CN215934862U - 面向10gpon应用的cml光组件及其olt光组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种面向10GPON应用的CML光组件及其OLT光组件，属于光通信技术领域。CML光组件包括第一DML光发射组件、第二DML光发射组件，第一透镜及无源PLC芯片；无源PLC芯片包括第一DML光输入端、第二DML光输入端、合波器及无源光学整形滤波器。本实用新型CML光组件主要由DML和无源光学整形滤波器组成。通过无源光学整形滤波器的边沿滤波效应，可以将DML产生的频率调制信号转换为幅度调制信号，使得CML可以成功应用于10GPON领域，而且可以降低10GPONOLT功耗，成本和提高消光比性能。

Description

面向10GPON应用的CML光组件及其OLT光组件

技术领域

本实用新型属于光通信技术领域，具体涉及一种面向10G PON 应用的CML光组件及其OLT光组件。

背景技术

近年来，随着宽带光纤接入技术的蓬勃发展，无源光网络(PO N)作为光纤到户(FTTH)的主要技术，由于具有运营成本低、覆盖范围广、速率高和宽带大的优势，已经被广泛应用于光纤接入网络。而且由于高清视频、3D游戏、虚拟现实等业务的迅速发展，不断推动着10G PON系统向大规模应用阶段迈进。

PON网络主要由光线路终端(OLT)、光分配网(ODN)、光网络单元(ONU/ONT)三部分组成。在OLT端，为了减小光纤色散的影响，以传输更远的距离，目前大多数商用的10G PONOLT采用的光源都是电吸收调制激光器(EML)。然而，EML价格昂贵，且功耗高，使得10G PONOLT的成本和功耗比较高。为了降低成本和功耗，人们纷纷将目光转向了价格更低的高速直调激光器(DM L)，但是DML的啁啾大，难以传输10km以上的距离。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供的一种面向10G PON应用的无源PLC芯片、啁啾管理激光器(CML)光组件、OLT光收发组件，CML光组件主要由DML和无源光学整形滤波器组成。通过滤波器的边沿滤波效应，可以将DML产生的频率调制信号转换为幅度调制信号，使得CML可以成功应用于10G PON领域，而且可以降低10G PON OLT功耗，成本和提高消光比性能。

本实用新型第一个目的是提供一种面向10G PON应用的CML 光组件，包括：第一DML光发射组件、第二DML光发射组件，第一透镜及无源PLC芯片；

所述无源PLC芯片包括第一DML光输入端、第二DML光输入端、合波器及无源光学整形滤波器；其中，所述无源光学整形滤波器包括一个光输入端，和两个光输出端；

所述第一DML光输入端通过第一光波导与所述无源光学整形滤波器的一个光输入端相连；

所述无源光学整形滤波器的一光输出端通过第三光波导与所述合波器的一输入端相连，所述无源光学整形滤波器的另一光输出端通过第四光波导输出；所述第二DML光输入端通过第二光波导与所述合波器的另一输入端相连；

所述第一DML光输入端接收所述第一DML光发射组件发射的光信息；

所述第二DML光输入端接收所述第二DML光发射组件发射的光信息；

所述合波器的输出端通过公共光波导输出；

所述公共光波导的输出端轴线上设有所述第一透镜。

进一步，所述第一DML光发射组件包括：第一发光单元、第一热沉及热敏电阻；所述第一发光单元和所述热敏电阻设置于所述第一热沉上；

所述第二DML光发射组件包括：第二发光单元、背光监控探测器和第二热沉；所述第二发光单元和所述背光监控探测器设置于所述第二热沉上；

所述第一发光单元与所述第一DML光输入端相连；

所述第二发光单元与所述第二DML光输入端相连。

更进一步，还包括第一光监控探测器和第二光监控探测器；所述第二光监控探测器设置于所述第四光波导的输出端，所述第二光监控探测器用于检测所述第四光波导输出的光信号。

更进一步，所述第一光监控探测器集成于所述第一DML光发射组件上，并置于所述第一发光单元的后端，用于监控背光功率。

更进一步，所述无源PLC芯片边缘位于所述第四光波导输出端的端面处与所述第二光监控探测器之间设有第一滤波片。

更进一步，所述第一光波导上还设有分束器，所述分束器将所述第一光波导上的少部分光分出后经第五光波导输出；

所述第五光波导的输出端处设有所述第一光监控探测器，所述第一光监控探测器用于检测所述第五光波导输出的光信号。

更进一步，所述第一光监控探测器和所述第二光监控探测器并列设置于所述无源PLC芯片一侧；所述无源PLC芯片边缘位于所述第五光波导输出端和所述第四光波导输出端的端面处与所述第一光监控探测器和所述第二光监控探测器之间之间设有第二滤波片。

进一步，所述无源PLC芯片边缘位于所述第一DML光输入端、所述第二DML光输入端及所述公共光波导的输出端的端面处均设有第三滤波片。

进一步，所述无源光学整形滤波器为微环谐振腔、MZI干涉仪、波导阵列光栅(AWG)、光栅、法布里-珀罗(F-P)干涉仪中的一种结构的滤波器。

本实用新型第二个目的是提供一种面向10G PON应用的OLT 光组件，所述OLT光组件包括自由空间隔离器，45°滤波片，13°滤波片，32°滤波片，第二透镜，单模光纤，第一接收端聚焦透镜，第二接收端聚焦透镜，1.25G接收端，2.5G接收端及上述的CML光组件；

所述CML光组件与所述单模光纤相对同轴设置；

所述CML光组件与所述单模光纤之间轴线上依次从所述CML 光组件至所述单模光纤的轴线上设置有所述自由空间隔离器、所述 45°滤波片、所述13°滤波片及第二透镜；

所述45°滤波片的相邻一侧设有所述1.25G接收端，所述45°滤波片一端面朝向所述1.25G接收端设置，所述45°滤波片与所述1.25 G接收端之间的轴线与所述CML光组件与所述单模光纤之间的轴线相垂直，所述45°滤波片与所述1.25G接收端之间的轴线上靠近所述 1.25G接收端处还设有第一接收端聚焦透镜；

所述13°滤波片与所述第二透镜之间一侧设有所述2.5G接收端，另一侧设有所述32°滤波片，其中，所述32°滤波片与所述2.5G接收端位于同轴设置，其所述32°滤波片与所述2.5G接收端之间的轴线与所述CML光组件与所述单模光纤之间的轴线相垂直，所述32°滤波片与所述2.5G接收端之间的轴线上靠近所述2.5G接收端处设有第二接收端聚焦透镜；所述13°滤波片一端面朝向所述32°滤波片设置。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型提出的面向10G PON应用的CML光组件结构，通过采用CML取代传统的EML结构，可以提升消光比性能，降低 10G PON OLT的成本和功耗；

本实用新型提出的面向10G PON应用的CML光组件结构，相比于传统的10G PONOLT结构的1490nm DML无制冷TO封装， 1490nm DML和10G 1577nm DML可以共同放置于一个TEC上进行控温，保证了1490nm DML光发射端的光功率输出，提升了产品的良率；

本实用新型提出的面向10G PON应用的CML光组件结构，通过在PLC芯片端面贴镀有AR膜玻片，即可达到减小端面反射的目的。简化PLC芯片的加工工艺，提升PLC芯片的良率。

本实用新型的面向10G PON应用的OLT光收发模块，由于采用了第一种技术解决方案的CML光组件，使得10G 1577nm DML光发射端和1490nm DML光发射端在无源PLC芯片的公共输出端实现了光路重合，简化了10G PON OLT的光路系统结构，减小了封装体积，从而提高了封装效率和良率。

附图说明

图1为本申请实施例1的CML光组件结构示意图；

图2为本申请实施例2的CML光组件结构示意图；

图3为本申请实施例3的CML光组件结构示意图；

图4为本申请实施例4的CML光组件结构示意图；

图5为本申请实施例5的OLT光组件结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

本实用新型采用的第一滤波片、第二滤波片、第三滤波片均为同种滤波片。滤波片H的一面还可以镀抗反射(AR)膜，可以起到更好的减小反射的效果。

下述各实施例中的第一DML光发射组件为10G 1577nm DML 光发射模块，第二DML光发射组件为1490nm DML光发射模块；

下述各实施例中第一发光单元a1为10G 1577nm DML芯片；第二发光单元为1490nmDML芯片；其中，10G 1577nm DML芯片和 1490nm DML芯片为分布反馈(DFB)激光器、分布布拉格反射 (DBR)激光器中的一种直接调制激光器。

下述各实施例提供的合波器其结构为Y波导、定向耦合器、多模干涉耦合器、级联马赫-曾德尔(MZI)中的一种结构；

下述各实施例提供的无源光学整形滤波器为微环谐振腔、MZI 干涉仪、波导阵列光栅(AWG)、光栅、法布里-珀罗(F-P)干涉仪中的一种结构的滤波器；

无源光学整形滤波器可以通过镀AR膜、研磨倾斜角度或贴镀有AR膜玻片的方式减少波导端面光的反射。

下述实施例中的分束器为1577nm光分束器。

实施例1

一种面向10G PON应用的CML光组件，见图1所示，包括第一DML光发射组件A、第二DML光发射组件B，第一透镜F，无源PLC芯片C及光学底座G；将第一DML光发射组件A、第二DML光发射组件B，第一透镜F、无源PLC芯片C都置于光学底座G 上；

无源PLC芯片C包括第一DML光输入端、第二DML光输入端、合波器c1及无源光学整形滤波器c2；其中，无源光学整形滤波器c2 包括一个光输入端，和两个光输出端；

第一DML光输入端通过第一光波导c3与无源光学整形滤波器c 2的一个光输入端相连；

无源光学整形滤波器c2的一光输出端通过第三光波导与合波器 c1的一输入端相连，无源光学整形滤波器c2的另一光输出端通过第四光波导c7输出；

第二DML光输入端通过第二光波导c4与合波器c1的另一输入端相连；

第一DML光输入端接收第一DML光发射组件A发射的光信息；

第二DML光输入端接收第二DML光发射组件B发射的光信息；

合波器c1的输出端通过公共光波导c5输出；

公共光波导c5输出端轴线上设有第一透镜F。

本实施例提供的第一DML光发射组件A包括第一发光单元a1、第一热沉a2及热敏电阻a3，将第一发光单元a1和热敏电阻a3设置于第一热沉a2上，将第一热沉a2设置于光学底座G上；

第二DML光发射组件B包括第二发光单元b1、背光监控探测器b2及第二热沉b3，将第二发光单元b1和背光监控探测器b2设置于第二热沉b3上，第二热沉b3设置于光学底座G上；

第一发光单元a1与第一DML光输入端通过光耦合相连；

第二发光单元b1与第二DML光输入端通过光耦合相连。

本实施例还包括第一光监控探测器D和第二光监控探测器E；

第二光监控探测器E设置于第四光波导c7的输出端，第二光监控探测器E用于检测第四光波导c7输出的光信号；

第一光监控探测器D集成于第一DML光发射组件A上，并置于第一发光单元a1的后端的第一热沉a2上，用于监控背光功率。

第一发光单元a1发出的光信号经第一DML光输入端进入第一光波导c3经无源光学整形滤波器c2的边沿滤波效应后，分成两部分，一部分将DML产生的频率调制信号转换为幅度调制信号之后进入合波器c1的一个输入端，另一部分光通过第四光波导c7输出，并利用第四光波导c7的输出端处设有的第二光监控探测器E接收对第四光波导c7传输的光信号进行监控；

第二发光单元b1发出的光信号经第二DML光输入端进入第二光波导c4传输至合波器c1的另一个输入端，合波后的光信号经公共光波导c5的输出端输出。最后，从无源PLC芯片C的公共光波导 c5输出的光经过第一透镜F的准直或会聚作用，形成便于后续光路处理的光场分布。

为了减少无源PLC芯片C镀膜或抛光的端面数量，简化工艺，将第二光监控探测器E置于光学底座G上，其第二光监控探测器E 输出端置于无源PLC芯片C的第三波导输出端面的位置，且位于第一透镜F旁；

为了防止光反射，在第一DML光输入端和第二DML光输入端的端面、公共光波导c5输出端的端面及第四光波导c7的输出端的端面研磨大于8°的倾斜角度。

本实施例通过第一光监控探测器和第二光监控探测的作用是通过监控无源光学整形滤波器前后的光功率，使得DML的发射波长锁定在滤波曲线的边沿位置。

实施例2

一种面向10G PON应用的CML光组件，如图2所示，与实施例1相同，不同之处在于，为了避免在各个光波导的输出端减小光反射。将无源PLC芯片C位于边缘处的所有端面都不需要研磨和镀膜，而是在第一DML光输入端和第二DML光输入端的端面、公共光波导c5输出端的端面及第四光波导c7的输出端的端面都贴有滤波片H。

实施例3

与实施例1相同，不同之处在于，如图3所示，

在第一光波导c3上还设有分束器c6，分束器c6将第一光波导c 3上的少部分光分出后经第五光波导c8输出；

将第一光监控探测器D设置在第五光波导c8的输出端，第一光监控探测器用于检测第五光波导c8输出的光信号。

第一发光单元a1输出的光信号进入第一光波导c3先经过光分束器c6分成两部分：

大部分光经过无源光学整形滤波器c2的边沿滤波效应后，再分成两部分，一部分光将DML产生的频率调制信号转换为幅度调制信号，之后进入合波器c1的一个输入端，另一部分光通过第四光波导 c7输出，并利用第四光波导c7的输出端处设有的第二光监控探测器 E对第四光波导c7传输的光信号进行监控；

少部分光从第五光波导c8输出端输出，并利用第五光波导c8 的输出端处设有的第一光监控探测器D对第五光波导c8输出端传输的光信号进行监控。

第二发光单元b1输出的光信号通过第二光波导c4进入合波器 c1的另一个输入端，合波后的光信号经公共光波导c5的输出端输出。最后，从无源PLC芯片C输出的光经过第一透镜F的准直或会聚作用，形成便于后续光路处理的光场分布。

其中，第一光监控探测器D和第二光监控探测器E并列设置于无源PLC芯片C一侧，并设置于光学底座G上；且在无源PLC芯片 C边缘位于第四光波导c7的输出端和第五光波导c8的输出端的端面处与并列设置的第一光监控探测器D和第二光监控探测器E之间设有滤波片H，减小光反射。

滤波片H位于无源PLC芯片C和光监控探测器D、E的中间，作用是为了减少PLC的端面反射和来自光监控探测器端面的反射。

在第一DML光输入端和第二DML光输入端的端面、公共光波导c5输出端均镀有AR膜，以防止光反射。

第一光监控探测器D和第二光监控探测器E分别监控无源PLC 芯片C的第五光波导c8和第四光波导c7输出的光信号，其作用是通过监控无源光学整形滤波器c2前后的输出光功率，使得DML的发射波长锁定在无源光学整形滤波器c2的滤波曲线边沿位置。

实施例4

一种面向10G PON应用的CML光组件，如图4所示，与实施例3相同，不同之处在于，在无源PLC芯片C边缘处的所有端面都不需要研磨和镀膜，而是在第一DML光输入端和第二DML光输入端的端面、公共光波导c5输出端的端面处都贴有滤波片H，减小光反射。

实施例5

一种面向10G PON应用的OLT光组件结构，如图5所示，包括：实施例1～4任一的CML光组件结构1，自由空间隔离器2，45°滤波片3，13°滤波片4，32°滤波片5，透镜6，单模光纤7，第一接收端聚焦透镜8和第二接收端聚焦透镜10，1.25G接收端9和2.5G接收端11。

CML光组件1与单模光纤7相对同轴设置；

CML光组件1与单模光纤7之间轴线上依次从CML光组件1至单模光纤7的轴线上设置有自由空间隔离器2、45°滤波片3、13°滤波片4及第二透镜6；

45°滤波片3的相邻一侧设有1.25G接收端9，45°滤波片3一端面朝向1.25G接收端9设置，45°滤波片3与1.25G接收端9之间的轴线与CML光组件1与单模光纤7之间的轴线相垂直，45°滤波片3 与1.25G接收端9之间的轴线上靠近1.25G接收端9处还设有第一接收端聚焦透镜8；

13°滤波片4与第二透镜6之间一侧设有2.5G接收端11，另一侧设有32°滤波片5，其中，32°滤波片5与2.5G接收端11位于同轴设置，其32°滤波片5与2.5G接收端11之间的轴线与CML光组件1 与单模光纤7之间的轴线相垂直，32°滤波片5与2.5G接收端11之间的轴线上靠近2.5G接收端11处设有第二接收端聚焦透镜10；13°滤波片4一端面朝向32°滤波片5设置；

发射端的光路为：CML光组件1输出的光经自由空间隔离器 2，45°滤波片3，13°滤波片4后，到第二透镜6聚焦，进入到单模光纤7中。

1.25G接收端的光路为：接收的光由单模光纤7发出，经由第二透镜6准直，13°滤波片4透射，45°滤波片3反射后，进入第一接收端聚焦透镜8聚焦，进入1.25G接收端9。

2.5G接收端的光路为：接收的光由单模光纤7发出，经由第二透镜6准直，13°滤波片4反射，32°滤波片5反射后，进入第二接收端聚焦透镜10聚焦，进入2.5G接收端11。

本实用新型提供的OLT光收发组件由于采用了第一种技术解决方案的CML光组件，使得10G 1577nm DML光发射端和1490nm DML光发射端在无源PLC芯片的公共输出端实现了光路重合，简化了10G PON OLT的光路系统结构，减小了封装体积，从而提高了封装效率和良率。

综上，本实用新型提出的面向10G PON应用的CML光组件结构，通过采用CML取代传统的EML结构，可以提升消光比性能，降低10G PON OLT的成本和功耗；

本实用新型提出的面向10G PON应用的CML光组件结构，相比于传统的10G PONOLT结构的1490nm DML无制冷TO封装， 1490nm DML和10G 1577nm DML可以共同放置于一个TEC上进行控温，保证了1490nm DML光发射端的光功率输出，提升了产品的良率；

本实用新型提出的面向10G PON应用的CML光组件结构，通过在PLC芯片端面贴镀有AR膜玻片，使得PLC芯片端面不需要研磨，即可达到减小端面反射的目的。简化PLC芯片的加工工艺，提升PLC芯片的良率。

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

Claims (10)

1.一种面向10GPON应用的CML光组件，其特征在于，包括：第一DML光发射组件、第二DML光发射组件，第一透镜及无源PLC芯片；

所述无源PLC芯片包括第一DML光输入端、第二DML光输入端、合波器及无源光学整形滤波器；其中，所述无源光学整形滤波器包括一个光输入端，和两个光输出端；

所述第一DML光输入端通过第一光波导与所述无源光学整形滤波器的一个光输入端相连；

所述无源光学整形滤波器的一光输出端通过第三光波导与所述合波器的一输入端相连，所述无源光学整形滤波器的另一光输出端通过第四光波导输出；所述第二DML光输入端通过第二光波导与所述合波器的另一输入端相连；

所述第一DML光输入端接收所述第一DML光发射组件发射的光信息；

所述第二DML光输入端接收所述第二DML光发射组件发射的光信息；

所述合波器的输出端通过公共光波导输出；

所述公共光波导的输出端轴线上设有所述第一透镜。

2.根据权利要求1所述的面向10GPON应用的CML光组件，其特征在于，所述第一DML光发射组件包括：第一发光单元、第一热沉及热敏电阻；所述第一发光单元和所述热敏电阻设置于所述第一热沉上；

所述第二DML光发射组件包括：第二发光单元、背光监控探测器和第二热沉；所述第二发光单元和所述背光监控探测器设置于所述第二热沉上；

所述第一发光单元与所述第一DML光输入端通过光耦合相连；

所述第二发光单元与所述第二DML光输入端通过光耦合相连。

3.根据权利要求2所述的面向10GPON应用的CML光组件，其特征在于，还包括第一光监控探测器和第二光监控探测器；所述第二光监控探测器设置于所述第四光波导的输出端；

所述第一光监控探测器集成于所述第一DML光发射组件上，或者设置于所述无源PLC芯片的一侧。

4.根据权利要求3所述的面向10GPON应用的CML光组件，其特征在于，所述第一光监控探测器集成于所述第一DML光发射组件上时，置于所述第一发光单元的后端，用于监控背光功率。

5.根据权利要求4所述的面向10GPON应用的CML光组件，其特征在于，所述无源PLC芯片边缘位于所述第四光波导输出端的端面处与所述第二光监控探测器之间设有第一滤波片。

6.根据权利要求3所述的面向10GPON应用的CML光组件，其特征在于，所述第一光波导上还设有分束器，所述分束器将所述第一光波导上的少部分光分出后经第五光波导输出；

将设置于所述无源PLC芯片的一侧的所述第一光监控探测器置于所述第五光波导的输出端处，所述第一光监控探测器用于检测所述第五光波导输出的光信号。

7.根据权利要求6所述的面向10GPON应用的CML光组件，其特征在于，所述第一光监控探测器和所述第二光监控探测器并列设置于所述无源PLC芯片一侧；所述无源PLC芯片边缘位于所述第五光波导输出端和所述第四光波导输出端的端面处与所述第一光监控探测器和所述第二光监控探测器之间设有第二滤波片。

8.根据权利要求1所述的面向10GPON应用的CML光组件，其特征在于，所述无源PLC芯片边缘位于所述第一DML光输入端、所述第二DML光输入端及所述公共光波导的输出端的端面处均设有第三滤波片。

9.根据权利要求1～8任一项所述的面向10GPON应用的CML光组件，其特征在于，所述无源光学整形滤波器为微环谐振腔、MZI干涉仪、波导阵列光栅、光栅、法布里-珀罗干涉仪中的一种结构的滤波器。

10.一种面向10GPON应用的OLT光组件，所述OLT光组件包括自由空间隔离器，45°滤波片，13°滤波片，32°滤波片，第二透镜，单模光纤，第一接收端聚焦透镜，第二接收端聚焦透镜，1.25G接收端，2.5G接收端及权利要求1～8任一项所述的CML光组件；

所述CML光组件与所述单模光纤相对同轴设置；

所述CML光组件与所述单模光纤之间轴线上依次从所述CML光组件至所述单模光纤的轴线上设置有所述自由空间隔离器、所述45°滤波片、所述13°滤波片及第二透镜；

所述45°滤波片的相邻一侧设有所述1.25G接收端，所述45°滤波片一端面朝向所述1.25G接收端设置，所述45°滤波片与所述1.25G接收端之间的轴线与所述CML光组件与所述单模光纤之间的轴线相垂直，所述45°滤波片与所述1.25G接收端之间的轴线上靠近所述1.25G接收端处还设有第一接收端聚焦透镜；

所述13°滤波片与所述第二透镜之间一侧设有所述2.5G接收端，另一侧设有所述32°滤波片，其中，所述32°滤波片与所述2.5G接收端位于同轴设置，其所述32°滤波片与所述2.5G接收端之间的轴线与所述CML光组件与所述单模光纤之间的轴线相垂直，所述32°滤波片与所述2.5G接收端之间的轴线上靠近所述2.5G接收端处设有第二接收端聚焦透镜；所述13°滤波片一端面朝向所述32°滤波片设置。

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