一种小型化多通道波分解复用光接收组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小型化多通道波分解复用光接收组件，包括：光纤准直器；第一波分解复用子组件；直角棱镜，其一直角面与波分解复用子组件的输出端相对且用于接收被波分解复用子组件解复成的若干束准直光，然后经其斜面反射后，将若干束准直光从直角棱镜的另一直角面输出；透镜阵列，设于直角棱镜与波分解复用子组件相对的直角面上；光学基板，用于相对固定安装光纤准直器、波分解复用子组件和直角棱镜；还包括：第二波分解复用子组件，设于光纤准直器之后且用于将光纤准直器输入的光信号分成N股，并对应输入至第一波分解复用子组件中，第二波分解复用子组件也与光学基板固定连接。本方案性能优良，完全满足光通讯相关行业标准。标准。标准。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化多通道波分解复用光接收组件


[0001]本技术涉及光通讯器件
，尤其是一种小型化多通道波分解复用光接收组件。

技术介绍

[0002]波分复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing)是将两种或多种不同波长的光载波信号（携带各种信息）在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer，简称MUX)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器，Demultiplexer，简称DEMUX)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。波分复用技术可以实现单根光纤对多个波长信号的传输，这会成倍提升光纤的传输容量，已经被广泛应用在光通讯的中长距离传输和数据中心的互联中。
[0003]在光收发器（Transceiver）中，为了实现波分复用（MUX）和解复用(DEMUX)，最核心的光器件就是MUX和DEMUX光组件，其中Z-BLOCK和AWG(阵列波导光栅)是两种最常用、最典型的MUX/DEMUX子组件。相比AWG，Z-BLOCK具有低插入损耗低、宽光谱带宽、低通道串扰、低温度敏感度等优点，被更为广泛的应用在40G、100G以及400G等高速QSFP、OSFP光收发器中，在每个光收发器中，通常存在一对Z-BLOCK，分别用于MUX 和DEMUX，其示意图如图1所示；图2给出了现有OSFP 400G FR8/LR8结构中的MUX和DEMUX示意图。
[0004]Z-BLOCK 的典型结构如图3所示，其包括前后两面抛光的平行四边形玻璃平行平板，玻璃平行平板的前侧分别包含镀有增透膜和高反膜的区域，后侧几个区域分别镀有多个不同波长的WDM（波分复用）滤光膜或贴有多个分别镀有不同波长WDM滤光膜的滤光片，滤光膜或滤光片的数量通常为4个或8个或更多。含有多个波长的准直光束从入射端依设计角度射入，经过一系列的滤光膜透射和反射后，将不同波长的光信号分离开，进而实现DEMUX，反之则实现MUX。需要指出的是，现有技术下，由于滤光片镀膜后存在严重翘曲，Z-BLOCK的加工和装配存在一定公差，不同波长的光信号经由Z-BLOCK分离开后，各光束之间的平行度往往无法达到很高的精度，通道数量越多，平行度越差，光斑质量也会越差，这极大影响了系统的耦合效率，进而制约了现有Z-BLOCK的通道数量。现有技术下，为了实现良好的性能和较高的装配成品率，一束光在Z-BLOCK内滤光片上连续的反射次数不超过4次。
[0005]波分解复用光接收组件的主要功能就是将光纤接入的多波长WDM光进行准直、解波分复用，然后高效率的耦合到PD中。作为光收发器中的核心器件，以8通道波分解复用光接收组件为例，现有的技术方案包括：
[0006]现有技术方案1：采用各分立元件依次单独组装的方法进行装配，实现波分解复用。分立的元件包括光纤准直器、WDM 滤光片、反射镜、耦合透镜、棱镜或分光镜，各个元件需要主动调节对准，组装效率低、成本高，且难以做到小型化。
[0007]现有技术方案2：采用8通道Z-BLOCK作为DEMUX子组件，入射端采用光纤准直器，在Z-BLOCK之后采用8通道透镜阵列和直角棱镜等装配在一起，将8个光斑聚焦到对应PD上。虽
然这种装配方法已经被广泛用于基于4通道Z-BLOCK的DEMUX组件中且方法简单实用，然而，对于8通道的DEMUX组件，其前几个通道的耦合比较容易，但对于后几个通道，其缺点如前所述：Z-BLOCK存在通道数越多，由于在滤光片上反射的次数越多，对应出射光束的平行度和光斑质量则越差，这将会显著影响后几个通道的平行度，进而影响整体的耦合效率。此外，由于通道数量的增加，Z-BLOCK头尾通道的光程差较大，这也大大制约了准直器的设计和耦合效率的提升。因此，这种方法用于8通道及以上Z-BLOCK作为DEMUX组件时，存在组装成品率低、性能差等缺点。
[0008]现有技术方案3：采用8通道AWG作为DEMUX子组件，采用光纤头与AWG 输入端波导进行直接耦合的方法进行装配，经过AWG的输出端直接与PD阵列进行耦合。这种装配方法虽然简单、高效，但由于现有技术下的AWG的性能相比Z-BLOCK 还存在较大差距，主要体现在如前所述的插入损耗高、带宽窄、波长随温度漂移大、串扰差等关键指标方面，因此AWG目前只能用于某些对性能和环境要求不高的场景中。
[0009]近年来，随着大数据、云存储/服务、物联网、AR/VR和移动互联终端设备的高速发展和广泛普及，全球对网络带宽的需求呈现出爆炸式增长，这不仅大大推动了各大互联网巨头和通信运营商在数据中心建设方面的加大投入，而且还加速了5G时代的到来。光收发器作为光通讯领域的核心器件之一，近年来市场的需求量在急剧上升。当前基于CWDM4技术的100G光收发器已经成为市场主流，未来几年基于WDM结构的CWDM4、O+E Band CWDM8以及O+C Band CWDM8的400G或800G光收发器将会成为下一代主力产品。市场对光收发器需求量急速上升的同时，价格和能耗却在相应下降，低成本、低能耗和小型集成化是光收发器的发展方向。特别是在5G前传的应用上，还需要光收发器满足工业级的标准以适应室外严苛的环境要求。波分解复用光接收组件作为光收发器中的核心光组件，其在满足业内各项标准的同时，追求低成本、小型集成化和同时具备高性能是未来不变的发展趋势。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的情况，本技术的目的在于提供一种易装配、低成本、高性能、可实现量产自动化的小型化多通道波分解复用光接收组件。
[0011]为了实现上述的技术目的，本技术所采用的技术方案为：
[0012]一种小型化多通道波分解复用光接收组件，包括：
[0013]光纤准直器，用于输入准直的信号光；
[0014]第一波分解复用子组件，用于将光纤准直器输入的信号光解复成若干束信号光；
[0015]直角棱镜，其一直角面与波分解复用子组件的输出端相对且用于接收被第一波分解复用子组件解复成的若干束准直光，然后经其斜面反射后，将若干束准直光从直角棱镜的另一直角面输出；
[0016]透镜阵列，设于直角棱镜与波分解复用子组件相对的直角面上且与第一波分解复用子组件输出的若干束信号光一一对应；
[0017]光学基板，用于相对固定安装光纤准直器、第一波分解复用子组件和直角棱镜；
[0018]其还包括：
[0019]第二波分解复用子组件，设置在光纤准直器和第一波分解复用子组件之间且用于将光纤准直器输入的光信号分成N股，并对应输入至第一波分解复用子组件中，所述的第二
波分解复用子组件还与光学基板固定连接。
[0020]作为一种可能的实施方式，进一步，所述的第一波分解复用子组件为Z-Block，其输出端具有若干个成阵列排布的不同工作波长的滤光片或滤光膜。
[0021]作为上述技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化多通道波分解复用光接收组件，包括：光纤准直器，用于输入准直的信号光；第一波分解复用子组件，用于将光纤准直器输入的信号光解复成若干束信号光；直角棱镜，其一直角面与第一波分解复用子组件的输出端相对且用于接收被第一波分解复用子组件解复成的若干束准直光，然后经其斜面反射后，将若干束准直光从直角棱镜的另一直角面输出；透镜阵列，设于直角棱镜与第一波分解复用子组件相对的直角面上且与第一波分解复用子组件输出的若干束信号光一一对应；光学基板，用于相对固定安装光纤准直器、第一波分解复用子组件和直角棱镜；其特征在于：其包括：第二波分解复用子组件，设置在光纤准直器和第一波分解复用子组件之间且用于将光纤准直器输入的光信号分成N股，并对应输入至第一波分解复用子组件中，所述的第二波分解复用子组件还与光学基板固定连接。2.根据权利要求1所述的一种小型化多通道波分解复用光接收组件，其特征在于：所述的第一波分解复用子组件为Z-Block，其输出端具有若干个成阵列排布的不同工作波长的滤光片或滤光膜。3.根据权利要求2所述的一种小型化多通道波分解复用光接收组件，其特征在于：所述的第二波分解复用子组件为竖直设置，其内部竖直间隔设有N片滤光片或滤光膜，由光纤准直器输入的光信号通过第二波分解复用子组件后，被分为N束节距相同且波长不同的光信号并输出，所述第一波分解复用子组件的输入端对应第二波分解复用子组件输出的N束光信号设有N个竖直相对设置的输入端口且第一波分解复用子组件的输出端设有N行M列具有不同工作波长的滤光片或滤光膜，其中，N≥2，M≥4。4.根据权利要求2所述的一种小型化多通道波分解复用光接收组件，其特征在于：所述的第二波分解复用子组...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾旭，于光龙，林应龙，
申请(专利权)人：福州高意光学有限公司，
类型：新型
国别省市：