一种单光口多路并行光发射组件制造技术

本发明专利技术涉及一种单光口多路并行光发射组件，包括激光器芯片阵列、准直透镜阵列、光路平移多面镜、反射镜、半波片、偏振合束镜、光隔离器、耦合输出透镜和耦合输出光纤；将4路不同波长激光器发光单元的光束准直后，先将非相邻光通道经特殊波分复用光路两两合束，再进行偏振合束会聚到同一光输出端口，综合利用了光路平移多面镜上两个通光面的滤光膜、反射镜和偏振合束镜偏振合波功能实现了4个不同波长光信号的合波，各通道光信号的光程差异小，光路耦合效率高，波长相关损耗小，装配工艺简单，成本较低，可以应用于包括40Gb/S、100Gb/S在内的各种速率QSFP+光模块光信号的发射。

A single optical port multi path parallel optical emission component

The invention relates to a single light and multi-channel parallel optical transmitter module, including laser chip array, a collimating lens array, optical mirror, translational multi half wave plate, polarization beam combination mirror, optical isolator, output coupling lens and optical fiber coupling output; the 4 light emitting unit of different wavelength laser beam collimation. The first non adjacent channel by special optical WDM optical path 22 beam, then the polarization beam converge to the same output port, the comprehensive utilization of the optical translational polygon mirror two pass light filter, mirror and polarization beam combination mirror polarized wave functions of 4 different waves the optical signal wave, each channel optical signal optical path difference is small, optical coupling efficiency, wavelength dependent loss is small, the assembly process is simple, low cost, can be applied to include 40Gb/S, 100Gb/S, respectively Emission of optical signals at a rate of QSFP+ optical modules.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光通讯
，尤其涉及一种单光口多路并行光发射组件。
技术介绍
随着数据通讯向着高速大容量方向发展，并行光发射和接收技术近几年发展迅速。高速多通道并行光收发模块，作为数据通讯中高带宽大容量的光互连基础器件之一，具有大通信容量、低能耗、小型化等特点大受业界青睐。高速多通道并行光发射组件目前主要采用将多通道半导体激光器通过波分复用/解复用(coarsewavelengthdivisionmultiplexing,CWDM)技术封装在只有一个光口输出光组件里，从而提高了单端光口的传输速度。例如采用QSFP28模块封装形式的4x25Gbps单模光收发模块将4个CWDM不同波长的25Gbps的激光器利用粗波分复用/解复用技术和单根光纤耦合，以实现单根光纤100Gbps信号的发射传输。目前，业内波分复用/解复用技术多采用的方案有：阵列波导光栅(arrayedwaveguidegrating,AWG)方案和介质薄膜滤光片方案等。AWG的优点在于集成度高，可与激光器芯片同基板制备，应用在4通道以上复用和解复用具有较大优势，但是存在成本高、耦合难度较高及插损大等缺点。介质薄膜滤光片方案是目前被规模化商用方案，物料成本低、滤波特性好，目前业内现有技术中多采用的4通道并行光发射组件光路结构如图1。其中激光器阵列101是由4个不同波长的的激光器芯片组成的多通道阵列，通道间隔相等。带通滤光片组件103在各个通道的通带波长和各通道激光器的波长相对应，带通滤光片组件103中各个通道的带通滤光片实现对通道内的波长进行透射，对通道外的波长进行反射。全反射镜105对所有波长的光全部反射。玻璃基板104是具有良好透光率的玻璃和其它透光材料。带通滤光片组103安装在玻璃基板104的一个平面上，玻璃基板104的另一平面上安装有对全波长反射的全反射镜105。激光器阵列101发射4个不同波长的光分别通过各个通道的准直透镜组102变成多通道互相平行的准直光，多通道准直光以一定的入射角斜入射到带通滤光片组103中各个通道的带通滤光片上并透射到玻璃基板104内，经过全反射镜105的反射和带通滤光片组103对非通带波长光的反射，光线在玻璃基板104内沿Z形或W形前行，具体光路图如图1中的箭头所示。最终所有通道的光束在玻璃基板104的出口处基本重合，入射到耦合输出透镜106，耦合进入光纤107。上述基于介质薄膜滤光片方案的多通道并行光发射组件结构的存在一个明显缺点：各光通道从激光器阵列出射到耦合进光纤所经历的光程存在较大的差异，不同通道的光波与光纤耦合效率存在明显的不同。为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种单光口多路并行光发射组件，各光通道光程差异小，光路耦合效率高，波长相关损耗小，装配工艺相对简单，具有相对低的成本，可以应用于包括40Gb/S、100Gb/S在内的各种速率QSFP+光模块光信号的发射。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的主要目的在于提供一种单光口多路并行光发射组件。本专利技术提供一种单光口多路并行光发射组件，其依光路设置有激光器芯片阵列、光路平移多面镜、第一反射镜和第二反射镜、半波片、偏振合束镜；其中，所述激光器芯片阵列按中心波长大小依次并排平行设置，发出与四个光通道对应的具有相同偏振态的光信号λ1,λ2,λ3,λ4；所述光路平移多面镜实现光信号λ2和光信号λ3的光束交叉平移，所述第一反射镜和第二反射镜分别实现光信号λ1和光信号λ4的光束方向偏折，使得光信号λ1和光信号λ3合束成为组合光信号[λ1,λ3]，并且使得光信号λ2和光信号λ4合束成为组合光信号[λ2,λ4]；通过所述半波片使得组合光信号[λ1,λ3]的偏振态与组合光信号[λ2,λ4]的偏振态相互垂直，由所述偏振合束镜将组合光信号[λ1,λ3]与组合光信号[λ2,λ4]进行偏振合束，合束成为组合光信号[λ1,λ2,λ3,λ4]。在上述技术方案中，所述激光器芯片阵列是多个分立的不同波长激光器芯片构成阵列或是单片具有不同波长的多个发光单元激光器芯片构成的阵列，各个光通道的波长是满足IEEE802.3ba规范的不同的CWDM波长，或者是波长间隔更大的其他任意波长，以长波长到短波长的次序或由短波长到长波长的次序依次并排平行设置。在上述技术方案中，进一步包括准直透镜阵列，所述准直透镜阵列与所述激光器芯片阵列对应，用于各个光通道的光信号的光束准直。在上述技术方案中，所述光路平移多面镜的入射通光面S1和入射通光面S2分别与设置于所述激光器芯片阵列中间的两个激光器出射的光信号λ2和光信号λ3相对应，分别将光信号λ2和光信号λ3折射以实现交叉平移后分别投射到所述光路平移多面镜的出射通光面S4和出射通光面S3出射。在上述技术方案中，镀有单偏振高反膜的所述第一反射镜的反射面与所述光路平移多面镜的出射通光面S4平行，光信号λ4经过所述第一反射镜反射后在所述光路平移多面镜的出射通光面S4上的投射点与光信号λ2经所述光路平移多面镜的入射通光面S1折射后投射到出射通光面S4上的投射点位置重合，以实现光信号λ2和光信号λ4合束；镀有单偏振高反膜的所述第二反射镜的反射面与所述光路平移多面镜的出射通光面S3平行，光信号λ1经过所述第二反射镜反射后在所述光路平移多面镜的出射通光面S3上的投射点与光信号λ3经所述光路平移多面镜的入射通光面S2折射后投射到出射通光面S3上的投射点位置重合，以实现光信号λ1和光信号λ3合束。在上述技术方案中，所述的光路平移多面镜的入射通光面S1和出射通光面S4相互平行，光信号λ2所对应的入射通光面S1镀有增透膜，出射通光面S4镀有低通滤光膜或高通滤光膜，光信号λ2和光信号λ4的波长分别位于出射通光面S4上的低通滤光膜或高通滤光膜的光谱的透过带和反射带；所述的光路平移多面镜的入射通光面S2和出射通光面S3相互平行，光信号λ3所对应的入射通光面S2镀有增透膜，出射通光面S3镀有低通滤光膜或高通滤光膜，光信号λ1和光信号λ3的波长分别位于出射通光面S3上的高通滤光膜或低通滤光膜的光谱的反射带和透过带。在上述技术方案中，所述半波片的两个通光面上均镀有增透膜，其光轴所在的主截面与组合光信号[λ1,λ3]和组合光信号[λ2,λ4]的偏振平面成45°角。在上述技术方案中，所述偏振合束镜的入射面S5和出射面S8相互平行，均镀有增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单光口多路并行光发射组件，其特征在于：依光路设置有激光器芯片阵列(1)、光路平移多面镜(3)、第一反射镜(4)和第二反射镜(5)、半波片(6)、偏振合束镜(7)；其中，所述激光器芯片阵列(1)按中心波长大小依次并排平行设置，发出与四个光通道对应的具有相同偏振态的光信号λ1,λ2,λ3,λ4；所述光路平移多面镜(3)实现光信号λ2和光信号λ3的光束交叉平移，所述第一反射镜(4)和第二反射镜(5)分别实现光信号λ1和光信号λ4的光束方向偏折，使得光信号λ1和光信号λ3合束成为组合光信号[λ1,λ3]，并且使得光信号λ2和光信号λ4合束成为组合光信号[λ2,λ4]；通过所述半波片(6)使得组合光信号[λ1,λ3]的偏振态与组合光信号[λ2,λ4]的偏振态相互垂直，由所述偏振合束镜(7)将组合光信号[λ1,λ3]与组合光信号[λ2,λ4]进行偏振合束，合束成为组合光信号[λ1,λ2,λ3,λ4]。

【技术特征摘要】
1.一种单光口多路并行光发射组件，其特征在于：依光路设置有激
光器芯片阵列(1)、光路平移多面镜(3)、第一反射镜(4)和第二反射
镜(5)、半波片(6)、偏振合束镜(7)；其中，
所述激光器芯片阵列(1)按中心波长大小依次并排平行设置，发出
与四个光通道对应的具有相同偏振态的光信号λ1,λ2,λ3,λ4；
所述光路平移多面镜(3)实现光信号λ2和光信号λ3的光束交叉平
移，所述第一反射镜(4)和第二反射镜(5)分别实现光信号λ1和光信
号λ4的光束方向偏折，使得光信号λ1和光信号λ3合束成为组合光信号
[λ1,λ3]，并且使得光信号λ2和光信号λ4合束成为组合光信号[λ2,λ
4]；
通过所述半波片(6)使得组合光信号[λ1,λ3]的偏振态与组合光信
号[λ2,λ4]的偏振态相互垂直，由所述偏振合束镜(7)将组合光信号[λ
1,λ3]与组合光信号[λ2,λ4]进行偏振合束，合束成为组合光信号[λ1,
λ2,λ3,λ4]。
2.如权利要求1所述的单光口多路并行光发射组件，其特征在于：
所述激光器芯片阵列(1)是多个分立的不同波长激光器芯片构成阵列或
是单片具有不同波长的多个发光单元激光器芯片构成的阵列，各个光通
道的波长是满足IEEE802.3ba规范的不同的CWDM波长，或者是波长间
隔更大的其他任意波长，以长波长到短波长的次序或由短波长到长波长
的次序依次并排平行设置。
3.如权利要求1或2所述的单光口多路并行光发射组件，其特征在
于：进一步包括准直透镜阵列(2)，所述准直透镜阵列(2)与所述激光
器芯片阵列(1)对应，用于各个光通道的光信号的光束准直。
4.如权利要求1-3中任一项所述的单光口多路并行光发射组件，其
特征在于：所述光路平移多面镜(3)的入射通光面S1和入射通光面S2
分别与设置于所述激光器芯片阵列(1)中间的两个激光器出射的光信号
λ2和光信号λ3相对应，分别将光信号λ2和光信号λ3折射以实现交叉
平移后分别投射到所述光路平移多面镜(3)的出射通光面S4和出射通
光面S3出射。
5.如权利要求4所述的单光口多路并行光发射组件，其特征在于：
镀有单偏振高反膜的所述第一反射镜(4)的反射面与所述光路平移多面
镜(3)的出射通光面S4平行，光信号λ4经过所述第一反射镜(4)反
射后在所述光路平移多面镜(3)的出射通光面S4上的投射点与光信号
λ2经所述光路平移多面镜(3)的入射通光面S1折射后投射到出射通光
面S4上的投射点位置重合，以实现光信号λ2和光信号λ4合束；镀有单
偏振高反膜的所述第二反射镜(5)的反射面与所述光路平移多面镜(3)
的出射...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤学胜，张玓，付永安，胡胜磊，周日凯，刘成刚，孙莉萍，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42