一种用于多路并行接收光器件的系统及方法与流程

1.本发明属于光纤通信技术领域，特别涉及一种用于多路并行接收光器件的系统及方法。


背景技术：

2.随着人们对搜索服务和视频业务的需求加大，全球数字化开始迅速发展，从而激发了大数据的处理、存储和传输的飞速发展。而大数据的处理、存储和传输，需要以超级计算机和存储为基础的数据中心来实现。数据中心的数据传输是采用40g/100g/200g/400g/800g甚至更高速率的光模块为核心部件来实现。随着数据中心的发展，对数据传输的容量要求越来越高，对于更小的体积、更低的成本和更大的传输量的光模块的需求也越发明显。
3.目前，在现有的光纤通信技术中，用于数据中心传输的高速光模块是通过增大单通道的传输速率，来增加数据传输的容量。但是，由于单通道的传输速率受限于芯片本身的带宽，在最大限度的运用芯片带宽的情况下，若要再提高模块的容量就需要增加通道数量，然而在并行接收光器件中对通道数量的增加会导致存在多个光口使得增大了封装体积，导致不利于对高速光模块进行封装。这样在光模块较小的有限空间中难以增加通道数量，无法提供更大的传输带宽。
4.综上所述，在现有的光纤通信技术中，存在着在光模块较小的有限空间中难以增加通道数量，无法提供更大的传输带宽。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是在光模块较小的有限空间中难以增加通道数量，无法提供更大的传输带宽的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于多路并行接收光器件的系统，所述系统包括：分光组件，所述分光组件被配置成将接收的m个波长的入射光分成n路入射光，并且将每一路入射光分成多个波长，所述m是正整数，所述n是正整数，所述n小于所述m；与所述n路入射光数量相同的透镜组，所述透镜组被配置成接收来自所述分光组件的所述多个波长，每一组所述透镜组朝着相对于基板的竖直方向上分布，其中，每一组所述透镜组将对应的一路所述多个波长朝着靠近所述基板的方向进行折射。
7.进一步地，所述分光组件包括：分光器，所述分光器被配置成将接收的m个波长的入射光分成n路入射光；与n路所述入射光数量相同的光解复用器，每一个所述光解复用器耦接至所述基板，每一个所述光解复用器被配置成接收来自所述分光器的对应一路所述入射光，其中，所述光解复用器将对应一路所述入射光分成多个波长。
8.进一步地，每一个所述光解复用器朝着相对于所述基板的竖直方向上分布。
9.进一步地，所述透镜组设置有反射面和与n路所述入射光数量相同的球透面组，每一组所述球透面组被配置成接收来自所述分光机构的所述多个波长，所述反射面被配置成对所述多个波长朝着靠近所述基板的方向进行折射。
10.进一步地，所述n等于2，2路所述入射光数量相同的球透面组包括第一组球透面组和第二组球透面组，所述第一组球透面组和所述第二组球透面组朝着靠近所述基板的竖直方向上依次分布，所述第一组球透面组设置有与对应的所述多个波长数量相同的第一球透面，所述第二组球透面组设置有与对应的所述多个波长数量相同的第二球透面，每一个所述第一球透面的曲率半径均相同，每一个所述第二球透面的曲率半径均相同。
11.进一步地，所述第一球透面的曲率半径大于所述第二球透面的曲率。
12.进一步地，所述第一球透面的曲率半径小于所述第二球透面的曲率。
13.进一步地，光电转换器阵列，所述光电转换器阵列被配置成接收折射后的所述多个波长。
14.进一步地，所述光电转换器阵列将接收的所述折射后的多个波长转换为电信号；所述系统还包括跨阻放大器阵列，所述跨阻放大器阵列耦接至所述基板，所述跨阻放大器阵列对来自所述光电转换器阵列的电信号进行放大。
15.依据本发明的又一个方面，通过分光组件将接收的m个波长的入射光分成n路入射光，并且将每一路入射光分成多个波长，所述m是正整数，所述n是正整数，所述n小于所述m；通过透镜组接收来自所述分光组件的所述多个波长，其中，所述透镜组对所述多个波长朝着基板的方向进行折射。
16.有益效果：
17.本发明提供一种用于多路并行接收光器件的系统，通过分光组件被配置成将接收的m个波长的入射光分成n路入射光，并且将每一路入射光分成多个波长，所述m是正整数，所述n是正整数，所述n小于所述m。并且透镜组被配置成接收来自分光组件的多个波长，每一组透镜组朝着相对于基板的竖直方向上分布，其中，每一组透镜组将对应的一路多个波长朝着靠近基板的方向进行折射。这样合在一起的m个波长的入射光在经过分光组件的过程中被分成n路入射光后，在透镜组中经过折射，来实现了不增加光口的数量就能够增加通道的数量，继而有利于在光模块较小的有限空间中增加通道数量，提供更大的传输带宽。从而达到了能够实现在光模块较小的有限空间中增加通道数量，提供更大的传输带宽的技术效果。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统的示意图一；
20.图2为本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统的示意图二；
21.图3为本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统的示意图三；
22.图4为本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统的示意图四；
23.图5为本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统中透镜组的示意图；
24.图6为本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统的示意图五；
25.图7为本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的方法的流程图。
具体实施方式
26.本发明公开了一种用于多路并行接收光器件的系统，通过分光组件被配置成将接收的m个波长的入射光分成n路入射光，并且将每一路入射光分成多个波长，所述m是正整数，所述n是正整数，所述n小于所述m。并且透镜组4被配置成接收来自分光组件的多个波长，每一组透镜组4朝着相对于基板2的竖直方向上分布，其中，每一组透镜组4将对应的一路多个波长朝着靠近基板2的方向进行折射。这样合在一起的m个波长的入射光在经过分光组件的过程中被分成n路入射光后，在透镜组中经过折射，来实现了不增加光口的数量就能够增加通道的数量，继而有利于在光模块较小的有限空间中增加通道数量，提供更大的传输带宽。从而达到了能够实现在光模块较小的有限空间中增加通道数量，提供更大的传输带宽的技术效果。
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；其中本实施中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本发明实施例所提及的a和/或b，表示了a和b、a或b两种情况，描述了a与b所存在的三种状态，如a和/或b，表示：只包括a不包括b；只包括b不包括a；包括a与b。
28.同时，本发明实施例中，当元件被称为“设置在”另一个元件上，它可以直接设置在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“连接/耦合”至另一个元件，它可以是直接连接/耦合至另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“连接/耦合”可以包括电气和/或机械物理连接/耦合。本文所使用的术语“包括/包含”指特征、步骤或元件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、步骤或元件的存在或添加。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，而并不是旨在限制本发明新型。本发明实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本发明。
29.实施例一
30.请参见图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，图1是本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统的示意图一；图2是本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统的示意图二；图3是本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统的示意图三；图4是本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统的示意图四；图5是本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统中透镜组4的示意图；
31.图6是本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统的示意图五；
32.图7是本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的方法的流程图。本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统，包括分光组件、与所述n路入射光数量相同的透镜组，现分别对分光组件、与所述n路入射光数量相同的透镜组4进行以下详细说明：
33.对于分光组件而言：
34.分光组件包括分光器1、与n路所述入射光数量相同的光解复用器3、分光组件被配置成将接收的m个波长的入射光分成n路入射光，并且将每一路入射光分成多个波长，m是正整数，n是正整数，n小于m。分光器1被配置成将接收的m个波长的入射光分成n路入射光，n是正整数，n小于m。其中，分光器1可以是分光棱镜。与n路入射光数量相同的光解复用器3(即demux)中每一个光解复用器3耦接至基板2，每一个光解复用器3被配置成接收来自分光器1的对应一路入射光，其中，光解复用器3将对应一路入射光分成多个波长，每一个光解复用器3朝着垂直于基板2的方向设置。
35.具体而言，分光棱镜是由两两相交但彼此均不平行的平面围成的透明物体，可以分光或使光束发生色散。分光棱镜可以通过采用胶水无源固定在基板2上。在本发明中m个波长优选为8个波长，n路入射光优选为2路入射光，即m＝8，如图2，2路入射可以分别是指位于上路的入射光和位于下路的入射光。8个波长中的每一个波长可以互不相同。将合在一起的8个波长的入射光射入分光棱镜后，通过分光棱镜能够将合在一起的8个波长的光分成上路和下路的两路入射光。来自于分光棱镜的上、下两路入射光会射入下述对应的光解复用器3中，以为下述光解复用器3提供可分成多个波长的入射光。如图2，例如来自于分光棱镜的上路入射光可以射入位于上路的一个光解复用器3中，来自于分光棱镜的下路入射光可以射入位于下路的一个光解复用器3中。
36.同时，继续以上述m个波长为8个波长，n路入射光为2路入射光为例，n路入射光可以是指位于上述上路的入射光，以及位于上述下路的入射光。此时与上路的入射光所对应的为第一光解复用器3，来自分光器1中的上路的入射光射入第一光解复用器3后，经过第一光解复用器3分成4个波长的光朝着下述透镜组4中球透面41组的方向射入(以下简称第一路入射光)。与下路的入射光所对应的为第二光解复用器3，来自分光器1中的下路的入射光射入第二光解复用器3后，经过第二光解复用器3分成4个波长的光朝着下述透镜组4中球透面41组的方向射入(以下简称第二路入射光)。可以通过在基板2上制作一个支架，然后使用胶水来将第一光解复用器3和第二光解复用器3无源固定在支架上。第一路入射光中的4个波长的光可以相互平行，并且位于同一平面内。第二路入射光中的4个波长的光也可以相互平行，并且位于同一平面内。第一光解复用器3安装于第二光解复用器3上，第二光解复用器3安装于基板2上，第二光解复用器3位于第一光解复用器3和基板2之间，即第一光解复用器3和第二光解复用器3是沿着相对于基板2的竖直方向设置，使得第一路入射光和第二路入射光也相对于基板2在竖直方向上分布，继而第一路入射光和第二路入射光能够在竖直方向上射入下述透镜组4中。
37.对于基板2而言：
38.基板2是陶瓷电路板或者金属电路板。
39.具体而言，基板2可以是陶瓷电路板，或者基板2可以是金属电路板。陶瓷电路板是指采用导热陶瓷粉末和有机粘合剂制作而成的电路板，金属电路板是指采用铜等金属材料制作而成的电路板。基板2可以设置有第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面是基板2的上、下两个侧面，在基板2的第一侧面上具有容纳分光器1、下述基板2、下述光解复用器3、下述透镜组4和下述光电转换器阵列5的空间，可以分别将分光器1、基板2、光解复用器3、透镜组4和光电转换器阵列5安装在基板2的第一侧面上。
40.对于透镜组4而言：
41.透镜组4被配置成接收来自上述分光组件的多个波长，每一组透镜组4朝着相对于基板2的竖直方向上分布，其中，每一组透镜组4将对应的一路多个波长朝着靠近基板2的方向进行折射。可以通过将透镜组4耦接至基板2，透镜组4被配置成接收来自上述光解复用器3的多个波长，其中，透镜组4对多个波长朝着基板2的方向进行折射。透镜组4设置有反射面42和与n路入射光数量相同的球透面41组，每一组球透面41组被配置成接收来自光解复用器3的多个波长，反射面42被配置成对多个波长朝着基板2的方向进行折射。每一组球透面41组设置有与对应的多个波长数量相同的球透面41，每一个球透面41被配置成接收对应一个波长。其中，反射面42的表面涂覆有全反射膜，全反射膜能够使得反射面42具有高反射率；球透面41的表面涂覆有增透膜，增透膜能够减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光。
42.具体而言，透镜组4可通过胶水固定在上述基板2上，透镜组4合可以是一体成型的透镜，也可以是两个透镜组4合的结构。透镜组4包括反射面42和球透面41两个有效面，球透面41用于对上述第一路入射光和第二路入射光进行汇聚，在球透面41上可以分布有2组球透面41组，2组球透面41组在相对于基板2的竖直方向上相互平行，位于上方的一组球透面41组简称为第一组球透面组，位于下方的一组球透面41组简称为第二组球透面组，第一组球透面组中包括4个球透面41，第二组球透面组中也包括4个球透面41，即此时在透镜组4中形成有供光传输的8个通道。球透面41的曲率半径可以根据实际需要，来对曲率半径的大小进行相应的调整，以形成不同的透镜焦距系统从而来匹配整个光路的光程设计。由于在球透面41的表面涂覆有增透膜，在第一路入射光中4个波长的光可以分别射入第一组球透面组中的4个球透面41中，每个波长的光经过球透面41的汇聚后射入透镜组4中的反射面42上。由于在反射面42的表面涂覆有全反射膜，第一路入射光中4个波长的光射入反射面42后，经过全反射膜将水平射入的4个波长的光转折90
°
入射至下述光电转换器阵列5上。在第二路入射光中4个波长的光可以分别射入第二组球透面组中的4个球透面41中，每个波长的光经过球透面41的汇聚后射入透镜组4中的反射面42上。由于在反射面42的表面涂覆有全反射膜，第二路入射光中4个波长的光射入反射面42后，经过全反射膜将水平射入的4个波长的光转折90
°
也入射至下述光电转换器阵列5上。
43.需要注意的是，当n等于2时，上述第一路入射光所射入的为第一组球透面组，第二路入射光所射入的为第二组球透面组，第一组球透面组和第二组球透面组朝着靠近基板的竖直方向上依次分布，第一组球透面组设置有与对应的多个波长数量相同的第一球透面，第二组球透面组设置有与对应的多个波长数量相同的第二球透面，每一个第一球透面的曲率半径均相同，每一个述第二球透面的曲率半径均相同。假设第一球透面的曲率半径的数值是a，第二球透面的曲率半径的数值是b，则第一种实施方式为第一球透面的曲率半径大于第二球透面的曲率，即当a大于b时，此时第一路入射光经过折射后与第二路入射光经过折射后之间的间距较小，较小的间距使得接收折射后的第一路入射光的第一光电转换器与接收折射后的第二路入射光的第二光电转换器之间的间距也较小，这样实现在基板2上第一光电转换器和第二光电转换器的位置更紧凑，有利于减小第一光电转换器和第二光电转换器的所占空间，能够节省封装空间。
44.同时，第二种实施方式为第一球透面的曲率半径小于第二球透面的曲率，即当a小于b时，此时第一路入射光经过折射后与第二路入射光经过折射后之间的间距较大，较大的
间距使得接收折射后的第一路入射光的第一光电转换器与接收折射后的第二路入射光的第二光电转换器之间的间距也较大，这样实现在基板2上第一光电转换器和第二光电转换器之间具有更大的空间位置，有利于将第一光电转换器和第二光电转换器与外界空气进行热交换，对第一光电转换器和第二光电转换器所产生的热量进行迅速排放，避免热量的聚集导致不利于第一光电转换器和第二光电转换器的正常工作。继而通过上述第一种实施方式和第二种实施方式实现了能够对第一光电转换器和第二光电转换器之间的位置进行灵活的调整，更有利于对光模块进行封装的技术效果。
45.对于光电转换器阵列5而言：
46.光电转换器阵列5(即pd阵列)耦接至基板2，光电转换器阵列5被配置成接收折射后的多个波长。光电转换器阵列5将接收的折射后的多个波长转换为电信号。为了对光电转换器阵列5中所转换的电信号进行放大，本发明实施例提供的一种用于多路并行接收光器件的系统还可以包括跨阻放大器阵列6(即tia)，跨阻放大器阵列6耦接至基板2，跨阻放大器阵列6对来自光电转换器阵列5的电信号进行放大。
47.具体而言，光电转换器阵列5可以贴装在基板2上，光电转换器阵列5可以包括第一光电转换器和第二光电转换器，第一光电转换器和第二光电转换器都安装于基板2上，第一光电转换器和第二光电转换器相互平行设置，并且第一光电转换器和第二光电转换器位于上述透镜组4和基板2之间。这样经过上述反射面42上全反射膜折射来的第一路入射光中4个波长的光射入第一光电转换器中，通过第一光电转换器来对第一路入射光中4个波长的光进行光电转换，即将接收到的光信号转为电信号。同时，经过上述反射面42上全反射膜折射来的第二路入射光中4个波长的光射入第二光电转换器中，通过第二光电转换器来对第二路入射光中4个波长的光进行光电转换，即将接收到的光信号转为电信号。
48.如图1，跨阻放大器阵列6包括两个跨阻放大器，两个跨阻放大器可以分别安装在第一光电转换器和第二光电转换器的两侧，位于左侧的跨阻放大器阵列6可以和第一光电转换器连接，第一光电转换器将光信号转为电信号后，通过跨阻放大器阵列6实现对第一光电转换器中的电信号进行放大整形，以供输出使用。位于右侧的跨阻放大器可以和第二光电转换器连接，第二光电转换器将光信号转为电信号后，通过跨阻放大器实现对第二光电转换器中的电信号进行放大整形，以供输出使用。这样只需要一个光口就能够实现在一起的多个波长的入射光依次经过上述分光器1和上述光解复用器3后可以在竖直方向上被分成多路入射光，竖直方向上多路入射光在通过透镜组4的过程中经汇聚和折射后能够进入光电转换器阵列5，通过光电转换器阵列5来将所接收到的光信号转换为电信号，再经过跨阻放大器阵列6对所转换的电信号进行放大整形。继而通过叠层的光路系统设计，能够较好的运用有限空间，利用纵向空间来增加通道数量，从而实现在不增加体积的情况下，能够增加传输容量的效果。
49.本发明提供一种用于多路并行接收光器件的系统，通过分光组件被配置成将接收的m个波长的入射光分成n路入射光，并且将每一路入射光分成多个波长，所述m是正整数，所述n是正整数，所述n小于所述m。并且透镜组4被配置成接收来自分光组件的多个波长，每一组透镜组4朝着相对于基板2的竖直方向上分布，其中，每一组透镜组4将对应的一路多个波长朝着靠近基板2的方向进行折射。这样合在一起的m个波长的入射光在经过分光组件的过程中被分成n路入射光后，在透镜组中经过折射，来实现了不增加光口的数量就能够增加
通道的数量，继而有利于在光模块较小的有限空间中增加通道数量，提供更大的传输带宽。从而达到了能够实现在光模块较小的有限空间中增加通道数量，提供更大的传输带宽的技术效果。
50.为了对本发明提供的一种用于多路并行接收光器件的方法做详细说明，上述实施例一对一种用于多路并行接收光器件的系统做了详细说明，基于同一发明构思，本技术还提供了一种用于多路并行接收光器件的方法，详见实施例二。
51.实施例二
52.本发明实施例二提供一种用于多路并行接收光器件的方法，方法包括：
53.步骤s100，通过分光组件将接收的m个波长的入射光分成n路入射光，并且将每一路入射光分成多个波长，所述m是正整数，所述n是正整数，所述n小于所述m；
54.步骤s200，通过透镜组接收来自所述分光组件的所述多个波长，其中，所述透镜组对所述多个波长朝着基板的方向进行折射。
55.具体而言，通过分光器1将接收的m个波长的入射光分成n路入射光，n是正整数，n小于m；然后通过每一个光解复用器3接收来自分光器1的对应一路入射光，其中，光解复用器3将对应一路入射光分成多个波长；通过透镜组4接收来自光解复用器3的多个波长，其中，透镜组4对多个波长朝着基板2的方向进行折射；通过光电转换器阵列5接收折射后的多个波长；再通过光电转换器阵列5将接收的折射后的多个波长转换为电信号；通过跨阻放大器阵列6对来自光电转换器阵列5的电信号进行放大。
56.本发明提供一种用于多路并行接收光器件的方法，通过分光组件将接收的m个波长的入射光分成n路入射光，并且将每一路入射光分成多个波长，所述m是正整数，所述n是正整数，所述n小于所述m；通过透镜组4接收来自所述分光组件的所述多个波长，其中，所述透镜组对所述多个波长朝着基板的方向进行折射。这样合在一起的m个波长的入射光在经过分光组件的过程中被分成n路入射光后，在透镜组中经过折射，来实现了不增加光口的数量就能够增加通道的数量，继而有利于在光模块较小的有限空间中增加通道数量，提供更大的传输带宽。从而达到了能够实现在光模块较小的有限空间中增加通道数量，提供更大的传输带宽的技术效果。
57.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。