[發明專利]光通信模組及雙向光通信模組

有效

• 申請號: 201810298437.6
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108693607B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 邵冰;丁立;陳葉;施密特·安德魯;陳星權
• 申請（專利權）人: 富士康（昆山）電腦接插件有限公司;鴻騰精密科技股份有限公司
• 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

一種光通信模組，其具有波分復用功能用于將具有不同波長的光束波分復用至光纜的光波導的端部，所述光通信模組包括單體，所述單體包括可讓N個不同波長的光穿過的光學材料，N是大于或等于2的正整數，所述單體包括光學端口、第一組和第二組被動對準特征、第一組N個光學元件、及第二組光學元件，所述光學端口適于與所述光纜的端部或設置在光纜端部的套管相耦合，所述第一和第二組被動對準特征用來在第一方向和第二方向將一個或多個光學部件與所述單體被動對準，所述第一組N個光學元件、第二光學元件、及一個或多個所述光學部件共同形成所述光通信模組的光耦合系統，并被設置成將具有不同波長的N個光束波分復用至光學端口以在所述光纜上傳輸。

【技術領域】

本發明涉及一種光通信模組，尤指一種具有波分復用和\或波分解復用能力的光通信模組。

【背景技術】

在光通信網絡中，光通信模組通常用來在光纖中傳輸和\或接收光信號。光接收模組是接收光信號的光通信模組，但并不傳輸光信號。光傳輸模組是傳輸光信號的光通信模組，但不接收光信號。光收發模組是傳輸和接收光信號的光通信模組。

光傳輸或收發模組包括光源，所述光源由驅動線圈驅動以使得所述光源產生代表數據的振幅和\或相位和\或偏振調制的光信號。調制的光信號通過模組的光學系統被光學耦合至光纖的端部。所述光源通常是激光二極管或發光二極管(LED)。所述光學系統通常包括一個或多個反射(例如反光鏡)，折射(例如透鏡)，和\或衍射(例如光柵)元件。

光接收或收發模組包括光電探測器(例如P-doped-intrinsic-doped-N(PIN)二極管)，其探測從光纖端部傳遞出的光數據信號并將光信號變換成電信號，然后將由模組的電路放大和處理以恢復數據。所述模組的光學系統將光纖端部傳遞出的光數據信號光學耦合至光電探測器上。

隨著對數據吞吐量的需求日益增加，光纖鏈路的數據速率或帶寬也越來越高。盡管各種收發器和光纖鏈路的設計使得光纖鏈路的帶寬增加，然而目前可使用的技術對于光纖鏈路的帶寬增加程度有限。有一種增加光纖鏈路的帶寬的方法是使用多信道光通信模組，也就是并行光通信模組，其通過并行的多信道發射和接收光學數據信號。另一種增加光纖鏈路的帶寬的方法是使用波分復用(WDM)和波分解復用以使得多個不同波長的光數據信號能在同一光纖中傳送。還有一種增加光纖鏈路的帶寬的方法是在每個光纖上發射和接收不同波長的光信號，這通常被稱為雙向(BiDi)通信。

盡管存在集成WDM和\或BiDi功能的多信道光通信模組，但他們的設計和制造相當具有挑戰性。其中一個挑戰就是實現光源與光耦合系統的光學元件之間以及光電探測器與光耦合系統的光學元件之間的足夠精確的光學對準。如果沒有實現足夠精確的光學對準，性能就會下降。迄今為止，集成WDM的光通信模組在光纖鏈路中使用單模光纖(SMF)，其直徑約為10微米。對于直徑較小的光纖，需要各種被動或有源對準設備和技術以實現足夠精確的光學對準。有源對準設備和技術較貴且較費時。

另一個設計和制造集成WDM和\或BiDi功能的多信道光通信模組的挑戰是足夠減少從光纖端面向光源的孔中的光的背向反射。如果背向反射控制不當，性能就會下降。所以，所述光耦合系統需要被設計和制造以足夠減少入射到光源的孔的背向反射光量。

另一個設計和制造集成WDM和\或BiDi功能的多信道光通信模組的挑戰是匹配由光源產生的光的光模式與光纖的光模式。當發射光進入光纖的端面時，由光耦合系統提供的發射條件需要使得由光源產生的光的光模式緊密匹配光纖的光模式。如果模式匹配沒有實現，光纖鏈路將會經歷較高的相對強度噪聲(RIN)，這會降低性能。在使用多模光纖(MMF)的情況下，由于MMF表現出比SMF更大的模式色散，所以模式匹配更成為問題。正是如此，MMF通常只用于相對較短的光纖鏈路。MMF的直徑(比如60微米)比SMF大得多，因此光學對準較容易達到。MMF也比SMF便宜，但如上所述，相比SMF顯示出更高的模式色散，這也導致更高的RIN。

在具有WDM能力以增加帶寬的光通信模組中存在一種需求，其更適合使用MMF，使用被動對準設備和技術，可以較經濟地制造，并且可以相對較容易對準。