达所述复合光元件，一部分到所述前端光电二极管FPD，一部分到达所述汇聚透镜汇聚到光纤插芯中。
2.根据权利要求1所述的光发射次模块，其特征在于，所述分光和波分复合膜镀在所述两个三棱柱体的其中一个倾斜面或者两个倾斜面上。
3.根据权利要求1所述的光发射次模块，其特征在于，所述第一反射膜和第二反射膜采用离子源辅助镀膜技术镀在所述复合光元件上。
4.根据权利要求2所述的光发射次模块，其特征在于，所述第一反射膜和第二反射膜的厚度为7-14微米。
5.根据权利要求1所述的光发射次模块，其特征在于，所述分光和波分复合膜采用离子源辅助镀膜技术镀在所述复合光元件上。
6.根据权利要求4所述的光发射次模块，其特征在于，所述分光和波分复合膜的厚度为7-14微米。
7.根据权利要求3或4所述的光发射次模块，其特征在于，所述第一反射膜和第二反射膜为五氧化二钽、二氧化硅中的任意一种或二种，且所述第一反射膜和所述第二反射膜的材料相同。
8.根据权利要求5或6所述的光发射次模块，其特征在于，所述分光和波分复合膜为五氧化二钽、二氧化硅中的任意一种或二种。
9.一种光模块，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的光发射次模块。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106646699A (zh) * 2017-03-09 2017-05-10 索尔思光电（成都）有限公司 棱镜及光收发组件
CN106908912A (zh) * 2015-12-23 2017-06-30 福州高意通讯有限公司 用于高速收发系统的单纤双向bosa光学结构

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2402752B (en) * 2003-06-12 2006-07-26 Agilent Technologies Inc Optical component and compact wavelength locking arrangement including such a component
US7682090B2 (en) * 2005-12-16 2010-03-23 Finisar Corporation Integrated focusing and reflecting structure in an optical assembly
JP5749458B2 (ja) * 2010-07-21 2015-07-15 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光送信モジュール、および、光送信モジュールの制御方法
WO2015006902A1 (zh) * 2013-07-15 2015-01-22 华为技术有限公司 一种波长对准的方法、装置、及光网络系统
WO2015006958A1 (zh) * 2013-07-18 2015-01-22 华为技术有限公司 一种增强消光比的装置和光发射机、光接收机、光模块
CN105634614B (zh) * 2014-10-30 2018-06-05 华为技术有限公司 光发射机、波长对准方法及无源光网络系统
CN106656347B (zh) * 2016-12-26 2019-03-19 武汉光迅科技股份有限公司 一种用于控制光发射组件波长的方法及装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106908912A (zh) * 2015-12-23 2017-06-30 福州高意通讯有限公司 用于高速收发系统的单纤双向bosa光学结构
CN106646699A (zh) * 2017-03-09 2017-05-10 索尔思光电（成都）有限公司 棱镜及光收发组件

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