CN118192018A - 光传输模块、光传输模块的制备方法及光放大器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光传输模块、光传输模块的制备方法及光放大器。光传输模块包括光发射单元、第一透镜阵列、第二透镜阵列和光接收单元。光发射单元包括多个光发射通道，光接收单元包括多个光接收通道。第一透镜阵列包括第一基底以及集成于第一基底的多个第一透镜。第二透镜阵列包括第二基底以及集成于第二基底的多个第二透镜。光发射单元发出的发散光线经过第一透镜阵列后准直为准平行光线，进入第二透镜阵列的准平行光线能够被汇聚为汇聚光线并进入光接收单元。本申请的光传输模块能够降低光信号耦合难度、降低耦合插损，减少模斑失配现象，提高耦合效率，且光路内可以设置足够的空间插入隔离器等光学元器件。

Description

光传输模块、光传输模块的制备方法及光放大器

技术领域

本申请涉及光路传输领域，尤其是涉及一种光传输模块、光传输模块的制备方法及光放大器。

背景技术

光波导可用于制作有源和无源光学元器件，如激光器、调制器和光耦合器等，同时也适用于制作平面结构的集成光路，将光引入电路板中，代替电互联。随着单片多功能光学器件的兴起，越来越多的光学元器件集成于集成光路中，使整个光学系统朝向小型化发展，在促进高速、大容量信息网发展的同时也伴随着一系列问题。例如，集成光路中光信号传输元件之间耦合困难、尺寸较大的无源光学元器件难以集成等。

光路传输过程中光信号从光发射单元(如激光器、光纤、光波导等)发出进入下一级光接收单元(如光纤、光波导、探测器等)的过程称为耦合，分为直接耦合和间接耦合。直接耦合是指光发射单元发出的光信号直接进入光接收单元，中间不经过其它元器件的耦合方法，如光纤的锥形端面耦合、球形端面耦合等。直接耦合一般需要对光发射单元和光接收单元的端口进行加工以匹配耦合模型，耦合效率影响因子不仅取决于端口对位的准确性，也同时受限于光发射单元和光接收单元光束模斑的适配性，在对位过程中无法修正。

间接耦合是指在光发射单元和光接收单元之间增加透镜，利用透镜对发散光束的准直和汇聚作用转换光斑使得光束更好地耦合进入光接收单元的耦合方法。除透镜外，光发射单元和光接收单元之间也可以增加隔离器等其它光学元器件来处理光信号。

对于光发射单元和光接收单元具有多个通道的耦合模型，采用直接耦合的方式需要对光发射单元的每个光发射通道和光接收单元的每个光接收通道进行对位，工艺流程复杂，且无法在光发射单元和光接收单元之间加入其它空间光传播器件，因此，现有技术中对耦合质量要求较高的多通道耦合模型较多采用间接耦合的方式。例如，专利CN214375420U公开了一种基于AWG芯片(Arrayed Waveguide Grating，阵列波导光栅)的光发射组件及光模块，将具有多个发射通道的激光器芯片阵列作为光发射单元，具有多个输入端口的波导阵列作为光接收单元，激光器芯片阵列和波导阵列之间还设置有透镜组和隔离器，透镜组中包含多个单体透镜，从激光器芯片阵列的各发射通道发出的光信号经过透镜组中对应的单体透镜后由发散光线变为汇聚光线，通过隔离器并进入波导阵列上对应的输入端口内。由于透镜组的作用是对激光器芯片阵列的发散光聚焦，在耦合模型达到最佳插损值时，激光器芯片阵列与波导阵列一般位于透镜组两侧焦点的位置，距离相对固定，在隔离器等光学器件尺寸较大时可能无法放置于激光器芯片阵列和波导阵列之间。并且，在耦合的过程中，需要单独调节透镜组中每一个单体透镜的位置与角度，以匹配各发射通道和对应接收通道的模斑，无法做到所有通道一次性对位，大大降低了耦合效率，且光发射通道和光接收通道容易出现模斑失配的问题。

由此可知，现有技术中光信号多通道耦合的工艺复杂、耦合效率低，容易出现模斑失配现象，造成耦合插损过高，且光发射单元和光接收单元之间距离受限，难以在光路中插入更多其它光学器件。

发明内容

本申请实施例提供了一种光传输模块、光传输模块的制备方法及光放大器，解决了现有技术中存在的光信号多通道耦合的工艺复杂、耦合效率低，容易出现模斑失配现象，造成耦合插损过高，且光发射单元和光接收单元之间距离受限，难以在光路中插入更多其它光学器件的问题。

本申请提供了一种光传输模块，包括沿第一方向依次间隔设置的光发射单元、第一透镜阵列、第二透镜阵列和光接收单元。其中，第一方向为光信号的传输方向。

光发射单元包括沿第二方向并列间隔设置的多个光发射通道，光接收单元包括沿第二方向并列间隔设置的多个光接收通道。第一透镜阵列包括第一基底、以及沿第二方向并列设置且集成于第一基底的多个第一透镜。第二透镜阵列包括第二基底、以及沿第二方向并列设置且集成于第二基底的多个第二透镜。从光发射单元的每个光发射通道中发出的光线均能够依次经过对应的一个第一透镜、对应的一个第二透镜后被光接收单元内对应的一个光接收通道所接收。其中，第二方向与第一方向垂直。

第一透镜阵列的入光面与光发射单元的出光端面以第一间隔相对设置。第一间隔设置成：使得光发射单元发出的发散光线经过第一透镜阵列后准直为准平行光线。

第二透镜阵列的出光面与光接收单元的进光端面以第二间隔相对设置。第二间隔设置成：使得进入第二透镜阵列的准平行光线能够被汇聚为汇聚光线并进入光接收单元。

本申请的光传输模块，可将两个透镜阵列分别与光发射单元和光传输单元对位，将光发射单元和光传输单元耦合的过程拆分，降低二者之间位置的关联度，从而降低了整体的耦合难度，降低耦合插损，进一步减少模斑失配现象。

并且，第一透镜阵列和第二透镜阵列均采用集成化结构，各第一透镜之间相对固定，各第二透镜之间相对固定，因此可以做到一次性将所有光发射通道与第一透镜对位，以及一次性将所有光接收通道与第二透镜对位。可见，本方案当中的透镜阵列集成化结构可以简化光传输模块的耦合工艺，提高耦合效率。

进一步的，由于第一透镜阵列和第二透镜阵列之间为准平行光线，则第一透镜阵列和第二透镜阵列之间的距离没有限制，可以设置足够的空间插入隔离器等光学元器件。

在一些实施例中，第一透镜阵列中的第一基底设置成透光结构，多个第一透镜形成于第一基底。

和/或，第二透镜阵列中的第二基底设置成透光结构，多个第二透镜形成于第二基底。

采用上述方案，可以让第一透镜阵列和/或第二透镜阵列高度集成化，避免透镜和基底安装造成的误差，且提高了透镜阵列整体的强度，防止元器件受到撞击时透镜阵列中的透镜脱离安装位置产生光线偏移。

在一些实施例中，多个光发射通道中相邻的光发射通道之间间距相等，多个第一透镜中相邻的第一透镜之间间距相等，且多个光发射通道与多个第一透镜在第二方向上一一对齐。多个光接收通道中相邻的光接收通道之间间距相等，多个第二透镜中相邻的第二透镜之间间距相等，且多个光接收通道与多个第二透镜在第二方向上一一对齐。便于光发射单元、第一透镜阵列、光接收单元和第二透镜阵列加工，且有利于提高加工精度，进一步提升光发射单元和光接收单元与透镜阵列对位的准确度。

在一些实施例中，多个第一透镜中的各第一透镜具有相对设置的平面和凸面，平面用作第一透镜阵列的入光面，凸面用作第一透镜阵列的出光面。

多个第二透镜中的各第二透镜具有相对设置的平面和凸面，平面用作第二透镜阵列的出光面，凸面用作第二透镜阵列的入光面。

采用上述方案，可以防止光线逆向回射，造成光路自混合干涉。

在一些实施例中，光发射单元包括光纤阵列、激光器和波导阵列中的至少一种。光接收单元包括光纤阵列、波导阵列和探测器阵列中的至少一种。

在一些实施例中，光发射单元包括第一光纤阵列。光接收单元包括波导阵列和第二光纤阵列，波导阵列的进光端面作为光接收单元的进光端面，波导阵列的出光端面与第二光纤阵列的进光端面相接。

在一些实施例中，光传输模块还包括设置于第一透镜阵列与第二透镜阵列之间的隔离器和/或分光器。

隔离器能够使得光线只能沿光路的正向通过，可防止第二光纤阵列反射的光线逆向传输进入信号源等器件，对光信号造成串扰或损坏信号源。分光器可以实现光波能量的分路与合路。

在一些实施例中，光传输模块包括底板、第一基板和第二基板。光发射单元和第一透镜阵列分别安装于第一基板，以形成光发射模组。光接收单元和第二透镜阵列分别安装于第二基板，以形成光接收模组。

光发射模组通过第一基板安装于底板，光接收模组通过第二基板安装于底板，使得光发射单元、第一透镜阵列、第二透镜阵列和光接收单元在底板上沿第一方向依次间隔设置。

采用上述方案，通过第一基板将第一光纤阵列和第一透镜阵列集成为光发射模组，通过第二基板将第二透镜阵列、波导阵列和第二光纤阵列集成为光接收模组。在制备光传输模块时，可以先进行光发射模组和光接收模组内部的组装，即将第一光纤阵列的各光发射通道与第一透镜阵列的各第一透镜对位并通过第一基板固定，将光接收单元内波导阵列的各通道与第二透镜阵列的各第二透镜对位并通过第二基板固定，然后分别将组合好的光发射模组和光接收模组在底板上对位。采用这种方式，可以将第一光纤阵列和波导阵列的耦合过程分解，使光发射通道和光接收通道位置关联度降低，从而提升模斑耦合适配性，降低安装难度和耦合插损。

在一些实施例中，当光传输模块还包括设置于第一透镜阵列与第二透镜阵列之间的隔离器和/或分光器时，隔离器和/或分光器安装于底板上位于第一基板与第二基板之间的位置处。第一基板和第二基板之间的距离不限，可以设置足够的空间插入隔离器等更多光学元器件。

本申请还提供了一种光传输模块的制备方法，包括：

将光发射单元与第一透镜阵列集成，且将光发射单元的出光端面与第一透镜阵列的入光面以第一间隔相对设置，制得光发射模组。其中，第一间隔设置成：使得光发射单元发出的发散光线经过第一透镜阵列后准直为准平行光线。

将光接收单元与第二透镜阵列集成，且将光接收单元的进光端面与第二透镜阵列的出光面以第二间隔相对设置，制得光接收模组。其中，第二间隔设置成：使得进入第二透镜阵列的准平行光线能够汇聚为汇聚光线并进入光接收单元。

将光发射模组和光接收模组分别安装于底板，以获得光传输模块。

其中，在光传输模块中，光发射单元、第一透镜阵列、第二透镜阵列和光接收单元沿第一方向依次间隔设置，且光发射单元的出光端面发出的光信号能够依次经过第一透镜阵列、第二透镜阵列后进入光接收单元的进光端面，第一方向为光信号的传输方向。

采用上述方案，依据公差敏感度分析，将光传输模块的制备过程分为容差较大的环节和容差较小的环节。光发射模组内部的组装和光接收模组内部的组装属于容差较小的环节，而光发射模组和光接收模组的组装属于容差较大的环节。因此，将光发射模组内部的组装步骤和光接收模组内部的组装步骤放在光发射模组和光接收模组的组装步骤之前，光发射单元和光接收单元都只需分别与一组透镜对位，而光发射模组和光接收模组耦合的过程中可以相互补偿，显著降低了耦合难度，提升耦合效率。并且，若光发射模组和光接收模组中的任意一个模组在耦合过程中产生偏差，都可以通过调整另一个模组的位置和角度进行补偿和修正，将耦合插损降到最低。若任意一个模组损坏，也不对其它组件造成影响，对于昂贵的光学物料来讲，也可以有效降低因耦合所造成的损失。

在一些实施例中，将光发射单元与第一透镜阵列集成的步骤包括：

分别将光发射单元和第一透镜阵列放置于第一基板上。调整光发射单元和第一透镜阵列的相对位置，使得光发射单元的出光端面与第一透镜阵列的入光面以第一间隔相对设置，且光发射单元的多个光发射通道与第一透镜阵列的多个第一透镜在第二方向上一一对齐。分别将光发射单元和第一透镜阵列安装于第一基板，制得光发射模组。其中，第二方向与第一方向垂直；

将光接收单元和第二透镜阵列集成的步骤包括：

分别将光接收单元和第二透镜阵列放置于第二基板上。调整光接收单元和第二透镜阵列的相对位置，使得光接收单元的进光端面与第二透镜阵列的出光面以第二间隔相对设置，且光接收单元的多个光接收通道与第二透镜阵列的多个第二透镜在第二方向上一一对齐。并分别将光接收单元和第二透镜阵列安装于第二基板，制得光接收模组。

将光发射模组和光接收模组分别安装于底板，以获得光传输模块的步骤包括：

分别将光发射模组的第一基板和光接收模组的第二基板放置于底板。调整第一基板和第二基板的相对位置，使得光发射单元、第一透镜阵列、第二透镜阵列和光接收单元沿第一方向依次间隔设置，且光发射单元的出光端面发出的光信号能够依次经过第一透镜阵列、第二透镜阵列后被光接收单元所接收，并分别将第一基板和第二基板安装于底板，使得光发射模组和光接收模组安装于底板，制得光传输模块。

在一些实施例中，将光发射单元的多个光发射通道与第一透镜阵列的多个第一透镜在第二方向上一一对齐的步骤包括：沿第二方向上分别将光发射单元两端的光发射通道与第一透镜阵列两端的第一透镜对齐。将光接收单元的多个光接收通道与第二透镜阵列的多个第二透镜在第二方向上一一对齐的步骤包括：沿第二方向分别将光接收单元两端的光接收通道与第二透镜阵列两端的第二透镜对齐。

采用上述方案，可以实现所有光发射通道与第一透镜一次性对位，所有光接收通道与第二透镜一次性对位，实现快速耦合。

在一些实施例中，在将光发射模组和光接收模组分别安装于底板之前，还包括：将隔离器和/或分光器安装于底板。可避免在调整好光发射模组和光接收模组的位置后，隔离器对二者之间的光线造成影响。

本申请还提供了一种光放大器，包括上述任意实施例中的光传输模块。可以将信号源发出的光信号进行放大和传输。

在一些实施例中，光放大器还包括泵浦源。泵浦源与光接收单元的多个光接收通道中至少部分光接收通道光连接，并向至少部分光接收通道传输能量，从而提高光信号的强度。

附图说明

图1为本申请实施例光传输模块的侧视示意图；

图2为本申请实施例光传输模块的俯视示意图；

图3为本申请实施例光传输模块中光发射模组的俯视示意图；

图4为本申请实施例光传输模块中光接收模组的俯视示意图；

图5a为本申请实施例光传输模块中第一透镜阵列的结构示意图；

图5b为本申请实施例光传输模块中第二透镜阵列的结构示意图；

图6为本申请实施光传输模块中波导阵列的示意图；

图7a为本申请实施例光传输模块中隔离器的原理图，其中，光信号传输方向为正向；

图7b为本申请实施例光传输模块中隔离器的原理图，其中，光信号传输方向为逆向；

图8为本申请实施例光传输模块的制备方法的流程图一；

图9为本申请实施例光传输模块的制备方法的流程图二；

图10为本申请实施例光传输模块的制备方法的流程图三；

图11为本申请实施例光传输模块的制备方法的流程图四；

图12为本申请实施例光传输模块的制备方法的过程示意图；

图13为本申请实施例光放大器的原理图；

图14为本申请实施例光放大器的结构示意图。

附图标记说明：

100：光传输模块；

1：光发射模组；

11：光发射单元；

111：第一光纤阵列；1110：光发射通道；

1111：上盖板；1112：下盖板；1113：第一输入光纤；1114：壳体；1115：第二输入光纤；

111B：出光端面；

12：第一透镜阵列；

12A：入光面；12B：出光面；

120：第一透镜；120A：平面；120B：凸面；120C：焦点；

121：第一基底；

13：第一基板；

2：光接收模组；

21：光接收单元；

211：波导阵列；2110：光接收通道；

2111：硅基底；2112：下包层；2113：芯层；2114：上包层；

211A：进光端面；211B：出光端面；

212：第二光纤阵列；2120：光输出通道；

2121：上盖板；2122：下盖板；2123：输出光纤；2124：壳体；

212A：进光端面；

22：第二透镜阵列；

22A：入光面；22B：出光面；

220：第二透镜；220A：凸面；220B：平面；220C：焦点；

221：第二基底；

23：第二基板；

3：隔离器；

31：第一双折射光楔；32：法拉第旋转器；33：第二双折射光楔；

4：底板；

5：信号源；

200：光放大器；6：泵浦源；7：连接器；

L1：第一间隔；L3：第二间隔；

x：第一方向；y：第二方向；z：高度方向。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。虽然本申请的描述将结合一些实施例一起介绍，但这并不代表此申请的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作申请介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，应理解，在本申请中“光连接”、“光信号连接”可理解为通过光纤与光纤的连接或对接形成连续光通路以实现光信号传输的连接形式。“通信连接”可以指电信号传输，包括无线通信连接和有线通信连接。无线通信连接不需要实体媒介，且不属于对产品构造进行限定的连接关系。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

本申请的光传输模块用于光发射单元和光接收单元之间的高效耦合，具体可应用于集成光路、光放大器等光信号传输场景。

请参见图1-图2，图1为本申请实施例光传输模块的侧视示意图；图2为本申请实施例光传输模块的俯视示意图。

如图1所示，本申请提供了一种光传输模块100，包括沿第一方向x依次间隔设置的光发射单元11、第一透镜阵列12、第二透镜阵列22和光接收单元21。其中，第一方向x为光信号的传输方向。需要注意的是，光信号的传输方向是指光信号在传输过程中总体的输送方向，而不是指光的传播路线。在本实施例中，光信号的传输方向为从光发射单元11向光接收单元21传输，即图1中x箭头所指的方向。

本领域技术人员可以理解的是，光发射单元11和光接收单元21是相对而言的，均可作为输送光信号的载体。在传输过程中，光信号由前一级传输载体进入下一级传输载体的过程，即可视为光信号由光发射单元11向光接收单元21耦合的过程。

在本申请中，光发射单元11和光接收单元21的类型不限，例如，光发射单元11可以包括光纤阵列、激光器、波导阵列中的至少一种，光接收单元21可以包括光纤阵列、波导阵列、探测器阵列中的至少一种。

如图1-图2所示，在一个实施方式中，光发射单元11包括第一光纤阵列111，第一光纤阵列111通过多根第一输入光纤1113与信号源5(参考图13-图14)连接。光接收单元21包括波导阵列211和第二光纤阵列212，波导阵列211的进光端面211A作为光接收单元21的进光端面，波导阵列211的出光端面211B与第二光纤阵列的进光端面212A相接。信号源5发射出的光信号通过多根第一输入光纤1113进入第一光纤阵列111并耦合进入波导阵列211，然后由第二光纤阵列212输出。其中，波导阵列211具有光电调制功能，可以通过内部电路调节控制光信号的强度、大小、功率以及各通道的分光比例等。

如图2所示，第一光纤阵列111包括沿第二方向y并列间隔设置的多个光发射通道1110。波导阵列211包括沿第二方向y并列间隔设置的多个光接收通道2110，第一透镜阵列12包括第一基底121、以及沿第二方向y并列设置且集成于第一基底121的多个第一透镜120，第二透镜阵列22包括第二基底221、以及沿第二方向y并列设置且集成于第二基底221的多个第二透镜220。从第一光纤阵列111的每个光发射通道1110中发出的光线均能够经过对应的一个第一透镜120、对应的一个第二透镜220后被波导阵列211内对应的一个光接收通道2110所接收。其中，第二方向y与第一方向x垂直。本领域技术人员可以理解的是，光发射通道1110的数量和光接收通道2110的数量均不限。

需要说明的是，第一光纤阵列111的结构不限。如图1-图2所示，在一个实施方式中，第一光纤阵列111包括多根第一输入光纤1113以及壳体1114，壳体1114用于夹持固定多根第一输入光纤1113。壳体1114内具有多个光纤定位孔(图中未示出)，多个光纤定位相互间隔设置，多个光纤定位孔中的每个光纤定位孔能够供对应光纤的纤芯穿过并固定。其中，光纤定位孔为通孔，且光纤定位孔的一端延伸至壳体1114的出光端面111B，该出光端面111B可作为光信号的射出端，该出光端面111B与设于壳体1114内的多根第一输入光纤1113共同作为第一光纤阵列111的信号输出端，可用于光信号的输出。

需要说明的是，本申请中壳体的结构以及材质不限，一个举例中，壳体1114包括上盖板1111和下盖板1112，上盖板1111和下盖板1112相接的面上均形成有多个槽(图中未示出)，上盖板1111上的多个槽与下盖板1112上的多个槽一一相对设置，以形成多个光纤定位孔，用于固定多根第一输入光纤1113。每根第一输入光纤1113固定于光纤定位孔内的部分即构成一个光发射通道1110。其中，槽的形状不限，例如，可以呈U形或V形等等。

其中，每个光纤定位孔的至少部分孔径与第一输入光纤1113对应的纤芯的外径匹配，一种实施方式中，每个光纤定位孔靠近出光端面111B的部分孔径等于或者接近于纤芯的外径，以使得：纤芯能够穿过对应的光纤定位孔并被其夹持固定。

其中，光纤定位孔的数量不限，例如可以是12个、18个、24个、48个等等。相邻两个光纤定位孔之间的间距不限，可根据实际应用场景设计选型。

如图2所示，n表示第一光纤阵列111中光发射通道1110的数量，m表示波导阵列211中光接收通道2110的数量。n和m可以相等，也可以不相等。在一个实施方式中，m＝n，即光发射通道1110和光接收通道2110数量相等且一一对应。在一个可替代的实施方式中，m>n，即在波导阵列211上加工出的光接收通道2110(即光波导)的数量大于第一光纤阵列111中光发射通道1110的数量，多余的光接收通道2110为冗余设计，可作为备用通道。在一些其它实施方式中，第一光纤阵列111直接采用标准物料，只需满足光发射通道1110的数量能够覆盖波导阵列211内光接收通道2110的数量即可，因此也可能出现m<n的情况。

其中，第一透镜阵列12中第一透镜120的数量可以大于或等于第一光纤阵列111中光发射通道1110的数量，只需满足从每个光发射通道1110中发出的光线均能通过对应的一个第一透镜120即可。同样的，第二透镜阵列22中第二透镜220的数量可以大于或等于波导阵列211中光接收通道2110的数量。

如图2所示，进一步地，第一透镜阵列12的入光面12A与第一光纤阵列111的出光端面111B以第一间隔L1相对设置，第一间隔L1设置成：使得第一光纤阵列111发出的发散光线经过第一透镜阵列12后准直为准平行光线。第二透镜阵列22的出光面22B与波导阵列211的进光端面211A以第二间隔L3相对设置，第二间隔L3设置成：使得进入第二透镜阵列22的准平行光线能够被汇聚为汇聚光线并进入波导阵列211。

需要说明的是，“准平行光线”为平行光线或近似为平行光线，可以允许一定的角度偏差，例如±5°以内的偏差。

需要说明的是，第一间隔L1和第二间隔L3的距离不限，第一间隔只要设置成能够使得第一光纤阵列111发出的发散光线经过第一透镜阵列12后准直为准平行光线，第二间隔只要设置成使得进入第二透镜阵列22的准平行光线能够被汇聚为汇聚光线并进入波导阵列211，就属于本申请实施例的范围。在一个举例中，第一间隔L1的距离为或接近第一透镜阵列12中各第一透镜120的焦距，第二间隔L3的距离为或接近第二透镜阵列22中各第二透镜220的焦距。例如，如图2所示，光发射通道1110在第一光纤阵列111出光端面111B上的光发射端口位于对应的第一透镜120入光一侧的焦点120C处或焦点120C附近，各光接收通道2110在第二光纤阵列211进光端面211A上的光接收端口位于对应的第二透镜220出光一侧的焦点220C处或焦点220C附近。

其中，第一透镜阵列12起到准直作用，第二透镜阵列22起到汇聚作用。“准直”是指将发散光线变为平行光线。

由于第一透镜阵列12和第二透镜阵列22之间为准平行光线，第一透镜阵列12和第二透镜阵列22之间的距离不受限制，因此可以在第一透镜阵列12和第二透镜阵列22之间插入多种光学元器件，例如分光器、隔离器等，解决了隔离器尺寸过大而难以集成在光路中的问题。并且，采用两个透镜阵列分别对第一光纤阵列111和波导阵列211对焦，可以将耦合的过程拆分以提高模斑适配度。例如，可以先分别将第一透镜阵列12和第一光纤阵列111对位，将第二透镜阵列22和波导阵列211对位，然后进行第一透镜阵列12和第二透镜阵列22之间的对位。每个透镜单元只需与一侧的光发射单元11或光接收单元21进行匹配，大大降低了耦合的难度，有利于降低耦合插损。

在一个实施方式中，第一透镜阵列12上的各第一透镜120间隔设置，第二透镜阵列22上的各第二透镜220间隔设置。本领域技术人员可以理解的是，各第一透镜120也可以不间隔设置，例如，相邻的第一透镜120之间可以相接，只需满足每个光发射通道发出的发散光线经过对应的一个第一透镜120上部分区域后能够被准直为准平行光线即可。同理，各第二透镜220也可以不间隔设置。

在一个举例中，第一光纤阵列111采用G657A2型号的单模光纤集成，光发射通道1110的数量n＝18，光源波段为C波段，波长λ＝1550nm。各光发射通道1110内的光信号从第一光纤阵列111的出光端面111B出射时为单模高斯光束，光束发散角用θ表示，其计算公式为：

θ＝λ/(π×MFD)

其中，MFD表示光束的模场直径。

请参阅图5a和图5b，图5a为本申请实施例光传输模块中第一透镜阵列的结构示意图；图5b为本申请实施例光传输模块中第二透镜阵列的结构示意图。

如图1、图5a-图5b所示，第一透镜阵列12中的各第一透镜120均集成于第一基底121中，第二透镜阵列22中的各第二透镜220均集成于第二基底221中。在调节第一光纤阵列111和第一透镜阵列12的相对位置时，可以一次性将各第一透镜120和各光发射通道1110对位。在调节波导阵列211和第二透镜阵列22的相对位置时，可以一次性将各第二透镜220和各光接收通道2110对位，从而简化工艺流程，提升耦合效率。

本领域技术人员可以理解的是，第一透镜阵列12和第二透镜阵列22中至少有一个透镜单元设计成上述集成化结构即可。

如图2-图5b所示，在一个实施方式中，第一光纤阵列111中相邻的光发射通道1110之间间距相等，第一透镜阵列12中相邻的第一透镜120之间间距相等，且多个光发射通道1110与多个第一透镜120在第二方向y上一一对齐。在第一光纤阵列111和第一透镜阵列12加工精度较高的情况下，只需将外侧的两个光发射通道1110与外侧的两个第一透镜120对齐，即可实现所有的光发射通道1110和第一透镜120一次性对位。本领域技术人员可以理解的是，各光发射通道1110的间距及各第一透镜120的间距相等是为了便于加工，在一些其它实施方式中，相邻的光发射通道1110的间距也可以不相等，只需满足多个光发射通道1110与多个第一透镜120的位置相对应即可。

进一步地，波导阵列211中相邻的光接收通道2110之间间距相等，第二透镜阵列22中相邻的第二透镜220之间间距相等，且多个光接收通道2110与多个第二透镜220在第二方向y上一一对齐。在波导阵列211和第二透镜阵列22加工精度较高的情况下，只需将外侧的两个光接收通道2110与外侧的两个第二透镜220对齐，即可实现所有的光接收通道2110和第二透镜220一次性对位。本领域技术人员可以理解的是，各光接收通道2110的间距及各第二透镜220的间距相等是为了便于加工，在一些其它实施方式中，相邻的光接收通道2110的间距可以不相等，只需满足多个光接收通道2110与多个第二透镜220的位置相对应即可。

需要说明的是，相邻的光发射通道1110之间的间距不限。在一个举例中，相邻的光发射通道1110之间的间距为500μm。相应的，相邻的第一透镜120的间距、相邻的第二透镜220的间距、以及相邻的光接收通道2110的间距均为500μm。

其中，第一基底121和第二基底221的材质不限。如图5a-图5b所示，在一个实施方式中，第一透镜阵列12中的第一基底121设置成透光结构，多个第一透镜120形成于第一基底121。第二透镜阵列22中的第二基底221设置成透光结构，多个第二透镜220形成于第二基底221。或可理解为，第一基底121和多个第一透镜120一体化成型，第二基底221和多个第二透镜220一体化成型。采用这种方式，可以让第一透镜阵列12和第二透镜阵列22高度集成化，避免透镜和基底安装造成的误差，且提高了透镜阵列整体的强度，防止元器件受到撞击时透镜阵列中的透镜脱离安装位置产生光线偏移。

在一个实施方式中，第一基底121和第二基底221均由二氧化硅制成，第一透镜120和第二透镜220可以采用光刻的技术直接在硅基底(即第一基底121和第二基底221)上加工成型。

如图1所示，在一个实施方式中，第一透镜120和第二透镜220均采用平凸透镜。各第一透镜120具有相对设置的平面120A和凸面120B，为了防止光线逆向回射，造成光路自混合干涉，将各第一透镜120的平面120A用作第一透镜阵列12的入光面，将各第一透镜120的凸面120B用作第一透镜阵列12的出光面。各第二透镜220具有相对设置的平面220B和凸面220A，为了防止光线逆向回射，造成光路自混合干涉，将各第二透镜220的平面220B用作第二透镜阵列22的出光面，将各第二透镜220的凸面220A用作第二透镜阵列22的入光面。

本领域技术人员可以理解的是，第一透镜120和第二透镜220的结构可以相同或不相同，第一透镜120的凸面120B、以及第二透镜220的凸面220A均可以是球面或非球面。在一个实施方式中，各第一透镜120的凸面120B和各第二透镜220的凸面220A均为球面，第一透镜阵列12和第二透镜阵列22的规格完全相同。在其它可替代的实施中，考虑到模斑的适配性，第一透镜阵列12和第二透镜阵列22的规格也可以不相同。

需要说明的是，波导阵列211的结构不限。请参阅图6，图6示出了一种波导阵列的示例结构。

如图6所示，在一个实施方式中，波导阵列211采用硅基二氧化硅波导阵列结构，包括从上到下依次层叠设置的上包层2114、芯层2113、下包层2112和硅基底2111。硅基底2111由硅制成，其上方覆盖掺杂无机稀土离子的二氧化硅作为下包层2112，采用火焰水解沉积(Flame Hydrolysis Deposition，FHD)工艺或者化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，CVD)工艺在下包层2112的上方再生长一层掺杂锗离子的二氧化硅作为芯层2113，在芯层2113内通过光刻技术刻蚀出多个光通道，即为本实施例中波导阵列211的多个光接收通道2110。芯层2113上方再覆盖一层掺杂无机稀土离子的二氧化硅作为上包层2114，形成完整的波导阵列211。

本领域技术人员可以理解的是，其余铌酸锂、SOI(Silicon-On-Insulator，绝缘体硅片)、聚合物等波导阵列也可以在上述硅基二氧化硅波导阵列的架构基础上设计。

如图1-图2所示，在一个实施方式中，为了防止光信号逆向传输，光传输模块100还包括设置于第一透镜阵列12与第二透镜阵列22之间的隔离器3。隔离器3使得光线只能沿光路的正向通过，可防止第二光纤阵列212的进光端面212A反射的光线逆向传输进入信号源5(参考图14)内，对光信号造成串扰或损坏信号源5。本领域技术人员可以理解的是，第一透镜阵列12和第二透镜阵列22之间还可以设置分光器等其它光学元器件。

其中，隔离器3的结构不限。为了更清楚地说明隔离器的功能，以下结合图7a-图7b对隔离器的工作原理进行具体说明。

请参阅图7a-图7b，图7a为本申请实施例光传输模块中隔离器的原理图，其中，光信号传输方向为正向；图7b为本申请实施例光传输模块中隔离器的原理图，其中，光信号传输方向为逆向。

如图7a-图7b所示，隔离器3包括沿第一方向x依次设置的第一双折射光楔31、法拉第旋转器32和第二双折射光楔33。图7a当中，光信号沿正向传输，经第一透镜阵列12(参见图1)准直后的光束首先进入第一双折射光楔31，在第一双折射光楔31内发生双折射，被分为o光和e光，两束光线经过法拉第旋转器32后偏振方向相互垂直。其中，o光偏振方向为45°，e光偏振方向为-45°。o光和e光经过第二双折射光楔33之后再次合并为一束光线，沿第一方向x继续传播。在一个实施方式中，波长1550nm的光束沿第一方向x的正向经过隔离器3后在高度方向z上产生150μm的偏移。

如图7b所示，当光线沿逆向传播时，光束首先通过第二双折射光楔33，被分为o光和e光两束光线，o光和e光经过法拉第旋转器32后进入第一双折射光楔31内，并不会重新合并为一束光线，而是沿不同的方向折射进入空间内，由于两束光线从第一双折射光楔31内出射的方向与第一方向x之间具有一定夹角，可以保证出射光线无法回射进入第一光纤阵列111(参见图1)的光学谐振腔内，因此可以起到防止光路逆向传输造成自混合干涉的作用。

请参见图3至图4，图3为本申请实施例光传输模块中光发射模组的俯视示意图；图4为本申请实施例光传输模块中光接收模组的俯视示意图。

如图1-图4所示，在一个实施方式中，光传输模块100还包括底板4、第一基板13和第二基板23。第一光纤阵列111和第一透镜阵列12分别安装于第一基板13，以形成光发射模组1。波导阵列211、第二光纤阵列212和第二透镜阵列22分别安装于第二基板23，以形成光接收模组2。光发射模组1通过第一基板13安装于底板4，光接收模组2通过第二基板23安装于底板4，使得由第一光纤阵列111构成的光发射单元11、第一透镜阵列12、第二透镜阵列22、以及由波导阵列211和第二光纤阵列212组成的光接收单元21在底板4上沿第一方向x依次间隔设置。或可理解为，通过第一基板13将第一光纤阵列111和第一透镜阵列12集成为光发射模组1，通过第二基板23将第二透镜阵列22、波导阵列211和第二光纤阵列212集成为光接收模组2。在制备光传输模块100时，可以先进行光发射模组1和光接收模组2内部的组装，即将第一光纤阵列111的各光发射通道与第一透镜阵列12的各第一透镜对位并通过第一基板13固定，将光接收单元21内波导阵列211的各通道与第二透镜阵列22的各第二透镜对位并通过第二基板23固定，然后分别将组合好的光发射模组1和光接收模组2在底板4上对位。采用这种方式，可以将第一光纤阵列111和波导阵列211的耦合过程分解，使光发射通道1110和光接收通道2110位置关联度降低，从而提升模斑耦合适配性，降低安装难度和耦合插损。

本领域技术人员可以理解的是，设置第一基板13是为了便于将光发射单元11和第一透镜阵列12集成为光发射模组1，设置第二基板23是为了便于将光接收单元21和第二透镜阵列22集成为光接收模组2。在一些可替代的实施方式中，也可以不设置第一基板13和第二基板23。

需要说明的是，第二光纤阵列212的结构不限。如图1-图2、图4所示，在一个举例中，第二光纤阵列212包括多根输出光纤2123以及壳体2124，壳体2124用于夹持固定多根输出光纤2123。壳体2124内具有多个光纤定位孔(图中未示出)，多个光纤定位相互间隔设置，多个光纤定位孔中的每个光纤定位孔能够供对应光纤的纤芯穿过并固定。其中，光纤定位孔为通孔，且光纤定位孔的一端延伸至壳体2124的进光端面212A，该进光端面212A与波导阵列211的出光端面211B相接，且第二光线阵列的进光端面212A上各光输出通道2120的进光端口与波导阵列211的出光端面211B上各光接收通道2110的输出端口相接设置，以供光接收通道2110内的光信号进入光输出通道2120。

需要说明的是，本申请中壳体2124的结构以及材质不限，一个举例中，壳体2124包括上盖板2121和下盖板2122，上盖板2121和下盖板2122相接的面上均形成有多个槽(图中未示出)，上盖板2121上的多个槽与下盖板2122上的多个槽一一相对设置，以形成多个光纤定位孔，用于固定多根输出光纤2123。每根输出光纤2123固定于光纤定位孔内的部分即构成一个光输出通道2120。其中，槽的形状不限，例如，可以呈U形或V形等等。

其中，每个光纤定位孔的至少部分孔径与输出光纤2123对应的纤芯的外径匹配，光纤定位孔的数量不限，例如可以是12个、18个、24个、48个等等。相邻两个光纤定位孔之间的间距不限，可根据实际应用场景设计选型。

如图1-图2所示，在一个实施方式中，隔离器3和安装于底板4上位于第一基板13与第二基板23之间的位置处。

如图3所示，图3中d1表示第一透镜阵列12中各第一透镜的中心厚度，第一间隔L1表示第一光纤阵列111的出光端面111B到各第一透镜阵列12的入光面12A的距离，L2表示第一光纤阵列111的出光端面111B到第一基板13靠近第一透镜阵列12一端的边缘的距离。其中，d1、L1、L2需满足：L2≥L1+d1。l_f1表示各第一透镜120物方焦点到物方主面的距离，L2≈l_f1。其中，第一透镜120物方焦点到物方主面的距离指各第一透镜120入光一侧的焦点120C到平面120A的距离。

如图4所示，图4中d2表示第二透镜阵列22中各第二透镜220的中心厚度，第二间隔L3表示波导阵列211的进光端面211A到各第二透镜阵列22的出光面22B的距离，L4表示波导阵列211的进光端面211A到第二基板23靠近第二透镜阵列22一端的边缘的距离。其中，d2、L3、L4需满足：L4≥L3+d2。l_f2表示各第二透镜物方焦点到物方主面的距离，L3≈l_f2。其中，第二透镜220物方焦点到物方主面的距离指各第二透镜220出光一侧的焦点220C到平面220B的距离。或可理解为，将波导阵列211中各光接收通道2110进光的一端调整到各第二透镜220焦点220C的位置处或焦点220C附近的位置处，可以达到理论耦合最小插损值。

其中，第一基板13和第二基板23的结构和材料不限。在一个实施方式中，第一基板13和第二基板23均可以为硅制成的硅基片。

例如，第一光纤阵列111和第一透镜阵列12均可以通过环氧树脂粘接在第一基板13上。波导阵列211、第二光纤阵列212和第二透镜阵列22均可以通过环氧树脂粘接在第二基板23上。光发射模组1、隔离器3和光接收模组2均通过紫外胶水粘接在底板4上。

请参阅图8-图11，图8为本申请实施例光传输模块的制备方法的流程图一；图9为本申请实施例光传输模块的制备方法的流程图二；图10为本申请实施例光传输模块的制备方法的流程图三；图11为本申请实施例光传输模块的制备方法的流程图四。

如图8所示，并结合图1-图4予以理解。本申请还提供了一种光传输模块的制备方法，包括：

步骤S1：将光发射单元11与第一透镜阵列12集成，且将光发射单元11的出光端面与第一透镜阵列12的入光面12A以第一间隔L1相对设置，制得光发射模组1。其中，第一间隔L1设置成：使得光发射单元11发出的发散光线经过第一透镜阵列12后准直为准平行光线。

步骤S2：将光接收单元21与第二透镜阵列22集成，且将光接收单元21的进光端面与第二透镜阵列22的出光面22B以第二间隔L3相对设置，制得光接收模组2。其中，第二间隔L3设置成：使得进入第二透镜阵列22的准平行光线能够汇聚为汇聚光线并进入光接收单元21。

步骤S3：将光发射模组1和光接收模组2分别安装于底板4，以获得光传输模块100。光传输模块100可以为以上任一实施方式所描述的结构。其中，在光传输模块100中，光发射单元11、第一透镜阵列12、第二透镜阵列22和光接收单元21沿第一方向x依次间隔设置，且光发射单元11的出光端面发出的光信号能够依次经过所述第一透镜阵列12、第二透镜阵列22后进入光接收单元21的进光端面，第一方向x为光信号的传输方向。

本领域技术人员可以理解的是，步骤S1和步骤S2的顺序不分先后。

依据公差敏感度分析，将光传输模块100的制备过程分为容差较大的环节和容差较小的环节。光发射模组1内部的组装(即步骤S1)和光接收模组2内部的组装(即步骤S2)属于容差较小的环节，而光发射模组1和光接收模组2的组装(即步骤S3)属于容差较大的环节。因此，将步骤S1和步骤S2放在步骤S3之前，光发射单元11和光接收单元21都只需分别与一组透镜对位，而光发射模组1和光接收模组2耦合的过程中可以相互补偿，显著降低了耦合难度，提升耦合效率。并且，若光发射模组1和光接收模组2中的任意一个模组在耦合过程中产生偏差，都可以通过调整另一个模组的位置和角度进行补偿和修正，将耦合插损降到最低。若任意一个模组损坏，也不对其它组件造成影响，对于昂贵的光学物料来讲，也可以有效降低因耦合所造成的损失。

如图9所示，并结合图1-图2予以理解。步骤S1中将光发射单元11与第一透镜阵列12集成的步骤包括S11：分别将光发射单元11和第一透镜阵列12放置于第一基板13上，调整光发射单元11和第一透镜阵列12的相对位置，使得光发射单元11的出光端面与第一透镜阵列12的入光面12A以第一间隔L1相对设置，且光发射单元11的多个光发射通道1110与第一透镜阵列12的多个第一透镜120在第二方向y上一一对齐，分别将光发射单元11和第一透镜阵列12安装于第一基板13，制得光发射模组1。其中，第二方向y与第一方向x垂直。

步骤S2中将光接收单元21与第二透镜阵列22集成的步骤包括步骤S21：分别将光接收单元21和第二透镜阵列22放置于第二基板23上，调整光接收单元21和第二透镜阵列22的相对位置，使得光接收单元21的进光端面与第二透镜阵列22的出光面22B以第二间隔L3相对设置，且光接收单元21的多个光接收通道2110与第二透镜阵列22的多个第二透镜220在第二方向y上一一对齐，并分别将光接收单元21和第二透镜阵列22安装于第二基板23，制得光接收模组2。

步骤S3中将光发射模组1和光接收模组2分别安装于底板4，以获得光传输模块100的步骤包括步骤S31：分别将光发射模组1的第一基板13和光接收模组2的第二基板23放置于底板4，调整第一基板13和第二基板23的相对位置，使得光发射单元11、第一透镜阵列12、第二透镜阵列22和光接收单元21沿第一方向x依次间隔设置，且光发射单元11的出光端面111B发出的光信号能够依次经过第一透镜阵列12、第二透镜阵列22后被光接收单元21所接收，并分别将第一基板13和第二基板23安装于底板4，使得光发射模组1和光接收模组2安装于底板4，制得光传输模块100。

本领域技术人员可以理解的是，步骤S11和步骤S21的顺序不分先后。

需要说明的是，步骤S31中调整第一基板13和第二基板23的相对位置的方式不限。在一个举例中，通过无源粘接和有源耦合相结合的方式调整第一基板13和第二基板23在底板4上的相对位置。其中，“无源粘接”是指采用视觉定位等方式确定位置，“有源耦合”则需要在光路中接入能源器件。例如，在一个实施方式中，先通过测量和计算在底板4上标记出第一基板13和第二基板23的最佳位置，耦合时通过视觉定位系统将第一基板13和第二基板23初步放置于标记处，然后在光接收单元21的出光端面外接光功率计，打开信号源5后通过光功率计测得的光接收单元21接收光线的功率变化调整第一基板13和第二基板23的相对位置，使功率达到最佳。

其中，第一基板13和第二基板23在底板4上的粘接顺序不分先后。在一个实施方式中，考虑到光发射单元11和光接收单元21的成本差异，先将光发射模组1通过第一基板13粘接在底板4上，然后利用粘接好的光发射模组1对光接收模组2进行辅助对位，调整好位置后再将光接收模组2通过第二基板23粘接在底板4上。

如图10所示，并结合图1-图2予以理解。在一个实施方式中，光发射模组和光接收模组之间设置有隔离器、分光器等光学元器件，在进行光传输模块100的制备方法的步骤S3之前还包括步骤S3’：将隔离器和/或分光器安装于底板4。在一个实施方式中，步骤S3’为：将隔离器3安装于底板4。本领域技术人员可以理解的是，光发射模组1、光接收模组2和隔离器3在底板4上的安装顺序可以不分先后。本实施例中在安装光发射模组1和光接收模组2之前将隔离器3安装于底板4是为了避免在调整好光发射模组1和光接收模组2的位置后，隔离器3改变二者之间的光路，导致光接收模组2接收不到光信号。

需要说明的是，隔离器3、光发射模组1和光接收模组2的安装方式不限。在一个举例中，先通过环氧树脂将隔离器3粘接于底板4，然后用吸嘴分别吸取光发射模组1和光接收模组2置于底板4并调整位置。

如图11所示，并结合图1-图2予以理解。在一个实施方式中，步骤S11中，将光发射单元11的多个光发射通道1110与第一透镜阵列12的多个第一透镜在第二方向y上一一对齐的步骤还包括步骤S111：沿第二方向y上分别将光发射单元11两端的光发射通道1110与第一透镜阵列12两端的第一透镜对齐。

步骤S21中，将光接收单元21的多个光接收通道2110与第二透镜阵列22的多个第二透镜220在第二方向y上一一对齐的步骤包括S211：沿第二方向y分别将光接收单元21两端的光接收通道2110与第二透镜阵列22两端的第二透镜对齐。

步骤S111中，由于多个光发射通道1110和多个第一透镜120一一对应，因此只需保证光发射单元11两端的光发射通道1110和第一透镜阵列12两端的第一透镜120对齐即可。同样的，在步骤S211中，只需保证光接收单元21两端的光接收通道2110和第二透镜阵列22两端的第二透镜阵列22对齐即可。可见，本方案能够有效提高光发射单元11和光接收单元21的耦合效率，在保证低插损的情况下做到快速化耦合。

请参阅图12，图12为本申请实施例光传输模块的制备方法的过程示意图。

为更清楚地表示本申请光传输模块的制备方法，以下以一个具体实施方式为例，对光传输模块100的制备过程进行详细说明。

如图12所示，在一个实施方式中，光传输模块100的制备过程包括：

1、将由第一光纤阵列111构成的光发射单元11和第一透镜阵列12分别安装于第一基板13上，组成光发射模组1；

2、将隔离器3安装于底板4，构成带有隔离器3的底板4；

3、将光发射模组1安装于带有隔离器3的底板4上，构成带有隔离器3和光发射模组1的底板4；

4、将波导阵列211和第二光纤阵列212组装为光接收单元21；

5、将光接收单元21和第二透镜阵列22分别安装于第二基板23上，构成光接收模组2；

6、将光接收模组2安装于带有隔离器3和光发射模组1的底板4上，获得光传输模块100。

其中，步骤1和2的顺序不分先后，步骤1～2和步骤3～4的顺序不分先后。

请参阅图13-图14，图13为本申请实施例光放大器的原理图；图14为本申请实施例光放大器的结构示意图。

本申请还公开了一种光放大器200，包括上述任意实施方式中的光传输模块100，可用于将信号源5发出的光信号进行放大。

如图13-图14所示，光放大器200设置有一个泵浦源6，泵浦源6与波导阵列211的多个光接收通道2110中部分光接收通道2110光连接，并向该部分光接收通道2110传输能量(参考与14中的虚线箭头)。

在一个实施方式中，光放大器200中光传输模块100的第一光纤阵列111设置有2n个光发射通道1110，波导阵列211设置有2m个光接收通道2110。其中，第1～n个光发射通道1110通过多根第一输入光纤1113与信号源5连接，第n+1～2n个光发射通道1110通过多根第二输入光纤1115输入光信号。第二光纤阵列212的一部分输出光纤2123与第一光纤阵列111的多根第二输入光纤1115连接，另一部分输出光纤2123用于输出光信号。

信号源5发出的光信号通过多根第一输入光纤1113传输进入第一光纤阵列111的第1～n个光发射通道1110中，从第1～n个光发射通道1110发射出的光信号依次经过第一透镜阵列12、隔离器3、第二透镜阵列22后与波导阵列211的第1～m个光接收通道2110耦合。同时，泵浦源6发射激励光线，向波导阵列211的第1～m个光接收通道2110传输能量，激励光线在波导阵列211内与光信号混合，使得光信号吸收能量后被放大，放大后的光信号由各光接收通道2110的输出端进入第二光纤阵列212上与第1～m个光接收通道2110对应的光输出通道2120内，然后通过与该部分光输出通道2120对应的输出光纤2123输出并进入各第二输入光纤1115，通过各第二输入光纤1115进入第一光纤阵列111的第n+1～2n个光发射通道1110，并再次依次通过第一透镜阵列12、隔离器3和第二透镜阵列22，与波导阵列211的第m+1～2m个光接收通道2110耦合，最终由第二光纤阵列212上与第m+1～2m个光接收通道2110对应的光输出通道2120和对应的输出光纤2123输出。

需要说明的是，输出光纤2123与第二输入光纤1115连接方式不限。在一个举例中，输出光纤2123可以通过连接器7与多根第二输入光纤1115连接。

在一个实施方式中，泵浦源6通过多根光纤与波导阵列211的光接收通道1～m光连接并传输能量。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种光传输模块，其特征在于，所述光传输模块包括沿第一方向依次间隔设置的光发射单元、第一透镜阵列、第二透镜阵列和光接收单元；其中，所述第一方向为光信号的传输方向；

所述光发射单元包括沿第二方向并列间隔设置的多个光发射通道，所述光接收单元包括沿所述第二方向并列间隔设置的多个光接收通道，所述第一透镜阵列包括第一基底、以及沿所述第二方向并列设置且集成于所述第一基底的多个第一透镜，所述第二透镜阵列包括第二基底、以及沿所述第二方向并列设置且集成于所述第二基底的多个第二透镜，从所述光发射单元的每个光发射通道中发出的光线均能够依次经过对应的一个所述第一透镜、对应的一个所述第二透镜后被所述光接收单元内对应的一个所述光接收通道所接收；其中，所述第二方向与所述第一方向垂直；

所述第一透镜阵列的入光面与所述光发射单元的出光端面以第一间隔相对设置，所述第一间隔设置成：使得所述光发射单元发出的发散光线经过所述第一透镜阵列后准直为准平行光线；

所述第二透镜阵列的出光面与所述光接收单元的进光端面以第二间隔相对设置，所述第二间隔设置成：使得进入所述第二透镜阵列的准平行光线能够被汇聚为汇聚光线并进入所述光接收单元。

2.如权利要求1所述的光传输模块，其特征在于：

所述第一透镜阵列中的所述第一基底设置成透光结构，所述多个第一透镜形成于所述第一基底；

和/或，所述第二透镜阵列中的所述第二基底设置成透光结构，所述多个第二透镜形成于所述第二基底。

3.如权利要求1或2所述的光传输模块，其特征在于：

所述多个光发射通道中相邻的光发射通道之间间距相等，所述多个第一透镜中相邻的第一透镜之间间距相等，且所述多个光发射通道与所述多个第一透镜在所述第二方向上一一对齐；

所述多个光接收通道中相邻的光接收通道之间间距相等，所述多个第二透镜中相邻的第二透镜之间间距相等，且所述多个光接收通道与所述多个第二透镜在所述第二方向上一一对齐。

4.如权利要求1-3任一项所述的光传输模块，其特征在于：

所述多个第一透镜中的各第一透镜具有相对设置的平面和凸面，所述平面用作所述第一透镜阵列的所述入光面，所述凸面用作所述第一透镜阵列的出光面；

所述多个第二透镜中的各第二透镜具有相对设置的平面和凸面，所述平面用作所述第二透镜阵列的所述出光面，所述凸面用作所述第二透镜阵列的入光面。

5.如权利要求1-4任一项所述的光传输模块，其特征在于，所述光发射单元包括光纤阵列、激光器和波导阵列中的至少一种；

所述光接收单元包括光纤阵列、波导阵列和探测器阵列中的至少一种。

6.如权利要求1-4任一项所述的光传输模块，其特征在于，所述光发射单元包括第一光纤阵列；所述光接收单元包括波导阵列和第二光纤阵列，所述波导阵列的进光端面作为所述光接收单元的所述进光端面，所述波导阵列的出光端面与所述第二光纤阵列的进光端面相接。

7.如权利要求1-6任一项所述的光传输模块，其特征在于，所述光传输模块还包括设置于所述第一透镜阵列与所述第二透镜阵列之间的隔离器和/或分光器。

8.如权利要求1-7任一项所述的光传输模块，其特征在于，所述光传输模块包括底板、第一基板和第二基板；

所述光发射单元和所述第一透镜阵列分别安装于所述第一基板，以形成光发射模组；

所述光接收单元和所述第二透镜阵列分别安装于所述第二基板，以形成光接收模组；

所述光发射模组通过所述第一基板安装于所述底板，所述光接收模组通过所述第二基板安装于所述底板，使得所述光发射单元、所述第一透镜阵列、所述第二透镜阵列和所述光接收单元在所述底板上沿所述第一方向依次间隔设置。

9.如权利要求8所述的光传输模块，其特征在于，当所述光传输模块还包括设置于所述第一透镜阵列与所述第二透镜阵列之间的隔离器和/或分光器时，所述隔离器和/或分光器安装于所述底板上位于所述第一基板与所述第二基板之间的位置处。

10.一种光传输模块的制备方法，其特征在于，包括：

将光发射单元与第一透镜阵列集成，且将所述光发射单元的出光端面与所述第一透镜阵列的入光面以第一间隔相对设置，制得光发射模组；其中，所述第一间隔设置成：使得所述光发射单元发出的发散光线经过所述第一透镜阵列后准直为准平行光线；

将光接收单元与第二透镜阵列集成，且将所述光接收单元的进光端面与所述第二透镜阵列的出光面以第二间隔相对设置，制得光接收模组；其中，所述第二间隔设置成：使得进入所述第二透镜阵列的准平行光线能够汇聚为汇聚光线并进入所述光接收单元；

将所述光发射模组和所述光接收模组分别安装于底板，以获得光传输模块；

其中，在所述光传输模块中，所述光发射单元、所述第一透镜阵列、所述第二透镜阵列和所述光接收单元沿第一方向依次间隔设置，且所述光发射单元的出光端面发出的光信号能够依次经过所述第一透镜阵列、所述第二透镜阵列后进入所述光接收单元的进光端面，所述第一方向为光信号的传输方向。

11.如权利要求10所述的光传输模块的制备方法，其特征在于：

将光发射单元与第一透镜阵列集成的步骤包括：

分别将所述光发射单元和所述第一透镜阵列放置于第一基板上，调整所述光发射单元和所述第一透镜阵列的相对位置，使得所述光发射单元的出光端面与所述第一透镜阵列的入光面以所述第一间隔相对设置，且所述光发射单元的多个光发射通道与所述第一透镜阵列的多个第一透镜在第二方向上一一对齐，分别将所述光发射单元和所述第一透镜阵列安装于所述第一基板，制得所述光发射模组；其中，所述第二方向与所述第一方向垂直；

将光接收单元和第二透镜阵列集成的步骤包括：

分别将所述光接收单元和所述第二透镜阵列放置于第二基板上，调整所述光接收单元和所述第二透镜阵列的相对位置，使得所述光接收单元的进光端面与所述第二透镜阵列的出光面以所述第二间隔相对设置，且所述光接收单元的多个光接收通道与所述第二透镜阵列的多个第二透镜在所述第二方向上一一对齐，并分别将所述光接收单元和所述第二透镜阵列安装于所述第二基板，制得所述光接收模组；

将所述光发射模组和所述光接收模组分别安装于底板，以获得光传输模块的步骤包括：

分别将所述光发射模组的所述第一基板和所述光接收模组的所述第二基板放置于所述底板，调整所述第一基板和所述第二基板的相对位置，使得所述光发射单元、所述第一透镜阵列、所述第二透镜阵列和所述光接收单元沿第一方向依次间隔设置，且所述光发射单元的出光端面发出的光信号能够依次经过所述第一透镜阵列、所述第二透镜阵列后被所述光接收单元所接收，并分别将所述第一基板和所述第二基板安装于所述底板，使得所述光发射模组和所述光接收模组安装于所述底板，制得所述光传输模块。

12.如权利要求11所述的光传输模块的制备方法，其特征在于：

将所述光发射单元的多个光发射通道与所述第一透镜阵列的多个第一透镜在第二方向上一一对齐的步骤包括：

沿第二方向上分别将所述光发射单元两端的所述光发射通道与所述第一透镜阵列两端的所述第一透镜对齐；

将所述光接收单元的多个光接收通道与所述第二透镜阵列的多个第二透镜在第二方向上一一对齐的步骤包括：

沿第二方向分别将所述光接收单元两端的光接收通道与所述第二透镜阵列两端的第二透镜对齐。

13.如权利要求10-12任一项所述的光传输模块的制备方法，其特征在于，在将所述光发射模组和所述光接收模组分别安装于底板之前，还包括：将隔离器和/或分光器安装于所述底板。

14.一种光放大器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的光传输模块。

15.如权利要求14所述的光放大器，其特征在于，所述光放大器还包括泵浦源，所述泵浦源与所述光接收单元的所述多个光接收通道中至少部分光接收通道光连接，并向所述至少部分光接收通道传输能量。