短波粗波分复用光学组件制造技术

在一个示例性实施方式中，一种N通道短波粗波分复用光学组件包括：与载体耦合的有源光学装置、光学块和MUX或DEMUX。所述光学块可位于所述有源光学装置的上方且与所述载体耦合。所述光学块可包括：底部，在所述底部中形成与所述有源光学装置对准的透镜；从所述底部向上延伸的第一侧；从所述底部向上延伸且与所述第一侧相对的第二侧；从所述底部和所述第一侧及第二侧向前延伸的端口；以及由所述底部和所述第一侧及第二侧限定的、从所述端口向后延伸的光学块空腔。所述MUX或DEMUX可位于所述光学块的端口和所述有源光学装置之间的光路上且位于所述光学块空腔中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】短波粗波分复用光学组件
本文描述的示例性实施方式涉及短波粗波分复用(SWDM)光学组件(opticalsubassembly,OSA)和其他多通道OSA。
技术介绍
在
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部分描述的材料对于本专利技术的权利要求而言不是现有技术，也不能因包含在本部分内而被认为属于现有技术，除非另有说明。在数据传输领域，高效传输数据的一种方法是使用光纤。利用发光二极管或激光器通过光纤电缆传输数字数据。光信号具有非常高的传输速率和非常高的带宽能力。光信号还可以抵抗会对电信号造成干扰的电磁干扰。由于不允许部分信号从光纤电缆逸出(对于在基于有线的系统中的电信号很容易出现这种情况)，因此光信号更安全。光还可以在更长的距离上传导而不会产生传统上与铜线上的电信号相关的信号损耗。在联网环境中，经常需要最大化可通过网络传输的数据量。还需要因经济原因而最小化用于构建网络基础架构的硬件。为了实现这两个目标，复用机制被用于沿单个物理路径比如光纤传输多个信号。一种复用方法是波分复用(WDM)。在光纤系统中，WDM包括沿单根光纤传输各种独立的信号，每个信号被用于传输不同的光波长或通道。本文所要求保护的主题不限于解决在比如上文所述的环境下的缺陷或者仅在比如上文所述的环境下操作的实施方式。而是，此
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仅用于阐释可以实践本文所述的一些实施方式的一个示例性的
一些示例性实施方式的简要概述本文所述的示例性实施方式涉及SWDMOSA和其他多通道OSA。在一个示例性实施方式中，N通道WDMOSA包括与载体(carrier)耦合的多个有源光学装置、光学块、以及波分复用器(MUX)或波分解复用器(DEMUX)。光学块位于有源光学装置上方，并与载体耦合。光学块可包括：底部，在底部中形成与有源光学装置对准的透镜；从底部向上延伸的第一侧；从底部向上延伸并与第一侧相对的第二侧；从底部及第一侧和第二侧向前延伸的端口；以及由底部及第一侧和第二侧限定的、从端口向后延伸的光学块空腔。MUX或DEMUX可位于在光学块的端口和有源光学装置之间的光路上的光学块空腔中。在另一个示例性实施方式中，光电子模块包括外壳和N通道WDMOSA。外壳限定了一个空腔，其中外壳的尺寸符合四通道小型可插拔(QSFP)多源协议(MSA)。N通道WDMOSA位于空腔内，其中N大于等于2。N通道WDMOSA可包括在前示例性实施方式中所述的N通道WDMOSA，或本文所述的各种变型。在另一个示例性实施方式中，一种用于组装具有光学块、载体、N-1个薄膜滤波器和镜面的N通道WDMOSA的方法可包括：将光学块对准载体，使光学块的底部中形成的N个透镜中的每一个位于与载体耦合的N个有源光学装置中相对应的一个有源光学装置的上方并与其对准。所述方法还可包括在光学块对准载体的状态下使光学块紧固到载体。所述方法还可包括将N-1个薄膜滤波器中的每一个以及镜面单独地与光学块对准，从而利用N个透镜形成光路，所述光路在N个有源光学装置和光学块的端口之间引导光，所述端口从光学块的底部及第一侧和第二侧向前延伸。光学块的底部及第一侧和第二侧可限定从端口向后延伸的光学块空腔。N-1个薄膜滤波器和镜面可与光学块空腔内的光学块对准。所述方法还可包括在N-1个薄膜滤波器和镜面与光学块对准的状态下使N-1个薄膜滤波器中的每一个以及镜面紧固到光学块。本专利技术的附加特征和优点将在下面的描述中提出，且部分地通过以下描述而变得清晰，或者可以通过实践本专利技术而获知。利用所附权利要求书中具体指出的手段和组合，可以实现并获得本专利技术的特征和优点。本专利技术的这些或其他特征将通过以下说明和所附权利要求书而变得更清晰，或者可通过实践下文所阐释的本专利技术而获知。附图简要说明为了使本专利技术的上述及其他优点和特征更清楚，下面将通过参考附图中所示的本专利技术的具体实施方式来对本专利技术进行更具体的描述。可以理解的是，这些附图仅仅描绘了本专利技术的典型实施方式，因此并不认为是限制其范围。下面将利用附图更具体和详细地描述和解释本专利技术，其中：图1显示了可以实现本文所述的一些实施方式的示例性多通道光电子装置；图2为另一个示例性多通道光电子装置的透视图；图3A和3B包括在图1或2的多通道光电子装置中可实现的一个示例性N通道WDM光学组件(OSA)的透视图和局部分解透视图；图4为图3A和3B的N通道WDMOSA中可包括的载体和有源光学装置的俯视图；图5为图3A和3B的N通道WDMOSA中可包括的光学块的横截面透视图；图6A和6B包括代表图3A和3B的N通道WDMOSA实现方式的接收机光学组件(ROSA)和发射机光学组件(TOSA)的横截面侧视图；图7A和7B显示了经过图6A和6B的ROSA和TOSA的每一个的光路；图8A和8B分别包括图3A和3B的N通道WDMOSA中可包括的光学块和前部镜面的透视图和侧视图；图9包括图3A和3B的N通道WDMOSA中可包括的光学块和载体的透视图；图10为图3A和3B的N通道WDMOSA中可包括的光学块和载体的另一个透视图；图11为均按照本文所述的至少一些实施方式布置的图3A和3B的N通道WDMOSA的横截面透视图。一些示例性实施方式的详细描述为了实现WDM，需要若干专门的光学组件，包括DEMUX和MUX。MUX/DEMUX组件一般来说体积较大和/或较昂贵。因此，从技术上和/或经济上来说将MUX和/或DEMUX结合进相对较小且低成本的光电子装置(比如短波(SW)小型可插拔型光电子装置，包括符合SWQSFP的光电子装置)中是不可行的。本文所述的一些实施方式包括低成本OSA，其尺寸小到足以安装在符合SWQSFP或其他相对较小的光电子装置中并结合有MUX或DEMUX。本文所述的OSA可选地或可附加地用于相对较大的光电子装置中。在一个示例性实施方式中，MUX或DEMUX可包括以大约45度角对准入射光的多个薄膜滤波器，这对于许多厂商而言会难以制造或者难以按经济的方式制造。本文所述的实施方式附加地包括经济地制造这种OSA而不牺牲性能的方法长波单模OSA的粗WDM(CWDM)对准的通用方法依赖于对与每个通道关联的离散透镜进行单独调整，以与MUX或DEMUX的光学滤波器对准。由于SW多模OSA中的成本限制，本文所述的实施方式将MUX或DEMUX自身的元件(例如滤波器或镜面)用作模具定位误差和/或透镜制造误差的补偿机制。在一些实施方式中，本文所述的制造方法的一个对准阶段主动地将OSA的光学块与具有多个有源光学装置(例如光发射机或光接收机)的OSA的载体对准。所述制造方法的这个对准阶段中的主动对准可以根据有源光学装置的高度变化优化OSA的光学块中所包括的每个单独透镜的z位置。在所述制造方法的另一个对准阶段，MUX或DEMUX的元件可单独对准光学块，从而独立于其他通道单独优化每个通道，以补偿制造误差和变型。下面将参照附图描述本专利技术的一些示例性实施方式的多个方面。附图是这些示例性实施方式的图示性和示意性表示，并非对本专利技术的限制，且不一定按照比例绘制。Ⅰ.示例性操作环境图1显示了可以实现本文所述的一些实施方式且按照本文所述的至少一个实施方式布置的示例性多通道光电子装置100(下文称“装置100”)。举例来说，装置100可包括可符合四通道小型可插拔(QSFP)多源协议(MSA)、100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种N通道波分复用(WDM)光学组件(OSA)，包括：与载体耦合的多个有源光学装置；位于所述多个有源光学装置的上方且与所述载体耦合的光学块，其中，所述光学块包括：底部，在所述底部中形成与所述多个有源光学装置对准的多个透镜；从所述底部向上延伸的第一侧；从所述底部向上延伸且与所述第一侧相对的第二侧；从所述底部、所述第一侧和所述第二侧向前延伸的端口；和由所述底部、所述第一侧和所述第二侧限定的从所述端口向后延伸的光学块空腔；以及位于所述光学块的端口和所述多个有源光学装置之间的光路上且位于所述光学块空腔中的波分复用器(MUX)或波分解复用器(DEMUX)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.12 US 14/825,1381.一种N通道波分复用(WDM)光学组件(OSA)，包括：与载体耦合的多个有源光学装置；位于所述多个有源光学装置的上方且与所述载体耦合的光学块，其中，所述光学块包括：底部，在所述底部中形成与所述多个有源光学装置对准的多个透镜；从所述底部向上延伸的第一侧；从所述底部向上延伸且与所述第一侧相对的第二侧；从所述底部、所述第一侧和所述第二侧向前延伸的端口；和由所述底部、所述第一侧和所述第二侧限定的从所述端口向后延伸的光学块空腔；以及位于所述光学块的端口和所述多个有源光学装置之间的光路上且位于所述光学块空腔中的波分复用器(MUX)或波分解复用器(DEMUX)。2.如权利要求1所述的N通道WDMOSA，其中，所述MUX或DEMUX包括位于所述光路上且位于所述光学块空腔中的多个薄膜滤波器，每个所述薄膜滤波器以大约45度角对准入射光。3.如权利要求2所述的N通道WDMOSA，其中，所述多个有源光学装置沿直线排列且包括四个有源光学装置；所述多个透镜在所述多个有源光学装置的上方沿直线排列且包括四个透镜；所述多个薄膜滤波器包括三个薄膜滤波器，所述三个薄膜滤波器包括：位于所述四个有源光学装置中的第一个有源光学装置和所述四个透镜中的第一个透镜的上方的第一薄膜滤波器、位于所述四个有源光学装置中的第二个有源光学装置和所述四个透镜中的第二个透镜的上方的第二薄膜滤波器、位于所述四个有源光学装置中的第三个有源光学装置和所述四个透镜中的第三个透镜的上方的第三薄膜滤波器；所述N通道WDMOSA还包括镜面，所述镜面位于所述光学块的端口和所述四个有源光学装置中的第四个有源光学装置之间的光路上、位于所述光学块空腔中、且位于所述四个有源光学装置中的第四个有源光学装置和所述四个透镜中的第四个透镜的上方；且所述镜面以大约45度角对准入射光。4.如权利要求3所述的N通道WDMOSA，其中，所述光学块还包括反射器小平面，所述反射器小平面以大约45度角对准入射光且位于所述端口和所述第一薄膜滤波器之间的光路上；且所述N通道WDMOSA还包括前部镜面，所述前部镜面以大约45度角对准入射光且位于所述光学块的反射器平面和所述第一薄膜滤波器之间的光路上且位于所述光学块空腔中。5.如权利要求3所述的N通道WDMOSA，其中，所述四个有源光学装置中的第一个有源光学装置包括用于发射约940纳米(nm)的光的第一垂直腔面发射激光器(VCSEL)；所述四个有源光学装置中的第二个有源光学装置包括用于发射约910nm的光的第二VCSEL；所述四个有源光学装置中的第三个有源光学装置包括用于发射约880nm的光的第三VCSEL；所述四个有源光学装置中的第四个有源光学装置包括用于发射约850nm的光的第四VCSEL；所述第一薄膜滤波器包括用于使波长小于约925纳米(nm)的光通过并反射波长大于约925nm的光的第一短波通滤波器；所述第二薄膜滤波器包括用于使波长小于约895nm的光通过并反射波长大于约895nm的光的第二短波通滤波器；所述第三薄膜滤波器包括用于使波长小于约865nm的光通过并反射波长大于约865nm的光的第三短波通滤波器；且所述MUX或所述DEMUX包括所述MUX。6.如权利要求3所述的N通道WDMOSA，其中，所述四个有源光学装置包括四个光电二极管；所述第一薄膜滤波器包括用于使波长小于约925纳米(nm)的光通过并反射波长大于约925nm的光的第一短波通滤波器；所述第二薄膜滤波器包括用于使波长小于约895nm的光通过并反射波长大于约895nm的光的第二短波通滤波器；所述第三薄膜滤波器包括用于使波长小于约865nm的光通过并反射波长大于约865nm的光的第三短波通滤波器；所述MUX或所述DEMUX包括所述DEMUX；所述N通道WDMOSA还包括：位于所述第一薄膜滤波器和所述四个有源光学装置中的第一个有源光学装置之间且用于使波长大于约925nm的光通过并反射波长小于925nm的光的第一长波通滤波器；位于所述第二薄膜滤波器和所述四个有源光学装置中的第二个有源光学装置之间且用于使波长大于约895nm的光通过并反射波长小于895nm的光的第二长波通滤波器；以及位于所述第三薄膜滤波器和所述四个有源光学装置中的第三个有源光学装置之间且用于使波长大于约865nm的光通过并反射波长小于865nm的光的第三长波通滤波器。7.一种光电子模块，包括：限定空腔的外壳，其中所述外壳的尺寸符合四通道小型可插拔(QSFP)多源协议(MSA)；以及位于所述空腔中的N通道波分复用(WDM)光学组件(OSA)，其中N大于等于2。8.如权利要求7所述的光电子模块，其中所述N通道WDMOSA的长度小于约2毫米(mm)。9.如权利要求8所述的光电子模块，其中所述N通道WDMOSA的长度为约18.15mm。10.如权利要求7所述的光电子模块，其中所述N通道WDMOSA包括：与载体耦合的多个有源光学装置；位于所述多个有源光学装置的上方且与所述载体耦合的光学块，其中，所述光学块包括：底部，在所述底部中形成与所述多个有源光学装置对准的多个透镜；从所述底部向上延伸的第一侧；从所述底部向上延伸且与所述第一侧相对的第二侧；从所述底部、所述第一侧和所述第二侧向前延伸的端口；和由所述底部、所述第一侧和所述第二侧限定的从所述端口向后延伸的光学块空腔；以及位于所述光学块的端口和所述多个有源光学装置之间的光路上且位于所述光学块空腔中的波分复用器(MUX)或波分解复用器(DEMUX)。11.如权利要求10所述的光电子模块，其中N包括4；所述多个有源光学装置沿直线排列且包括四个有源光学装置；所述多个透镜在所述多个有源光学装置的上方沿直线排列且包括四个透镜；所述MUX或所述DEMUX包括位于所述光路中且位于所述光学块空腔中的三个薄膜滤波器，每个所述薄膜滤波器以约45度角对准入射光；所述三个薄膜滤波器包括：位于所述四个有源光学装置中的第一个有源光学装置和所述四个透镜中的第一个透镜的上方的第一薄膜滤波器、位于所述四个有源光学装置中的第二个有源光学装置和所述四个透镜中的第二个透镜的上方的第二薄膜滤波器、位于所述四个有源光学装置中的第三个有源光学装置和所述四个透镜中的第三个透镜的上方的第三薄膜滤波器；所述N通道WDMOSA还包括镜面，所述镜面位于所述光学块的端口和所述四个有源光学装置中的第四个有源光学装置之间的光路上且位于所述光学块空腔中且位于所述四个有源光学装置中的第四个有源光学装置和所述四个透镜中的第四个透镜的上方；且所述镜面以大约45度角对准入射光。12.如权利要求11所述的光电子模块，其中所述四个有源光学装置中的第一个有源光学装置包括用于发射约940纳米(nm)的光的第一垂直腔面发射激光器(VCSEL)；所述四个有源光学装置中的第二个有源光学装置包括用于发射约910nm的光的第二VCSEL；所述四个有源光学装置中的第三个有源光学装置包括用于发射约880nm的光的第三VCSEL；所述四个有源光学装置中的第四个有源光学装置包括用于发射约850nm的光的第四VCSEL；所述第一薄膜滤波器包括用于使波长小于约925纳米(nm)的光通过并反射波长大于约925nm的光的第一短波通滤波器；所述第二薄膜滤波器包括用于使波长小于约895nm的光通过并反射波长大于约895nm的光的第二短波通滤波器；所述第三薄膜滤波器包括用于使波长小于约865nm的光通过并反射波长大于约865nm的光的第三短波通滤波器；且所述MUX或所述DEMUX包括所述MUX。13.如权利要求11所述的光电子模块，其中所述四个有源光学装置包括四个光电二极管；所述第一薄膜滤波器包括用于使波长小于约925纳米(nm)的光通过并反射波长大于约925nm的光的第一短波通滤波器；所述第二薄膜滤波器包括用于使波长小于约895nm的光通过并反射波长大于约895nm的光的第二短波通滤波器；所述第三薄膜滤波器包括用于使波长小于约865nm的光通过并反射波长大于约865nm的光的第三短波通滤波器；所述N通道WDMOSA还包括：位于所述第一薄膜滤波器和所述四个有源光学装置中的第一个有源光学装置之间且用于使波长大于约925nm的光通过并反射波长小于925nm的光的第一长波通滤波器；位于所述第二薄膜滤波器和所述四个有源光学装置中的第二个有源光学装置之间且用于使波长大于约895nm的光通过并反射波长小于895nm的光的第二长波通滤波器；以及位于所述第三薄膜滤波器和所述四个有源光学装置中的第三个有源光学装置之间且用于使波长大于约865nm的光通过并反射波长小于865nm的光的第三长波通滤波器；且所述MUX或所述DEMUX包括所述DEMUX。14.一种组装N通道波分复用(WDM)光学组件(OSA)的方法，所述WDMOSA包括光学块、载体、N-1个薄膜滤波器和镜面，所述方法包括：将所述光学块对准所述载体，使所述光学块的底部中形成的N个透镜中的每一个透镜都位于与所述载体耦合的N个有源光学装置中的一个相对应的有源光学装置上方且与其对准；在所述光学块对准所述载体的状态下，将所述光学块紧固到所述载体；将所述N-1个薄膜滤波器中的每一个薄膜滤波器和所述镜面单独地对准所述光学块，以与所述N个透镜一起形成光路，所述光路在所述N个有源光学装置和所述光学块的端口之间引导光，所述端口从所述光学块的底部和第一侧及第二侧向前延伸，其中，所述光学块的底部和第一侧及第二侧限定从所述端口向后延伸的光学块空腔，且所述N-1个薄膜滤波器和所述镜面与所述光学块空腔内的光学块对准；以及在所述N-1个薄膜滤波器和所述镜面与所述光学块对准的状态下使所述N-1个薄膜滤波器中的每一个以及所述镜面紧固到所述光学块。15.如权利要求14所述的方法，还包括：将前部镜面对准位于所述端口和所述N-1个薄膜滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·奥丹尼尔，
申请(专利权)人：菲尼萨公司，
类型：发明
国别省市：美国,US