一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光通信领域，尤其涉及一种多波长复用/解复用的并行光收发组件。
【背景技术】
[0002]随着信息产业的全面普及带来全球数据量的爆发性增长，全球数据中心建设如火如荼。并行光学模块由于其大通信容量、低能耗等特点大受业界青睐，近几年发展迅速。并行光学模块指的是在一个模块中，通过多根光纤实现多通道激光器和多通道探测器的一对一传输。器件集成化和小型化所带来的低功耗，使得并行光学模块产生和散发的热量大大少于多个分立器件。而并行光学模块主要依赖于光学器件的高密度集成。
[0003]例如QSFPSR4短距离传输模块中，集成四路发射和四路接收，光口处由标准的12芯MPO标准阵列光纤实现。VECSEL激光器管芯为面发射，出射光束与光口处存在90度的偏转，目前常用的解决方法为使用透镜实现光路偏转，如图1和图2所示。图1为多路并行发射光路实现方式；图2为多路并行接收光路实现方式。该方案需要光纤阵列传输，同时还需要专用MPO光接口实现连接，光纤阵列和MPO光接口是制约该方案的主要成本问题，而且不能与现有的单根光纤网络兼容。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型实施例的目的在于提供一种多波长复用/解复用的并行光收发组件，以解决现有技术并行光收发组件不能与现有的单根光纤网络兼容的问题。
[0005]本实用新型实施例是这样实现的，一种多波长复用/解复用的并行光收发组件，所述并行光收发组件包括:激光器发射芯片、探测器接收芯片、集成体、PCB电路板、波分复用解复用滤光片，其中集成体上包括若干准直透镜。为了描述清晰，将发射光路部分定义为光发射组件；将接收光路部分定义为光接收组件。
[0006]所述集成体和所述激光器发射芯片和所述探测器接收芯片设置于所述PCB电路板上，所述准直透镜和所述波分复用解复用滤光片设置于所述集成体上；
[0007]所述激光器发射芯片和所述探测器接收芯片所述激光器发射芯片或探测器接收芯片对应的工作波长分别为λ 1、λ2、λ3和λ4，λ 1、λ2、λ3和λ 4互不相等；
[0008]所述光发射组件和所述光接收组件均包含4个所述波分复用解复用滤光片和5个所述准直透镜；所述光发射组件的集成体中包括一个用于发射光路的光口，所述光接收组件的集成体中包括一个用于接收光路的光口 ；
[0009]置于所述PCB电路板上的所述四个激光器发射芯片或探测器接收芯片在一条直线上；四个所述准直透镜分别位于所述四个激光器发射芯片或探测器接收芯片的正上方，顶点光斑与所述四个探测器接收芯片的光敏面中心或者所述四个激光器发射芯片分别对准；
[0010]所述四个波分复用解复用滤光片分别置于所述四个准直透镜的正上方，且所述四个波分复用解复用滤光片相互平行，反射面向下且与所述PCB电路板的夹角均为45° ;所述四个波分复用解复用滤光片反射其对应的所述激光器发射芯片或探测器接收芯片的工作波长的光，透射其它三个波长的光；
[0011]第五准直透镜位于所述波分复用解复用滤光片反射面一侧，且所述第五准直透镜和所述波分复用解复用滤光片之间的光路与所述波分复用解复用滤光片和所述激光器发射芯片或探测器接收芯片的之间的光路垂直。
[0012]本实用新型提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第一优选实施例中:所述光发射组件中:
[0013]第一准直透镜401、第二准直透镜402、第三准直透镜403和第四准直透镜404，用于将激光器发射芯片发出发散光束转变为准直光束；
[0014]所述第五准直透镜405，用于将经由所述准直透镜401?404准直后的光束转换为会聚光，从而被光纤接收；
[0015]所述激光器发射芯片为垂直腔面发射激光器，与所述PCB电路板105通过高精度贴片设备进行无源贴装；所述PCB电路板105的电路连接采用金丝键合方式实现；
[0016]所述集成体与所述激光器发射芯片之间对位，采用高精度贴片设备以无源或者有源对准方式实现；
[0017]通过红外CXD观察使得所述第一准直透镜401的顶点光斑与第一激光器发射芯片101对准，所述第二准直透镜402的顶点光斑与第二激光器发射芯片102对准，所述第三准直透镜403的顶点光斑与第三激光器管芯103对准，所述第四准直透镜404的顶点光斑与第四激光器管芯104对准；将所述激光器发射芯片与所述集成体中所述准直透镜对位后，将所述集成体固定在所述PCB电路板105上，用紫外胶预固定后，再通过环氧树脂胶加固固定；最后，将密封盖板106通过密封胶固定在所述集成体上，实现器件密封。
[0018]本实用新型提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第二优选实施例中:所述并行光收发组件还包括第一可调支架301、第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304 ；
[0019]所述四个可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述四个波分复用解复用滤光片，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述可调节支架与所述集成体之间采用紫外胶固定；
[0020]当光组件要求较高耦合效率时，通过单路分别调节所述调节支架来控制所述波分复用解复用滤光片上下位移，使得所述激光器芯片(101?104)发射的光通过滤光片反射后尽可能多的耦合进入插针中；所述激光器发射芯片发射光束后，经过其对应的所述准直透镜准直后，入射到其对应的所述波分复用解复用滤光片上，通过监控光口处出射光功率或者使用光束质量分析仪监控光斑，调节其对应的可调节支架，当监控效果最佳时固定所述可调节支架。
[0021]本实用新型提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第三优选实施例中:所述并行光收发组件还包括第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304 ；
[0022]所述可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述第二波分复用解复用滤光片108、第三波分复用解复用滤光片109和第四波分复用解复用滤光片110，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述第一波分复用解复用滤光片107固定在所述集成体上；所述可调节支架302?304与所述集成体之间采用紫外胶固定；
[0023]当光组件要求较高耦合效率时，通过单路调节所述波分复用解复用滤光片上下位移依次调节所述第二激光器发射芯片102、所述第三激光器发射芯片103和所述第四激光器发射芯片104经过相应滤光片后反射光束的位置:
[0024]所述激光器发射芯片发射光束后，经过其对应的所述准直透镜准直后，入射到其对应的所述波分复用解复用滤光片上，通过监控光口处出射光功率或者使用光束质量分析仪监控光斑，调节其对应的可调节支架，当监控效果最佳时固定所述可调节支架。
[0025]本实用新型提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第四优选实施例中:第一激光器发射芯片101、第二激光器发射芯片102、第三激光器发射芯片103和第四激光器发射芯片104的对应工作波段分别为820nm、850nm、880nm、910nm或者分别为1250nm、1280nm、1310nm、1340nm。
[0026]本实用新型提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第五优选实施例中:所述光接收组件中:
[0027]第六准直透镜406，用于将光纤传输过来光束整形成准直光；
[0028]第七准直透镜407、第八准直透镜408、第九准直透镜409和第十准直透镜410，用于将经过所述第六准直透镜406整形后的准直光束转变为会聚光；
[0029]所述探测器接收芯片与所述PCB电路板105通过高精度贴片设备进行无源贴装，与所述PCB电路板105的电路连接采用金丝键合方式实现；
[0030]所述集成体与所述探测器接收芯片之间对位，采用高精度贴片设备以无源或者有源对准方式实现:
[0031 ] 通过红外CXD观察使得所述第七准直透镜407的顶点光斑与第一探测器接收芯片201光敏面中心对准，所述第八准直透镜408的顶点光斑与第二探测器接收芯片202光敏面中心对准，所述第九准直透镜409的顶点光斑与第三探测器接收芯片203光敏面中心对准，所述第十准直透镜410的顶点光斑与第四探测器接收芯片204光敏面中心对准；将所述探测器接收芯片与所述集成体中所述准直透镜对位后，将所述集成体固定在所述PCB电路板105上，用紫外胶预固定后，再通过环氧树脂胶加固固定；最后，将所述密封盖板106通过密封胶固定在所述集成体上，实现器件密封。
[0032]本实用新型提供的一种多波长复用/解复用的并行光收发组件的第六优选实施例中:所述并行光收发组件还包括第一可调支架301、第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304 ；
[0033]所述四个可调节支架设置有相对所述PCB电路板水平面的45度斜面，用于分别安装所述四个波分复用解复用滤光片，所述可调节支架上设计有柄，便于夹持或者吸头吸附操作；所述可调节支架与所述集成体之间采用紫外胶固定；
[0034]当光组件要求较高耦合效率时，通过单路调节所述波分复用解复用滤光片上下位移依次调节固定所述第一可调支架301、第二可调支架302、第三可调支架303和第四可调支架304:
[0035]光纤传输过来