[發(fā)明專利]一種無尾纖光電轉(zhuǎn)換模塊

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• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115728888A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 仇軻;高蘇芳;肖澤平;鄭東飛
• 申請（專利權(quán)）人: 西安微電子技術(shù)研究所
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 張宇鴿

本發(fā)明公開了一種無尾纖光電轉(zhuǎn)換模塊，包括：電信號經(jīng)電輸入口進(jìn)入激光驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，通過VCSEL陣列單元得到光信號，光信號經(jīng)過MT/FA連接器進(jìn)入光發(fā)射端輸出；光信號經(jīng)光接收端進(jìn)入MT/FA連接器并通過PD陣列單元得到電信號；電信號進(jìn)入TIA放大器進(jìn)行放大并通過電輸出口輸出；本發(fā)明基于模塊內(nèi)部尺寸方位，計算對應(yīng)芯片據(jù)PCB邊沿距離，定制尺寸光纖跳線長度，并將光纖與激光器進(jìn)行耦合，使模塊露出模塊外邊沿部分僅余MT接口，實現(xiàn)模塊光接口與殼體的一體化集成。根據(jù)模塊內(nèi)部光芯片尺寸及光纖耦合部位進(jìn)行邊框結(jié)構(gòu)保護(hù)，通過灌封膠對模塊內(nèi)部進(jìn)行加固。采用光口連接器對模塊MT光接口進(jìn)行連接，并對連接處光接口進(jìn)行仿真，實現(xiàn)模塊使用過程中的可靠連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無尾纖光電轉(zhuǎn)換模塊。

背景技術(shù)

光收發(fā)模塊作為光通信的核心器件之一，主要實現(xiàn)信號的光電轉(zhuǎn)換功能。光收發(fā)模塊用于高速數(shù)據(jù)傳輸和通信(板級互聯(lián)、機(jī)架互聯(lián)、系統(tǒng)級互連)，服務(wù)器與存儲器陣列的互連，相比收發(fā)器更具效率性、安全性。隨著武器、航天系統(tǒng)對光模塊尺寸、性能的不斷要求，模塊小型化與高可靠化已成為光通信領(lǐng)域的關(guān)鍵。由于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)光收發(fā)模塊尾纖過長，與光纖連接器信號連接時易彎易損、連接性差。模塊光口連接器體積大，安裝所需空間大且組裝成本高、效率低。且模塊內(nèi)部芯片集成度高，散熱性能差，導(dǎo)致模塊在高溫情況下性能參數(shù)差。

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)光收發(fā)模塊的實現(xiàn)方式存在以下缺點：

1、電路在實際應(yīng)用環(huán)境中可靠性低。

傳統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換模塊采用有源耦合的方式實現(xiàn)光纖耦合，利用光模塊MCU與耦合控制主板的通信形成閉環(huán)控制，耦合主板從光模塊獲取發(fā)射光功率和接收光功率的量化指標(biāo)，根據(jù)量化指標(biāo)控制六維調(diào)節(jié)架調(diào)節(jié)光纖的位置，使接收到的指標(biāo)值滿足協(xié)議要求范圍，進(jìn)而實現(xiàn)光纖與VCSEL陣列和PD陣列的對準(zhǔn)耦合。而此過程中由于模塊尾纖過長，在光纖與VCSEL陣列耦合時光纖尾部的牽引力會造成耦合位置發(fā)生偏移，導(dǎo)致耦合精度較差，耦合效率低的問題，從而影響光收發(fā)模塊性能。同時，模塊與外部光纖連接器連接時同樣會導(dǎo)致光纖尾纖易彎易損、連接性差，對測試信號性能產(chǎn)生一定影響，模塊性能受測試環(huán)境影響較大，嚴(yán)重影響光電轉(zhuǎn)換模塊性能與可靠性。

2、電路在使用過程中散熱性能差。

傳統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換模塊由于內(nèi)部基板有嚴(yán)格的空間限制，基板上光器件與電子器件集成度高，各芯片間距冗余小，導(dǎo)致芯片器件間散熱性能較差，熱能集中。溫度的升高會影響模塊內(nèi)部各芯片的性能狀態(tài)，通過調(diào)制寄存器偏置電流和調(diào)制電流可增加光輸出功率，但同時也增加了電器件和光器件的功耗，影響光電轉(zhuǎn)換模塊性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)光收發(fā)模塊在電路實際應(yīng)用環(huán)境中可靠性低和散熱性能差的問題，提供一種無尾纖光電轉(zhuǎn)換模塊。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種無尾纖光電轉(zhuǎn)換模塊，包括：激光驅(qū)動器、TIA放大器、PD陣列單元、MT/FA連接器、VCSEL陣列單元、電輸入口、光發(fā)射端、光接收端和電輸出口；

電信號經(jīng)電輸入口進(jìn)入激光驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，激光驅(qū)動器將電信號發(fā)送至VCSEL陣列單元，VCSEL陣列單元將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，光信號經(jīng)過MT/FA連接器進(jìn)入光發(fā)射端進(jìn)行輸出；

光信號經(jīng)光接收端進(jìn)入MT/FA連接器；MT/FA連接器將光信號發(fā)送至PD陣列單元進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到電信號；電信號進(jìn)入TIA放大器進(jìn)行放大，經(jīng)過放大的電信號通過電輸出口進(jìn)行輸出。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

進(jìn)一步的，光接收端和光發(fā)射端均有若干個接口。

進(jìn)一步的，激光驅(qū)動器接收的電信號為0，1編碼。