一种集成多光口的PSM光电收发器件的制作方法

本发明涉及光通信技术领域，具体地说，是涉及一种集成多光口的psm光电收发器件。

背景技术：

在数据通信领域，为提高信息传输带宽，增强数据吞吐能力：一方面增加通道数量，即采用多路并行单模光模块psm；另一方面增加单通道通信容量，即采用wdm波分复用技术实现一个光纤通道多波长同时传输。在多路并行单模光模块psm设计中，由于多路并行单模光模块psm规范是多个独立通道且工作波长相同的技术标准，技术标准就决定了不可能采用基于box平面封装的波分复用mux和解复用dmux方式。传统的多光口方式是采用多个独立基于同轴to-can封装的tosa和rosa光电收发器件方式，以4路并行单模光模块psm为例，其收发通路框图如图1所示。由图1可知，4路并行单模光模块psm需要4个独立的tosa和4个独立的rosa，该种方案随着通道数量的增加，所需要的tosa和rosa数量也随着增多，其结果是带来体积的增大。同时由于每个tosa和rosa对应的结构件独立成套，没有实现最大的复用，带来成本的增加。

此外，多路并行单模光模块psm在进行多光口光电收发器件的组装耦合过程中，多条裸光纤的耦合装配方式同样存在问题。

技术实现要素：

本发明为了解决现有多路并行单模光模块的封装结构随着通道数量增多体积成倍增大、成本相应成倍增加、以及散状裸纤引入装配困难的技术问题，提出了集成多光口的psm光电收发器件方案，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种集成多光口的psm光电收发器件，包括第一载体、固设在所述第一载体上的光纤载体，所述光纤载体用于支撑光纤，所述第一载体上设置有光电转换单元，所述光电转换单元具有多路独立的光通道，且各路光通道工作波长相同，每一路光通道的光路上设置有一透镜组，光纤的数量与所述光通道的数量一致，所述光纤载体上开设有与所述光纤一一对应的凹槽，所述光纤设置在与其对应的凹槽内，所述光电转换单元用于将经过所述透镜组汇聚的接收单模光信号转换为电信号并输出，或在输入的电信号的驱动下，产生单模光信号并通过所述透镜组汇聚至光纤端部输出。

进一步的，还包括固设在所述第一载体上的第二载体，所述光电转换单元固定在所述第二载体上。

进一步的，所述透镜组包括按照光路传播方向设置的准直透镜和聚焦透镜。

进一步的，所述光电转换单元包括与光通道一一对应的发射光组件和/或接收光组件。

进一步的，所述光纤为单模裸光纤。

进一步的，所述凹槽为v型凹槽，

进一步的，所述光纤通过点胶固定在所述凹槽内。

进一步的，所述光纤载体上设置有盖板，用于将所述凹槽的槽口封闭。

进一步的，所述第一载体和/或第二载体为陶瓷载体。

进一步的，所述光纤与透镜组之间设置有隔离器。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的集成多光口的psm光电收发器件，基于box平面封装的结构形式，解决了基于box平面封装的psm光电收发器件存在多路散状裸纤的技术问题，通过光纤载体上开设有与光纤一一对应的凹槽用于支撑固定光纤，可以将多路芯径为9um的单模裸光纤预装配在光纤载体上，然后将裸光纤和光纤载体作为一个整体部件进行耦合装配固定，从而提高耦合精度，同时降低工艺加工制作难度。避免了目前多个基于同轴to-can封装光电收发器件方案体积大和成本高的劣势。此外，本方案光纤通过光纤载体上的凹槽固定，占用空间小，有利于减小体积。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述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。

图1是现有多路并行单模光模块psm架构示意图；

图2是本发明所提出的集成多光口的psm光电收发器件的一种实施例结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2的局部结构分解示意图；

图5是是图2的局部结构示意图。

具体实施方式

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

基于目前多路并行单模光模块psm设计中，由于多路并行单模光模块psm规范是多个独立通道且工作波长相同的技术标准，技术标准就决定了不可能采用基于box平面封装的波分复用mux和解复用dmux方式。同时，传统的方案是采用多个独立同轴to-can封装的tosa和rosa光电收发器件方式，这种方案随着通道数的增加，不仅模块体积越来越大，还增加成本。若采用多光口模式，但在进行多光口光电收发器件的组装耦合过程中，多条裸光纤的耦合装配是一大难点。基于此，本发明提出了一种集成多光口的psm光电收发器件，采用box平面封装的形式，既可避免多个基于同轴to-can封装光电收发器件方案体积大和成本高的劣势，又可解决基于集成box平面封装多光口裸纤装配耦合问题，下面将以一具体实施例详细说明。

实施例一，本实施例提出了一种集成多光口的psm光电收发器件，以集成4路光口的psm光电收发器件为例，如图2--图4所示，包括第一载体11、固设在第一载体11上的光纤载体12，光纤载体12用于支撑光纤13，第一载体11上设置有光电转换单元14，光电转换单元14具有多路独立的光通道，且各路光通道工作波长相同，每一路光通道的光路上设置有一透镜组15，光纤13的数量与光通道的数量一致，光纤载体12上开设有与光纤13一一对应的凹槽121，光纤13设置在与其对应的凹槽121内，光电转换单元14用于将经过透镜组15汇聚的接收单模光信号转换为电信号并输出，或在输入的电信号的驱动下，产生单模光信号并通过所述透镜组汇聚至光纤端部输出。对于多路psm(parallelsinglemodex)技术标准，协议明确规定的是工作波长相同的多路并行单模类型，故不可采用波分复用mux和解复用dmux单光口封装方式，也就是说多路光通道中所传递的光波长相同，波长相同的波无法进行复用，因为无法将相同波长的波解复用出来，本实施例中为了解决基于同轴to-can封装体积大、成本高的技术问题，采用基于box平面封装的结构形式，也即，通过设置第一载体11，第一载体11的上表面为平面结构，其上表面支撑有光电转换单元14、透镜组15、以及光纤载体12，光纤载体12开设凹槽用于夹持支撑光纤，光电转换单元14具有多个光组件，分别与各光通道一一对应，光电转换单元14可以全部为发射光组件，或者全部为接收光组件，也可以同时包括发射光组件和接收光组件，由于有多路光通道，同时包括发射光组件和接收光组件时，发射光组件和接收光组件分别的数量可以根据实际需要设置，光电转换单元14与控制芯片连接，用于将经过透镜组15汇聚的接收单模光信号转换为电信号并输出（光电转换单元14为接收光组件时），或在输入的电信号的驱动下，产生单模光信号并通过所述透镜组汇聚至光纤端部输出（光电转换单元14为发射光组件时）。

由于集成多光口的psm光电收发器件的限定，其基于box平面封装时光纤为单模裸光纤。

本实施例的集成多光口的psm光电收发器件，基于box平面封装的结构形式，通过光纤载体上开设有与光纤一一对应的凹槽用于支撑固定光纤，可以将多路芯径为9um的单模裸光纤预装配在光纤载体上，然后将裸光纤和光纤载体作为一个整体部件进行耦合装配固定，从而提高耦合精度，同时降低工艺加工制作难度。避免了目前多个基于同轴to-can封装光电收发器件方案体积大和成本高的劣势，此外，本方案光纤通过光纤载体上的凹槽固定，占用空间小，有利于减小体积。

作为一个优选的实施例，由于光电转换单元14与光纤、透镜组等光学器件的光传播路径高度有差异，为了方便对准，如图1所示，还包括固设在第一载体11上的第二载体16，光电转换单元14固定在第二载体16上，通过合理设计第二载体16与、透镜组、光纤载体的高度，使得各光学器件在同一光路上，保证光有效传递。

其中，第一载体11优选采用陶瓷载体，陶瓷载体的热膨胀系数低，在高温环境中使用时，不易膨胀变形，进而不会对置于其上的光学器件造成对准影响，保证光传递稳定性，同样道理的，由于第二载体16用于直接支持光电转换单元14，优选第二载体16同样采用热膨胀系数低的陶瓷载体。当然，第一载体11和第二载体16不限于采用陶瓷载体，也可以采用热膨胀系数低的其他材质实现。

光电转换单元14包括与光通道一一对应的发射光组件和/或接收光组件，其中，发射光组件可以采用激光器实现，接收光组件可以采用光电探测器芯片实现。

如图3所示，透镜组15包括按照光路传播方向设置的准直透镜151和聚焦透镜152，以图1中位于最上方的一路光通道为例，该路光通道为发射光通道，也即设置在第二载体16上的光电转换单元为发射光组件，其将芯片发送的电信号转换为光信号并发射至准直透镜151，为了保证光有效传递，防止能量损失，由准直透镜151将发射激光准直形成平行光继续传递，然后至聚焦透镜152，聚焦透镜152将平行光进行聚焦，汇聚至光纤13的端部，由光纤13将光信号传递出，实现光信号的发射。反之亦然，当某一路光通道为接收光通道时，光纤接收的光从其端部射出，首先经过准直透镜进行准直，然后传递至汇聚透镜进行汇聚，汇聚至光接收组件上，由光接收组件将光信号转换为电信号。

优选在发射光通道上，位于光纤与透镜组之间设置有隔离器（图中未示出），防止光反射，而影响光传递稳定性。

作为一个优选的实施例，光纤载体12上开设的凹槽121为v型凹槽，如图4、图5所示，当单模裸光纤13置于v型凹槽中时，v型凹槽的底部具有一定空间，方便点胶，能够增加光纤与胶水的接触面积，提高固定强度，而且，光纤置于v型凹槽，固定的稳固性也相应提高。

为了防止光纤置于凹槽中时，其上表面裸露，优选光纤载体12上设置有盖板（图中未示出），用于将所述凹槽的槽口封闭，起到保护裸露光纤的作用。

光纤载体12优选采用玻璃材质，其材质与光纤的材质一样，膨胀系数与光纤的膨胀系数也接近，因此，在任何温度环境下工作时，光纤载体与光纤以同样的系数膨胀或者收缩，可靠性更高。当然，光纤载体12不限于玻璃材质，也可以采用膨胀系数与光纤的膨胀系数接近的其他材质实现。

根据psm通道数的要求，先加工制作好带有与通道数一致v型槽的光纤载体，将多路芯径为9um的单模裸光纤预装配在与其相对应的v型槽中，其v型槽深度的设计根据裸光纤的芯径规格进行设计，槽与槽之间的间距需要根据聚焦透镜和准直透镜的尺寸要求决定。之后将裸光纤和光纤载体作为一个整体部件进行耦合装配固定，从而提高耦合精度，同时降低工艺加工制作难度。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。