CN218298594U - 一种光电集成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光电集成装置，通过将多芯插针、起偏分束器、准直光透镜、法拉第旋转片和MEMS微镜依次设置于底板上，多芯插针发射光信号并被起偏分束器分光，并被准直光透镜进行准直，而后法拉第旋转片将光信号的振动方向进行旋转，光信号发射至MEMS微镜后被反射，将光信号逆方向反射回多芯插针，通过调整MEMS微镜的旋转状态，光模块可以独立完成隔离器与可调光衰减器的功能，也可以独立完成隔离器与可调谐光滤波器的功能，在实际使用中，用户可以根据实际需要选择性切换光模块的功能。

Description

一种光电集成装置

【技术领域】

本实用新型涉及光通讯技术领域，具体为一种光电集成装置。

【背景技术】

光模块(Optical transceiver)作为一种重要的有源光器件，在发送端和接收端分别实现信号的电-光转换和光-电转换，由于通信信号的传输主要以光纤作为介质，而产生端、转发端、处理端和接收端处理的是电信号，光模块具有广泛和不断增长的市场空间，光模块的上游主要为光芯片和无源光器件，下游客户主要为电信主设备商、运营商以及互联网云计算企业。

QSFP-DD封装凭借高速、小型、可插拔等优势，成为了下一代数据中心网络互连时最受欢迎的光模块。随着400G的标准化，各大厂商纷纷推出不同类型的光模块，针对小型化的迫切需求，也需要光模块集成有隔离器、可调光衰减器以及可调谐光滤波器的功能，在实际使用中，用户可以根据实际需要选择性切换光模块的功能。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是如何将隔离器、可调光衰减器以及可调谐光滤波器功能的集成到光模块上，使得用户可以根据需要选择性切换光模块的功能。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，一种光电集成装置，包括：多芯插针1、起偏分束器2、准直光透镜4、法拉第旋转片6、MEMS微镜7和底板8，其中：

所述多芯插针1、起偏分束器2、准直光透镜4、法拉第旋转片6和MEMS微镜7均设置于所述底板8上，所述底板8用于进行承载支撑；

所述多芯插针1设置于所述起偏分束器2的一侧，所述准直光透镜4设置于所述起偏分束器2的另一侧，所述起偏分束器2用于对所述多芯插针1发射的光信号进行分光，所述准直光透镜4一侧用于接收分光后的光信号并进行准直；

所述MEMS微镜7设置于所述准直光透镜4的另一侧的第一预设位置，并且所述MEMS微镜7和所述准直光透镜4之间还设置有所述法拉第旋转片6，所述法拉第旋转片6将分光后的光信号的振动方向进行旋转，并发送给所述MEMS微镜7进行光信号的反射，光信号逆方向反射回所述多芯插针1并输出。

优选的，所述起偏分束器2与所述准直光透镜4之间还设置有波片3，所述波片3用于将分光后的光信号的振动方向进行调整。

优选的，所述光电集成装置还包括光栅5，其中：

所述光栅5设置于所述准直光透镜4与所述法拉第旋转片6之间的第二预设位置，或者所述法拉第旋转片6和所述MEMS微镜7之间的第三预设位置，所述光栅5用于对接收到的光信号进行衍射。

优选的，所述起偏分束器2用于对所述多芯插针1发射的光信号进行分光，具体包括：

所述多芯插针1发射的光信号被所述起偏分束器2分成振动方向互相垂直的第一寻常光和第二非常光。

优选的，所述法拉第旋转片6周边还设置有磁铁，所述磁铁用于在法拉第旋转片6周边施加外部磁场，从而将所述第一寻常光和所述第二非常光的振动方向旋转预设角度。

优选的，所述MEMS微镜7为一维转镜、二维转镜和温控转镜中的一个。

优选的，当所述MEMS微镜7接收光信号时，所述MEMS微镜7所在平面的法线方向与光信号的入射方向平行，保证入射的光信号垂直入射到MEMS微镜7上。

优选的，当所述MEMS微镜7为一维转镜或二维转镜时，所述MEMS微镜7绕X轴或者Y轴转动，从而保证MEMS微镜7所在平面的法线方向与光信号的入射方向平行。

优选的，所述多芯插针1的芯距为预设距离。

优选的，所述准直光透镜4为自聚焦透镜、球透镜、非球透镜中的一个。

本实用新型提供一种光电集成装置，通过将多芯插针1、起偏分束器2、准直光透镜4、法拉第旋转片6和MEMS微镜7依次设置于底板8上，多芯插针1发射光信号并被起偏分束器2分光，并被准直光透镜4进行准直，而后法拉第旋转片6将光信号的振动方向进行旋转，光信号发射至MEMS微镜7后被反射，将光信号逆方向反射回多芯插针1，通过调整MEMS微镜7的旋转状态，光模块可以独立完成隔离器与可调光衰减器的功能，也可以独立完成隔离器与可调谐光滤波器的功能，在实际使用中，用户可以根据实际需要选择性切换光模块的功能。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种光电集成装置的俯视模拟图；

图2是本实用新型实施例提供的一种光电集成装置的不带底板的俯视模拟图；

图3是本实用新型实施例提供的一种光电集成装置的无光栅的俯视模拟图；

图4是本实用新型实施例提供的一种光电集成装置的不带底板的无光栅的俯视模拟图；

其中，附图标记为：

多芯插针1；起偏分束器2；波片3；准直光透镜4；光栅5；法拉第旋转片6；MEMS微镜7；底板8。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

本实用新型实施例1提出了一种光电集成装置；

如图1和图2所示，包括：多芯插针1、起偏分束器2、准直光透镜4、法拉第旋转片6、MEMS微镜7和底板8，其中：

所述多芯插针1、起偏分束器2、准直光透镜4、法拉第旋转片6和MEMS微镜7均设置于所述底板8上，所述底板8用于进行承载支撑；

所述底板8为所述光电集成装置的支撑平台，所述光电集成装置的其他部件均通过插槽或者螺钉等方式固定于所述底板8上，所述底板8为电路板或者其他集成板件，并且与外接处理器相连，外接处理器通过底板8与所述光电集成装置的其他部件建立控制关系，控制多芯插针1对光信号的发射与接收，控制法拉第旋转片6以及MEMS微镜7的转动。

所述多芯插针1设置于所述起偏分束器2的一侧，所述准直光透镜4设置于所述起偏分束器2的另一侧，所述起偏分束器2用于对所述多芯插针1发射的光信号进行分光，所述准直光透镜4一侧用于接收分光后的光信号并进行准直；

所述起偏分束器2与所述准直光透镜4之间还设置有波片3，所述波片3用于将分光后的光信号的振动方向进行调整。

如图1所示，所述多芯插针1、所述起偏分束器2、所述波片3和所述准直光透镜4依次相贴合并设置于所述底板8上，所述准直光透镜4与所述起偏分束器2之间并未贴合，光信号从所述多芯插针1发射，入射至所述起偏分束器2，所述起偏分束器2将光信号分成振动方向互相垂直的第一光信号和第二光信号，所述波片3将所述第一光信号和所述第二光信号的振动方向沿所述波片3光轴对称方向旋转，而后再入射至所述准直光透镜4中进行准直。

所述多芯插针1所用光纤为光通信行业常用光纤，光纤类型与型号任选，所有适用型号的光纤均应在本实施例的保护范围内；并且所述多芯插针1的芯距为预设距离，所述预设距离在本实施例中为200±10μm。

所述准直光透镜4为自聚焦透镜、球透镜、非球透镜中的一个。

所述MEMS微镜7设置于所述准直光透镜4的另一侧的第一预设位置，其中，所述起偏分束器2和所述MEMS微镜7分别设置在所述准直光透镜4的两侧，并且所述MEMS微镜7和所述准直光透镜4之间还设置有所述法拉第旋转片6，所述法拉第旋转片6将分光后的光信号的振动方向进行旋转，并发送给所述MEMS微镜7进行光信号的反射，光信号逆方向反射回所述多芯插针1并输出。

所述MEMS微镜7与所述法拉第旋转片6相对于所述准直光透镜4并不贴合，而是将所述MEMS微镜7与所述法拉第旋转片6设置于所述准直光透镜4另一侧的并与所述准直光透镜4之间存在一定距离，并且由于光栅5会改变光信号的光路径，为了保证所述MEMS微镜7与所述法拉第旋转片6能够接收光信号，根据光栅5的存在与否，需要根据实际需求将所述MEMS微镜7与所述法拉第旋转片6放置于光信号的光路径上，因此所述第一预设位置有本领域技术人员根据实际情况自行进行设定，所有适用的第一预设位置设定均应在本实施例的保护范围内。

其中，所述MEMS微镜7为一维转镜或者二维转镜或者温控转镜，所述MEMS微镜7的选择由所述光电集成装置的功能决定，在本实施例中，当需要具备隔离器与可调谐光滤波器或可调光衰减器的功能时，所述MEMS微镜7选择采用二维转镜；当需要具备隔离器与可调光衰减器的功能时，所述MEMS微镜7选择采用一维转镜。

所述法拉第旋转片6周边还设置有磁铁，所述磁铁用于在法拉第旋转片6周边施加外部磁场，所述磁铁同样通过插槽或者螺钉固定于所述底板8上，从而将所述第一光信号和所述第二光信号的振动方向旋转预设角度；所述预设角度在本实施例中大于或者等于22.5度，或者由本领域技术人员根据实际情况自行进行设定，所有适用的预设角度设定均应在本实施例的保护范围内。

所述光信号逆方向反射回所述多芯插针1并输出在本实施例中为，光信号被所述MEMS微镜7反射后，重新反射回所述法拉第旋转片6，当存在光栅5时则经过光栅5射进准直光透镜4，若不存在光栅5则直接射进准直光透镜4，再次进入起偏分束器2，发射回所述多芯插针1进行输出。

本实施例中所述光电集成装置的各个部件均尺寸偏小，并且被集成至同一块底板8上进行封装，保证最终所述光电集成装置的封装体积较小。

现有市面上的光器件往往体积过大，并且由于未将光电器件集成封装至一起，导致最终整个装置体积较大，并且仅能单一的完成光隔离器或可调光衰减器或可调光谐波器中的一个功能，无法在同一个装置上完成多个功能，本实施例集成了多芯插针1、起偏分束器2、准直光透镜4、法拉第旋转片6和MEMS微镜7的光电集成装置，将光隔离器，可调光衰减器，可调谐光滤波器三种功能集成于一体，极大的提高了便利性。

当光信号进过分光并通过所述准直光透镜4进行准直作用后，还需要对光信号衍射，使其衍射出不同频率的光信号，或者改变光信号自身的光带宽。

在实现隔离器与可调光衰减器的功能时，存在需要光栅5和不需要光栅5的两种情况，当不需要光栅5，如图3和图4所示，所述法拉第旋转片6和所述MEMS微镜7设置于所述准直光透镜4另一侧，位于经过准直光透镜4准直后的光路径上。

如图1和图2所示，当需要光栅5时，所述光栅5设置于所述准直光透镜4与所述法拉第旋转片6之间的第二预设位置，或者所述法拉第旋转片6和所述MEMS微镜7之间的第三预设位置，所述光栅5用于对接收到的光信号进行衍射。

所述第二预设位置需要保证光信号经过光栅5的衍射后，后续光路径能够按照实际需求被所述法拉第旋转片6和所述MEMS微镜7接收，因此所述第二预设位置在本实施例中由本领域技术人员自行进行设定，所有适用的第二预设位置设定均应在本实施例保护范围内；并且所述光栅5与所述法拉第旋转片6的位置可以互换，因此所述第三预设位置为光栅5位于准直光透镜4与法拉第旋转片6之间时，法拉第旋转片6的位置，此时法拉第旋转片6位于所述第二预设位置。

所述起偏分束器2用于对所述多芯插针1发射的光信号进行分光，具体包括：

所述多芯插针1发射的光信号被所述起偏分束器2分成振动方向互相垂直的第一寻常光和第二非常光。

所述第一寻常光即为第一光信号，所述第二非常光即为第二光信号。

当所述MEMS微镜7为一维转镜或二维转镜时，所述MEMS微镜7绕X轴或者Y轴转动，转动角度为预设角度。

当所述MEMS微镜7为一维转镜时，所述MEMS微镜7仅能在其所在平面绕唯一一个轴进行旋转，仅适用于可调光衰减器的功能；当MEMS微镜7为二维转镜时，所述MEMS微镜7能在其所在平面绕X轴或Y轴两个不同方向的轴进行旋转，可以通过MEMS微镜7的转动实现可调光衰减器或可调光滤波器的功能，在光信号于MEMS微镜7上反射时，切换MEMS微镜7的旋转轴，将不同频率的光信号反射回法拉第旋转片6，从而实现可调光衰减器或可调光滤波器的功能；所述转动角度的预设角度在本实施例中为±2.5度。

实施例2:

本实用新型实施例2在实施例1的基础上，从更实际的情景展现光电集成装置的使用方法。

如图1和图2所示，本实施例中，MEMS微镜7为二维转镜，并且准直光透镜4与法拉第旋转片6之间设置有光栅5。

光信号从多芯插针1发射，入射到起偏分束器2，分成振动方向互相垂直的第一光信号和第二光信号，经过波片3后，第一光信号和第二光信号的振动方向各沿波片3光轴对称方向旋转，经过准直光透镜4的准直作用后，进入光栅5，透过光栅5后，衍射出不同频率的光信号，进入法拉第旋转片6,在法拉第旋转片6周边磁铁提供的外部磁场的作用下，第一光信号和第二光信号的振动方向继续旋转22.5度，MEMS微镜7在绕X轴转动镜面α度，经MEMS微镜7反射，光信号再次经过法拉第旋转片6，在外部磁场的作用下，第一光信号和第二光信号的振动方向继续旋转22.5度，此时第一光信号变成第二光信号，第二光信号变成第一光信号，进入光栅5从而第二次衍射滤波，使光信号带宽进一步收窄，经准直光透镜4的准直作用后，再次进入起偏分束器2，将入射进多芯插针1的光信号进行耦合并输出；即为实现隔离器与可调谐光滤波器功能的过程。

而在MEMS转镜对光信号进行反射时，将MEMS转镜绕Y轴转动镜面β度，将光信号全部反射回法拉第旋转片6，在外部磁场的作用下，第一光信号和第二光信号的振动方向继续旋转22.5度，再次经过光栅5，光信号透射进入准直光透镜4，经准直作用后，再次进入起偏分束器2，将入射进多芯插针1的光信号进行耦合并输出；即为实现隔离器与可调光衰减器功能的过程。

实施例3:

本实用新型实施例3在实施例1和实施例2的基础上，从更实际的情景展现光电集成装置的另一种使用方法。

如图3和图4所示，本实施例中，MEMS微镜7为一维转镜，并且准直光透镜4与法拉第旋转片6之间未设置光栅5。

光信号从多芯插针1发射，入射到起偏分束器2，分成振动方向互相垂直的第一寻常光和第二非常光，经过波片3后，第一寻常光和第二非常光的振动方向各沿波片3光轴对称方向旋转，经过准直光透镜4的准直作用后，进入法拉第旋转片6,在外部磁场的作用下，第一寻常光和第二非常光的振动方向继续旋转22.5度，MEMS微镜7在绕X轴转动镜面，将光信号反射回法拉第旋转片6，在外部磁场的作用下，第一寻常光和第二非常光的振动方向继续旋转22.5度，再次透射进入准直光透镜4，经准直作用后，再次进入起偏分束器2，将入射进多芯插针1的光信号进行耦合并输出。即为实现隔离器与可调光衰减器功能的过程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光电集成装置，其特征在于，包括：多芯插针(1)、起偏分束器(2)、准直光透镜(4)、法拉第旋转片(6)、MEMS微镜(7)和底板(8)，其中：

所述多芯插针(1)、起偏分束器(2)、准直光透镜(4)、法拉第旋转片(6)和MEMS微镜(7)均设置于所述底板(8)上，所述底板(8)用于进行承载支撑；

所述多芯插针(1)设置于所述起偏分束器(2)的一侧并与所述起偏分束器(2)相贴合，所述准直光透镜(4)设置于所述起偏分束器(2)的另一侧，所述起偏分束器(2)用于对所述多芯插针(1)发射的光信号进行分光，所述准直光透镜(4)用于接收分光后的光信号并进行准直；

所述MEMS微镜(7)设置于所述准直光透镜(4)的一侧，并且所述MEMS微镜(7)和所述准直光透镜(4)之间还设置有所述法拉第旋转片(6)，所述法拉第旋转片(6)将分光后的光信号的振动方向进行旋转，并发射给所述MEMS微镜(7)进行光信号的反射，将光信号逆方向反射回所述多芯插针(1)并输出。

2.根据权利要求1所述的光电集成装置，其特征在于，所述起偏分束器(2)与所述准直光透镜(4)之间还设置有波片(3)，所述波片(3)与所述起偏分束器(2)相贴合，所述波片(3)用于将分光后的光信号的振动方向进行调整。

3.根据权利要求1所述的光电集成装置，其特征在于，所述光电集成装置还包括光栅(5)，其中：

所述光栅(5)设置于所述准直光透镜(4)与所述法拉第旋转片(6)之间，或者设置于所述法拉第旋转片(6)和所述MEMS微镜(7)之间，所述光栅(5)用于对接收到的光信号进行衍射。

4.根据权利要求1所述的光电集成装置，其特征在于，所述起偏分束器(2)用于对所述多芯插针(1)发射的光信号进行分光，具体包括：

所述多芯插针(1)发射的光信号被所述起偏分束器(2)分成振动方向互相垂直的第一光信号和第二光信号。

5.根据权利要求4所述的光电集成装置，其特征在于，所述法拉第旋转片(6)周边还设置有磁铁，所述磁铁用于在法拉第旋转片(6)周边施加外部磁场，从而将所述第一光信号和所述第二光信号的振动方向旋转预设角度。

6.根据权利要求1所述的光电集成装置，其特征在于，所述MEMS微镜(7)为一维转镜、二维转镜和温控转镜中的一个。

7.根据权利要求6所述的光电集成装置，其特征在于，当所述MEMS微镜(7)为一维转镜或二维转镜时，所述MEMS微镜(7)绕X轴或者Y轴转动。

8.根据权利要求7所述的光电集成装置，其特征在于，所述MEMS微镜(7)绕X轴或者Y轴转动时的转动角度为预设角度。

9.根据权利要求1所述的光电集成装置，其特征在于，所述多芯插针(1)的芯距为预设距离。

10.根据权利要求1所述的光电集成装置，其特征在于，所述准直光透镜(4)为自聚焦透镜、球透镜、非球透镜中的一个。

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