小型化的高速发射端光器件及接收端光器件制造技术

一种小型化的高速发射端光器件及接收端光器件，高速发射端光器件包括一个或以上四通道光路，每个四通道光路由第一波长半导体激光器(02)、第二波长半导体激光器(01)、第三波长半导体激光器(12)、第四波长半导体激光器(11)、第一滤波片(03)、第二滤波片(13)、第一准直透镜(04)、第二准直透镜(14)、第三滤波片(05)、反射镜(15)、隔离器(06)和耦合透镜(07)组成，按照两条平行的合束准直光路放置。本实用新型专利技术设计新颖合理，结构简单，使用方便，使用的透镜和滤波片数量小于传统方案，在成本上具有一定优势，具有重要的市场价值。

Miniaturized high-speed transmitting terminal optical device and receiving terminal optical device

A miniaturized high speed emission end optical device and receiving end light device. The high speed emission end optical device includes one or more channels of four channels, each four channel optical route first wavelength semiconductor laser (02), second wavelength semiconductor laser (01), third wavelength semi guide laser (12), and fourth wavelength semiconductor laser (11). The first filter sheet (03), the second filter sheet (13), the first collimation lens (04), the second collimation lens (14), the third filter (05), the reflector (15), the isolator (06) and the coupling lens (07) are placed in parallel beam collimating light paths of two. The design of the utility model is novel and reasonable, the structure is simple, the use is convenient, the number of lens and filter used is less than the traditional scheme, it has some advantages in the cost, and has important market value.

【技术实现步骤摘要】
小型化的高速发射端光器件及接收端光器件
本技术涉及光收发模块
，尤其涉及一种小型化的高速光器件，包括发射端光器件及接收端光器件。
技术介绍
随着互联网和移动互联网的发展和成熟，数据量呈爆炸式增长，每年新增的数据量是以往数据量的总和，如此庞大的数据量基数和如此迅猛的数据量增长速度，对数据的传输和处理提出了更高的要求，大型数据中心在全球范围内蓬勃发展。作为数据传输的核心单元，光收发模块光收发模块是建设数据中心不可或缺的关键器件，同时数据中心对光收发模块的成本和持续演进能力也有着更高更苛刻的要求。在光收发模块中，占据大部分成本的是光器件，光器件方案的选择直接影响整个模块的成本、模块的体积以及技术的可演性能。传统粗波分复用光模块中，四个不同波长的半导体激光器，分别由四个分立的非球面透镜进行准直，然后准直光进入棱镜，通过介质膜滤波片进行合束，汇聚成一束光，最终通过一块透镜将四个波长的激光耦合进入光纤。在该方案中，不同通道光束经过的滤波片数量不同，相距最远的两路光，能量损耗相差最大，导致该两个光路的光功率相差很大，不利于后续的接收。同时，由于该方案是在光束准直之后进行合束，因此不可避免的光程很长，光路稳定性较差。
技术实现思路
本技术提出使用更少的元件实现四个波长的粗波分复用，可以降低成本，提高产品竞争力，同时本技术提出的光路具有较短的光轴和近似对称结构，具有更好的稳定性能，并能够避免通道之间功率相差过大。本技术技术方案提供一种小型化的高速发射端光器件，包括一个或以上四通道光路，每个四通道光路由第一波长半导体激光器02、第二波长半导体激光器01、第三波长半导体激光器12、第四波长半导体激光器11、第一滤波片03、第二滤波片13、第一准直透镜04、第二准直透镜14、第三滤波片05、反射镜15、隔离器06和耦合透镜07组成，按照两条平行的合束准直光路放置，第一条合束准直光路中，第一波长半导体激光器02、第二波长半导体激光器01呈九十度放置，随后放置第一滤波片03、第一准直透镜04、第三滤波片05、隔离器06和耦合透镜07，第一波长半导体激光器02所发射第一波长通道的光经第一滤波片03直接透射，第二波长半导体激光器01所发射第二波长通道的光经第一滤波片03反射，合束后射入第一准直透镜04，然后经第三滤波片05直接透射，第一波长通道的光、第二波长通道的光、第三波长通道的光和第四波长通道的光经第三滤波片05合束后，通过隔离器06，合束光经耦合透镜07耦合进入光纤；第二条合束准直光路中，第三波长半导体激光器12、第四波长半导体激光器11呈九十度放置，随后放置第二滤波片13、第二准直透镜14和反射镜15，第三波长半导体激光器12所发射第三波长通道的光经第二滤波片13直接透射，第四波长半导体激光器11所发射第四波长通道的光经第二滤波片13反射，合束后射入第二准直透镜14，然后经反射镜15反射到第三滤波片05。而且，第一滤波片03、第二滤波片13和第三滤波片05采用介质膜滤波片。而且，第一准直透镜04和第二准直透镜14采用非球面透镜。或者，第一准直透镜04和第二准直透镜14采用球面透镜。而且，包括两个四通道光路。本技术还提供一种小型化的高速接收端光器件，包括一个或以上四通道光路，每个四通道光路由第一波长探测器006、第二波长探测器007、第三波长探测器011、第四波长探测器012、第一滤波片005、第二滤波片010、第一耦合透镜004、第二耦合透镜009、第三滤波片003、反射镜008、准直透镜002组成，按照两条平行的接收光路放置，第一条接收光路中，依次放置准直透镜002、第三滤波片003、第一耦合透镜004、第一滤波片005和第二波长探测器007，第一波长探测器006与第二波长探测器007呈九十度放置，单模光纤001中第一波长通道的光、第二波长通道的光、第三波长通道的光和第四波长通道的光进入准直透镜002，入射第三滤波片003，第一波长通道的光、第二波长通道的光直接透射第三滤波片003，经第一耦合透镜004于第一滤波片005分离后分别耦合进入第一波长探测器006、第二波长探测器007，第三波长通道的光、第四波长通道的光从第三滤波片003反射到反射镜008；第二条接收光路中，反射镜008、第二耦合透镜009、第二滤波片010、第四波长探测器012依次放置，第四波长探测器012与第三波长探测器0117呈九十度放置；反射镜008放置在第三滤波片003的折射方向上，第三波长通道的光、第四波长通道的光从第三滤波片003经第二耦合透镜009、第一滤波片005分离后分别耦合进入第一波长探测器006、第二波长探测器007。而且，包括两个四通道光路。本技术针对传统波分复用光路方案的光轴过长、各通道的光程差距过大情况，提出了“先合束后准直”思路，采用更少的滤波片和透镜，实现了多个波长的复用，具有更低的成本、更高的稳定性能，且能够拓展到更多通道的应用，为数据中心光收发模块的光器件提供了更低成本、更好拓展的解决方案。本技术可以用于光收发模块中光器件的波分复用，例如100Gbps的CWDM4QSFP28模块、200Gbps的FR模块。本技术的技术效果有以下几个：1.每两个通道采用“先合束后准直”的方案，避免了光程相差过大，使得每个通道的输出光功率差异较小；2.使用的透镜和滤波片数量小于传统方案，在成本上具有一定优势；3.具有良好的可拓展性，可以简单拓展到八路甚至以上，为200Gbps光模块提供了简单易行的解决方案。附图说明图1为本技术实施例一中100Gbps光模块的发射端光器件光路图；图2为本技术实施例二中2x100Gbps光模块的发射端光器件光路图；图3为本技术实施例三中100Gbps光模块的接收端光器件光路图。具体实施方式下面将结合附图和实施例，对本技术技术方案进行详细地描述。本技术提出小型化的高速发射端光器件，每四通道中，四个不同波长的激光二极管两两呈九十度放置，随后放置一块介质膜滤波片，使得其中一个通道的光直接透射，而另一通道的光发射。两束光同时照射在一块透镜上，在对像差和准直程度要求较高的场合，可以采用非球面透镜，在一般的应用场合，可以采用球面透镜。这样完成了“先合束再准直”的设计思路，两个通道具有相等的光程，且经过的元件相同，通过耦合透镜后可以耦合进光纤进行传输，两个通道的输出光功率相同。在准直光路中再次进行合束，可以将两个通道扩展到四个通道。优选添加一块介质膜滤波片，将另外两路准直光与现有两个准直光合成为一束，为了避免反射光影响半导体激光器的稳定性，在滤波片后增加一个隔离器，最后再利用透镜将四路准直光耦合进入光纤。实施例一本技术提出的高速发射端光器件光路方案可用于实现100Gbps的CWDM4QSFP28光模块，如图1所示，包括以下部件：半导体激光器01，波长λ1；半导体激光器02，波长λ2；滤波片03，波长λ1全反射，波长λ2透射；准直透镜04；滤波片05，波长λ1和λ2透射，波长λ3和λ4透射；隔离器06；耦合透镜07；半导体激光器11，波长λ3；半导体激光器12，波长λ4；滤波片13，波长λ3全反射，波长λ4透射；准直透镜14；反射镜15。实施例一的四通道光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化的高速发射端光器件，其特征在于：包括一个或以上四通道光路，每个四通道光路由第一波长半导体激光器(02)、第二波长半导体激光器(01)、第三波长半导体激光器(12)、第四波长半导体激光器(11)、第一滤波片(03)、第二滤波片(13)、第一准直透镜(04)、第二准直透镜(14)、第三滤波片(05)、反射镜(15)、隔离器(06)和耦合透镜(07)组成，按照两条平行的合束准直光路放置，第一条合束准直光路中，第一波长半导体激光器(02)、第二波长半导体激光器(01)呈九十度放置，随后放置第一滤波片(03)、第一准直透镜(04)、第三滤波片(05)、隔离器(06)和耦合透镜(07)，第一波长半导体激光器(02)所发射第一波长通道的光经第一滤波片(03)直接透射，第二波长半导体激光器(01)所发射第二波长通道的光经第一滤波片(03)反射，合束后射入第一准直透镜(04)，然后经第三滤波片(05)直接透射，第一波长通道的光、第二波长通道的光、第三波长通道的光和第四波长通道的光经第三滤波片(05)合束后，通过隔离器(06)，合束光经耦合透镜(07)耦合进入光纤；第二条合束准直光路中，第三波长半导体激光器(12)、第四波长半导体激光器(11)呈九十度放置，随后放置第二滤波片(13)、第二准直透镜(14)和反射镜(15)，第三波长半导体激光器(12)所发射第三波长通道的光经第二滤波片(13)直接透射，第四波长半导体激光器(11)所发射第四波长通道的光经第二滤波片(13)反射，合束后射入第二准直透镜(14)，然后经反射镜(15)反射到第三滤波片(05)。...

【技术特征摘要】
1.一种小型化的高速发射端光器件，其特征在于：包括一个或以上四通道光路，每个四通道光路由第一波长半导体激光器(02)、第二波长半导体激光器(01)、第三波长半导体激光器(12)、第四波长半导体激光器(11)、第一滤波片(03)、第二滤波片(13)、第一准直透镜(04)、第二准直透镜(14)、第三滤波片(05)、反射镜(15)、隔离器(06)和耦合透镜(07)组成，按照两条平行的合束准直光路放置，第一条合束准直光路中，第一波长半导体激光器(02)、第二波长半导体激光器(01)呈九十度放置，随后放置第一滤波片(03)、第一准直透镜(04)、第三滤波片(05)、隔离器(06)和耦合透镜(07)，第一波长半导体激光器(02)所发射第一波长通道的光经第一滤波片(03)直接透射，第二波长半导体激光器(01)所发射第二波长通道的光经第一滤波片(03)反射，合束后射入第一准直透镜(04)，然后经第三滤波片(05)直接透射，第一波长通道的光、第二波长通道的光、第三波长通道的光和第四波长通道的光经第三滤波片(05)合束后，通过隔离器(06)，合束光经耦合透镜(07)耦合进入光纤；第二条合束准直光路中，第三波长半导体激光器(12)、第四波长半导体激光器(11)呈九十度放置，随后放置第二滤波片(13)、第二准直透镜(14)和反射镜(15)，第三波长半导体激光器(12)所发射第三波长通道的光经第二滤波片(13)直接透射，第四波长半导体激光器(11)所发射第四波长通道的光经第二滤波片(13)反射，合束后射入第二准直透镜(14)，然后经反射镜(15)反射到第三滤波片(05)。2.根据权利要求1所述小型化的高速发射端光器件，其特征在于：第一滤波片(03)、第二滤波片(13)和第三滤波片(05)采用介质膜滤波片。3.根据权利要求1或2所述小型化的高速发射端光器件，其特征在于：第一准直透镜(04)和第二准直透镜(14)采用非球面透镜。4.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：封建胜，方文银，王志刚，陈奔，付永安，孙莉萍，余向红，
申请(专利权)人：武汉电信器件有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42