有源光缆器件制造技术

本发明专利技术的实施例公开了一种有源光缆器件。该有源光缆器件包括：透镜组模块；硅基V型槽；以及设置在所述硅基V型槽内的一根或多根光纤，其中所述透镜组模块具有第一对准结构，所述硅基V型槽具有与所述第一对准结构配合的第二对准结构，所述硅基V型槽与所述透镜组模块对准，所述一根或多根光纤通过所述硅基V型槽耦合到所述透镜组模块。通过本发明专利技术公开的有源光缆器件能够提高有源光缆器件中光纤的主模耦合效率，降低装配的成本和繁琐度。

Active Optical Cable Devices

An embodiment of the present invention discloses an active optical cable device. The active optical cable device comprises a lens group module, a silicon-based V-groove, and one or more optical fibers arranged in the silicon-based V-groove, wherein the lens group module has a first alignment structure, the silicon-based V-groove has a second alignment structure matched with the first alignment structure, the silicon-based V-groove is aligned with the lens group module, and the one or more optical fibers pass through the lens group module. The silicon-based V-groove is coupled to the lens group module. The active optical cable device disclosed by the invention can improve the main mode coupling efficiency of the optical fiber in the active optical cable device, and reduce the assembly cost and complexity.

【技术实现步骤摘要】
有源光缆器件
本专利技术涉及光纤通信
，尤其涉及一种硅基V型槽与透镜组模块复合结构的有源光缆器件。
技术介绍
互联网和智能终端的快速应用推动了信息时代的蓬勃发展。全球数据量的井喷式增长也对高速路由器，超级计算机，存储设备，以及数据中心等提出了越来越高的要求。在通信网络产业中光互联的趋势是建立在距离和数据率之间平衡的基础上。随着数据率的增长，在长距离信息传输中，光纤已经取代了铜线，因为更高速的信号几乎不会衰减。就是这一趋势启发了“光纤到芯片”的概念，微芯片和外界之间的超高速电信号被光信号取代。微芯片仍然作为全电处理单元，并且光纤作为向微芯片发送或从其接收数据的高速数据的最终通道。有源光缆作为这些核心设备的主要互连方式之一，将会对整个电信和数据通信市场产生重要的影响。光纤耦合是有源光缆的一大技术壁垒。耦合效率不高和多模光纤带宽较低一直制约着有源光缆的发展和应用。然而，现有的采用V型槽的有源光缆光耦合器件的耦合效率并不是很高。因为在这些有源光缆器件中，大部分都是通过铸模注塑的工艺加工而成的，而这种工艺加工出来的耦合器件，模具间的装配误差和塑料材质本身的涨缩性会使得V型槽与透镜组所在的模块之间的装配误差较大，导致光纤的耦合效率较低。通常需要采用有源耦合的方法来提高耦合效率，却增加了成本和工艺的繁琐度。此外，制作V型槽的模具是通过金刚石刀具加工而成的，缺乏灵活性，与透镜组所在的模块装配时有局限性。另外，在这些现有的有源光缆器件的光耦合结构中，大部分聚焦在接收光纤的端面上的光斑尺寸都比较小，与光纤主模的模斑尺寸相差较大。这样会激发出光纤中更多的高阶模，导致耦合到光纤中主模的能量降低，增大了模间色散，从而降低了光纤的带宽。而且此时聚焦的光斑小，发散角大，则有源光缆容忍光纤前后位置误差的能力较差。因此，本领域需要一种新型的有源光缆器件，通过这种有源光缆器件能够提高光纤的主模耦合效率和带宽。
技术实现思路
本专利技术针对现有的采用V型槽的有源光缆光耦合器件的光耦合效率较低和V型槽的加工工艺灵活性较差的问题，提供了一种采用硅基V型槽的新型有源光缆器件。它不仅能够通过干法刻蚀的工艺制得精度较高的V型槽，通过紧配合的方式与透镜组所在的模块相对准，降低了对准误差，提高有源光缆器件耦合效率，从而无需再加入有源对准的方法，降低了装配的成本和繁琐度；而且硅基V型槽加工的工艺很灵活，可以根据实际需求来加工不同种类的V型槽。本专利技术针对现有的有源光缆光耦合方案中聚焦在光纤接收端面的光斑尺寸与光纤主模的模斑尺寸相差较大导致光纤的主模耦合效率较低从而降低光纤带宽的问题，提出了一种新颖的有源光缆光耦合结构。该结构可以使得聚焦光斑的尺寸与光纤主模的模斑尺寸相等，不仅能够提高光纤中主模耦合效率，降低模间色散，进而提高光纤的带宽；而且此时聚焦的光斑尺寸较大，发散角小，提高了有源光缆容忍光纤前后位置误差的能力。本专利技术采用以下技术方案实现：在本专利技术的一个实施例中，提供一种有源光缆器件，包括：透镜组模块；硅基V型槽；以及设置在所述硅基V型槽内的一根或多根光纤，其中所述透镜组模块具有第一对准结构，所述硅基V型槽具有与所述第一对准结构配合的第二对准结构，所述硅基V型槽与所述透镜组模块对准，所述一根或多根光纤通过所述硅基V型槽耦合到所述透镜组模块。在本专利技术的一个实施例中，透镜组模块的材料是塑料或树脂。在本专利技术的一个实施例中，透镜组模块包括凸透镜、凹透镜和/或平面镜。在本专利技术的一个实施例中，透镜组模块包括至少一个透镜。在本专利技术的一个实施例中，透镜组模块包括至少一组透镜。在本专利技术的一个实施例中，透镜组模块的输出端面上具有盲孔。在本专利技术的一个实施例中，盲孔的截面为圆形，其口径大小保持基本不变。在本专利技术的一个实施例中，盲孔的截面为圆形，其口径大小呈线性或者非线性渐变。在本专利技术的一个实施例中，盲孔的截面为圆形，其口径大小呈台阶型变化。在本专利技术的一个实施例中，透镜组模块输出端面为平滑的光学面。在本专利技术的一个实施例中，透镜组模块通过铸造工艺加工而成。在本专利技术的一个实施例中，透镜组模块中的透镜被配置成接收来自激光器的发射光束，经透镜组转换后输出光束，所述光束的光斑尺寸与光纤主模的模斑尺寸大小基本相等。在本专利技术的一个实施例中，透镜组模块的输出光束为准直光束。在本专利技术的一个实施例中，光纤是多模光纤和或单模光纤。在本专利技术的一个实施例中，硅基V型槽包含一条或多条槽。在本专利技术的一个实施例中，多条槽均匀分布或非均匀分布。在本专利技术的一个实施例中，有源光缆器件还包括盖板，所述盖板将光纤固定在V型槽内。在本专利技术的一个实施例中，硅基V型槽通过刻蚀工艺加工而成。在本专利技术的一个实施例中，第一对准结构是设置在所述透镜组模块上的凹槽，所述第二对准结构是设置所述硅基V型槽上的与所述凹槽对应的台阶结构，所述台阶结构紧靠在所述凹槽中。在本专利技术的一个实施例中，台阶结构设置在所述硅基V型槽的至少一端上。在本专利技术的一个实施例中，第一对准结构是设置在所述透镜组模块上的凹槽，所述第二对准结构是设置所述硅基V型槽一端上的与所述凹槽对应的台阶结构，其中所述透镜组模块还包括弹性凸起结构，所述弹性凸起结构挤压所述硅基V型槽是另一端，使得所述台阶结构紧靠在透镜组模块的凹槽中以实现对准。在本专利技术的一个实施例中，第一对准结构是设置在所述透镜组模块上凸起结构，所述第二对准结构是设置所述硅基V型槽一端上的与所述凸起结构对应形状的凹槽，当所述硅基V型槽装配到所述透镜组模块时，所述凸起结构卡入所述凹槽。在本专利技术的一个实施例中，凸起结构是横截面为梯形、三角形或弧线形的条状凸起，所述凹槽的横截面形状与所述凸起结构横截面形状对应。在本专利技术的一个实施例中，凸起结构是多个分立的凸起块，所述凹槽的位置与形状与所述凸起结构相对应。本专利技术公开的技术方案，其有益效果在于：本专利技术的有源光缆器件采用了硅基V型槽和透镜组所在模块的复合结构。它不仅能够通过干法刻蚀的工艺制得精度较高的V型槽，通过紧配合的方式与透镜组所在的模块相对准，从而提高有源光缆器件耦合效率，无需再加入有源对准的方法，降低了装配的成本和繁琐度；而且硅基V型槽加工的工艺很灵活，可以根据实际需求来加工不同种类的V型槽。本专利技术的有源光缆光耦合结构使得在接收光纤端面上聚焦的光斑尺寸与光纤主模的模斑尺寸相等。这样不仅能够提高光纤中主模的耦合效率，降低模间色散，进而提高光纤的带宽；而且此时聚焦光斑尺寸较大，发散角较小，能够提高有源光缆容忍光纤前后位置误差的能力。附图说明为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出根据本专利技术的实施例的有源光缆器件的立体示意图。图2示出图1所示有源光缆器件在yz平面上的剖面示意图。图3示出图1所示有源光缆器件在xy平面上的剖面示意图。图4示出根据本专利技术的实施例的有源光缆器件的立体示意图。图5示出图4所示有源光缆器件在yz平面上的剖面示意图。图6示出根据本专利技术的实施例的有源光缆器件的立体示意图。图7示出图6所示有源光缆器件在yz平面上的剖面示意图。图8示出根据本专利技术的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源光缆器件，包括：透镜组模块；硅基V型槽；以及设置在所述硅基V型槽内的一根或多根光纤，其中所述透镜组模块具有第一对准结构，所述硅基V型槽具有与所述第一对准结构配合的第二对准结构，所述硅基V型槽与所述透镜组模块对准，所述一根或多根光纤通过所述硅基V型槽耦合到所述透镜组模块。

【技术特征摘要】
1.一种有源光缆器件，包括：透镜组模块；硅基V型槽；以及设置在所述硅基V型槽内的一根或多根光纤，其中所述透镜组模块具有第一对准结构，所述硅基V型槽具有与所述第一对准结构配合的第二对准结构，所述硅基V型槽与所述透镜组模块对准，所述一根或多根光纤通过所述硅基V型槽耦合到所述透镜组模块。2.根据权利要求1所述的有源光缆器件，其特征在于，所述透镜组模块的材料是塑料或树脂。3.根据权利要求1所述的有源光缆器件，其特征在于，所述透镜组模块包括凸透镜、凹透镜和/或平面镜。4.根据权利要求1所述的有源光缆器件，其特征在于，所述透镜组模块包括至少一个透镜。5.根据权利要求1所述的有源光缆器件，其特征在于，所述透镜组模块包括至少一组透镜。6.根据权利要求1所述的有源光缆器件，其特征在于，所述透镜组模块的输出端面上具有盲孔。7.根据权利要求6所述的有源光缆器件，其特征在于，所述盲孔的截面为圆形，其口径大小保持基本不变。8.根据权利要求6所述的有源光缆器件，其特征在于，所述盲孔的截面为圆形，其口径大小呈线性或者非线性渐变。9.根据权利要求6所述的有源光缆器件，其特征在于，所述盲孔的截面为圆形，其口径大小呈台阶型变化。10.根据权利要求1所述的有源光缆器件，其特征在于，所述透镜组模块输出端面为平滑的光学面。11.根据权利要求1所述的有源光缆器件，其特征在于，所述透镜组模块通过铸造工艺加工而成。12.根据权利要求1所述的有源光缆器件，其特征在于，所述透镜组模块中的透镜被配置成接收来自激光器的发射光束，经透镜组转换后输出光束，所述光束的光斑尺寸与光纤主模的模斑尺寸大小基本相等。13.根据权利要求12所述的有源光缆器件，其特征在于，所述透镜组模块的输出光束为准直光束。14.根据权利要求1所述的有源光缆器件，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰，杨伟松，丁靓，
申请(专利权)人：上海信及光子集成技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31