一種多路並行的光耦合器的製作方法
2023-04-28 12:35:31 1
專利名稱：一種多路並行的光耦合器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光通訊技術領域，尤其涉及一種多路並行的光耦合器。
背景技術：
高速光通信模塊呈現出小型化，低功耗，熱插拔，多路並行工作等特點，隨著光通信傳輸內容不斷的擴容，傳輸速率和所佔用的通道不斷的增加，為了解決隨之出現的問題， 較為流行的做法是利用光波導器件製作多路光通信都需要的有源和無源器件，然而其存在的問題是波分復用的波導元件存在較大的傳輸損耗，不利於實現光收發模塊低功耗的要求。
發明內容為解決上述現有技術波導兀件存在較大的傳輸損耗,不利於實現光收發模塊低功耗的要求的技術問題，本實用新型採用如下技術方案一種多路並行的光耦合器，其包括發光陣列、微透鏡陣列、波分復用器和光纖準直器，其中，發光陣列與微透鏡陣列相對設置，發光陣列包括多個發光單元，微透鏡陣列包括多個微透鏡單元，一個發光單元對應一個微透鏡單元設置，波分復用器與微透鏡陣列傾斜設置，波分復用器的光線透光面與微透鏡陣列相鄰，波分復用器的光線反射面與光纖準直器相鄰。進一步地，所述發光單元為半導體雷射器或光電二極體。進一步地，所述發光陣列與微透鏡陣列之間的光路的方向與波分復用器的光線透光面的方向之間的夾角為12度。進一步地，所述多個發光單元相鄰平行設置，每相鄰兩個發光單元的中心之間間距為ICtam。進一步地，所述光纖準直器工作距離長度選擇在發光陣列到光纖準直器之間最短光程和最長光程之和的一半的位置。進一步地，所述發光陣列、微透鏡陣列、波分復用器和光纖準直器都設置在基板上。進一步地，所述多個發光單元的波長不同。相較於現有技術，本實用新型的有益效果在於採用傳統微光學器件，其具有偏振相關損耗低，並且在技術上相對成熟能夠保證半導體發光和光纖之間的耦合具有較高的耦合效率。
圖I為本實用新型一種多路並行的光耦合器第一實施例示意圖。圖2為本實用新型一種多路並行的光耦合器第二實施例示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施例。本實用新型提出一種多路並行光發射次模塊(Transmitter Optical Subassembly ,簡稱 T0SA)和光接收次模塊(Receiver Optical Subassembly,簡稱 ROSA) 光路設計。為了實現上述目的，本實用新型採用如下的解決方案將發光單元在空間上實現等間隔平行排布，使用微透鏡對單個發光單元進行光束準直，使其準直後的光也保持波矢方向相互平行的關係，其重點在於發光單元選擇不同的工作波長，基於對稱性和光纖通信標準的考慮，相鄰發光單元之間的信號光中心波長間隔相等。準直後的光束通過特殊設計的幹涉濾波片，其重點在於幹涉濾波片對於從發光單元一側的透射光保持著高透射特性，對於膜片另一側的信號光保持高反射特性。膜片之間相互保持平行關係，其實現方式包括將膜片貼放在精密加工的機械或者玻璃支架的兩個平行面，由於採用微透鏡準直的方式，光束在瑞利距離內都能夠保持穩定的光斑尺寸，選擇合適光斑大小以期獲得滿足耦合系統要求的工作距離。同時利用帶有微透鏡的光纖頭耦合接收不同波長，相同傳輸方向的信號光。請參閱圖1，其是本實用新型一種多路並行的光耦合器第一實施例示意圖。本實用新型提供一種多路並行的光耦合器，其包括發光陣列11、微透鏡陣列12、 波分復用器13和光纖準直器14。其中，發光陣列11與微透鏡陣列12相對設置，發光陣列11包括多個發光單元 111，微透鏡陣列12包括多個微透鏡單元121，一個發光單元111對應一個微透鏡單元121設置。在本實施例中，發光單元111為半導體雷射器(laser diode，簡稱LD)。半導體雷射器的中心波長選擇滿足粗波分復用CWDM的傳輸波長標準的要求，波長中心間隔為20nm。 採用分布反饋布拉格光柵DFB型的半導體雷射器，按照從長波到短波或者由短波到長波的方式排列半導體雷射器。波分復用器13與微透鏡陣列12傾斜設置，波分復用器13的光線透光面與微透鏡陣列12相鄰，波分復用器13的光線反射面與光纖準直器14相鄰。波分復用器13對應膜片的選擇需要考慮對相鄰於發光陣列11的投射光保持高透過率特性，對其他波長的光保持高反射率特性，另一側的波分復用器13的光線反射面對於發光陣列11的工作波長均保持高反射率的特性。在本實施例中，所述發光陣列11與微透鏡陣列12之間的光路的方向與波分復用器13的光線透光面的方向之間的夾角為12度，所述多個發光單元111相鄰平行設置，每相鄰兩個發光單元111的中心之間間距為10mm，波分復用器13的光線透光面的膜片的大小選擇為I. 4mm*I. 4_，經過光纖準直器14準直後的光束束腰半徑選擇為300_。接收端的光纖準直器14工作距離的選擇需要考慮到滿足不同發光單元111之間光程的差異，較優地， 所述光纖準直器14工作距離長度選擇在發光陣列11到光纖準直器14之間最短光程和最長光程之和的一半的位置。在製作本實用新型一種多路並行的光耦合器時，首先，將波分復用器13放置在基板之上，利用機械固件固定發光單元111的位置，讓發光單元111的中心保持10mm，並且發光單兀111的反射面法線方向相互平行，同時將光纖準直器14的光軸方向和發光單兀111 發射端面的法線方向調節保持平行，調節最小光程對應的發光單元111前的微透鏡，使微透鏡準直後的光束傳輸方向和接收端光纖準直器14的光軸方向平行,此時將發光單兀111 和微透鏡保持相對位置不變，相對於光軸垂直的面內改變其橫向位置，直至耦合效率達到最大。依次調節其餘三個發光單元111前的微透鏡的位置和大小，直至耦合效率基本保持一致。上述描述的一種多路並行的光耦合器為TOSA光路，將TOSA光路中半導體雷射器替換為探測光電二極體(Photo-Diode，簡稱H))，並保持光電二極體的接收面和入射光方向相互垂直，就能實現多路並行接收的ROSA結構，請參閱圖2。可以將上述的TOSA光路和 ROSA光路配合使用。相較於現有技術，本實用新型提供的一種多路並行的光耦合器採用傳統微光學器件，其具有偏振相關損耗低，並且在技術上相對成熟能夠保證半導體發光和光纖之間的耦合具有較高的耦合效率。這裡本實用新型的描述和應用是說明性的，並非想將本實用新型的範圍限制在上述實施例中。這裡所披露的實施例的變形和改變是可能的，對於那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本實用新型的精神或本質特徵的情況下，本實用新型可以以其它形式、結構、布置、比例， 以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本實用新型範圍和精神的情況下，可以對這裡所披露的實施例進行其它變形和改變。
權利要求1.一種多路並行的光耦合器，其特徵在於，包括發光陣列、微透鏡陣列、波分復用器和光纖準直器，其中，發光陣列與微透鏡陣列相對設置，發光陣列包括多個發光單元，微透鏡陣列包括多個微透鏡單元，一個發光單元對應一個微透鏡單元設置，波分復用器與微透鏡陣列傾斜設置，波分復用器的光線透光面與微透鏡陣列相鄰，波分復用器的光線反射面與光纖準直器相鄰。
2.根據權利要求I所述的一種多路並行的光耦合器，其特徵在於，所述發光單元為半導體雷射器或光電二極體。
3.根據權利要求I所述的一種多路並行的光耦合器，其特徵在於，所述發光陣列與微透鏡陣列之間的光路的方向與波分復用器的光線透光面的方向之間的夾角為12度。
4.根據權利要求I所述的一種多路並行的光耦合器，其特徵在於，所述多個發光單元相鄰平行設置，每相鄰兩個發光單元的中心之間間距為10_。
5.根據權利要求I所述的一種多路並行的光耦合器，其特徵在於，所述光纖準直器工作距離長度選擇在發光陣列到光纖準直器之間最短光程和最長光程之和的一半的位置。
6.根據權利要求I所述的一種多路並行的光耦合器，其特徵在於，所述發光陣列、微透鏡陣列、波分復用器和光纖準直器都設置在基板上。
7.根據權利要求I所述的一種多路並行的光耦合器，其特徵在於，所述多個發光單元的波長不同。
專利摘要本實用新型公開了一種多路並行的光耦合器，其包括發光陣列、微透鏡陣列、波分復用器和光纖準直器，其中，發光陣列與微透鏡陣列相對設置，發光陣列包括多個發光單元，微透鏡陣列包括多個微透鏡單元，一個發光單元對應一個微透鏡單元設置，波分復用器與微透鏡陣列傾斜設置，波分復用器的光線透光面與微透鏡陣列相鄰，波分復用器的光線反射面與光纖準直器相鄰。本實用新型的採用傳統微光學器件，其具有偏振相關損耗低，並且在技術上相對成熟能夠保證半導體發光和光纖之間的耦合具有較高的耦合效率。
文檔編號G02B6/43GK202351467SQ201120542998
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者凌吉武, 吳礪, 徐雲兵, 楊建陽, 莫霜, 趙振宇, 鄭睿 申請人:福州高意通訊有限公司