CN210894788U - 一种多通道高速通信光器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多通道高速通信光器件，包括金手指、管壳，所述金手指用于光器件内部与外部通信，所述管壳内装配衬底、滤波器、合波器、光偏转镜，所述衬底上设置激光器驱动、激光器、背光检测模块、分光透镜；所述分光透镜将所述激光器的发射光按比例分割，一部分光透射，一部分光反射；所述背光检测模块用于接收所述分光透镜反射光；所述激光器驱动与所述激光器连接；所述分光透镜的透射光路上设置滤波器合波器、光偏转镜。解决高速通信中光电互联采用的多通道转接方式而导致的信号衰减和阻抗突变的问题，效降低器件光电互联部分的难度，提高器件光电性能。

Description

一种多通道高速通信光器件

技术领域

本实用新型属于光通信领域，具体涉及一种多通道高速通信光器件，主要应用于高速通信领域。

背景技术

高速光通信器件是高速光通信系统中高速光模块最为重要的组成部分，也是最为核心的部分，每年配套光通信模块的使用量为几千万只的量级。随着5G网路的陆续铺设和数据中心爆发式建设，其用量还会持续增加，尤其是多通道高速光通信器件。光通信器件的性能优劣直接决定了光通信系统的性能优劣，其成本也直接影响着光通信系统的建设成本，因为光通信器件占据光通信模块BOM成本的70%以上。在通信、网络、数据存储和云计算已经进入到百姓日常生活的情况下，对光通信系统的建设成本提出了很大的挑战，即对光模块的成本也提出了很大的挑战，故占用光模块成本70%以上的光器件成本控制对光通信系统成本控制是至关重要的。在既要保证器件性能又要考虑其制作成本的双重压力下，对器件的设计带来新挑战的同时也提出了新的要求；其中多通道高速光通信器件的电光互联就是器件设计中的一大难点。

传统的多通道器件的设计框图如图1所示，其中11代表管壳的金手指，9代表激光器驱动，10代表衬底，6代表背光检测模块，8代表高速半导体激光器。一般情况下8的前向出光和背向出光的比例为10：1，背光检测模块6可以检测到8的背向出光，根据比例可以计算出前向出光，进而可以知道整个器件的出光校准。此设计是一种沿用设计，从设计的角度讲，其缺陷是关键器件激光器8与激光器驱动9的连接由于中间背光检测模块6的原因，需要通过多道转接才能够连通；从工艺制作的角度讲，一方面，衬底10、背光检测模块6和激光器8的功能单元需要先行制作，制作完成后再二次制作以完成整个器件；另一方面，由于上述功能单元的尺寸很小，不方便有源制作，大批量生产时背光检测模块6的制作都是无源制作，这导致其背光电流范围从100uA~1000uA之间变动，进而增加了与其匹配外围电路设计的复杂度。从电学性能设计角度讲，在对电光射频连接相对要求不高的低速应用中，其转接带来的问题并不明显，但在对电光射频连接要求很高的高速应用中，特别是25G以上应用，多道转接导致的信号衰减和阻抗突变会使性能出现明显的下降。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一款新的多通道高速光器件，更新光路设计，有解决高速通信中光电互联采用的多通道转接方式而导致的信号衰减和阻抗突变的问题，效降低器件光电互联部分的难度，提高器件光电性能。

本发明提供一种多通道高速通信光器件，包括金手指（11）、管壳（1），所述金手指（11）用于光器件内部与外部通信，所述管壳（1）内装配衬底（10）、滤波器（5）、合波器（4）、光偏转镜（3），所述衬底（10）上设置激光器驱动（9）、激光器（8）、背光检测模块（6）、分光透镜（7）；所述分光透镜（7）将所述激光器（8）的发射光按比例分割，一部分光透射，一部分光反射；所述背光检测模块（6）用于接收所述分光透镜（7）反射光；所述激光器驱动（9）与所述激光器（8）连接；所述分光透镜（7）的透射光路上设置滤波器（5）、合波器（4）、光偏转镜（3）。将背光检测模块设置在主光路之外，从激光器驱动（9）与激光器（8）之间移出，可使激光器驱动（9）与激光器（8）直接连接，链路阻抗更好控制，光器件性能得到极大改善。

作为优选，所述分光透镜（7）将所述激光器（8）的发射光按10:1的比例分割，10份光透射、1份光反射。

作为优选，所述激光器驱动（9）与所述激光器（8）通过金线连接。激光器驱动（9）与激光器（8）一次性打线连接，可减少制作时间，降低制造成本。

作为优选，所述背光检测模块（6）采用大光敏面的光电二极管。用于检测激光器（8）的出光大小。

作为优选，所述分光透镜（7）采用低衰减玻璃透镜，所述衬底（10）为带厚膜混合电路的陶瓷衬底。

作为优选，所述滤波器（5）采用梳状滤波器。可以过滤特定波长的光，将多路不同波长的光耦合到合波器中。

作为优选，所述光偏转镜（3）光输出端连接光纤适配器（2），所述光纤适配器（2）将调制光信号耦合到光纤中。

作为优选，所述光纤适配器（2）包括不锈钢外壳、陶瓷插芯。

附图说明

图1为传统多通道光器件设计图

图2为传统COC部分线路图

图3为实施例光器件设计图

图4为实施例COC部分线路图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例

如图3所示，本实施例提供的是一4通道高速通信光器件，管壳1用于装载所有光学和电学零部件，金手指11连接在管壳外部，用于连接光器件内部与外部通信。管壳1内装载衬底10，衬底10承载激光器驱动9、激光器8、分光透镜7、背光检测模块6。主光路上依次为激光器驱动9、激光器8、分光透镜7、滤波器5、合波器4、光偏转镜3。背光检测模块6接于主光路外侧。

激光器8纵向依次排列4颗，激光器8前端为分光透镜7，分光透镜7排为两列，分别对应四颗激光器8。对应地背光检测模块6也排为两列，用于接收对应分光透镜7的反射光。经分光透镜7的透射光分别被4组滤波器5接收。

金手指11将经过调试的通信电信号传输到激光器驱动9，激光器驱动9驱动激光器8发光，同时将调制电信号耦合到光中。经调制的光信号经分光透镜7分割为10:1,10份光透射、1份光反射。反射光被背光检测模块6接收，用于检测激光器8出光大小。透射光经分光透镜耦合到滤波器5中，多路经过调试的光信号通过合波器4合波，完成合波的光经光偏转镜3偏转耦合到光纤适配器2中，光纤耦合器2将光信号耦合到光纤中，完成光通信发射端发送信号的任务。

此外，还可以在背光检测模块6外接模数转换器，通过MCU监控激光器8的工作状态。

本发明的核心部分是将传统的用于检测出光功率的背光检测模块6通过光路设计的方案前移，该背光检测模块6前移后，使得激光器8与激光器驱动9的连接更为简单，连接距离缩短，有效改善多次转接带来的阻抗不连续问题，进而达到提升光器件性能的目的。

图4为本实施例中COC线路连接图，12表示金线。背光检测模块6前移后，可以很大程度简化COC部分，如图4所示，整个器件一次打线工艺即可完整，链路阻抗更好控制，性能会有很大的改善。与此同时，除分光透镜7外所有的零部件可以一次性入壳，打线可以一次性完整，改善性能的同时能简化制造工艺，降低制造成本。

上述实施例仅列举了较佳的具体技术方案及技术手段，不排除在本实用新型权利要求范围内，有其他可以解决该技术问题的等换技术手段的替换形式，也应当理解为本实用新型要求保护的内容。

Claims (8)

1.一种多通道高速通信光器件，包括金手指（11）、管壳（1），所述金手指（11）用于光器件内部与外部通信，其特征在于：所述管壳（1）内装配衬底（10）、滤波器（5）、合波器（4）、光偏转镜（3），所述衬底（10）上设置激光器驱动（9）、激光器（8）、背光检测模块（6）、分光透镜（7）；所述分光透镜（7）将所述激光器（8）的发射光按比例分割，一部分光透射，另一部分光反射；所述背光检测模块（6）用于接收所述分光透镜（7）反射光；所述激光器驱动（9）与所述激光器（8）连接；所述分光透镜（7）的透射光路上设置滤波器（5）、合波器（4）、光偏转镜（3）。

2.根据权利要求1所述的多通道高速通信光器件，其特征在于：所述分光透镜（7）将所述激光器（8）的发射光按10:1的比例分割，10份光透射、1份光反射。

3.根据权利要求1所述的多通道高速通信光器件，其特征在于：所述激光器驱动（9）与所述激光器（8）通过金线连接。

4.根据权利要求1所述的多通道高速通信光器件，其特征在于：所述背光检测模块（6）采用大光敏面的光电二极管。

5.根据权利要求1所述的多通道高速通信光器件，其特征在于：所述分光透镜（7）采用低衰减玻璃透镜，所述衬底（10）为带厚膜混合电路的陶瓷衬底。

6.根据权利要求1所述的多通道高速通信光器件，其特征在于：所述滤波器（5）采用梳状滤波器。

7.根据权利要求1所述多通道高速通信光器件，其特征在于：所述光偏转镜（3）光输出端连接光纤适配器（2），所述光纤适配器（2）将调制光信号耦合到光纤中。

8.根据权利要求7所述的多通道高速通信光器件，其特征在于：所述光纤适配器（2）包括不锈钢外壳、陶瓷插芯。

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