CN212367280U - 一种单通道高灵敏度光接收器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种单通道高灵敏度光接收器件，包括光纤适配器、隔离器、管壳、第一透镜、半导体光放大器、第二透镜、光探测PIN PD芯片和输出电路板，光纤适配器设置与管壳的一端，隔离器、第一透镜、半导体光放大器、第二透镜和光探测PIN PD芯片分别封装于管壳内，且顺次光路连接，隔离器正对通孔或光窗设置，输出电路板的一端设置于管壳的另一端，且光探测PIN PD芯片输出端与输出电路板的一端电连接，输出电路板的另一端与外部电信号接收器件电连接。本实用新型可实现高灵敏度接收，产品合格率高并且电控简单，有效降低成本，同时，集成半导体光放大器和光探测PIN PD芯片，实现了器件的小型化，便于实现小型化的单通道的SFP型封装。
Description
技术领域
本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种单通道高灵敏度光接收器件。
背景技术
随着互联网数据业务的爆炸式增长，云计算、高性能计算机、数据中心，自动驾驶等应用的不断涌现，光纤通信对通信带宽的要求越来越高，接入传输距离要求越来越长，从数据中心的几十米到2km，10Km，甚至30～40Km。
现有技术中解决接入侧长距离传输的方法是采用雪崩二极管APD作为信号探测，构建高灵敏度的光接收器件，达到30-40km传输距离要求的接收灵敏度。但是由于雪崩二极管APD属于雪崩放大，对静电比较敏感，很小的静电也会导致芯片被击穿损毁。因此，一方面导致产品的合格率低，产品成本升高；另一方面，APD需要高压供电(典型值30V)，才能产生电子的雪崩效果，达到低信号放大的作用，这样在电路控制方面需要特殊的升压电路控制ADP，导致电控复杂程度加大，相应的成本上升。另外，现有技术中的光接收器件占用空间较大，不能进行模块的小型化。例如目前100G混合方式的40km传输距离模块只能采用CFP2的封装形式，比主流的100G QSFP28封装体积大近6倍，显著降低了交换机上的光接口密度。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种单通道高灵敏度光接收器件。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种单通道高灵敏度光接收器件，包括光纤适配器、隔离器、管壳、第一透镜、半导体光放大器、第二透镜、光探测PIN PD芯片和输出电路板，所述管壳的一端端面上分别设有用于光信号穿过的通孔，所述光纤适配器设置于所述管壳上具有所述通孔的一端，所述隔离器、第一透镜、半导体光放大器、第二透镜和光探测PIN PD芯片分别封装于所述管壳内，所述隔离器、第一透镜、半导体光放大器、第二透镜和光探测PIN PD芯片顺次光路连接，且所述隔离器靠近所述通孔一侧并正对所述通孔设置，所述输出电路板的一端设置于所述管壳的另一端，且所述光探测PIN PD芯片的输出端与所述输出电路板的一端电连接，所述输出电路板的另一端与外部电信号接收器件电连接；
来自于光纤链路的光信号由光纤适配器接入，并经由所述通孔输出至所述管壳内，经过所述隔离器和第一透镜后进入所述半导体光放大器，再由所述第二透镜耦合至所述光探测PIN PD芯片，完成光电转换后由所述光探测PIN PD芯片通过所述输出电路板对外输出电信号。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的单通道高灵敏度光接收器件，通过在光探测PIN PD芯片的光路前端集成半导体光放大器，这样来自光网络的光信号经半导体光放大器放大后，再输出到光探测PIN PD芯片，把光信号转换成电信号，实现高灵敏度接收，产品合格率高并且电控简单，成本得到有效降低，同时，由于集成半导体光放大器和光探测PIN PD芯片，实现了器件的小型化，便于实现小型化的单通道的SFP型封装。
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：所述的单通道高灵敏度光接收器件还包括第三透镜，所述第三透镜与所述光纤适配器光路连接，并对所述LC输出的光信号进行准直处理，经过准直处理后的光信号经由所述通孔输出至所述管壳内。
上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述第三透镜可以将所述光纤适配器输出的光信号进行准直处理，提高光信号的耦合效率。
进一步：所述第三透镜封装于所述光纤适配器内，并正对所述通孔设置。
上述进一步方案的有益效果是：通过将所述第三透镜封装于所述光纤适配器内，可以大大缩小整个光接收器件的体积，使得整个光接收器件一体化。
进一步：所述输出电路板采用柔性电路板。
上述进一步方案的有益效果是：采用柔性电路板可以方便与外部接收器件安装，并且柔性电路板可以根据需要进行弯曲形变，便于与外部接收器件集成，有效减小占用空间，大大缩小体积。
附图说明
图1为本实用新型的单通道高灵敏度光接收器件结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
110、光纤适配器，120、隔离器，130、管壳，140、管壳，150、第一透镜，160、半导体光放大器，170、第二透镜，180、光探测PIN PD芯片，195、输出线路板。
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所示，一种单通道高灵敏度光接收器件，包括光纤适配器110、隔离器130、管壳140、第一透镜150、半导体光放大器160、第二透镜170、光探测PIN PD芯片180和输出电路板195，所述管壳140的一端端面上分别设有用于光信号穿过的通孔或光窗，所述光纤适配器110设置于所述管壳140上具有所述通孔或光窗的一端，所述隔离器130、第一透镜150、半导体光放大器160、第二透镜170和光探测PIN PD芯片180分别封装于所述管壳140内，所述隔离器130、第一透镜150、半导体光放大器160、第二透镜170和光探测PIN PD芯片180顺次光路连接，且所述隔离器130靠近所述通孔或光窗一侧并正对所述通孔或光窗设置，所述输出电路板195的一端设置于所述管壳140的另一端，且所述光探测PIN PD芯片180的输出端与所述输出电路板195的一端电连接，所述输出电路板195的另一端与外部电信号接收器件电连接。
本实用新型的单通道高灵敏度光接收器件的工作原理为：来自于光纤链路的光信号由光纤适配器110接入，并经由所述通孔或光窗输出至所述管壳140内，经过所述隔离器130和第一透镜150后进入所述半导体光放大器160，再由所述第二透镜170耦合至所述光探测PIN PD芯片180，完成光电转换后由所述光探测PIN PD芯片180通过所述输出电路板195对外输出电信号。
本实用新型的单通道高灵敏度光接收器件，通过在光探测PIN PD芯片180的光路前端集成半导体光放大器160，这样来自光网络的光信号经半导体光放大器160放大后，再输出到光探测PIN PD芯片180，把光信号转换成电信号，由于半导体光放大器160具有10dB以上的宽带光放大作用，因此，可以提高光探测PIN PD芯片180的灵敏度10dB以上，实现高灵敏度接收，产品合格率高并且电控简单，成本得到有效降低，同时，由于集成半导体光放大器160和光探测PIN PD芯片180，实现了器件的小型化，便于实现小型化的单通道的SFP型封装。
在本实用新型提供的一个或多个实施例中，所述的单通道高灵敏度光接收器件还包括第三透镜120，所述第三透镜120与所述光纤适配器110光路连接并固定为一个整体，并对所述LC输出的光信号进行准直处理，经过准直处理后的光信号经由所述通孔输出至所述管壳140内。通过设置所述第三透镜120可以将所述光纤适配器110输出的光信号进行准直处理，提高光信号的耦合效率。
可选地，在本实用新型提供的一个或多个实施例中，所述第三透镜120封装于所述光纤适配器110内，并正对所述通孔或光窗设置。通过将所述第三透镜120封装于所述光纤适配器110内，可以大大缩小整个光接收器件的体积，使得整个光接收器件一体化。
可选地，在本实用新型提供的一个或多个实施例中，所述输出电路板195采用柔性电路板。采用柔性电路板可以方便与外部接收器件安装，并且柔性电路板可以根据需要进行弯曲形变，便于与外部接收器件集成，有效减小占用空间，大大缩小体积。
本实用新型的单通道高灵敏度光接收器件可以应用于多种速率的高灵敏度器件，如10Gbps，25Gbps，50Gbps，100Gbps等，而且不受信号调制方式的限制，既可以应用于常规的OOK调制方式，也可以应用于更高速率的PAM4调制方式。
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 (4)
1.一种单通道高灵敏度光接收器件，其特征在于：包括光纤适配器(110)、隔离器(130)、管壳(140)、第一透镜(150)、半导体光放大器(160)、第二透镜(170)、光探测PIN PD芯片(180)和输出电路板(195)，所述管壳(140)的一端端面上分别设有用于光信号穿过的通孔或光窗，所述光纤适配器(110)设置于所述管壳(140)上具有所述通孔或光窗的一端，所述隔离器(130)、第一透镜(150)、半导体光放大器(160)、第二透镜(170)和光探测PIN PD芯片(180)分别封装于所述管壳(140)内，所述隔离器(130)、第一透镜(150)、半导体光放大器(160)、第二透镜(170)和光探测PIN PD芯片(180)顺次光路连接，且所述隔离器(130)靠近所述通孔或光窗一侧并正对所述通孔或光窗设置，所述输出电路板(195)的一端设置于所述管壳(140)的另一端，且所述光探测PIN PD芯片(180)的输出端与所述输出电路板(195)的一端电连接，所述输出电路板(195)的另一端与外部电信号接收器件电连接；
来自于光纤链路的光信号由光纤适配器(110)接入，并经由所述通孔或光窗输出至所述管壳(140)内，经过所述隔离器(130)和第一透镜(150)后进入所述半导体光放大器(160)，再由所述第二透镜(170)耦合至所述光探测PIN PD芯片(180)，完成光电转换后由所述光探测PIN PD芯片(180)通过所述输出电路板(195)对外输出电信号。
2.根据权利要求1所述的单通道高灵敏度光接收器件，其特征在于：还包括第三透镜(120)，所述第三透镜(120)与所述光纤适配器(110)光路连接并固定为一个整体，并对所述光纤适配器(110)输出的光信号进行准直处理，经过准直处理后的光信号经由所述通孔输出至所述管壳(140)内。
3.根据权利要求2所述的单通道高灵敏度光接收器件，其特征在于：所述第三透镜(120)封装于所述光纤适配器(110)内，并正对所述通孔或光窗设置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的单通道高灵敏度光接收器件，其特征在于：所述输出电路板(195)采用柔性电路板。
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