具有多个信号通道的光发射器模块的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及一种配备有多个光源的光发射器模块。
【背景技术】
[0002]一种光发射器模块，在安装到光发射器模块中的激光二极管(LD)与光纤充分对准的情况下，从光发射器模块输出且通过与光发射器模块耦合的光纤检测到的光功率有时超出预设幅值。减小供应给LD的偏压电流从而降低光功率，LD的高频性能因谐振频率减小而降低。因此，通过使光纤偏离光纤和LD呈现最大耦合效率的位置(通常称为散焦)，可以调节光纤与LD之间的耦合效率。
[0003]当光发射器模块配备有多个信道(或通道)且每个信道包括发射具有特定的且与其他波长不同的波长的光的LD时，这些多个光信号多路复用且与一个光纤耦合。当对于一个信道或者在一个LD与光纤之间执行上述散焦时，其他的LD或者其他LD与光纤之间的耦合效率不总能满足所需规格。通常，通过光纤检测到的且源自于其他LD的输出功率超过预设限值或者变得不足。
【发明内容】
[0004]本申请的一个方面涉及一种光发射器模块，该光发射器模块包括多个通道、聚光透镜和光纤。每个通道均包括半导体激光二极管(LD)和调节透镜。LD从其光发射点发射光信号。光信号具有与相应通道对应的波长。调节透镜以分散方式传递从LD输出的光信号。本申请的光发射器模块的特征在于:相应通道中的调节透镜用于调节通过聚光透镜与光纤親合的光功率。
[0005]本申请的另一方面涉及一种组装光发射器模块的方法，光发射器模块包括多个通道，每个通道均包括发射光信号的激光二极管(LD)以及与LD光耦合的调节透镜。该方法包括如下步骤:(a)将调节透镜放置在穿过调节透镜的光信号变成准直光束的点处；以及(b)使调节透镜朝向LD偏移，使得通过光纤检测到的光信号变成预设幅值，光纤通过聚光透镜与调节透镜親合。
【附图说明】
[0006]通过阅读下面参考附图对本发明的优选实施例进行的详细说明，将能更好地理解前述的以及其他的目的、方面和优点，在附图中:
[0007]图1示出了根据本申请的光发射器模块的内部；
[0008]图2是图1所示的光发射器模块的内部的平面图；
[0009]图3示意性地示出了图1所示的光发射器模块的光耦合系统；
[0010]图4A至4D说明了配备在图1所示的光发射器模块内的透镜的光学对准；
[0011]图5A和5B比较的是当调节透镜被设置为如图5A所示更靠近预聚焦透镜以及如图5B所示更靠近聚光透镜时的调节透镜沿着与调节透镜的光轴垂直的方向的对准容差；
[0012]图6示出了反向光相对于调节透镜位置的表现；
[0013]图7A至7C示意性地示出了预聚焦透镜、调节透镜、聚光透镜和耦合光纤之间的位置关系;
[0014]图8A和8B比较的是在调节透镜被设置为如图8A所示更靠近聚光透镜和如图8B所示更靠近预聚焦透镜这两种情况之间相对于温度、跟踪误差的光耦合损耗；
[0015]图9描述了根据常规技术的光输出功率的调节；以及
[0016]图10是根据本发明的第二实施例的另一光学模块的平面图。
【具体实施方式】
[0017]接下来，将参考附图描述本发明的一些实施例。在附图的说明中，彼此相同或相似的标记或符号指的是彼此相同或相似的元件，而不进行重复说明。
[0018](第一实施例)
[0019]图1示出了根据本发明的光发射器模块的内部，图2是光发射器模块的内部的平面图。如图1和图2所示，本实施例的光发射器模块1设置有盒形的壳体2和筒状的耦合部3。壳体2安装有四个作为发光器件的LD 11a至lld、四个预聚焦透镜12a至12d、分束器(BS) 13、四个调节透镜14a至14d、两个波分复用(WDM)滤波器15和16、反射镜17、光隔离器18以及偏振光合束器(PBC) 19。因此，光发射器模块1是一种多信道模块，其包括四个LD 11a至lid、四个预聚焦透镜12a至12d以及四个调节透镜14a至14d。这些光学组件通过底座7被安装到热电冷却器(TEC)8上。TEC 8可以控制LD 11a至lid的温度，从而稳定LD的发射波长。
[0020]预聚焦透镜12a至12d与相应的LD 11a至lid以及调节透镜14a至14d光耦合。下面的说明有时将LD 11a至lid统称为LD 11 ;将预聚焦透镜12a至12d统称为与LD 11光耦合的预聚焦透镜12，以及将调节透镜14a至14d统称为与预聚焦透镜12光耦合的调节透镜14。
[0021]此外，下面的说明假设方向“向前”或“前方”为相对于壳体2设置有光耦合部3的一侧；而假设方向“向后”或“后方”为相对于预聚焦透镜12a至12d设置有LD 11a至lid的一侧。方向“横向”进一步假设为LD 11a至lld、预聚焦透镜12a至12d和调节透镜14a至14d以阵列形式排布的方向，S卩，平行于壳体底部的方向。
[0022]在本实施例的光发射器模块1中，独立地驱动LD 11a至lld ;也即，LD 11a至lld各自产生与其他LD不同的光信号。从相应的LD 11a至lld发射的光信号进入预聚焦透镜12a至12d。因为LD 11a至lld放置在比相应的预聚焦透镜12a至12d的焦距长的相应位置上。也即，预聚焦透镜12a至12d作为聚光透镜工作。
[0023]通过预聚焦透镜12a至12d会聚的光信号被BS 13分开，然后进入调节透镜14a至14d。BS 13上安装有监控光电二极管(PD)。由BS 13分开的光信号的各部分进入相应的监控且提供用于调节LD 11a至lld的输出功率。光束的其余部分被调节透镜14a至14d转换成基本上准直的光束。如稍后说明的那样，调节透镜14a至14d不将光信号转换成精确的准直光束，因为调节透镜14a至14d被放置成使得在预聚焦透镜12a至12d的一侧的相应焦点略微偏离预聚焦透镜12a至12d的焦点。
[0024]图3示意性地示出从LD 11a至lld到光纤5的光发射器模块1的光耦合系统。从调节透镜14a至14d输出的光信号随着经过第一和第二 WDM滤波器15、16、反射镜17、隔离器18和PBC 19而多路复用。多路复用的光信号被向外引导穿过壳体前壁2A中的窗口 2a，并且会聚在紧固于插头6中央的光纤5的一端上，其中聚光透镜4和插头6设置在光发射器模块1的耦合部3中。当外部光纤的一端抵靠插头6的一端时，外部光纤与插头耦合，从而多路复用的光信号可以从光发射器模块1输出到外部光纤。
[0025]光发射器模块(特别是配备有作为光信号源的激光二极管的光发射器模块)必然调节其光输出功率。也即，为使激光对眼安全，光发射器模块的光输出功率严格限制在比预设值小的值。常规的光发射器模块通常通过相对于聚光透镜4对通常称为耦合光纤的光纤5进行散焦来调节或限制其光输出功率。也即，使耦合光纤5的一端的位置偏离聚光透镜4的焦点，可调节与耦合光纤5光耦合的功率。当耦合光纤5的一端处于聚光透镜4的焦点时，从耦合光纤5的另一端输出的光功率(即，将与外部光纤耦合的功率)变成最大。使耦合光纤5的一端偏离焦点，使得从耦合光纤5输出的功率降低。然而，本发明的光发射器模块1通过沿着相应的光轴滑动调节透镜14a至14d来调节相应通道的光输出功率。
[0026]进一步具体地描述本实施例的光发射器模块1，图3所示的光耦合系统对从相应的LD 11a至lld输出且被调节透镜14a至14d转换成准直光束的四个光信号进行多路复用。聚光透镜(即，耦合部3中的聚光透镜4)将多路复用的光信号会聚到耦合光纤5上。只要聚光透镜4与多路复用的光信号的场图相比具有足够大的有效直径，聚光透镜4就可以将所有光信号会聚到耦合光纤上，即使穿过调节透镜14a至14d的光信号表现出绕相应的光轴偏移。另外，在用于相应的光信号的耦合光纤5中所耦合的光功率取决于LD 11a至lld的输出以及LD 11a至lld与耦合光纤5之间的光耦合效率。
[0027]LD 11a至lld可以输出功率约为lOdBm的光信号。从LD 11a至lld到耦合光纤5的光学系统中的光损耗通常为2dB至3dB。另一方面，IEEE标准(100GBASE-LR4)规定从光发射器模块输出的光功率应至多为4.5dBm。因此，在不降低来自LD 11a至lld的光信号与耦合光纤