CN111221085B - 用于光次组件模块中的光学隔离器阵列 - Google Patents

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Abstract

本发明大致上关于一种光学隔离器阵列,其具有能于光次组件模块中安装及对齐N个光学隔离器的磁性基座。于一实施例中,磁性基座提供至少一个安装面以耦接N个光学隔离器,其中N等于光次组件的光学频道数量(例如四频道、八频道等等)。磁性基座包含允许所需数量的光学隔离器安装的整体宽度。各个光学隔离器能均匀地在磁性基座上沿相同的轴设置,且相邻的光学隔离器间隔距离D。诸如紫外线固化光学接合剂的接合剂可用来将各个光学隔离器固定于预设位置并增加整体的结构完整性。

Description

用于光次组件模块中的光学隔离器阵列
技术领域
本发明关于光学通信,特别是关于用于多通道的光次组件模块中的光学隔离器阵列及其使用的光收发器,光学隔离器阵列具有相对较紧凑及模块化轮廓的磁性基座,以支撑N个用于光次组件模块中的光学隔离器。
背景技术
光收发器可用来发出及接收光学信号以适用于但不限于网络数据中心(internetdata center)、线缆电视宽频(cable TVbroadband)及光纤到户(fiber to the home,FTTH)等各种应用。举例来说,相较于以铜制成的线缆来传输,以光收发器来传输可在更长的距离下提供更高的速度及更大的频宽。为了在空间较为限制的光收发器模块中提供较高的速度已面临一定程度的挑战。此外,光收发器模块包含范围广泛的封装轮廓(packageprofiles),例如频道密度及外壳尺寸有很大的变化,若此,这可能会使元件难以在多种类的轮廓中重复使用。
举例来说,光发射次组件(transmitter optical subassembly,TOSA)的某些手段(approach)包含具有多个激光配置及多工装置,其中激光配置例如包含激光二极管驱动器(laser diode driver,LDD)、激光二极管、汇聚透镜及多工器装置,且多工装置用于结合来自单一的壳体中的各个激光配置的频道波长。光发射次组件的各个元件必须牢固地接合并光学地对齐于其他相关的光学元件,会对在封装类型之间重复使用的部件设计(partdesign)(例如次安装部、透镜、面镜支撑件等等)产生严峻的挑战,尤其是随着光发射次组件的不断扩展的情况下。此外,这种光发射次组件的制造常规地(routinely)需要多种测试、校正及再测试阶段(re-test stages),这最终可增加每单元的制造时间、复杂度并降低合格率。
发明内容
根据本发明一实施方式,公开有一种用于光次组件模块中的光学隔离器阵列。光学隔离器阵列包含一第一磁性基座、多个光学隔离器以及一接合剂的至少一层。第一磁性基座界定出至少一个安装面。光学隔离器安装于至少一个安装面。各个光学隔离器实质上相对彼此平行地设置。接合剂的至少一层设置于至少一个安装面以将光学隔离器耦接至第一磁性基座并将各个光学隔离器相对彼此定位于一预设位置。
附图说明
这些及其他的特征与优点将通过阅读以下的详细描述及附图被更透彻地了解。在附图中:
图1呈现根据本发明一实施例的多频道光收发器的方框图。
图2根据本发明一实施例呈现用于图1中的光收发器的光学隔离器阵列的立体图。
图3根据本发明一实施例呈现图2中的光学隔离器阵列的前视图。
图4根据本发明一实施例呈现图2中的光学隔离器阵列的侧视图。
图5根据本发明一实施例呈现呈现图2中的光学隔离器阵列耦接于光次组件基板的立体图。
图6根据本发明一实施例呈现图2中的光学隔离器阵列及相关的光学元件的上视图。
图7根据本发明一实施例呈现适用于图1中的光收发器的另一个示例性光学隔离器阵列。
图8根据本发明一实施例呈现图7中的示例性光学隔离器阵列的侧视图。
【附图标记列表】
光收发器 100
基板 102
多频道光发射次组件配置 104
多频道光接收次组件配置 106
光收发器架体 109
激光配置 110
发射连接电路 112
光发射次组件壳体 114
馈通装置 116
中继发射线路 117
导体电路 119
输出波导 120
光纤插座 122
多工装置 124
解多工装置 129
频道波长 126
光学隔离器阵列 127
光二极管阵列 128
放大电路 130
接收连接电路 132
光纤阵列 133
接收波导 134
光纤插座 136
光学隔离器阵列 200、200’
第一磁性基座 202
第二磁性基座 203
光学隔离器 204、204-1~204-4
准直透镜 205
接合剂 206、206’
第一安装面 207
激光二极管 208、208-1~208-4
光接收面 209-1
光发射面 211-1
第一磁场 212-1
第二磁场 212-2
安装面 213
基板 220
安装面 221
基板配合面 230
驱动信号 TX_D1~TX_D4
电性数据信号 RX_D1~RX_D4
整体宽度 W1
宽度 W2、W3
整体高度 H1
距离 D1
距离 D2
具体实施方式
本发明大致上关于一种光学隔离器阵列,其具有允许N个光学隔离器芯片(于此仅称为光学隔离器)在光次组件模块中安装及对齐的磁性基座(或板体)。于一实施例中,磁性基座提供至少一个安装面以支撑及耦接至N个光学隔离器,其中N等于光学次组件的光学频道数量(例如四频道、八频道等等)。磁性基座包含允许所需数量的光学隔离器能设置于其上的整体宽度。各个光学隔离器能于磁性基座上沿相同的轴设置且相邻的光学隔离器间隔均匀的距离。光学隔离器于耦接至磁性基座时能实质上相对彼此平行延伸。此外,各个光学隔离器于第一端提供光接收面以从相对应的激光二极管接收频道波长,并于相对第一端的第二端提供光发射面以沿传递方向通过所接收的频道波长。光次组件模块中的磁性基座的极性及位向(orientation)确定通过各个光学隔离器的传递方向。磁性基座产生磁场,且该磁场的磁场强度足以确保所需的传递方向上有额定的能量。因此,耦接至磁性基座的各个光学隔离器供沿相同方向的多个频道波长通过。于一实施例中,这包含沿相对于彼此平行延伸的相对光路径供频道波长通过的光学隔离器。诸如紫外光固化光学接合剂的接合剂可用来将各个光学隔离器固定于磁性基座上的预设位置,并提供额外的结构支撑。也可使用其他类型的接合剂及固定方式,且它们皆属于本发明的范围。
于本发明的另一实施例中,公开有一种光学隔离器阵列,其包含彼此相对设置的第一及第二磁性基座或板体,以及夹/设置于它们之间的多个光学隔离器。光学隔离器例如可通过接合剂或其他合适的方法耦接于第一及第二磁性基座。第一及第二磁性基座分别产生第一及第二磁场,且能基于其确定用于光学隔离器的传递方向。第一及第二磁性基座的磁场强度可实质上为相等的,或是根据所需的实施方式而为不同的。进一步来说,第二磁铁的添加相对单一磁场来说能产生更好的隔离效果(isolationperformance)。
接着,各个第一及第二磁性基座可具有相同的构造,因此任一磁性基座能用来将光学隔离器阵列耦接至基板的表面(例如光发射次组件的侧壁)。于本实施例中,接合剂的至少一层可延伸于第一及第二磁性基座之间以稳固地将光学隔离器定位在第一及第二磁性基座之间的预设位置,并能增加光学隔离器阵列的整体结构完整性。
相较其他利用离散/独立且耦接至基板的光学隔离器来说,许多优点将显而易见。举例来说,根据本发明的光学隔离器阵列能轻易地缩短或加长以满足(accommodate)不同的光次组件壳体/封装需求和/或更少或更多的光学频道的需求。光学隔离器的总数量可根据所需的频道数量改变,且这种修改无须实质上重新设计光学隔离器阵列便能达成。另外或此外,相邻的光学隔离器芯片之间的距离/间距可被改变而满足各种封装设计。
此外,根据本发明的光学隔离器阵列可独立地制造并选择性地与其他光次组件元件分开来测试,并接着作为单一的单元耦接至相关的壳体(例如光发射次组件壳体)中。这有助于确保各个光学隔离器凭借着使光学隔离器阵列在预设位置耦接于光次组件,而能光学地对齐于相关的主动和/或被动光学元件(例如多工器、激光二极管等等)。借由简单地相对相关的光学元件平移磁性基座的实体位置,可在细致的水平(例如小于10微米)上串列(tandem)地均匀地调整每个光学隔离器的位向,进而最小化或减少调整的总数,以实现额定功率。这会显著地降低制造复杂度、误差及光学次组件制造通常具有的固定重复测试迭代(fix-and-repeat testing iteration)的次数。
虽然本发明包含具体关于使用在光发射次组件配置中的光学隔离器阵列的示例及情况,但本发明并不以此为限。举例来说,根据本发明的光学隔离器可用来于光接收次组件配置中对齐及安装光学隔离器。
于此,“频道波长(channel wavelength)”指与光学频道相关的波长,且可包含中心波长附近的特定波长带。于一示例中,频道波长可由国际电信(InternationalTelecommunication,ITU)标准定义,例如ITU-T高密度波长分波多工(dense wavelengthdivision multiplexing,DWDM)网格(grid)。本发明同样地可应用于低密度分波多工(coarse wavelength division multiplexing,CWDM)。于特定的示例中,频道波长根据区域网络(local area network,LAN)波长分割多工(wavelength division multiplexing,WDM)实施,而区域网络波长分割多工也可称为LWDM。
用语“耦合”于此是指任何连接、耦接、连结或相似的关系,且“光学地耦合”是指光从一个元件传递(impart)到另一个元件的耦合关系。这种“耦合”装置并不需要直接彼此连接,且可由中间元件或能操控或修改这样的信号的装置分隔开。另一方面,用语“直接光学耦合”指两个元件之间不包含诸如面镜及波导等这种中间元件或装置而通过光学路径的光学耦合,或是指两个元件之间没有包含沿着光路径的弯折(bend)/转弯(turn)。
用语“实质上”于此一般性地使用并指可接受的误差范围内的精准程度,其中可接受的误差范围视为并反映因制造过程中的材料组成、材料缺陷和/或限制/奇异(peculiarity)所产生的次要真实世界变化(minor real-world variation)。这种变化可因此被描述为大致地(largely),但不需完全地达成所述的/标称的特性。为了提供一种非限制性的示例来量化“实质上”,除非另有说明,否则次要变化可造成的误差小于或等于特定描述的数量/特性的正负5%。
请参阅图式,图1呈现及描述有根据本发明的实施例的光收发器100。于本实施例中,光收发器100包含耦接于一基板102的一多频道光发射次组件配置104以及一多频道光接收次组件配置106,其中基板102也可称为光学模块基板。基板102例如可包含印刷电路板(printed circuit board,PCB)或印刷电路板组件(printed circuit board assembly,PCBA)。基板102可为可插入式的(pluggable),以用于插入至光收发器架体109中。
于所绘示的实施例中,光收发器100分别通过多频道光发射次组件配置104及多频道光接收次组件配置106使用四个不同的频道波长(λ1、λ2、λ3、λ4)发出并接收四个频道的信号,且每频道能具有至少大约25Gbps的传输速度。于一示例中,频道波长λ1、λ2、λ3、λ4可分别为1270纳米(nm)、1290nm、1310nm及1330nm。包含相关于区域网络波长分割多工的其他频道波长也属于本发明的范围。光收发器100也能具有2公里(km)到至少约10公里的传输距离。光收发器100例如可用于网络数据中心应用(internet data center applications)或是光纤到户(fiber to the home,FTTH)应用。虽然接下来的示例及实施例呈现并描述四个频道的光收发器,但本发明并不以此为限。举例来说,本发明也可同样地应用于2、6或8个频道的实施方式。
详细来说,多频道光发射次组件配置104包含一光发射次组件壳体114,光发射次组件壳体114具有界定出空腔(未绘示)的多个侧壁。所述空腔包含设置于其中的多个激光配置110、一光学隔离器阵列127及一多工装置124。光学隔离器阵列127可被实施为图2~图6中的光学隔离器阵列200或是图7及图8中的光学隔离器阵列200’,这将于以下详细描述。于任何情况中,各个激光配置110能用来发射具有不同的相关频道波长的多个光学信号。各个激光配置可包含被动和/或主动的光学元件,例如激光二极管(laser diode,LD)、监控光二极管(monitor photodiode,MPD)、激光二极管驱动器(laser diode driver,LDD)等等。包含各个激光配置的额外元件包含滤波器、光学隔离器、滤波电容器等等。
为了驱动这些激光配置110,光收发器100包含一发射连接电路112以提供电性连接给光发射次组件壳体114中的这些激光配置110。发射连接电路112例如可用以从光收发器架体109中的电路接收驱动信号(例如驱动信号TX_D1~TX_D4)。光发射次组件壳体114可被气密地(hermetically)密封以防止诸如灰尘或碎屑(debris)等外界物质进入。因此,多个中继(transit)发射(TX)线路117(或是电性传导路径)可图案化于基板102上的至少一个表面,且电性耦接于光发射次组件壳体114的馈通装置(feedthrough device)116以使发射连接电路112处于电性通信于激光配置110的状态,进而将发射连接电路112与多频道光发射次组件配置104电性互连。馈通装置116例如可包含陶瓷、金属或任何其他合适的材料。
在运作过程中,多频道光发射次组件配置104可接着接收驱动信号(例如驱动信号TX_D1至驱动信号TX_D4),并与之响应,以产生并发送经多工的频道波长至输出波导120,其中输出波导120例如为发射光纤。所产生的经多工的频道波长可根据解多工装置129结合,其中解多工装置129例如为频道波长阵列波导光栅(arrayed waveguide grating,AWG),且频道波长阵列波导光栅(arrayed waveguide grating,AWG)用以从这些激光配置110接收所发出的频道波长126,并以光纤插座122的方式输出带有经多工的频道波长的信号至输出波导120。
接着,多频道光接收次组件配置106包含一解多工装置129(如阵列波导光栅)、一光二极管阵列128及一放大电路130(如跨阻抗放大器(transimpedance amplifier,TIA))。解多工装置129的输入端口可通过光纤插座136的方式光学地耦接于接收波导134(如光纤)。解多工装置129的输出端口可用于输出独立的频道波长至光二极管阵列128。光二极管阵列128可接着输出成比例的(proportional)电性信号至放大电路130,所述信号接着能被放大或者是调变(conditioned)。光二极管阵列128及放大电路130侦测从光纤阵列133接收的光学信号,并将此光学信号转换成通过接收连接电路132输出的电性数据信号RX_D1至RX_D4。于运作过程中,光二极管阵列128可接着通过导体电路119(可称为导体路径)的方式输出带有所接收的频道波长的表征(representation)的电性信号至接收连接电路132。
请参阅图2至图6,根据本发明一实施例呈现有一示例性光学隔离器阵列200。如图式所示,光学隔离器阵列200包含一第一磁性基座202(或称为磁性板)及多个光学隔离器,其中这些光学隔离器共同标记为204且分别标记为204-1至204-4。第一磁性基座202可由金属或金属合金制成,例如铁、镍、钴或上述的任何结合。于一实施例中,第一磁性基座202可作为永久磁铁装置,但诸如电磁铁装置(electromagnet device)的其他种磁铁也属于本发明的范围。
多个侧壁界定出第一磁性基座202并提供至少一个第一安装面207。第一安装面207能如图式所示为实质上平坦的,但于其他实施例中第一安装面207亦可无需为平坦的。第一安装面207支撑这些光学隔离器204。第一磁性基座202的整体宽度W1(如图3所示)可为光学隔离器的所需数量的函数。举例来说,图3所呈现的实施例中,整体宽度W1可量测为约100微米(micron),且各个光学隔离器204具有相对应约为20微米的宽度。于此示例中,可选择100微米作为整体宽度W1以使部分的整体宽度W1,也就是宽度W2、W3,能提供接合溢出区(adhesive overflow region),其中宽度W2、W3相等地量测为约10微米。这有助于提供足够的安装空间来给四个光学隔离器,并提供足够的安装面积使接合剂206中的至少一层的各个端能在不溢出第一磁性基座202的侧边的情况下流动及固化。因此,下列的等式可用来决定第一磁性基座202的整体宽度W1:
等式1:W1=N*Wn+Wn,其中W1为整体宽度,N为光学隔离器的所需数量,而Wn为光学隔离器的宽度。
另一方面,第一磁性基座202的整体高度H1例如可被选择来确保各个光学隔离器204沿着Z轴垂直地对齐于相关的激光配置,这将于以下参照图7详细说明。
各个光学隔离器204能包含极化迟钝法拉第隔离器(polarization-insensitiveFaraday Isolator),极化迟钝法拉第隔离器包含多个段/部分,这些段/部分包含夹/设置于第一极化部及第二极化部之间的转子部。第一极化部及第二极化部能包含例如由金红石(TiO2)制成的双折射棱镜(birefringent wedge)。这种实施方式特别适用于空间受限制的壳体。各个光学隔离器204可包含由不同的材料所制成的多个部份以将多个所需频道波长作为目标。
这些光学隔离器可通过接合剂206中的至少一层固定于第一安装面207上的预设位置。如图式所示,接合剂206的至少一层可用至少部份地环绕各个光学隔离器204的方式设置。于沉积过程(depositing process)中,接合剂206的至少一层可根据由各个光学隔离器204的接近所产生的毛细作用(capillary action)而沿实质上相对第一安装面207为横向的方向流动,或可仅根据设置于各个光学隔离器204之间而如图式所示固化。在上述两个情况中,接合剂206的至少一层一般来说能作为次安装件来将各个光学隔离器相对第一磁性基座202定位和/或支撑于预设位置。
为此,用来形成光学隔离器阵列200的方法可包含首先将接合剂206的至少一层沉积在基座的第一安装面207上,并接着将各个光学隔离器204沉积于它们的预设位置。须注意的是,使用接合剂来定位各个光学隔离器204-1~204-4有助于以相对较简单、细致(fine-grain)的方式调整光学隔离器之间的间隔(pitch)/距离。如图3所进一步呈现,各个光学隔离器204可设置于多个预设位置,以使相邻的光学隔离器之间具有一致的距离D1。接合剂206的至少一层可以距离D2垂直地间隔于各个光学隔离器204。这些光学隔离器204之间的距离D2可为一致的,但可借由设计和/或考量接合剂206的至少一层的如何固化而进行改变。各个光学隔离器可进一步于线性阵列中彼此平行地设置。
请特别参照图4,第一磁性基座202产生第一磁场212-1。如图式所示,第一磁场212-1的磁力线(flux line)交会于安装在第一磁性基座202的各个光学隔离器204。于运作过程中,第一磁场212-1因此决定入射至光学隔离器204的光线的传递方向。
请改参阅图5,光学隔离器阵列200绘示为安装于一基板220。尤其,光学隔离器阵列200的第一磁性基座202通过基板配合面230耦接于基板220所提供的安装面221。基板配合面230可实质上为平坦的且对应于基板220的安装面221。
基板220例如可包含印刷电路板(printed circuit board,PCB)、壳体的侧壁(例如由金属或其他合适的刚性材料制成)或任何其他合适的材料。光学隔离器阵列200可与光次组件中的其他元件至少部分地分开组装,并随后在制造过程中有效地耦合为单件。因此,各个光学隔离器204可设置于第一磁性基座202上的预设位向及位置,以确保它们各自沿着X轴及Y轴在额定公差(nominal tolerance)内对齐。可简单地借由将光学隔离器阵列200耦接于基板220的安装面221上的预设位置以达成具有相关的被动和/或主动光学元件(例如激光二极管)的光学隔离器阵列200的光学对齐,特别是安装于其的各个光学隔离器。整体高度H1(请参阅图3)可接着使光学隔离器阵列200沿着Z轴位移,使各个光学隔离器于相关的主动和/或被动元件的额定公差内进行光学对准。
举例来说,如图6中所绘示的高度简化实施例中,各个光学隔离器204-1~204-4可至少部份根据第一磁性基座202的尺寸光学地对准于相对应的准直透镜(collimatinglens)205及激光二极管208中相对应的激光二极管208-1~208-4。这有助于使基板220的安装面221作为基板配合面230的止挡,并简单地借由使第一磁性基座202的基板配合面230齐平于(flush)基板220的安装面221而提供各个光学隔离器沿Z轴位于所欲位置的正向指示。同样地,各个光学隔离器204沿X轴及Y轴的对齐仅需要确保第一磁性基座202相对相关的光学元件位于预设的X位置及Y位置。
各个激光二极管208-1~208-4可用来发出不同的频道波长。在激光二极管208之后,各个光学隔离器204-1~204-4包含光接收面(例如光接收面209-1)及光发射面(例如光发射面211-1),其中光接收面用于接收来自相对应的激光二极管208-1~208-4的频道波长,光发射面相对于光接收面并用于将所接收的频道波长传递给多工装置(例如图1中的多工装置124)。举例来说,如图式所示,光接收面及光发射面可相对相对应的光路径倾斜大约8度。
因此,在耦接光学隔离器阵列200于基板220之后,光学路径可接着从各个激光二极管208-1~208-4的各个发射面延伸而通过相关的准直透镜205,然后通过相关的光学隔离器204。各个光学路径可实质上彼此平行地延伸,但其他实施例也属于本发明的范围。
图7根据本发明一实施例呈现另一示例性光学隔离器阵列200’。如图式所示,光学隔离器阵列200’实质上相似于以上参照图2至图6说明的光学隔离器阵列200,其叙述同样地适用于图7中的实施例,故不再赘述。然而,示例性光学隔离器阵列200’包含第二磁性基座203。第二磁性基座203可设置于光学隔离器204-1~204-4的顶面或是替代地由接合剂206’的至少一层所支撑,其中接合剂206’设置于光学隔离器204及第二磁性基座203之间。
因此,光学隔离器204及接合剂206’的至少一层能被夹设/设置于第一磁性基座202及第二磁性基座203之间。第一及第二磁性基座可实质上相对彼此平行延伸,且可具有相同的尺寸,但其他的实施例也属于本发明的范围。如图式所示,接合剂206’的至少一层可从第一磁性基座202的第一安装面207延伸距离D2到第二磁性基座203的安装面213。为此,接合剂206’的至少一层稳固地将第一磁性基座202及第二磁性基座203彼此接合,更重要的是稳固地将光学隔离器204-1~204-4固定于它们之间。
如图8所示,第一磁性基座202及第二磁性基座203分别制造第一磁场212-1及第二磁场212-2。根据所需的实施方式,第一磁场212-1及第二磁场212-2可至少部份地重迭或不重迭。在上述两种情况中,第一磁场212-1及第二磁场212-2的极性可用来确定入射到这些光学隔离器204的波长的传递方向。
根据本发明一实施方式,公开有一种用于光次组件模块中的光学隔离器阵列。光学隔离器阵列包含一第一磁性基座、多个光学隔离器以及一接合剂的至少一层。第一磁性基座界定出至少一个安装面。光学隔离器安装于至少一个安装面。各个光学隔离器实质上相对彼此平行地设置。接合剂的至少一层设置于至少一个安装面以将光学隔离器耦接至第一磁性基座并将各个光学隔离器相对彼此定位于一预设位置。
根据本发明另一实施方式,公开有一种光收发器。一种光收发器,包含一收发器壳体、至少一个光发射次组件配置以及一光接收次组件。光发射次组件配置设置于收发器壳体中。光发射次组件配置包含一基板、多个激光二极管以及一光学隔离器阵列。基板提供至少一个安装面。激光二极管安装于基板的至少一个安装面。各个激光二极管用来沿多个光路径中相对应的一个发出不同的相关频道波长。光学隔离器阵列安装于至少一个安装面并相邻于激光二极管而使得光路径交会于光学隔离器阵列。光学隔离器阵列包含至少一个第一磁性基座及耦接于至少一个第一磁性基座的多个光学隔离器。各个光学隔离器通过相对应的一光路径光学地对齐于激光二极管中相对应的一个。光接收次组件设置于收发器壳体中。
虽然本发明的原理已于此描述,但是可以理解的是,本领域技术人员可理解这些叙述仅为示例性的而不用于限定本发明的范围。除了于此描述及呈现的示例性实施例之外,其他的实施例也位于本发明的范围内。本领域技术人员当可进行一些修改及替换,且这些修改及替换也位于本发明的范围内并仅以下述的权利要求书为限。

Claims (19)

1.一种光学隔离器阵列,其特征在于:用于一光次组件模块中,所述光学隔离器阵列包含:一第一磁性基座,界定出至少一个安装面;
多个光学隔离器,安装于所述至少一个安装面,各所述光学隔离器实质上相对彼此平行地设置;以及
至少一层接合剂,接合剂设置于至少一个安装面以将所述光学隔离器耦接至所述第一磁性基座并将各所述光学隔离器相对彼此定位于一预设位置,其中
所第一磁性基座包括两个相等地量测的接合溢出区以防止所述接合剂溢出所述第一磁性基座的侧边,以及其中所述至少一层接合剂以一致的距离垂直地间隔各所述光学隔离器。
2.如权利要求1所述的光学隔离器阵列,其特征在于:所述第一磁性基座由永磁铁所制成。
3.如权利要求1所述的光学隔离器阵列,其特征在于:所述第一磁性基座产生一第一磁场,且所述第一磁场交会于所述光学隔离器以确定一传递方向。
4.如权利要求1所述的光学隔离器阵列,其特征在于:各所述光学隔离器包含一法拉第隔离器。
5.如权利要求1所述的光学隔离器阵列,其特征在于:各所述光学隔离器包含倾斜的一光接收面以从相关的一激光二极管接收多个频道波长。
6.如权利要求1所述的光学隔离器阵列,其特征在于:所述光学隔离器于所述至少一个安装面上均匀地设置。
7.如权利要求1所述的光学隔离器阵列,其特征在于:所述接合剂的所述至少一层设置于所述光学隔离器中的相邻的光学隔离器之间。
8.如权利要求1所述的光学隔离器阵列,其特征在于:所述第一磁性基座包含一基板配合面,且所述基板配合面实质上为平坦的以对应于一基板的一安装面并安装于所述基板的所述安装面。
9.如权利要求1所述的光学隔离器阵列,其特征在于:还包含一第二磁性基座,所述第二磁性基座通过所述接合剂的所述至少一层耦接于所述光学隔离器。
10.如权利要求9所述的光学隔离器阵列,其特征在于:所述第二磁性基座产生一第二磁场,所述第二磁场与所述光学隔离器交会。
11.一种光收发器,其特征在于包含:
一收发器壳体;
至少一个光发射次组件配置,设置于所述收发器壳体中,所述至少一个光发射次组件配置包含:
一基板,提供至少一个安装面;
多个激光二极管,安装于所述基板的所述至少一个安装面,各所述激光二极管用来沿多个光路径中相对应的一个发出不同的相关频道波长;以及
一权利要求1所述的光学隔离器阵列;以及
一光接收次组件,设置于所述收发器壳体中。
12.如权利要求11所述的光收发器,其特征在于:所述光学隔离器阵列的所述第一磁性基座由永久磁铁所制成。
13.如权利要求11所述的光收发器,其特征在于:所述第一磁性基座产生一第一磁场,且所述第一磁场交会于所述光学隔离器以确定传递方向。
14.如权利要求11所述的光收发器,其特征在于:各所述光学隔离器包含倾斜的一光接收面以从所述激光二极管中相对应的一个接收多个频道波长。
15.如权利要求11所述的光收发器,其特征在于:所述光学隔离器于所述至少一个安装面上均匀地设置。
16.如权利要求11所述的光收发器,其特征在于:一接合剂的至少一层设置于所述光学隔离器中的相邻的光学隔离器之间。
17.如权利要求11所述的光收发器,其特征在于:所述第一磁性基座包含一基板配合面,且所述基板配合面实质上为平坦的以对应于一基板的一安装面并安装于所述基板的所述安装面。
18.如权利要求11所述的光收发器,其特征在于:还包含一第二磁性基座,所述第二磁性基座通过所述接合剂的所述至少一层耦接于所述光学隔离器及所述第一磁性基座。
19.如权利要求18所述的光收发器,其特征在于:所述第二磁性基座产生一第二磁场,所述第二磁场与所述光学隔离器交会。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113759472B (zh) * 2020-06-03 2023-01-24 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN113568107A (zh) * 2021-06-25 2021-10-29 昂纳信息技术(深圳)有限公司 一种多通道磁性隔离器的生产方法及设备
CN114779404B (zh) * 2022-04-26 2023-12-01 武汉光迅科技股份有限公司 一种dmux器件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10123462A (ja) * 1996-10-23 1998-05-15 Hoya Corp 光アイソレータの製造方法、光アイソレータ、偏光素子、およびファラデー素子
JP2001242419A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Oyokoden Lab Co Ltd 光アイソレータの製造方法および光アイソレータ
JP2003287715A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Miyota Kk 光アイソレータの組立方法及び組立装置
CN105579891A (zh) * 2013-09-24 2016-05-11 株式会社藤仓 光学设备、光学设备制造方法、以及光隔离器
CN105842883A (zh) * 2016-05-12 2016-08-10 深圳市芯思杰智慧传感技术有限公司 光隔离器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730207A (ja) * 1993-07-09 1995-01-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザアレイモジュールとその組立て方法
JP2006317787A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Namiki Precision Jewel Co Ltd 光伝送モジュール
US9170440B2 (en) * 2008-07-01 2015-10-27 Duke University Polymer optical isolator
US8009942B2 (en) * 2008-07-01 2011-08-30 Duke University Optical isolator
CN102955201B (zh) * 2012-11-28 2015-04-15 索尔思光电(成都)有限公司 具有扩大光束缓冲区域的光隔离器及其制作方法
JP6446955B2 (ja) * 2013-10-09 2019-01-09 住友電気工業株式会社 光送信モジュール
CN204947313U (zh) * 2015-08-24 2016-01-06 宁波环球广电科技有限公司 多通道阵列光纤激光器
US9866329B2 (en) * 2016-06-08 2018-01-09 Applied Orthoelectronics, Inc. Optical transmitter or transceiver including transmitter optical subassembly (TOSA) modules directly aligned to optical multiplexer inputs
US10447013B2 (en) * 2017-07-19 2019-10-15 Axalume, Inc. High-power packaged laser array

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10123462A (ja) * 1996-10-23 1998-05-15 Hoya Corp 光アイソレータの製造方法、光アイソレータ、偏光素子、およびファラデー素子
JP2001242419A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Oyokoden Lab Co Ltd 光アイソレータの製造方法および光アイソレータ
JP2003287715A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Miyota Kk 光アイソレータの組立方法及び組立装置
CN105579891A (zh) * 2013-09-24 2016-05-11 株式会社藤仓 光学设备、光学设备制造方法、以及光隔离器
CN105842883A (zh) * 2016-05-12 2016-08-10 深圳市芯思杰智慧传感技术有限公司 光隔离器

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