TWI602402B - 多通道並行的光收發裝置 - Google Patents

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Description

多通道並行的光收發裝置
本發明涉及光通訊技術領域，特別是用在光電轉換模組中的一種多通道並行的光收發裝置。
隨著現在市場的需求增加，對產品的成本和性能要求也越來越高。其中光器件是所有光通訊設備中的核心器件，尤其是數位通訊中的光收發模組，在這個模組中光元件占整個產品成本的80%以上。相同輸出光功率的條件下，光的耦合效率越高，需要的驅動電流越小，從而，整個模組產品的功耗也越小，因此光收發模組的耦合效率對於在高溫的工作條件下尤其重要；同時，在相同驅動電流，獲得相同的輸出光功率，耦合效率越高，雷射晶片的發光功率越低，從而相應的成本也越低。
目前在光通信以及資料中心的光收發模組中，為了使得在同樣的模組容納空間中保證產品的密度和容量，就必須提高產品的單通道的速率，以及增加產品的通道數目，因此，很多情況下，需要在光收發模組中做多路並行的設計方案。現有技術中光模組之間需要透過光纖來傳輸，光模組之間是採用跳線來對接的，這樣成本會比較高。如果是採用並行的設計方案，則需要採用MPO/MTP的接頭，一個接頭的成本就超過15美金；對於資料中心使用的模組數量來說，這是一筆很高的投資。
因此，目前急需一種成本較低，並且能夠做到多通道並行的光收發模組。
鑒於以上的問題，本發明為了克服現有技術的缺陷，提供一種成本較低的多通道並行的光收發裝置。
本發明所揭露的多通道並行的光收發裝置包含一並行收發器。並行收發器透過一第一光纖連接一光纖分歧器。光纖分歧器分出單獨的多個第二光纖。這些第二光纖的另一端分別連接一光連接器。並行收發器包含一收發器主體以及一尾膠套。收發器主體中透過一隔板將收發器主體中分隔成一上空間和一下空間。上空間中設有一多通道陣列接收晶片並透過一多通道陣列光纖連接第一光纖用於做光接收模組。多通道陣列接收晶片透過一多通道陣列放大器晶片鏈接一第一軟性線路板。下空間中並排設置有多個同軸雷射。這些同軸雷射的發射端皆連接於第一光纖。這些同軸雷射透過一硬質線路板與一第二軟性線路板連接。
根據本發明所揭露的多通道並行的光收發裝置，透過並行收發器連接第一光纖，並透過光纖分歧器將光纖分為多條第二光纖，第二光纖另一端各自連接一光連接器，這樣採用一個並行收發器能連接多個埠，其中光連接器可以設置為接收埠和發射埠，結構簡單，而且成本較低。收發器主體是將並行收發器透過隔板分隔成兩個空間，上空間中安裝光接收模組，下空間中安裝光發射模組，第一光纖中用於光接收模組的光纖在上空間中與光接收模組連接，第一光纖中用於光發射模組的光纖在下空間中與光發射模組連接，光發射模組和光接收模組之間相互隔離，互不干擾，實現多路並行比較容易，而且成本較低。
所述並行收發器還包括上蓋和下蓋，所述上蓋蓋在收發器主體的上面蓋住上空間，所述下蓋蓋在收發器主體的下面蓋住下空間。採用這種結構，可以保護上空間以及下空間中的元器件。
所述同軸雷射器包括尾纖、調節環、透鏡、雷射晶片、雷射驅動晶片、背光監控晶片、基座以及底座，所述尾纖設置在同軸雷射器的尾端用於連接光纖並通過調節環連接在底座上，所述透鏡設置在底座上的雷射晶片與調節環之間用於將雷射晶片發射的雷射經過透鏡發射到光纖中，所述基座設置在同軸雷射的頭端，並且基座連接在底座上，雷射晶片、雷射驅動晶片以及背光監控晶片均設置在基座上，同軸雷射的頭端通過所述硬質線路板與第二軟性線路板連接。在光發射模組中採用多個同軸雷射並列設置，既能夠保證耦合效率較高，又可以節省空間。
所述每相鄰同軸雷射器之間設有夾角，所述同軸雷射的尾端靠近，頭端分散，所述夾角的範圍為3~20度。由於同軸雷射的尾端的寬度較小，而頭端的寬度較大，採用上述結構，與同軸雷射平行設置相比能夠使得尾端的空間佔用較小，節省空間，為此硬質線路板的與同軸雷射的頭端連接的一面也需要設置一定的角度，使得硬質線路板的與同軸雷射的頭端連接的一面和同軸雷射的頭端相貼。
所述光連接器為雙聯LC光連接器，每個雙聯LC光連接器均連接兩條第二光纖。採用上述結構，可以將雙聯LC光連接器設置為一個為發射埠，另一個為接收埠，這樣能夠相容現有系統中的一發射端一接收端的埠設計。
所述第一光纖的直徑大於第二光纖的直徑。由於第一光纖中傳輸的資料量比第二光纖傳輸的資料量要大，因此採用這種結構，能夠保證信號的穩定以及傳輸的速率。
所述第二光纖有8條，所述上空間中的多通道陣列接收晶片為4通道陣列接收晶片，所述多通道陣列光纖為4通道陣列光纖，所述下空間中的同軸雷射器為4個。採用這種結構適用於現有的資料中心的4收4發的設計。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請從時參照圖1至圖6。圖1為根據本發明一實施例之多通道並行的光收發裝置的結構示意圖。圖2為圖1之光收發裝置的並行收發器的側視示意圖。圖3為圖2之並行收發器的俯視圖。圖4為圖2之並行收發器的收發器主體中上空間的結構示意圖。圖5為圖2之並行收發器的收發器主體中下空間的結構示意圖。圖6為圖5之同軸雷射的結構示意圖。本實施例提供一種多通道並行的光收發裝置，包含一並行收發器1。並行收發器1透過一第一光纖2連接一光纖分歧器3。光纖分歧器3分出單獨的多條第二光纖6。這些第二光纖6的另一端分別連接一光連接器4。並行收發器1包含一收發器主體1.6以及一尾膠套1.5。收發器主體1.6中透過一隔板(圖中未繪示)將收發器主體1.6中分隔成一上空間和一下空間。上空間中設有一多通道陣列接收晶片1.10並透過一多通道陣列光纖1.9連接第一光纖2用於做光接收模組。第一光纖2中分出多條接收光纖連接到一多通道陣列光纖1.9上。多通道陣列接收晶片1.10透過一多通道陣列放大器晶片1.8鏈接一第一軟性線路板1.1。下空間中並排設置有多個同軸雷射5。每個同軸雷射5的發射端均與第一光纖2連接。每個同軸雷射5的發射端均分別連接一光纖並透過光纖束與第一光纖2連接。每個同軸雷射5均透過一硬質線路板1.11與一第二軟性線路板1.2連接。尾膠套1.5用於連接收發器主體1.6和第一光纖2，用來保護第一光纖2。多通道陣列光纖1.9和多通道陣列接收晶片1.10為現有技術，故不在此贅述。
採用上述結構後，透過一並行收發器連接第一光纖，並透過一光纖分歧器將光纖分為多條第二光纖，第二光纖另一端各自連接一光連接器，這樣採用一個並行收發器可以連接多個埠，其中光連接器可以設置為接收埠和發射埠，結構簡單，而且成本較低，本發明中收發器主體是將並行收發器透過隔板分隔成兩個空間，上空間中安裝光接收模組，下空間中安裝光發射模組，第一光纖中用於光接收模組的光纖在上空間中與光接收模組連接，第一光纖中用於光發射模組的光纖在下空間中與光發射模組連接，光發射模組和光接收模組之間相互隔離，互不干擾，實現多路並行比較容易，而且成本較低。
在本實施例中，並行收發器1更包含上蓋1.3和下蓋1.4。上蓋1.3蓋在收發器主體1.6的下面蓋住上空間，下蓋1.4蓋在收發器主體1.6的上面蓋住下空間。採用這種結構，可以保護上空間以及下空間中的元件。
在本實施例中，每個同軸雷射5包含一尾纖5.1、一調節環5.2、一透鏡5.3、一雷射晶片5.4、一雷射驅動晶片5.5、一背光監控晶片5.6、一基座5.8以及一底座5.7。尾纖5.1設置在同軸雷射5的尾端用於連接光纖並透過調節環5.2連接在底座5.7上。透鏡5.3設置在底座5.7上的雷射晶片5.4與調節環5.2之間用於將雷射晶片5.4發射的雷射光經過透鏡5.3發射到光纖中。每個尾纖5.1均連接一發射光纖，發射光纖透過尾膠套1.5連接到第一光纖2中。基座5.8設置在同軸雷射5的頭端，並且基座5.8座連接在底座5.7上。雷射晶片5.4、雷射驅動晶片5.5以及背光監控晶片5.6均設置在基座5.8上。同軸雷射5的頭端透過硬質線路板1.11與第二軟性線路板1.2連接。在光發射模組中採用多個同軸雷射並列設置，既能夠保證耦合效率較高，又可以節省空間。
在本實施例中，任二相鄰同軸雷射5之間設有夾角。同軸雷射5的尾端相互靠近，並且頭端相互分散。相鄰二同軸雷射5之間的夾角的範圍為3~20度。由於同軸雷射的尾端的寬度較小，而頭端的寬度較大，採用上述結構，與同軸雷射平行設置相比能夠使得尾端的空間佔用較小，節省空間。為此，硬質線路板的與同軸雷射的頭端連接的一面也需要設置一定的角度，使得硬質線路板的與同軸雷射的頭端連接的一面和同軸雷射的頭端相貼。
在本實施例中，光連接器4可以為雙聯LC光連接器。每個雙聯LC光連接器均連接兩條第二光纖6。採用上述結構，可以將雙聯LC光連接器設置為一個為發射埠，另一個為接收埠，這樣能夠相容現有系統中的一發射端一接收端的埠設計。
在本實施例中，第一光纖2的直徑可大於第二光纖6的直徑。由於第一光纖中傳輸的資料量比第二光纖傳輸的資料量要大，因此採用這種結構，能夠保證信號的穩定以及傳輸的速率。
在本實施例中，第二光纖有8條，上空間中的多通道陣列接收晶片為4通道陣列接收晶片，所述多通道陣列光纖為4通道陣列光纖，所述下空間中的同軸雷射為4個。採用這種結構適用于現有的資料中心的4收4發的設計。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1‧‧‧並行收發器
1.1‧‧‧第一軟性線路板
1.2‧‧‧第二軟性線路板
1.3‧‧‧上蓋
1.4‧‧‧下蓋
1.5‧‧‧尾膠套
1.6‧‧‧收發器主體
1.8‧‧‧多通道陣列放大器晶片
1.9‧‧‧多通道陣列光纖
1.10‧‧‧多通道陣列接收晶片
1.11‧‧‧硬質線路板
2‧‧‧第一光纖
3‧‧‧光纖分歧器
4‧‧‧光連接器
5‧‧‧同軸雷射
5.1‧‧‧尾纖
5.2‧‧‧調節環
5.3‧‧‧透鏡
5.4‧‧‧雷射晶片
5.5‧‧‧雷射驅動晶片
5.6‧‧‧背光監控晶片
5.7‧‧‧底座
5.8‧‧‧基座
6‧‧‧第二光纖
圖1為根據本發明一實施例之多通道並行的光收發裝置的結構示意圖。 圖2為圖1之光收發裝置的並行收發器的側視示意圖。 圖3為圖2之並行收發器的俯視圖。 圖4為圖2之並行收發器的收發器主體中上空間的結構示意圖。 圖5為圖2之並行收發器的收發器主體中下空間的結構示意圖。 圖6為圖5之同軸雷射的結構示意圖。
1.1‧‧‧第一軟性線路板
1.2‧‧‧第二軟性線路板
1.3‧‧‧上蓋
1.4‧‧‧下蓋
1.5‧‧‧尾膠套

Claims (7)

  1. 一種多通道並行的光收發裝置，包含：一並行收發器，透過一第一光纖連接一光纖分歧器，該光纖分歧器分出單獨的多個第二光纖，該些第二光纖的另一端分別連接一光連接器，該並行收發器包含一收發器主體以及一尾膠套，該收發器主體中透過一隔板將該收發器主體中分隔成一上空間和一下空間，該上空間中設有一多通道陣列接收晶片並透過一多通道陣列光纖連接該第一光纖用於做光接收模組，該多通道陣列接收晶片透過一多通道陣列放大器晶片鏈接一第一軟性線路板，該下空間中並排設置有多個同軸雷射，該些同軸雷射的發射端皆連接於該第一光纖，該些同軸雷射透過一硬質線路板與一第二軟性線路板連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多通道並行的光收發裝置，其中該並行收發器更包含一上蓋和一下蓋，該上蓋蓋在該收發器主體的上面蓋住該上空間，該下蓋蓋在該收發器主體的下面蓋住該下空間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多通道並行的光收發裝置，其中該些同軸雷射各包含一尾纖、一調節環、一透鏡、一雷射晶片、一雷射驅動晶片、一背光監控晶片、一基座以及一底座，該尾纖設置在該同軸雷射的尾端用於連接光纖並透過該調節環連接在該底座上，該透鏡設置在該底座上的該雷射晶片與該調節環之間用於將該雷射晶片發射的雷射光經過該透鏡發射到光纖中，該基座設置在該同軸雷射的頭端，並且該基座連接在該底座上，該雷射晶片、該雷射驅動晶片以及該背光監控晶片皆設置在該基座上，該同軸雷射的頭端透過該硬質線路板與該第二軟性線路板連接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之多通道並行的光收發裝置，其中相鄰的其中二該些同軸雷射之間設有一夾角，該些同軸雷射的尾端彼此靠近，該些同軸雷射的頭端彼此分散，且該夾角的範圍為3~20度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之多通道並行的光收發裝置，其中該光連接器為雙聯LC光連接器，且每個雙聯LC光連接器皆連接該些第二光纖其中之二。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之多通道並行的光收發裝置，其中該第一光纖的直徑大於該些第二光纖的直徑。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之多通道並行的光收發裝置，其中該些第二光纖的數量為8條，位於該上空間中的該多通道陣列接收晶片為4通道陣列接收晶片，該多通道陣列光纖為4通道陣列光纖，位於該下空間中的該些同軸雷射的數量為4個。
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