[發(fā)明專利]一種基于衍射光柵的波分復(fù)用/解復(fù)用光收發(fā)組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510698720.4
• 申請(qǐng)日: 2015-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN105319649B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯學(xué)勝;張玓;胡勝磊;付永安;傅焰峰;劉成剛;李世瑜;孫莉萍;馬衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢電信器件有限公司
• 主分類號(hào): G02B6/293
• 分類號(hào): G02B6/293;G02B6/42;H04B10/2513;H04B10/50;H04B10/61
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

本發(fā)明提供了一種基于衍射光柵的波分復(fù)用/解復(fù)用光收發(fā)組件，包括激光器芯片陣列、光接收探測(cè)器陣列、第一快軸準(zhǔn)直透鏡、第二快軸準(zhǔn)直透鏡、第一慢軸準(zhǔn)直透鏡、衍射光柵、慢軸聚焦透鏡、第二慢軸準(zhǔn)直透鏡、光隔離器、耦合輸出透鏡、耦合輸入透鏡、耦合輸出光纖和耦合輸入光纖構(gòu)成上行的光發(fā)射單元和下行的光接收單元，解決了共同使用衍射光柵實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用/解復(fù)用功能的技術(shù)問題，達(dá)成了衍射光柵濾波特性好，光路耦合損耗和波長相關(guān)插損較小，獨(dú)立光學(xué)元件尺寸較大，裝配工藝相對(duì)簡單，更適用于制作多通道的光波復(fù)用/解復(fù)用光收發(fā)組件的良好效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指提供一種基于衍射光柵的波分復(fù)用/解復(fù)用光收發(fā)組件。

背景技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)信息產(chǎn)業(yè)的全面普及其帶來全球數(shù)據(jù)量的爆發(fā)性增長和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的興起，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為光通信產(chǎn)業(yè)新的市場(chǎng)機(jī)遇，高帶寬的光互連逐步取代了電互連，并向著高速大容量的方向發(fā)展。多通道光學(xué)模塊采用多路光發(fā)射和接收技術(shù)，具有大通信容量、低能耗、小型化等特點(diǎn)大受業(yè)界青睞，傳輸速率和傳輸容量上都比單通道收發(fā)模塊優(yōu)越得多，近幾年發(fā)展迅速，是實(shí)現(xiàn)這一方向的主要方案之一。

高速多通道光學(xué)模塊目前主要采用將多通道半導(dǎo)體激光器/探測(cè)器陣列通過波分復(fù)用/解復(fù)用(wavelength division multiplexing,WDM)技術(shù)封裝在只有一個(gè)光口輸入/輸出光組件里，從而提高了單端光口的傳輸速度，常見的封裝形式有CFP、CFP2、CFP4及QSFP等。例如采用QSFP28模塊封裝形式的4x25Gbps單模光收發(fā)模塊將4個(gè)CWDM不同波長的25Gbps的激光器/探測(cè)器芯片利用粗波分復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)和單根光纖耦合，以實(shí)現(xiàn)單根光纖傳輸100Gbps信號(hào)。

目前，業(yè)內(nèi)波分復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)多采用的方案有：陣列波導(dǎo)光柵(arrayed,waveguide grating,AWG)方案、刻蝕光柵方案和介質(zhì)薄膜濾光片方案等。AWG的優(yōu)點(diǎn)在于集成度高，可與激光器芯片、探測(cè)器芯片同基板制備，應(yīng)用在4通道以上復(fù)用和解復(fù)用具有較大優(yōu)勢(shì)，但是存在成本高、耦合難度較高及插損大等缺點(diǎn)，不利于滿足光收發(fā)模塊對(duì)低功耗的要求?？涛g光柵方案除了體積比AWG小一半，濾波特性不完善缺陷外，其他優(yōu)缺點(diǎn)與AWG基本類似。介質(zhì)薄膜濾光片方案是目前被規(guī)?；逃梅桨福锪铣杀镜?、濾波特性好，其缺點(diǎn)是不太適合于通道數(shù)較多(4通道以上)的復(fù)用/解復(fù)用場(chǎng)合：隨著復(fù)用/解復(fù)用光通道數(shù)的增加，與之相應(yīng)的濾光片的種類和個(gè)數(shù)增加，光組件內(nèi)光路越來越長，對(duì)相關(guān)平面光學(xué)元件加工公差和裝配精度要求逐步增高，光通道之間的光程差別明顯擴(kuò)大，波長相關(guān)插損成為不得不解決的問題。同時(shí)，受上述的裝配精度限制，目前商用的8通道及以上主體方案中，發(fā)射組件和接收組件的光路普遍都是獨(dú)立的，發(fā)射組件和接收組件各自使用一套濾光片，明顯增加了小尺寸的獨(dú)立元件個(gè)數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于衍射光柵的波分復(fù)用/解復(fù)用光收發(fā)組件。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明應(yīng)用的技術(shù)方案是：一種基于衍射光柵的波分復(fù)用/解復(fù)用光收發(fā)組件，是由激光器芯片陣列、光接收探測(cè)器陣列、第一快軸準(zhǔn)直透鏡、第二快軸準(zhǔn)直透鏡、第一慢軸準(zhǔn)直透鏡、衍射光柵、慢軸聚焦透鏡、第二慢軸準(zhǔn)直透鏡、光隔離器、耦合輸出透鏡、耦合輸入透鏡、耦合輸出光纖和耦合輸入光纖構(gòu)成的上行光發(fā)射單元和下行光接收單元，其中：第一快軸準(zhǔn)直透鏡與激光器芯片陣列對(duì)應(yīng)設(shè)置，第二快軸準(zhǔn)直透鏡與光接收探測(cè)器陣列對(duì)應(yīng)設(shè)置，激光器芯片陣列與光接收探測(cè)器陣列垂直設(shè)置并上下錯(cuò)開，耦合輸出透鏡與耦合輸出光纖組成出射光纖準(zhǔn)直器，耦合輸入透鏡與耦合輸入光纖組成入射光纖準(zhǔn)直器，分別輸出發(fā)射光信號(hào)和接收入射光信號(hào)，發(fā)射光和入射光上下分布經(jīng)過第一慢軸準(zhǔn)直透鏡、衍射光柵、慢軸聚焦透鏡和第二慢軸準(zhǔn)直透鏡。