适用于数字相干系统的全双工光收发器的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种具有全双工构造的光收发器，具体地，本申请涉及一种适用于数字相干系统的全双工光收发器。
【背景技术】
[0002]已知一种被称为正交调幅(QAM)的光调制技术。美国专利US2009/244685A已经公开了一种以QAM构造调制光信号的光调制器。另一件美国专利US 2008/232816A已经公开了一种供具有偏振多路复用构造的光通信系统使用的发射器模块和接收器模块。还一件美国专利US 2012/148235A已经公开了一种供配备在数字相干系统中的发射器模块和接收器模块使用的控制电路。
[0003]数字相干系统被认为是一种提高传输容量的技术。当在数字相干系统中配备具有全双工功能的光收发器时，需要解决各种问题。也就是说，相干系统不仅需要一个产生光信号的光源，而且不可避免地需要在接收器模块中设置另一个通常被称为本振光源的光源。需要两个光源使得难以紧凑地形成具有全双工功能的光收发器。例如，与外壳有关的一个标准(被称为“CFP2”标准)难以将光调制器、相干接收器和两个光源等安装在一个外壳内。
【发明内容】
[0004]本申请的光收发器具有供一对光纤实现全双工光通信的功能。所述光收发器包括波长可调激光二极管(LD)、光发射器和光接收器。所述光发射器通过调制由所述波长可调激光二极管输出的一条激光束的相位来将出射光信号输出至所述光纤中的一根光纤。所述光接收器接收来自所述光纤中的另一根光纤的入射光信号，并且通过将所述入射光信号与同样从所述波长可调激光二极管输出的另一条激光束多路复用来提取包含在所述入射光信号中的数据，其中，所述入射光信号的相位被调制。
[0005]所述波长可调激光二极管包括一对端面。所述端面中的一个端面输出用于所述光发射器的一条激光束，而所述端面中的另一个端面输出用于所述光接收器的另一条激光束。在一种变型中，所述端面中的一个端面输出用于所述光发射器的一条激光束和用于所述光接收器的另一条激光束。所述端面中的另一个端面可以输出用于调谐光激束的波长的光束。
[0006]所述光收发器还可以包括激光器模块、发射器模块和接收器模块，所述激光器模块具有用于封装所述波长可调激光二极管的激光器壳体、所述发射器模块具有用于封装所述光发射器的发射器壳体，所述接收器模块具有用于封装所述光接收器的接收器壳体，其中，所述这些壳体彼此分离。
【附图说明】
[0007]根据在下文中参考附图对本发明的优选实施例所作的详细描述，能够更好地理解上述目的、方面和优点及其他目的、方面和优点，其中:
[0008]图1是示出根据本发明的第一实施例的具有全双工功能的光收发器的内部的俯视图；
[0009]图2是各自形成模块之间的一个环路的子模块、光学插座和内部光纤的透视图；
[0010]图3是外壳的分解视图；
[0011]图4示出框架和与框架组装的底板；
[0012]图5示出安装有激光器模块、发射器模块、接收器模块和光学插座的外壳的内部；
[0013]图6是沿着图5中的线V1-VI截取的剖视图；
[0014]图7是外壳的内部的侧视图；
[0015]图8是示出激光器模块的内部的俯视图；
[0016]图9是激光器模块的侧剖视图；
[0017]图10示意性示出可调LD的结构；
[0018]图11是示出发射器模块的内部的俯视图；
[0019]图12是示出光调制器的俯视图；
[0020]图13是示出布线基板的透视图；
[0021]图14是接收器模块的内部的俯视图；
[0022]图15A和图15B示意性示出光学桥接器的实例；
[0023]图16示出多模干涉仪的功能框图；
[0024]图17A和图17B示出接收器模块的外观；
[0025]图18是示出根据本发明的第二实施例的光收发器的内部的俯视图；以及
[0026]图19是示出根据本发明的第三实施例的激光器模块20B的内部的俯视图。
【具体实施方式】
[0027]接下来，参照附图对本申请的一些实施例进行描述。在对附图的描述中，彼此相同或相似的附图标记表示彼此相同或相似的元件，而不再作重复说明。
[0028](第一实施例)
[0029]图1是示出根据本发明的第一实施例的具有全双工功能的光收发器10的内部的俯视图。如图1所示，光收发器10包括外壳11、激光器模块20、发射器模块30、接收器模块40、以及将这些子模块20?40光耦合的几根内部光纤51a?52b。
[0030]外壳11呈矩形形状，并且具有沿X轴的纵向和沿另一 Y轴的横向，其中，在图1中示出了 X轴和Y轴。外壳11设置有沿着横向Y延伸的一对面IlaUlb和沿着纵向X延伸的另一对面llc、lld。
[0031]外壳11还设置有前块12a和电插头12b。前块12a形成面Ila并且具有沿纵向X的深度。电插头12b形成另一面Ilb并且沿着横向Y延伸。侧壁12c形成面Ilc并且沿着纵向X延伸，而另一侧壁12d形成面Ild并且同样沿着纵向X延伸。前块12a具有一对插座50a、50b,插座50a用于光发射而插座50b用于光接收。在本实施例中，光学插座50a、50b可以具有LC型光学插座的结构。通过各自独立地与光学插座稱合的光纤，光收发器10可以进行全双工通信。
[0032]图1所示的外壳11遵循CFP2标准。具体而言，外壳11具有沿纵向X的106mm的长度、沿横向Y的41.5mm的宽度和沿方向Z的12.4mm的高度。上述尺寸涉及光学插座50a、50b和电插头12b ;相应地，为子模块20?40提供的空间沿着纵向X被限制为约75mm。因此，子模块20?40设置在这样有限的空间中，或者遵循壳体CFP2标准的光收发器需要将子模块安装在非常有限的空间中。
[0033]向发射器模块30和接收器模块40提供激光束的激光器模块20设置为靠近前块12a和侧壁12d。激光器模块20包括波长可调LD 21和将波长可调LD 21安装在内部的激光器壳体24。呈矩形形状并且具有沿方向X的纵边和沿方向Y的横边的激光器壳体24设置有沿着方向Y延伸的一对面24a、24b和沿着方向X延伸的另一对面24c、24d。面24a与前块12a相对，而面24d与侧壁12d相对。本实施例的激光器壳体24仅在面24d中设置有用于直流(DC)低频(LF)信号的引线端子24e。引线端子24e通过电路板(附图中未示出)与电插头12b电连接。
[0034]发射器模块30通过调制由激光器模块20提供的激光束来产生待从光收发器10传输的出射光信号。本实施例将光发射器30设置在靠近侧壁12c和电插头12b的位置。发射器模块30设置有独立于激光器壳体24的发射器壳体34,发射器壳体34呈矩形形状并且具有沿方向X的纵边和沿方向Y的横边。发射器壳体34设置有沿着方向Y延伸的一对面34a,34b和沿着方向X延伸的另一对面34c、34d。面34c与侧壁12c相对，而面34b与电插头12b相对。本实施例的发射器壳体34具有所谓的蝶形封装，即在面34b中具有射频(RF)端子而在面34c、34d中具有DC/LF端子。这些端子通过电路板和/或挠性印刷电路板与电插头12b电连接。除RF端子和DC/LF端子之外，发射器壳体34可以具有37mm X 16.5mm (LXff)的尺寸。
[0035]接收器模块40接收相位被调制并且有时振幅也被调制的入射光信号，并且通过将入射光信号与由激光器模块20输出的激光束多路复用来提取数据/信息。本实施例的光收发器10将接收器模块40设置在靠近侧壁12d和电插头12b的位置。在本实施例的光收发器10中，发射器模块30和接收器模块40沿着方向Y并排地设置。接收器模块40设置有独立于激光器壳体24和发射器壳体34的接收器壳体45。同样呈矩形形状并且具有沿方向X的纵向和沿方向Y的横向的接收器壳体45设置有沿着方向Y延伸的一对面45a、45b和沿着方向X延伸的另一对面45c、45d。面45d与侧壁12d相对，而面45b与电插头12b相对。接收器壳体45同样具有蝶形封装，即在面45b中具有RF端子而在面45c、45d中具有DC/LF端子。RF端子和DC/LF端子通过电路板或挠性印刷电路板与电插头12b电连接。
[0036]内部光纤51a将激光束从激光器模块20传输至发射器模块30。内部光纤51a的一端与设置在激光器壳体24的面24c中的一个输出端口 25a光f禹合,而内部光纤51a的另一端与设置在发射器壳体34的面34a中的输入端口 31a f禹合。在本实施例中作为第二内部光纤的另一根内部光纤51b将在激光器模块20中产生的激光束传输至接收器模块40。内部光纤51b的一端与设置在激光器壳体24的面24b中的另一输出端口 26a光f禹合,而内部光纤51b的另一端与设置在接收器壳体45的面45a中的输入端口 42稱合。这两根光纤51 a、5 Ib是用于保持激光束的偏振方向的保偏光纤。
[0037]本实施例的激光器壳体24在面24c中沿着横向Y设置有输出端口 25a，而在面24b中沿着纵向X设置有另一输出端口 26a。第一内部光纤51a沿着第一方向(Y方向)从激光器模块20延伸出，而第二内部光纤51b沿着与第一方向垂直的第二方向(X方向)从激光器模块20延伸出。
[0038]此外，本实施例的第一内部光纤51a和第二内部光纤51b各自具有至少一个环路。也就是说，从激光器模块20的输出端口 26a引出的第二内部光纤51b沿着侧壁12d延伸至光收发器10的后部、在后部转过约180°而向外壳11的前部进发、延伸至另一面12c、在前部再次转过约180°以使光纤的轴线与输入端口 42的轴线对准、并且与输入端口 42耦合。类似地，从输出端口 25a引出的第一内部光纤51a延伸至侧壁12c、转过约90°、沿着侧壁12c朝向后部延伸、在后部转过约180°而朝向前部、沿着另一侧壁12d延伸、在前部再次转过约180°以使光纤的轴线与发射器壳体34的输入端口 31a对准、并且与输入端口 31a耦八口 ο
[0039]因此，内部光纤51a形成大的单一环路，以便沿着横向Y与侧壁12c、12d接触或几乎接触，同时沿着纵向X到达发射器壳体34和接收器壳体45各自的中部。类似地，第二光纤51b形成大的单一环路，以便沿着横向Y与侧壁12c、12d接触或几乎接触，同时沿着纵向X超过或越过发射器壳体34和接收器壳体45。
[0040]发射器壳体34中的输入端口 31a和接收器壳体45中的输入端口 42各自设置有保偏连接器。相应地，内部光纤51a、51b相对于输入端口 31a、42是可拆卸的，这样提高了光收发器10的生产率。具体而言，发射器模块30和接收器模块40便于安装在光收发器10的空间内，并且内部光纤51a、51b变得易于设置。图1所示的内部光纤51a以相当大的角度与输入端口 31a连接。然而，通过使内部光纤51a进一步朝向前部延伸从而超过激光器壳体24或者几乎与前块12a接触，内部光纤51a可以径直地与输入端口 31a连接。
[0041]又一根内部光纤52a将从发射器模块30输出的出射光信号传输至发射器光学插座50a。具体而言，内部光纤52a的一端与设置在发射器壳体34的面34a中的输出端口 31b率禹合，而内部光纤52a的另一端部与发射器光学插座50a连接。还一根内部光纤52b将由外部光纤提供且从接收器光学插座50b输出的输入光信号传输至接收器模块40。具体而言，内部光纤52b的