[發明專利]一種并行光纖收發模塊

在審

• 申請號: 201710251489.3
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107024745A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 楊開發
• 申請（專利權）人: 上海坤騰光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種光纖技術領域中使用的光學元件，具體涉及一種并行光纖收發模塊。

背景技術

隨著互聯網和大數據的發展，大型數據中心的建設日益重要，數據中心由大量的服務器構成，在服務器之間需要進行大量的數據交換，光纖互連已經取代電子互連，成為數據中心最主要的互連技術。在超級計算機系統中，并行運算的機柜之間需要高速的數據交換，光纖互連也已替代電子互連。虛擬現實（VR）技術日益發展，并與智能手機結合，逐漸進入消費電子領域，人們需要將智能手機中的3D視頻信號傳輸至VR眼鏡，對傳輸帶寬提出極高要求，傳統的電纜不能滿足傳輸速率要求，并行光纖傳輸成為其發展方向。

在并行光纖傳輸模塊中，對光纖端口的排列密度和模塊的小型化提出了很高的要求。在發射端，一般以垂直強表面發射激光器（VCSEL）陣列作為光源，與光纖陣列之間進行耦合對接，實現光信號的發射；在接收端，以光纖陣列與光探測器（PD）陣列耦合對接，實現光信號的接收。在收發一體模塊中，將VCSEL與PD一起排成陣列，與光纖陣列耦合對接。

貼合在驅動電路板上的VCSEL和PD陣列，其發射和接收光信號的方向，與電路板垂直，普通的光纖陣列，與其對接耦合之后，光纖方向與電路板垂直，構成T字型結構，不利于模塊的小型化。為此，人們設計了各種90度轉角耦合的并行收發模塊，其光纖方向與電路板平行，能夠實現模塊的扁平化設計，從而達到小型化目的。目前，90度轉角耦合的主要方式有兩種，其一是將光纖端面拋光成45度斜面，光信號在斜面上反射，實現90度轉角；其二是將一個45度斜面的微小三棱鏡置于VCSEL、PD陣列與光纖陣列之間，光信號在斜面上反射，實現90度轉角。

將光纖端面拋光成45度斜面的方案，存在如下問題：在拋光過程中極易發生崩裂，生產效率和成品率都很低；反射光信號的斜面上不能有任何沾污，否則會破壞斜面的全反射條件，降低光信號的耦合效率；光纖以其側面朝向VCSEL、PD陣列，此側面是一個柱面，而VCSEL、PD陣列的玻璃窗為平面，二者不能緊密貼合，存在較大間隙，如果以膠水填充，因膠層較厚且不均勻，會影響模塊的溫度穩定性，因此通常不填充任何膠水，這樣又容易被灰塵沾污，降低光信號的耦合效率。

在VCSEL、PD陣列與光纖陣列之間設置三棱鏡的方案，存在如下問題：因光信號在自由空間的傳輸距離較大，為了降低耦合損耗，需要在三棱鏡的兩個直角面上各貼合一個微透鏡陣列，以進行光束聚焦，或者以聚合物材料通過精密模具成型，將棱鏡和兩個微透鏡陣列做成一體式元件，總之，這種方案會大幅增加制造成本；其中一個微透鏡陣列與VCSEL、PD陣列之間，另一個微透鏡陣列與光纖陣列之間，同樣不允許填充膠水，因此容易被灰塵沾污，降低光信號的耦合效率。

綜上所述，本發明設計了一種結構緊湊的90度轉角光纖陣列。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明目的是在于提供一種并行光纖收發模塊，應用于并行光纖傳輸模塊中，可以實現光纖端口的高密度排列和模塊的小型化設計，滿足大型數據中心、超級計算機系統和VR等相關應用對高密度、小型化光纖并行傳輸的技術要求。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：一種并行光纖收發模塊，包括光纖陣列、光纖基座和光纖蓋子，光纖基座和光纖蓋子構成一個90度轉角組件，將光纖陣列的尾纖轉角90度。

作為優選，所述的光纖陣列由一個石英玻璃材料的光纖定位基片、一個石英玻璃材料的蓋片和若干根光纖構成，定位基片的上表面有若干條高精度的光纖定位槽，光纖置入定位槽中并以蓋片壓緊，然后用膠水粘合固定，光纖端面被精確定位，排成陣列，定位基片的下表面設置有方形槽。

作為優選，所述的光纖基座上側設置有一個轉角90度的弧形面，光纖緊貼此面，達到90度轉角；光纖基座兩側均設置有一個卡銷；光纖基座底部設置有方形的小凸臺。

作為優選，所述的光纖蓋子內部設置有弧形面，其曲率與光纖基座完全相同；光纖蓋子兩側各設置有一個孔位及導向孔位的導槽，光纖蓋子中的孔位的形狀與光纖基座中的卡銷的形狀完全相同。

作為優選，所述的光纖基座與光纖蓋子的配合過程：將光纖基座上的兩個卡銷沿著光纖蓋子上的兩個導槽推入孔位，隨即被卡緊。為了便于光纖基座卡入光纖蓋子，光纖基座上的卡銷被設計成楔形。

作為優選，所述的光纖基座上側的弧形面分成三段，中間一段的曲率半徑稍大，可避免光纖因連續微彎而斷裂，另外兩段曲率半徑稍小，利于模塊的小型化設計。三段弧形面之間相切銜接，可避免光纖因彎曲突變而斷裂。