一种用于双链路传输的并行收发光模块和制作方法技术

本发明专利技术适用于光通信技术领域，提供了一种用于双链路传输的并行收发光模块和制作方法，所述并行收发光模块包括：第一插针准直器包括第一光纤接口、单模插针和第一准直透镜，三者依次耦合并被固定在第一插针准直器上；第一管壳组件包括波分复用组件、耦合透镜组和激光器芯片组，三者依次耦合并被固定在管壳组件上；第二插针准直器包括第二光纤接口、多模插针和第二准直透镜，三者依次耦合并被固定在第二插针准直器上；第二管壳组件包括波分解复用组件、阵列透镜和探测器芯片组，三者依次耦合并被固定在管壳组件上。可以实现同一个光模块具有可在长距离单模光纤和短距离多模光纤传输的能力，具有低成本、批量化、小型化的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光通信
，尤其涉及一种用于双链路传输的并行收发光模块和制作方法。
技术介绍
现今并行传输的高速光器件及光模块，如QSFP+IR4、QSFP+LM4、QSFP+LR4、QSFP+28等，均是针对某一种应用场所，或一种应用链路层，如专利CN201210184192.7、CN201310751180.2、US20120189314A1等，应用于长距离单模链路传输；如专利CN201410700394.1、CN201310164198.2等，应用于短距离的多模链路传输。对于不同应用场所或不同应用链路层的需求，如同时应用于长距离单模链路和短距离多模链路，市场上常用的光器件或光模块不能兼容，其表现为不能同时满足光电指标，或因链路不兼容导致光电指标不稳定、可靠性差。对于传输的链路，长距离单模链路，如10Km链路，它的链路特点是光纤传输模式是基模(存在少量偏振模)，模式稳定，功率随距离的增加而稳定的变小；对于短距离的多模链路，如300m的OM3多模链路，多应用在850nm，存在单纤与多纤之分，它的优点是多模纤与850nm的VCSEL激光器模式比较匹配，耦合效率高，成本低，但是缺点是模式不稳定，并且模式色散严重，与激光器注入的方式有关系，并且光纤的抖动会引起光功率的跳变。链路与其发射终端和接收终端的光器件是通过连接器互连的，比如法兰盘、LC标准卡槽、MPO头等，这些连接器是通过精度的机械定位将光器件的光口与链路的跳线进行对接。光器件的光口通常有插拔SC型插针、插拔LC型插针、尾纤型插针等。对于插拔型光口，内含陶瓷插芯，陶瓷插芯内装配有光纤。从光纤的长度上讲，插拔型光口内的光纤通常不超过10mm，对于链路而言，不论是单模链路还是多模链路，它的光纤长度至少上百米。从模式上考虑，链路的光纤由于足够长，可以形成比较稳定的横模，对于插拔型光口而言由于光纤很短，根本形成不了稳定的横场。因此对于单模链路与多模链路互连方面，存在了六种情况，第一种是单模链路向多模链路传输；第二种是多模链路向单模链路传输；第三种情况是多模插针向单模链路传输；第四种情况是多模链路向单模插针传输；第五种情况是单模插针向多模链路传输；第六种情况是单模链路向多模插针传输。对于第一种情况，存在的问题主要是模式的不匹配，模式不匹配造成至少两个影响：引入插入损耗、模式的跳变。对于第二种情况，主要是引入功率损耗。对于第三种情况，由于单模链路长度足够，并且模场稳定，不存在模式问题，主要是引入功率损耗。对于第四种情况，由于模式不匹配，单模插针内的模式不稳定。对于第五种情况，由于多模链路的光纤长度足够，光纤出射的光斑基本保持多模光纤的特性，不需要特殊处理。对于第六种情况，由于模式不匹配，多模插针内的模场不稳定。对应第三-第六的四种情况，在光器件的耦合时，需要做相应的处理。对于第一、二、三情况，有多种处理方法，如专利CN201320650821、CN201320272028、CN03810082等，用于处理链路级的互连。对于第四、五、六情况，尚未查到相关的专利说明。而对于同时应用于多模链路和单模链路的光器件，在互换链路时容易存在诸多问题，比如功率差异的问题，即同一个光模块，采用单模跳线与采用多模跳线时输出的光功率差异大，严重时达6dB；比如多模光纤抖动问题；比如多模光纤模式色散引起的高速信号失真的问题，等等。为了实现可行、可靠的双链路传输的光模块、光器件，必须解决以上问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种用于双链路传输的并行收发光模块和制作方法，以解决现有技术中没有一种并行收发光模块能够同时兼容多模光纤和单模光纤传输的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一方面本专利技术实施例提供了一种用于双链路传输的并行收发光模块，所述并行收发光模块包括一发射光器件、一接收光器件、PCB电路板和数据接口，具体的：所述发射光器件由第一插针准直器和第一管壳组件构成；所述第一插针准直器包括第一光纤接口、单模插针和第一准直透镜，三者依次耦合并被固定在所述第一插针准直器上；所述第一管壳组件包括波分复用组件、耦合透镜组和激光器芯片组，三者依次耦合并被固定在管壳组件上；所述接收光器件由第二插针准直器和第二管壳组件构成；所述第二插针准直器包括第二光纤接口、多模插针和第二准直透镜，三者依次耦合并被固定在所述第二插针准直器上；所述第二管壳组件包括波分解复用组件、阵列透镜和探测器芯片组，三者依次耦合并被固定在管壳组件上；所述发射光器件和接收光器件连接所述PCB电路板的第一数据I/O口，所述数据接口连接所述PCB电路板的第二数据I/O口。优选的，所述波分复用/解复用组件由全反射片、玻璃支架和带通滤光片组，其中，全反射片覆盖玻璃支架一工作面，并在该工作面上留有进/出光口，带通滤光片组覆盖所述玻璃支架另一工作面，用于透射指定波段的光。优选的，所述第一管壳组件还包括光路转折元件，所述光路转折元件固定在所述第一准直透镜和波分复用组件之间，其转折角度根据所述波分复用组件接收光平面与激光器光路的夹角确定。优选的，所述第二管壳组件还包括光阑，所述光阑位于第二准直透镜和波分解复用组件之间，其中心点与所述第二准直透镜的中轴线以及解波分解复用组件的进光口在同一直线上。优选的，所述第一准直透镜和第二准直透镜的具体包含：c-lens、G-lens、D-lens或者非球透镜。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种用于双链路传输的并行收发光模块的制作方法，根据第一方面及其优选方案中所述的并行收发光模块进行组装，其中，在组装第一准直透镜和耦合透镜组的过程中还包括：定制第一准直透镜，使得各个通道在激光器组件的输出端口处的多模耦合光功率与单模耦合光功率的差异在预设耦合容差范围内；测试并统计得到各个通道的激光器与单模准直器耦合的最大耦合光功率的平均值，记为Ps1、Ps2、…、Psn，其中n为激光器个数；测试并统计得到各个通道与多模准直器耦合的最大耦合光功率的平均值，记为Pm1、Pm2、…、Pmn；装配激光器和耦合透镜组，具体的：分别在第一光纤接口处连接单模跳线和多模跳线，轴向调节第1通道耦合透镜，使得第1通道激光器芯片通过单模跳线输出的光功率P满足：A*Ps1<P<A*Pm1；使得第1通道激光器芯片通过多模跳线输出的光功率P满足：A*Ps1<P<A*Pm1；其中，A为比例系数，0<A<1；依次完成n个通道耦合透镜的调节；完成发射光器件的耦合装配。优选的，所述接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于双链路传输的并行收发光模块，其特征在于，所述并行收发光模块包括一发射光器件、一接收光器件、PCB电路板和数据接口，具体的：所述发射光器件由第一插针准直器和第一管壳组件构成；所述第一插针准直器包括第一光纤接口、单模插针和第一准直透镜，三者依次耦合并被固定在所述第一插针准直器上；所述第一管壳组件包括波分复用组件、耦合透镜组和激光器芯片组，三者依次耦合并被固定在管壳组件上；所述接收光器件由第二插针准直器和第二管壳组件构成；所述第二插针准直器包括第二光纤接口、多模插针和第二准直透镜，三者依次耦合并被固定在所述第二插针准直器上；所述第二管壳组件包括波分解复用组件、阵列透镜和探测器芯片组，三者依次耦合并被固定在管壳组件上；所述发射光器件和接收光器件连接所述PCB电路板的第一数据I/O口，所述数据接口连接所述PCB电路板的第二数据I/O口。

【技术特征摘要】
1.一种用于双链路传输的并行收发光模块，其特征在于，所述并行收发光模块包括一发
射光器件、一接收光器件、PCB电路板和数据接口，具体的：
所述发射光器件由第一插针准直器和第一管壳组件构成；所述第一插针准直器包括第一
光纤接口、单模插针和第一准直透镜，三者依次耦合并被固定在所述第一插针准直器上；所
述第一管壳组件包括波分复用组件、耦合透镜组和激光器芯片组，三者依次耦合并被固定在
管壳组件上；
所述接收光器件由第二插针准直器和第二管壳组件构成；所述第二插针准直器包括第二
光纤接口、多模插针和第二准直透镜，三者依次耦合并被固定在所述第二插针准直器上；所
述第二管壳组件包括波分解复用组件、阵列透镜和探测器芯片组，三者依次耦合并被固定在
管壳组件上；
所述发射光器件和接收光器件连接所述PCB电路板的第一数据I/O口，所述数据接口连
接所述PCB电路板的第二数据I/O口。
2.根据权利要求1所述的并行收发光模块，其特征在于，所述波分复用/解复用组件由
全反射片、玻璃支架和带通滤光片组，其中，全反射片覆盖玻璃支架一工作面，并在该工作
面上留有进/出光口，带通滤光片组覆盖所述玻璃支架另一工作面，用于透射指定波段的光。
3.根据权利要求1或2所述的并行收发光模块，其特征在于，所述第一管壳组件还包括
光路转折元件，所述光路转折元件固定在所述第一准直透镜和波分复用组件之间，其转折角
度根据所述波分复用组件接收光平面与激光器光路的夹角确定。
4.根据权利要求1或2所述的并行收发光模块，其特征在于，所述第二管壳组件还包括
光阑，所述光阑位于第二准直透镜和波分解复用组件之间，其中心点与所述第二准直透镜的
中轴线以及解波分解复用组件的进光口在同一直线上。
5.根据权利要求1所述的并行收发光模块，其特征在于，所述第一准直透镜和第二准直
透镜的具体包含：c-lens、G-lens、D-lens或者非球透镜。
6.一种用于双链路传输的并行收发光模块的制作方法，其特征在于，根据权利要求1-5
任一所述的并行收发光模块进行组装，其中，在组装第一准直透镜和耦合透镜组的过程中还
包括：
定制第一准直透镜，使得各个通道在激光器组件的输出端口处的多模耦合光功率与单模
耦合光功率的差异在预设耦合容差范围内；
测试并统计得到各个通道的激光器与单模准直器耦合的最大耦合光功率的平均值，记为
Ps1、Ps2、…、Psn，其中n为激光器个数；测...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡百泉，付永安，刘成刚，陈伟，赵丹，郑盼，
申请(专利权)人：武汉电信器件有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42