CN205899084U - 一种混合集成多波长光发射组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种混合集成多波长光发射组件，包括封装外壳、光学隔离透镜、平面光波回路光复用器、阵列透镜、阵列光增益芯片和阵列背光探测器，所述光学隔离透镜、平面光波回路光复用器、阵列透镜、阵列光增益芯片和阵列背光探测器依次排列封装在所述封装外壳内。本实用新型一种混合集成多波长光发射组件通过采用阵列光增益芯片作为光源，平面光波回路光复用器作为波长选择元件，大大降低了零部件与波长的相关性；同时，采用了阵列背光探测器、阵列透镜等列阵元件，大大降低了耦合封装过程中对精度的要求，适合大批量、自动化生产；其结构简单、生产成本低、使用方便、零部件波长依存性较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光纤通信用的光电组件，具体地涉及一种混合集成多波长光发射组件。
背景技术
在光纤通信领域，长距离数据通信需要应用多波长单模发射器件，传统的技术为基于自由空间光路、采用薄膜滤光片实现复用，分立的激光器芯片作为光源，不但芯片要求较高，同时耦合封装中的光路对准非常复杂，不利于成本的降低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、生产成本低、使用方便、零部件波长依存性较低的混合集成多波长光发射组件。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种混合集成多波长光发射组件，包括封装外壳、光学隔离透镜、平面光波回路光复用器、阵列透镜、阵列光增益芯片和阵列背光探测器，所述光学隔离透镜、平面光波回路光复用器、阵列透镜、阵列光增益芯片和阵列背光探测器依次排列封装在所述封装外壳内。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，还包括用于与外部光路互联的插拔型光接口，所述插拔型光接口安装在所述封装外壳外并与所述光学隔离透镜相对。
进一步，所述平面光波回路光复用器通过所述光学隔离透镜与所述插拔型光接口之间耦合。
进一步，所述阵列光增益芯片通过所述阵列透镜与所述平面光波回路光复用器的阵列输入波导之间耦合对准。
进一步，所述阵列光增益芯片和阵列背光探测器之间通过无源对准贴装的方式对准。
进一步，所述光学隔离透镜、平面光波回路光复用器、阵列透镜、阵列光增益芯片和阵列背光探测器在所述封装外壳内的封装结构为气密性封装。
本实用新型的有益效果是：本实用新型一种混合集成多波长光发射组件通过采用阵列光增益芯片作为光源，平面光波回路光复用器作为波长选择元件，大大降低了零部件与波长的相关性；同时，采用了阵列背光探测器、阵列透镜等列阵元件，大大降低了耦合封装过程中对精度的要求，适合大批量、自动化生产；相比分立元件技术，本实用新型增强了元件的通用性，降低了元件封装工艺难度和芯片等原材料的技术要求，具有明显的技术和工艺优势；其结构简单、生产成本低、使用方便、零部件波长依存性较低。
附图说明
图1为本实用新型一种混合集成多波长光发射组件的结构示意图；
图2为本实用新型一种混合集成多波长光发射组件中阵列背光探测器的结构示意图，
图3为本实用新型一种混合集成多波长光发射组件中阵列光增益芯片的结构示意图；
图4为本实用新型一种混合集成多波长光发射组件中阵列透镜的结构示意图；
图5为本实用新型一种混合集成多波长光发射组件中平面光波回路光复用器的结构示意图；
图6为本实用新型一种混合集成多波长光发射组件中光学隔离透镜的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、封装壳体，2、光学隔离透镜，21、光学透镜，22、光隔离器，3、平面光波回路光复用器，4、阵列透镜，5、阵列光增益芯片，6、阵列背光探测器，7、插拔型光接口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1至图6所示，一种混合集成多波长光发射组件，包括封装外壳1、光学隔离透镜2、平面光波回路光复用器3、阵列透镜4、阵列光增益芯片5和阵列背光探测器6，所述光学隔离透镜2、平面光波回路光复用器3、阵列透镜4、阵列光增益芯片5和阵列背光探测器6依次排列封装在所述封装外壳1内。本实用新型还包括用于与外部光路互联的插拔型光接口7，所述插拔型光接口7安装在所述封装外壳1外并与所述光学隔离透镜2相对。所述平面光波回路光复用器3通过所述光学隔离透镜2与所述插拔型光接口7之间耦合。所述阵列光增益芯片5通过所述阵列透镜4与所述平面光波回路光复用器3的阵列输入波导之间耦合对准，通过采用不同的阵列透镜，可以实现不同耦合效率高低分配。所述阵列光增益芯片5和阵列背光探测器6之间通过无源对准贴装的方式对准。所述光学隔离透镜2、平面光波回路光复用器3、阵列透镜4、阵列光增益芯片5和阵列背光探测器6在所述封装外壳1内的封装结构为气密性封装。
在本实用新型一种混合集成多波长光发射组件中：
阵列光增益芯片5作为整个器件中的发光元件，由多个单独的光增益芯片以阵列的形式集成，其为非激光器芯片，可以向前、后两个方向发光，其工作波长范围为1260nm～1360nm，为宽光谱光源；在本具体实施例中，阵列光增益芯片5由4个单独的光增益芯片集成为一排。
阵列背光探测器6用于监控阵列光增益芯片5的性能，具体的监控阵列光增益芯片5的发光功率，其是由多个单独的背光探测器以阵列的形式集成，为非分立的芯片，阵列背光探测器6的阵列形式与所述阵列光增益芯片5的阵列形式相同；在本具体实施例中，阵列背光探测器6由4个单独的背光探测器集成为一排，并与阵列光增益芯片5中的4个单独的光增益芯片以一一对应。
阵列透镜4用于光束整形，其是由多个单独的透镜以阵列的形式集成，阵列透镜4的阵列形式与所述阵列光增益芯片5的阵列形式相同；在本具体实施例中，阵列透镜4由4个单独的透镜集成为一排，并与阵列光增益芯片5中的4个单独的光增益芯片以一一对应。
平面光波回路光复用器3为波长选择和波长复用的元件，在本具体实施例中，平面光波回路光复用器3有4个输入波导，对应4个选择波长；阵列光增益芯片5中的4个单独的光增益芯片的发射光信号经平面光波回路光复用器3的对应四个输入波导以及相应的衍射单元衍射分光后，光谱被切割出4个波长，经平面光波回路光复用器5做波长复用后，经公共端口输出波导。
光学隔离透镜2为带有光学隔离作用的透镜，既可以完成光束的变换又能实现光路的单向隔离，其是由光学透镜21和光隔离器22排列构成的一体结构。
插拔型光接口7作为光信号的对外传输接口，可以接收由光学隔离透镜2传出的光信号。
在本实用新型中，器件波长不是由阵列光增益芯片5控制，而是由平面光波回路光复用器3作为波长选择元件，选择不同的波长，即可实现波长复用，又可实现波长选择；器件的波长依赖性由平面光波回路光复用器决定。
本实用新型的工作原理为：阵列光增益芯片5作为整个器件中的发光原件，向前、后两个方向出光；其前向出光经过阵列透镜4光束整形后入射到平面光波回路光复用器3上，其后向出光直接入射到阵列背光探测器6上；平面光波回路光复用器3有4个输入波导，对应4个选择波长，阵列光增益芯片5中的4个单独的光增益芯片的出光信号经平面光波回路光复用器3的4个输入波导以及相应的衍射单元衍射分光后，光谱被切割出4个波长，经平面光波回路光复用器3做波长复用后，经公共端口输出波导，即输出复用的光信号；随后，复用的光信号经过光学隔离透镜2耦合进入插拔型光接口7，从而形成信号传输。
本实用新型在组装时，先经由高精度贴片机将阵列背光探测器6和阵列光增益芯片5无源贴装在封装外壳1内，并用共晶焊的方式固定；其次，把平面光波回路光复用器3放入封装壳体1内，并用胶固定；然后，阵列透镜4通过夹具夹持伸入平面光波回路光复用器3和阵列光增益芯片5之间，通过调整空间角度和平移，将阵列透镜4的主光轴对准，并固定；接着，将光学隔离透镜2放入封装壳体1内，并调整空间角度和平移，使之与平面光波回路光复用器3的输出波导对准并固定；最后调整插拔型光接口7，通过水平和垂直方向的平移，使出射光功率达到最大值，然后固定。
本实用新型一种混合集成多波长光发射组件通过采用阵列光增益芯片作为光源，平面光波回路光复用器作为波长选择元件，大大降低了零部件与波长的相关性；同时，采用了阵列背光探测器、阵列透镜等列阵元件，大大降低了耦合封装过程中对精度的要求，适合大批量、自动化生产；相比分立元件技术，本实用新型增强了元件的通用性，降低了元件封装工艺难度和芯片等原材料的技术要求，具有明显的技术和工艺优势；其结构简单、生产成本低、使用方便、零部件波长依存性较低。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种混合集成多波长光发射组件，其特征在于：包括封装外壳(1)、光学隔离透镜(2)、平面光波回路光复用器(3)、阵列透镜(4)、阵列光增益芯片(5)和阵列背光探测器(6)，所述光学隔离透镜(2)、平面光波回路光复用器(3)、阵列透镜(4)、阵列光增益芯片(5)和阵列背光探测器(6)依次排列封装在所述封装外壳(1)内。
2.根据权利要求1所述的一种混合集成多波长光发射组件，其特征在于：还包括用于与外部光路互联的插拔型光接口(7)，所述插拔型光接口(7)安装在所述封装外壳(1)外并与所述光学隔离透镜(2)相对。
3.根据权利要求2所述的一种混合集成多波长光发射组件，其特征在于：所述平面光波回路光复用器(3)通过所述光学隔离透镜(2)与所述插拔型光接口(7)之间耦合。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种混合集成多波长光发射组件，其特征在于：所述阵列光增益芯片(5)通过所述阵列透镜(4)与所述平面光波回路光复用器(3)的阵列输入波导之间耦合对准。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种混合集成多波长光发射组件，其特征在于：所述阵列光增益芯片(5)和阵列背光探测器(6)之间通过无源对准贴装的方式对准。
6.根据权利要求1至3任一项所述的一种混合集成多波长光发射组件，其特征在于：所述光学隔离透镜(2)、平面光波回路光复用器(3)、阵列透镜(4)、阵列光增益芯片(5)和阵列背光探测器(6)在所述封装外壳(1)内的封装结构为气密性封装。
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|---|---|---|---|---|
| CN109491026A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-19 | 东莞光智通讯科技有限公司 | 多通道光发射器件及光通信装置 |
| WO2022193733A1 (zh) * | 2021-03-17 | 2022-09-22 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块 |
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