一种一体成型耦合模块制造技术

技术编号:15704385 阅读:70 留言:0更新日期:2017-06-26 07:18
本发明专利技术公开了一种一体成型耦合模块,用于对介质空气界面和空气介质界面引入的偏振噪音进行抵消,使得一体成型耦合模块不存在偏振敏感特性。本发明专利技术提供的一体成型耦合模块中,全内反射面对激光器发射出去的第一光信号进行反射,形成第二光信号,第二光信号射向介质空气界面,介质空气界面对第二光信号进行折射,形成第三光信号,第三光信号从空气射向空气介质界面,空气介质界面对第三光信号进行折射,形成第四光信号,第四光信号再射向光纤。并且介质空气界面折射出第三光信号的折射角与射向空气介质界面的第三光信号的入射角相等,且第一入射面和第二入射面在空间上相互垂直。

【技术实现步骤摘要】
一种一体成型耦合模块
本专利技术涉及光通信
,尤其涉及一种一体成型耦合模块。
技术介绍
采用垂直腔表面发射激光器(英文全称:VerticalCavitySurfaceEmittingLaser,英文简称:VCSEL)的多模光纤光链路是数据中心和存储网络中作为服务器和高性能计算机节点间短距互连的关键构成部分。随着互联网提供的服务和用户的增加,数据中心的规模及其内的数据流量也随之提高,并带来了高数据传输率、长传输链路和低成本的光链路网络发展需求。这就对VCSEL作为光源的稳定性和光源质量(即低噪音性能)提出了更高的要求。同时,更低成本的基于VCSEL的光模块的封装方式也更受市场欢迎。VCSEL输出的光功率强度会随着温度以及使用时长的增加而改变。一种稳定VCSEL输出光功率的方法是:分取一部分输出光功率进行监控,通过闭环反馈电路,动态地控制VCSEL的偏置电流,以稳定输出光功率。VCSEL的输出光谱呈现出多模和双偏振分量特性。模式选择结构,破坏模场完整性结构,以及偏振敏感结构都会破坏VCSEL输出光谱的完整性。若以上任意一种结构存在于光路中,都会增加光信号的噪音。特别是VCSEL在高速动态调制下,增加的噪音会极大的限制调制速率,以及传输链路长度。采用聚合物的一体成型耦合模块,取代传统的同轴封装(英文全称:TransistorOutline,英文简称:TO)结构,不但能省略多种分立组件,还能简化耦合制作流程,因此大幅降低了成本。如图1所示,为现有技术中存在的一体成型耦合模块中光功率监控的实现过程示意图,现有技术中的一体成型耦合模块包括:面HIJK、面ABCD和面EFGH。其中,面ABCD的入射面和面EFGH的入射面平行,面ABCD和面EFGH构成一个空气隙。图1中,从激光器发出的光信号用带箭头的线段来表示,光信号在面HIJK上发生反射形成光信号2,光信号2在界面ABCD上,一部分反射形成光信号3,光信号3可以用作功率监控,光信号2在界面ABCD上,另一部分透射形成光信号4,光信号4在面EFGH上折射形成光信号5继续传播,然后光信号5传播到光纤后输出,通过一体成型耦合模块,结合空气隙形成的介质空气界面对光的反射和折射后可形成多束的光路(例如图1中的光信号3和光信号5)。因为两束光的光功率是成固定比例的,若知道了光信号3的光功率,那么光信号5的光功率也可以确定下来。本专利技术的专利技术人在实现本专利技术的过程中发现,在图1所示的现有技术中,介质空气界面对光的反射和折射是偏振敏感的。现有技术中在完整的聚合物结构里面掏出一个空气隙,那么在光的传播方向上就会多出两个面:面ABCD和面EFGH。面ABCD会对通过它的光信号2引入偏振噪音a,那么光信号4的偏振噪音大于光信号2的偏振噪音。而面EFGH同样会对通过它的光信号4引入偏振噪音b。由于构成空气隙的面ABCD和面EFGH与各自的入射光信号2和光信号4形成的入射面相互平行,因此偏振噪音a和b的方向是一致的。那么光信号5相对于光信号4,引入的偏振噪音b是在偏振噪音a的基础上增强叠加上去的。因而光信号5的偏振噪音大于光信号4的偏振噪音。最终的结果是光信号5的偏振噪音大于光信号4的噪音,光信号4的噪音又大于光信号2的噪音。所以现有技术中一体成型耦合模块中包括的介质空气界面对通过光信号的偏振相关特性是累积的。也就是说,现有技术中介质空气界面和空气介质界面构成的是偏振敏感结构,当VCSEL光路中存在该偏振敏感结构时,信号光的噪音会变大,这样将会限制链路的数据传输率和传输链路的长度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种一体成型耦合模块,用于对介质空气界面和空气介质界面引入的偏振噪音进行抵消,使得一体成型耦合模块不存在偏振敏感特性。为解决上述技术问题,本专利技术实施例提供以下技术方案:本专利技术实施例提供一种一体成型耦合模块,包括:全内反射面、介质空气界面和空气介质界面,其中,全内反射面首先对激光器发射出去的第一光信号进行反射,形成第二光信号,第二光信号射向介质空气界面,介质空气界面可以对第二光信号进行折射,形成第三光信号,第三光信号从空气射向空气介质界面,接下来空气介质界面可以对第三光信号进行折射,形成第四光信号,第四光信号再射向光纤。本专利技术实施例中全内反射面、介质空气界面和空气介质界面,三者之间的空间位置满足如下关系:介质空气界面折射出第三光信号的折射角与射向空气介质界面的第三光信号的入射角相等,且第一入射面和第二入射面在空间上相互垂直。其中,第一入射面为射向介质空气界面的第二光信号和介质空气界面的法线形成的入射面,第二入射面为射向空气介质界面的第三光信号和空气介质界面的法线形成的入射面。在本专利技术的上述实施例中,由于介质空气界面对应的第一入射面和空气介质界面对应的第二入射面在空间上相互垂直,因此在介质空气界面引入的偏振噪音和在空气介质界面引入的偏振噪音在方向上是相反的,并且本专利技术实施例中介质空气界面折射出第三光信号的折射角与射向空气介质界面的第三光信号的入射角相等,这可以使得在介质空气界面引入的偏振噪音和在空气介质界面引入的偏振噪音可以完全抵消,从而光信号在经过本专利技术实施例提供的一体成型耦合模块中的介质空气界面和空气介质界面之后不会引入偏振噪音,本专利技术实施例中介质空气界面和空气介质界面构成的是偏振不敏感结构,因此本专利技术实施例提供的一体成型耦合模块在传输链路上传输光信号时具有更大的数据传输率和更长的传输链路长度。结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,介质空气界面还可以对第二光信号进行反射,形成第五光信号,该第五光信号射向光监控器,由光监控器根据第五光信号监控激光器发射第一光信号的光信号功率。在本专利技术的上述实施例中,由于本专利技术实施例提供的一体成型耦合模块不存在偏振敏感特性,因此介质空气界面反射出的第五光信号,与介质空气界面折射出去的第三光信号,这两束光功率是成固定比例的,例如比例关系为:5%:95%。若光监控器获取到了5%那部分光的功率为a,那么另外95%那部分光的功率就是(95/5)a=19a。结合第一方面,在第一方面的第二种可能的实现方式中,空气介质界面还可以对第三光信号进行反射,形成第六光信号,该第六光信号射向光监控器,由光监控器根据第六光信号监控激光器发射第一光信号的光信号功率。在本专利技术的上述实施例中,由于本专利技术实施例提供的一体成型耦合模块不存在偏振敏感特性,因此空气介质界面反射出的第六光信号,与空气介质界面折射出去的第六光信号,这两束光功率是成固定比例的,例如比例关系为:5%:95%。若光监控器获取到了5%那部分光的功率为a,那么另外95%那部分光的功率就是(95/5)a=19a。结合第一方面或第一方面的第一种可能或第二种可能的实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式中,前述的激光器和/或光监控器都可以贴装在印制电路板PCB上。在本专利技术的上述实施例中,激光器和/或光监控器都可以采用表面贴装的工艺设置在PCB上,激光器和光监控器位置固定,便于进行光信号的发射和光功率监控。结合第一方面或第一方面的第一种可能或第二种可能的实现方式,在第一方面的第四种可能的实现方式中,一体成型耦合模块还包括有准直透镜,该准直透镜可以对激光器发射出去的第一光信号进行准直处理,本文档来自技高网
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一种一体成型耦合模块

【技术保护点】
一种一体成型耦合模块,其特征在于,所述一体成型耦合模块,包括:全内反射面、介质空气界面和空气介质界面,其中,所述全内反射面,用于对激光器发射出去的第一光信号进行反射,形成第二光信号,所述第二光信号射向所述介质空气界面;所述介质空气界面,用于对所述第二光信号进行折射,形成第三光信号,所述第三光信号从空气射向所述空气介质界面;所述空气介质界面,用于对所述第三光信号进行折射,形成第四光信号,所述第四光信号射向光纤;所述全内反射面、所述介质空气界面和所述空气介质界面,三者之间的空间位置满足如下关系:所述介质空气界面折射出所述第三光信号的折射角与射向所述空气介质界面的所述第三光信号的入射角相等,且第一入射面和第二入射面在空间上相互垂直;其中,所述第一入射面为射向所述介质空气界面的所述第二光信号和所述介质空气界面的法线形成的入射面,所述第二入射面为射向所述空气介质界面的所述第三光信号和所述空气介质界面的法线形成的入射面。

【技术特征摘要】
1.一种一体成型耦合模块,其特征在于,所述一体成型耦合模块,包括:全内反射面、介质空气界面和空气介质界面,其中,所述全内反射面,用于对激光器发射出去的第一光信号进行反射,形成第二光信号,所述第二光信号射向所述介质空气界面;所述介质空气界面,用于对所述第二光信号进行折射,形成第三光信号,所述第三光信号从空气射向所述空气介质界面;所述空气介质界面,用于对所述第三光信号进行折射,形成第四光信号,所述第四光信号射向光纤;所述全内反射面、所述介质空气界面和所述空气介质界面,三者之间的空间位置满足如下关系:所述介质空气界面折射出所述第三光信号的折射角与射向所述空气介质界面的所述第三光信号的入射角相等,且第一入射面和第二入射面在空间上相互垂直;其中,所述第一入射面为射向所述介质空气界面的所述第二光信号和所述介质空气界面的法线形成的入射面,所述第二入射面为射向所述空气介质界面的所述第三光信号和所述空气介质界面的法线形成的入射面。2.根据权利要求1所述的模块,其特征在于,所述介质空气界面,还用于对所述第二光信号进行反射,形成第五光信号;所述第五光信号射向光监控器,由所述光监控器根据所述第五光信号监控所述激光器发射所述第一光信号的光信号功率。3.根据权利要求1所述的模块,其特征在于,所述空气介质界面,还用于对所述第三光信号进行反射,形成第六光信号;所述第六光信号射向光监控器,由所述光监控器...

【专利技术属性】
技术研发人员:张院良周创
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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