一种带光放大功能的光接收器件制造技术

本发明专利技术公开一种带光放大功能的光接收器件，应用于光器件领域，针对现有的光接收器件难以满足远距离传输的要求；本发明专利技术的光接收器件采用集成半导体光放大器的接收TO；所述接收TO内部集成有SOA芯片，SOA芯片可对1270～1330nm波长范围的光信号进行有效的放大，其放大倍数可达20db，相当于增大了耦合到PD芯片的光信号能量，由于SOA芯片本身的噪声问题，灵敏度无法提升20db，经测试无误码灵敏度可达

【技术实现步骤摘要】
一种带光放大功能的光接收器件


[0001]本专利技术属于光器件领域，特别涉及一种光接收器件技术。

技术介绍

[0002]现有的光接收器件，功能单一，无法适应高速和长距离传输的要求。以25G光器件为例，使用PIN PD的光接收器件其灵敏度约为
‑
12dbm(无误码)，能满足10km距离传输要求，使用APD的光接收器件，其灵敏度约为
‑
19dbm(无误码)，能满足30km距离传输要求，通信协议中40km距离传输的灵敏度要求低于
‑
23.5dbm(无误码)，80km距离传输灵敏度要求低于
‑
28dbm(误码率为5E
‑
5)，这两种要求是目前的光接收器件难以做到的。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种带光放大功能的光接收器件，集成半导体光放大器(SOA)光接收TO。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：一种带光放大功能的光接收器件，采用集成半导体光放大器的接收TO；
[0005]具体还包括：光口适配器、耦合调节环、聚焦透镜、金属座；光口适配器用来连接外部标准跳线，所述耦合调节环，用于在光学耦合时，连接光口适配器与金属座；聚焦透镜用于将光口适配器进来的光转换为准直光束；所述金属座用于承载聚焦透镜与集成半导体光放大器的接收TO。
[0006]所述光口适配器靠近聚焦透镜端的光纤端面呈一倾斜角度。
[0007]还包括光隔离器，设置于聚焦透镜与集成半导体光放大器的接收TO之间。
[0008]所述光隔离器为偏振无关隔离器。
[0009]当集成半导体光放大器的接收TO不带透镜时，还包括在光隔离器与集成半导体光放大器的接收TO之间设置外置透镜。
[0010]所述集成半导体光放大器的接收TO，包括：半导体光放大器芯片3、SOA芯片基板5、热沉6、聚焦透镜7、光电探测器8、跨阻放大器9、TO底座11；所述SOA芯片基板5用于承载半导体光放大器芯片3；所述热沉6用于为SOA芯片基板5、聚焦透镜7、光电探测器8、跨阻放大器9提供支撑；
[0011]其中，半导体光放大器芯片3、聚焦透镜7、光电探测器8、跨阻放大器9，位于主光路上，光信号耦合进入半导体光放大器芯片3进行放大，放大后的光信号经聚焦透镜7耦合至光电探测器8内，光电探测器8将接收到的光信号转换为电信号输入至跨阻放大器9进行处理，跨阻放大器9输出电压信号。
[0012]集成半导体光放大器的接收TO还包括：热敏电阻4、半导体制冷器10，所述热敏电阻4设置于SOA芯片基板5上，半导体制冷器10设置于跨阻放大器9下方。
[0013]集成半导体光放大器的接收TO还包括金属管帽1，用于密封整个光接收TO内部的元件。
[0014]集成半导体光放大器的接收TO还包括密封玻璃片或透镜2，作为光信号传输窗口，并密封金属管帽。
[0015]本专利技术的有益效果：本专利技术的光接收器件其内部集成有SOA芯片，SOA芯片可对1270～1330nm波长范围的光信号进行有效的放大，其放大倍数可达20db，相当于增大了耦合到PD芯片的光信号能量，由于SOA芯片本身的噪声问题，灵敏度无法提升20db，经测试无误码灵敏度可达
‑
26dbm，5E
‑
5误码率灵敏度可达
‑
31dbm，完全满足40km和80km传输距离要求。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的光接收器件的剖面视图；
[0017]图2为本专利技术光接收器件内部的光路；
[0018]图3为本专利技术光接收TO的正视图；
[0019]其中，1为金属管帽；2为密封玻璃片或透镜；3为半导体光放大器芯片(SOA Chip)；4为热敏电阻；5为SOA芯片基板；6为热沉；7为聚焦透镜；8为光电探测器(PD)；9为跨阻放大器(TIA)；10为半导体制冷器(TEC)；11为TO底座。
具体实施方式
[0020]为便于本领域技术人员理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合附图对本
技术实现思路
进一步阐释。
[0021]如图1所示，本专利技术的光接收器件，包括：光口适配器、耦合调节环、聚焦透镜、光隔离器、金属座、集成半导体光放大器的接收TO(SOA+PIN PD TO)。
[0022]光口适配器：标准光口，用来连接外部标准跳线。
[0023]耦合调节环：光学耦合时，连接光口适配器与金属座。
[0024]透镜：将从适配器的光束转换为准直光束。
[0025]光隔离器：用来隔离半导体光放大器(SOA)的自发辐射光，由于SOA的自发辐射光以及光口适配器输出的光信号偏振态不确定，只能使用偏振无关隔离器。
[0026]金属座：其作用时承载透镜，光隔离器以及TO。
[0027]集成半导体光放大器的接收TO：放大光信号并将光信号转换为电信号输出。
[0028]图1中的集成半导体光放大器接收TO自带有聚焦透镜可以直接把光信号汇聚到SOA的波导中，本方案亦可支持不带透镜的SOA+PIN PD TO，只需再光隔离器与TO之间增加一颗合适的外置透镜即可。
[0029]本专利技术中使用了一颗偏振无关隔离器，这种光隔离器对入射光的偏振态无要求，由于SOA的自发辐射光和光口适配器的输出光都是偏振态不确定的，所以必须使用这种偏振无关隔离器。
[0030]本专利技术中透镜之间的光路为平行光路，如图2所示，这是因为偏振无关隔离器正常工作时，需要被放置在平行光路中，否则，插损和隔离度都达不到要求。
[0031]本专利技术中光口适配器靠近透镜端的光纤端面是带有倾斜角度的，可以减少SOA自发辐射光被反射后重新耦合到SOA中的光能量，从而减少这部分反射光对接收性能的影响。光纤端面的倾斜角度可以设定为任意角度，一般为4
°
、5
°
、6
°
。
[0032]当光纤端面为0
°
时，从SOA发出然后回到SOA的光能量相当于SOA自发辐射量的千分之一(
‑
30db),当光纤角度为5
°
时，返回的光能量百万分之二(
‑
56db)。
[0033]本专利技术光器件的封装过程为：先将透镜与光隔离器用光学胶水固定在金属座上，TO通过滑配或者压配的方式与金属座固定，之后再通过激光穿透焊加固。耦合时，设定合适的电流和温度使得TO正常工作，将外部光源输入光接到光口适配器上，从TO的镜像电流监控中读取PD的光电流值，调整光口适配器的位置使得光电流值最大，使用激光焊接固定光口适配器，耦合调节环以及金属座。
[0034]如图3所示，本专利技术的光接收TO包括：金属管帽1、密封玻璃片或透镜2、半导体光放大器芯片3、热敏电阻4、SOA芯片基板5、热沉6、聚焦透镜7、光电探测器8、跨阻放大器9、半导体制冷器10、TO底座11；
[0035]金属管帽1，用于密封整个光接收TO内部的元件，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带光放大功能的光接收器件，其特征在于，采用集成半导体光放大器的接收TO；所述光接收器件还包括：光口适配器、耦合调节环、聚焦透镜、金属座；光口适配器用来连接外部标准跳线，所述耦合调节环，用于在光学耦合时，连接光口适配器与金属座；聚焦透镜用于将光口适配器进来的光转换为准直光束；所述金属座用于承载聚焦透镜与集成半导体光放大器的接收TO。2.根据权利要求1所述的一种带光放大功能的光接收器件，其特征在于，所述光口适配器靠近聚焦透镜端的光纤端面呈一倾斜角度。3.根据权利要求1所述的一种带光放大功能的光接收器件，其特征在于，所述光接收器件还包括光隔离器，设置于聚焦透镜与集成半导体光放大器的接收TO之间。4.根据权利要求3所述的一种带光放大功能的光接收器件，其特征在于，所述光隔离器为偏振无关隔离器。5.根据权利要求3所述的一种带光放大功能的光接收器件，其特征在于，当集成半导体光放大器的接收TO不带透镜时，还包括在光隔离器与集成半导体光放大器的接收TO之间设置外置透镜。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的一种带光放大功能的光接收器件，其特征在于，所述集成半导体光放大器的接收TO，包括：半导体光放大器芯片(3)、SOA芯片基板(5)、热沉(6)、聚焦透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛晶磊，许远忠，张强，张勇，汪保全，何婵，
申请(专利权)人：成都光创联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：