CN114002783A - 一种四芯mpo双向传输封装光路结构 - Google Patents

一种四芯mpo双向传输封装光路结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光通信器件技术领域，为一种四芯MPO双向传输封装光路结构，包括：发射光路及接收光路；所述发射光路包括依次位于由四颗10Gbps DFB激光发射器发射的四路并行光路上的准直透镜阵列、四颗光隔离器及汇聚透镜阵列，最后通过滤波片透射后被MPO‑FA接收；所述接收光路包括从所述MPO‑FA出射的光信号经过所述滤波片反射后，通过10Gbps PD光探测器阵列进行耦合和接收。可实现40Gbps速率四芯MPO 1270nm/1330nm双向数据传输，与传统八芯MPO1310nm并行传输系统相比，节约50％的光纤资源，且激光器采用非气密COB封装，大大节约了制造成本。主要应用于大型数据中心高密度布线通讯系统、数据中心与基站之间2km～10km距离数据传输。

Description

一种四芯MPO双向传输封装光路结构
技术领域
本发明涉及光通信器件技术领域，具体涉及一种四芯MPO双向传输封装光路结构。
背景技术
光模块(optical module)由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两等器件组成。光发射部分叫做TOSA，光接受部分叫做ROSA，两个合在一起就叫做BIDI。MPO-FA光纤连接器(MPO(Multi-fiberPushOn)光纤跳线，FA(光纤阵列))，即一端为MPO接头另一端为FA接头的连接器，其为MT系列连接器之一，MT系列的插芯都采用插芯端面上左右两个直径为0.7mm的导引孔与导引针(又叫PIN针)进行精准连接。
随着数据中心行业在全球的蓬勃发展，社会经济的快速增长，数据中心的发展建设将处于高速时期，其内部设备互联，数据中心之间的互联互通，将大量使用到QSFP+光模块，
发明内容
本发明提供了一种四芯MPO双向传输封装光路结构，解决了以上所述的MPO-FA光纤连接器芯数太多成本高的技术问题。
本发明为解决上述技术问题提供了一种四芯MPO双向传输封装光路结构，包括：发射光路及接收光路；
所述发射光路包括依次位于由四颗10Gbps DFB激光发射器发射的四路并行光路上的准直透镜阵列、四颗光隔离器及汇聚透镜阵列，最后通过滤波片透射后被MPO-FA接收；
所述接收光路包括从所述MPO-FA出射的光信号经过所述滤波片反射后，通过10Gbps PD光探测器阵列进行耦合和接收。
可选地，所述10Gbps DFB激光发射器的光束中轴线与所述准直透镜阵列中轴线、光隔离器中轴线、汇聚透镜阵列中轴线、MPO-FA中轴线均平行。
可选地，所述MPO-FA为四条光纤条线转光纤阵列的光纤连接器。
可选地，所述10Gbps PD光探测器阵列接收的光中轴线与所述MPO-FA中轴线垂直。
可选地，所述10Gbps DFB激光发射器的发射光中轴线与所述滤波片的透射面呈45°夹角，所述10Gbps PD光探测器阵列的接收光中轴线与所述滤波片的反射面呈45°夹角。
可选地，所述光路结构还包括发射组件支架，所述准直透镜阵列、四颗光隔离器、汇聚透镜阵列均通过粘胶工艺固定于发射组件支架上。
可选地，所述光路结构还包括滤光片支架，所述滤波片通过粘胶工艺固定于滤光片支架上。
可选地，所述光路结构还包括探测器热沉，所述10Gbps PD光探测器阵列通过粘胶工艺固定于探测器热沉上。
可选地，所述光路结构还包括激光器热沉，所述10Gbps DFB激光发射器通过金锡共晶焊接工艺固定于四颗激光器热沉上。
可选地，所述光路结构还包括PCBA，所述MPO-FA、滤光片支架、探测器热沉、发射组件支架、跨阻放大器、激光器热沉通过粘胶工艺固定于PCBA上。
有益效果：本发明提供了一种四芯MPO双向传输封装光路结构，包括：发射光路及接收光路；所述发射光路包括依次位于由四颗10Gbps DFB激光发射器发射的四路并行光路上的准直透镜阵列、四颗光隔离器及汇聚透镜阵列，最后通过滤波片透射后被MPO-FA接收；所述接收光路包括从所述MPO-FA出射的光信号经过所述滤波片反射后，通过10Gbps PD光探测器阵列进行耦合和接收。可实现40Gbps速率四芯MPO 1270nm/1330nm双向数据传输，与传统八芯MPO 1310nm并行传输系统相比，节约50％的光纤资源，且激光器采用非气密COB封装，大大节约了制造成本。主要应用于大型数据中心高密度布线通讯系统、数据中心与基站之间2km～10km距离数据传输。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明四芯MPO双向传输封装光路结构示意图；
图2为图1中局部A放大图；
图3为图2的内部结构图；
图4为本发明四芯MPO双向传输封装光路结构的发射光路结构放大示意图；
图5为本发明四芯MPO双向传输封装光路结构的接收光路结构放大示意图。
附图标记说明：MPO-FA 1，滤光片支架2，发射组件支架3，激光器热沉4，PCBA 5，10Gbps PD光探测器阵列6，45°1270nm/1330nm滤波片7，探测器热沉8，汇聚透镜阵列9，光隔离器10，跨阻放大器11，准直透镜阵列12，10Gbps DFB激光发射器13，MPD背光探测器14，10Gbps PD光探测器阵列15。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图5所示，本发明提供了一种四芯MPO双向传输封装光路结构，封装光路设计采用的是40Gbps PSM4 BIDI COB封装形式。包括：发射光路及接收光路；
所述发射光路包括依次位于由四颗10Gbps DFB激光发射器13发射的四路并行光路上的准直透镜阵列12、四颗光隔离器10及汇聚透镜阵列9，最后通过滤波片透射后被MPO-FA 1接收；
所述接收光路包括从所述MPO-FA 1出射的光信号经过所述滤波片反射后，通过10Gbps PD光探测器阵列6进行耦合和接收。
其中，滤波片为1270nm/1330nm的滤波片。
在一个具体的实施场景中，光路结构包括MPO-FA 1，滤光片支架2，发射组件支架3，四颗激光器热沉4，PCBA 5，10Gbps PD光探测器阵列6，45°1270nm/1330nm滤波片7，探测器热沉8，汇聚透镜阵列9，四颗光隔离器10，跨阻放大器11，准直透镜阵列12，四颗10GbpsDFB激光发射器13，四颗MPD背光探测器14。该设计可应用于QSFP+PSM4光模块中，可实现40Gbps速率四芯MPO 1270nm/1330nm双向数据传输。与传统八芯MPO 1310nm并行传输系统相比，节约50％的光纤资源，且激光器采用非气密COB封装，大大节约了制造成本。主要应用于大型数据中心高密度布线通讯系统、数据中心与基站之间2km～10km距离数据传输。其中，MPO-FA为四条光纤条线转光纤阵列的光纤连接器，即四芯MPO-FA。
MPO连接器与光纤光缆加工后可生产出各种形式的MPO跳线，实现光信号并行四通道单模传输，光芯非气密的固定于PCB上称为COB工艺。在封装光路的内部使用四芯MPO双向传输40Gbps PSM4 BIDI COB封装光路设计，可以节约50％的光纤资源，同时非气密的方案可以大大降低制造、运营成本。
具体地，对于发射光路而言，四颗10Gbps DFB激光发射器13，实现四路1270nm(或1330nm)光信号的并行发射；四颗MPD背光探测器14,实现监控四颗10Gbps DFB激光发射器13产生的光信号；准直透镜阵列12对四颗10Gbps DFB激光发射器13发射的并行发散光束进行准直和折射；四颗光隔离器10对经过准直透镜阵列12准直和折射的光束进行光偏振态磁偏转作用和折射；汇聚透镜阵列9对经过四颗光隔离器10光偏振态磁偏转作用和折射的光束进行汇聚和折射作用；1270nm/1330nm滤波片7对经过汇聚透镜阵列9汇聚和折射的1270nm(或1330nm)光束进行透射；MPO-FA 1对经过1270nm/1330nm滤波片7透射的光束进行耦合与接收；从而实现了发射光路的可实施完整性。
具体地，对于接收光路而言，MPO-FA 1，实现四路1330nm(或1270nm)光信号的并行发射；1270nm/1330nm滤波片7,实现对MPO-FA1产生的1330nm光信号进行反射；10Gbps PD光探测器阵列6对经过1270nm/1330nm滤波片7反射的光束进行耦合和接收；从而实现了接收光路的可实施完整性。
优选地方案，所述四颗10Gbps DFB激光发射器13发射光中轴线与准直透镜阵列12中轴线、四颗光隔离器10中轴线、汇聚透镜阵列9中轴线、MPO-FA 1中轴线平行。
优选地方案，10Gbps PD光探测器阵列6接收光中轴线与MPO-FA1中轴线垂直。
优选地方案，四颗10Gbps DFB激光发射器13发射光中轴线与45°1270nm/1330nm滤波片7飞透射面夹角45°。
优选地方案，所述10Gbps PD光探测器阵列6接收光中轴线与45°1270nm/1330nm滤波片7飞反射面夹角45°。
优选地方案，所述MPO-FA1、滤光片支架2、探测器热沉8、发射组件支架3、跨阻放大器11、四颗激光器热沉4通过粘胶工艺固定于PCBA 5之上。
优选的方案，所述10Gbps DFB激光发射器13的发射光中轴线与所述滤波片的透射面呈45°夹角，所述10Gbps PD光探测器阵列6的接收光中轴线与所述滤波片的反射面呈45°夹角。
优选的方案，所述的一种四芯MPO双向传输40Gbps PSM4 BIDI COB封装光路设计，所述准直透镜阵列12、四颗光隔离器10、汇聚透镜阵列9通过粘胶工艺固定于发射组件支架3之上。
优选的方案，所述10Gbps PD光探测器阵列6通过粘胶工艺固定于探测器热沉8之上。
优选的方案，所述所述四颗10Gbps DFB激光发射器13通过金锡共晶焊接工艺固定于四颗激光器热沉4之上。
优选的方案，所述四颗MPD背光探测器14通过粘胶工艺固定于四颗激光器热沉4之上。
优选的方案，四颗10Gbps DFB激光发射器13、四颗MPD背光探测器14、四颗激光器热沉4、10Gbps PD光探测器阵列6、探测器热沉8、跨阻放大器11通过金丝键合工艺与PCBA 5实现电信号传输。
有益效果：本发明提供了一种四芯MPO双向传输40Gbps PSM4BIDI COB封装光路设计，包括包括四颗10Gbps DFB激光发射器，四颗MPD背光探测器，四颗激光器热沉，准直透镜阵列，四颗光隔离器，汇聚透镜阵列，发射组件支架，45°1270nm/1330nm滤波片，滤光片支架，MPO-FA，10Gbps PD光探测器阵列，探测器热沉，跨阻放大器，PCBA。随着数据中心行业在全球的蓬勃发展，社会经济的快速增长，数据中心的发展建设将处于高速时期，其内部设备互联，数据中心之间的互联互通，将大量使用到QSFP+光模块，其内部使用四芯MPO双向传输40Gbps PSM4 BIDI COB封装光路设计，可以节约50％的光纤资源，同时非气密的方案可以大大降低制造、运营成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四芯MPO双向传输封装光路结构，其特征在于，包括：发射光路及接收光路；
所述发射光路包括依次位于由四颗10Gbps DFB激光发射器发射的四路并行光路上的准直透镜阵列、四颗光隔离器及汇聚透镜阵列，最后通过滤波片透射后被MPO-FA接收；
所述接收光路包括从所述MPO-FA出射的光信号经过所述滤波片反射后，通过10GbpsPD光探测器阵列进行耦合和接收。
2.根据权利要求1所述的四芯MPO双向传输封装光路结构，其特征在于，所述10GbpsDFB激光发射器的光束中轴线与所述准直透镜阵列中轴线、光隔离器中轴线、汇聚透镜阵列中轴线、MPO-FA中轴线均平行。
3.根据权利要求1所述的四芯MPO双向传输封装光路结构，其特征在于，所述MPO-FA为四条光纤条线转光纤阵列的光纤连接器。
4.根据权利要求1所述的四芯MPO双向传输封装光路结构，其特征在于，所述10Gbps PD光探测器阵列接收的光中轴线与所述MPO-FA中轴线垂直。
5.根据权利要求1所述的四芯MPO双向传输封装光路结构，其特征在于，所述10GbpsDFB激光发射器的发射光中轴线与所述滤波片的透射面呈45°夹角，所述10Gbps PD光探测器阵列的接收光中轴线与所述滤波片的反射面呈45°夹角。
6.根据权利要求1所述的四芯MPO双向传输封装光路结构，其特征在于，所述光路结构还包括发射组件支架，所述准直透镜阵列、四颗光隔离器、汇聚透镜阵列均通过粘胶工艺固定于发射组件支架上。
7.根据权利要求6所述的四芯MPO双向传输封装光路结构，其特征在于，所述光路结构还包括滤光片支架，所述滤波片通过粘胶工艺固定于滤光片支架上。
8.根据权利要求7所述的四芯MPO双向传输封装光路结构，其特征在于，所述光路结构还包括探测器热沉，所述10Gbps PD光探测器阵列通过粘胶工艺固定于探测器热沉上。
9.根据权利要求8所述的四芯MPO双向传输封装光路结构，其特征在于，所述光路结构还包括激光器热沉，所述10Gbps DFB激光发射器通过金锡共晶焊接工艺固定于四颗激光器热沉上。
10.根据权利要求9所述的四芯MPO双向传输封装光路结构，其特征在于，所述光路结构还包括PCBA，所述MPO-FA、滤光片支架、探测器热沉、发射组件支架、跨阻放大器、激光器热沉通过粘胶工艺固定于PCBA上。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017197652A1 (zh) * 2016-05-20 2017-11-23 华为技术有限公司 一种单纤双向光组件及滤波器的槽型限位结构
CN110058362A (zh) * 2019-04-23 2019-07-26 中国计量大学 一种基于五边形棱镜和干涉滤光片的单纤双向收发器件
CN209879077U (zh) * 2019-06-26 2019-12-31 武汉光迅科技股份有限公司 一种混合集成的非气密wdm-TOSA封装结构
CN211348748U (zh) * 2019-12-19 2020-08-25 福州高意通讯有限公司 一种光模块结构
CN112285846A (zh) * 2019-07-22 2021-01-29 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光收发次模块及光模块

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017197652A1 (zh) * 2016-05-20 2017-11-23 华为技术有限公司 一种单纤双向光组件及滤波器的槽型限位结构
CN110058362A (zh) * 2019-04-23 2019-07-26 中国计量大学 一种基于五边形棱镜和干涉滤光片的单纤双向收发器件
CN209879077U (zh) * 2019-06-26 2019-12-31 武汉光迅科技股份有限公司 一种混合集成的非气密wdm-TOSA封装结构
CN112285846A (zh) * 2019-07-22 2021-01-29 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光收发次模块及光模块
CN211348748U (zh) * 2019-12-19 2020-08-25 福州高意通讯有限公司 一种光模块结构

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