CN110880954A - 一种光探测器接收组件 - Google Patents

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何伟强
王峻岭
廖斐
许广俊
陈享郭
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Abstract

本发明公开了一种光探测器接收组件，包括光探测器、调光组件和适配器，所述调光组件连接于所述光探测器与所述适配器之间，所述光探测器内靠近所述调光组件连接处设有光放大器，光信号从所述适配器传入所述调光组件，再传入所述光放大器，所述光探测器接收从所述光放大器传出的光信号，转换为电信号输出。本发明的光探测器接收组件，光放大器设于光探测器内，形成ROSA内部集成的光放大器SOA结构，大大减少了光探测器接收组件的体积和功耗，提高了模块的集成度，降低了成本。

Description

一种光探测器接收组件
技术领域
本发明公开了一种光探测器接收组件，属于光通信领域。
背景技术
PD(Photo Diode)中文译名:光电二极管，是由一个PN结组成的半导体器件，具有单方向导电特性，俗称光电探测器。
APD(Avalanche Photo Diode)中文译名:雪崩光电二极管，是一种p-n结型的光检测二极管，其中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度，俗称雪崩光电探测器。
ROSA(Receiver Optical Subassembly)中文译名:光探测器，主要应用为光信号转化成电信号(O/E转换)，主要性能指标有灵敏度(Sen)等。
SOA(Semiconductor OpticalAmplifier)中文译名:半导体光放大器，是利用能级间受激跃迁而出现粒子数反转的现象进行光放大。
PD的灵敏度是-12dBm左右，APD的灵敏度是-18dBm左右，若ROSA接收到的光信号强度低于一定的范围，就会停止工作。由于光信号经过长距的传输后会衰减，当光信号采用25G或以上的传输速率，在超过30KM的距离传输时，一般选用APD解决方案，但传输距离超过40KM后，APD方案的灵敏度已达不到要求，需要在ROSA的前端外置一个光放大器(SOA)来提高传输的光功率。
发明内容
本发明提供了一种光探测器接收组件，采用ROSA内部集成的光放大器SOA结构，大大减少了光探测器接收组件的体积和功耗，提高了模块的集成度，降低了成本。
本发明的一方面涉及一种光探测器接收组件，包括光探测器、调光组件和适配器，所述调光组件连接于所述光探测器与所述适配器之间，所述光探测器内靠近所述调光组件连接处设有光放大器，光信号从所述适配器传入所述调光组件，再传入所述光放大器，所述光探测器接收从所述光放大器传出的光信号，转换为电信号输出。
进一步地，所述光探测器包括外壳、光接收芯片和后置信号放大器，所述光放大器、光接收芯片以及后置信号放大器均设于所述外壳内，所述光接收芯片位于所述光放大器相对于所述调光组件的对侧，所述后置信号放大器位于所述光接收芯片相对于所述光放大器的对侧。
进一步地，所述光探测器还包括导光件，所述导光件设于所述光接收芯片与所述光放大器之间。
进一步地，所述光探测器还包括温度控制器，所述温度控制器设于所述外壳内，所述光放大器、导光件、光接收芯片以及后置信号放大器自靠近所述调光组件连接处起沿光信号传导方向依次设于所述温度控制器上。
进一步地，所述调光组件包括调节环和透镜，所述调节环可带动所述透镜沿所述适配器的轴向移动。
进一步地，所述调光组件还包括安装座，所述透镜设于所述安装座内，所述适配器的一端设有连接部，所述调节环套设于所述连接部上，所述安装座贴靠于所述调节环设置。
进一步地，所述导光件一端设为透镜部，其另一端设为折射部。
进一步地，所述外壳上设有第一焊盘，所述光放大器上设有第二焊盘，所述第一焊盘与所述第二焊盘电性连接。
本发明带来了以下有益效果：
本发明的光探测器接收组件，光放大器设于光探测器内，利用内置的光放大器(SOA)，把接收到的弱光放大到设定的幅度，使ROSA的接收功能正常，可以适应长距的传输应用。通过形成ROSA内部集成的光放大器SOA结构，大大减少ROSA器件的体积和功耗，提高了模块的集成度，降低了成本。
附图说明
图1为本发明所述的一种光探测器接收组件的立体图；
图2为本发明所述的一种光探测器接收组件打开壳盖时的立体图；
图3为本发明所述的一种光探测器接收组件的爆炸视图；
图4为本发明所述的一种光探测器接收组件的导光件的立体图；
图5为本发明所述的一种光探测器接收组件的光信号传输示意图。
各部件名称及其标号
10：外壳；
11：壳体；
12：壳盖；
13：第一焊盘；
14：导光件；
15：光接收芯片；
16：后置信号放大器；
17：温度控制器；
20：调光组件；
21：调节环；
22：透镜；
23：安装座；
30：适配器；
40：光放大器；
41：第二焊盘；
141：透镜部；
142：折射部。
具体实施方案
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
实施例
请参照附图1-5所示，本实施例公开一种光探测器接收组件，包括光探测器、调光组件20和适配器30，所述调光组件20连接于所述光探测器与所述适配器30之间，所述光探测器内靠近所述调光组件连接处设有光放大器40，光信号从所述适配器30传入所述调光组件20，再传入所述光放大器40，所述光探测器接收从所述光放大器40传出的光信号，转换为电信号输出。
所述适配器30连接外部光缆，使得光缆中的光信号依次经过适配器30、调光组件20和光放大器40，通过光放大器40将光信号放大处理后传输给所述光探测器。由于光放大器40设于光探测器内，相比于光放大器40设置在ROSA的前端外置的情形，省去了光放大器40外壳、外部用于连接光放大器40的结构，减少了光探测器接收组件的体积。
将光放大器40设于光探测器内，通过光探测器内部电路给所述光放大器40供电，供电电路可集成到光探测器自带的电路板上，省去了单独设置该光放大器40的供电电路板、供电电路以及必要的电子元器件，因此减小了光探测器接收组件的功耗。
同上，由于用于光放大器40的供电电路集成到光探测器自带的电路板上，光放大器40与光探测器共用同一块电路板，因此提高了模块的集成度。由于以上诸多原因，从而降低了该光探测器接收组件的制作成本。
具体的，所述光探测器包括外壳10、光接收芯片15和后置信号放大器16，所述光放大器40、光接收芯片15以及后置信号放大器16均设于所述外壳10内，所述光接收芯片15位于所述光放大器40相对于所述调光组件20的对侧，用于把光信号转换成电信号，所述后置信号放大器16位于所述光接收芯片15相对于所述光放大器40的对侧。所述光放大器40是对传输到ROSA的光信号强度做设定的放大，通过电路控制可选放大的幅度。所述后置信号放大器16在光接收芯片15探测到光信号后产生的电流放大输出，后置信号放大器16与光接收芯片15通过焊线(wirebond)连接。该外壳10可设置为上部开口的壳体11和用于封盖该开口的壳盖12，所述壳体11内设有壳腔，所述光放大器40、光接收芯片15以及后置信号放大器16均位于壳腔中，打开壳盖12可安装或拆卸，所述光放大器40、光接收芯片15以及后置信号放大器16，正常工作使用时将壳盖12盖合，使整个壳腔形成一个密封的环境，保证里面元件不受外界湿度的影响。
所述光探测器还包括导光件14，所述导光件14设于所述光接收芯片15与所述光放大器40之间。所述导光件14用于将从所述光放大器40传出的光信号导引传递给所述光接收芯片15，且光信号在所述导光件14传递的过程中发生聚合、反射等作用，达到改变光信号的方向以及改变光信号强度的目的。
在本实施中，所述导光件14一端设为透镜部141，其另一端设为折射部142。光信号在从光放大器40传出后，先经过所述透镜部141，由透镜部141对该光信号进行耦合后，再经过所述折射部142，以改变该光信号的传输方向。并且，在本实施中，所述折射部142设有倾斜朝向的折射面，该光信号经过所述折射部142后变成朝下发射的光信号，所述光接收芯片15对应地设于光信号射出的方向上，使光接收芯片15正好接收到光信号。通过述折射部142的上述设置可使光信号以垂直的方式射到光接收芯片15上，更有利于光接收芯片15对光信号的接收；另外也缩短了光信号到光接收芯片15之间的传输距离，有助于减小所述光探测器的体积。
所述光探测器还包括温度控制器17，所述温度控制器17自靠近所述调光组件20连接处起沿光信号传导方向依次设于所述外壳10内，所述光放大器40、导光件14、光接收芯片15以及后置信号放大器16均设于所述温度控制器17上。所述温度控制器17用于对所述光放大器40、导光件14、光接收芯片15以及后置信号放大器16进行散热，特别是用于对所述光放大器40进行散热，使它们保持在稳定的工作温度，有助于各器件的正常工作，特别有助于提高所述光放大器SOA的光放大性能稳定性。
所述调光组件20包括调节环21和透镜22，所述调节环21可带动所述透镜22沿所述适配器30的轴向移动，所述透镜22对光信号通过使的光路起到耦合效果，通过调节所述调节环21可调节所述透镜22对光信号的耦合度。利用调节环21调节所述透镜22移动，以改变从适配器30中出来的光信号传到透镜22上的入射角，从而改变光信号离开所述透镜22时的出射角，使光信号从透镜22出来后射入所述光放大器40。作为一种具体的调节结构及调节操作方式，所述调光组件20还包括安装座23，所述透镜22设于所述安装座23内，所述适配器30的一端设有连接部，所述调节环21套设于所述连接部上，所述安装座23贴靠于所述调节环21设置。调节操作时，旋转所述调节环21，该调节环21沿所述适配器30的轴向发生移动，从而推动所述安装座23及安装座23内的透镜22移动。
所述外壳10上设有第一焊盘13，所述光放大器40上设有第二焊盘41，所述第一焊盘13与所述第二焊盘41电性连接。所述第一焊盘13连接外部电路，以提高电能，所述第二焊盘41电性连接所述第一焊盘13，使外部电能用于所述光放大器40上使用。
综上所述，本发明的光探测器接收组件，通过适配器30连接外界光纤，光信号从光纤里输入适配器30，经过调光组件20后汇聚到光放大器(SOA)40，光经过光放大器SOA40放大后经过导光件14，在导光件14内汇聚和反射后到达光接收芯片15。
由于光放大器40设于光探测器内，利用内置的光放大器(SOA)，把接收到的弱光放大到设定的幅度，使ROSA的接收功能正常，可以适应长距的传输应用。通过形成ROSA内部集成的光放大器SOA结构，大大减少了光探测器接收组件的体积和功耗，提高了模块的集成度，降低了成本。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种光探测器接收组件，其特征在于，包括光探测器、调光组件和适配器，所述调光组件连接于所述光探测器与所述适配器之间，所述光探测器内靠近所述调光组件连接处设有光放大器，光信号从所述适配器传入所述调光组件，再传入所述光放大器，所述光探测器接收从所述光放大器传出的光信号，转换为电信号输出。
2.如权利要求1所述的一种光探测器接收组件，其特征在于，所述光探测器包括外壳、光接收芯片和后置信号放大器，所述光放大器、光接收芯片以及后置信号放大器均设于所述外壳内，所述光接收芯片位于所述光放大器相对于所述调光组件的对侧，所述后置信号放大器位于所述光接收芯片相对于所述光放大器的对侧。
3.如权利要求2所述的一种光探测器接收组件，其特征在于，所述光探测器还包括导光件，所述导光件设于所述光接收芯片与所述光放大器之间。
4.如权利要求3所述的一种光探测器接收组件，其特征在于，所述光探测器还包括温度控制器，所述温度控制器设于所述外壳内，所述光放大器、导光件、光接收芯片以及后置信号放大器自靠近所述调光组件连接处起沿光信号传导方向依次设于所述温度控制器上。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种光探测器接收组件，其特征在于，所述调光组件包括调节环和透镜，所述调节环可带动所述透镜沿所述适配器的轴向移动。
6.如权利要求5所述的一种光探测器接收组件，其特征在于，所述调光组件还包括安装座，所述透镜设于所述安装座内，所述适配器的一端设有连接部，所述调节环套设于所述连接部上，所述安装座贴靠于所述调节环设置。
7.如权利要求3所述的一种光探测器接收组件，其特征在于，所述导光件一端设为透镜部，其另一端设为折射部。
8.如权利要求2所述的一种光探测器接收组件，其特征在于，所述外壳上设有第一焊盘，所述光放大器上设有第二焊盘，所述第一焊盘与所述第二焊盘电性连接。
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