一种兼容QSFP封装的光纤放大器的制作方法

文档序号:26587628发布日期:2021-09-10 19:49阅读:212来源:国知局
一种兼容QSFP封装的光纤放大器的制作方法
amplifier 来使用;当选择agc模式时,用于光接收机的前端,作为pre

amplifier 来使用。
14.本发明提供的兼容qsfp封装的光纤放大器,内部空间非常紧凑,产品的外形兼容标准的qsfp封装,电接口引脚也满足现有的qsfp封装要求,且可以满足动态插拔,即插即用,使用非常方便。
附图说明
15.以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明;图1为本发明的示意图;图2为lc双光口其中一个光口的示意图。
具体实施方式
16.如图1所示,本发明一种兼容qsfp封装的光纤放大器,包括兼容qsfp封装结构的壳体(包括外壳1和盖板2),所述壳体内部设有pcb板3、光纤放大光路器件和电路器件,所述pcb板3的端部具有金手指型电源连接器,且该金手指型电源连接器延伸出壳体外,所述光纤放大光路器件置于pcb板3的上表面,电路器件置于pcb板3的下表面。
17.本发明中qsfp的壳体尺寸、光口、电口、pcb板3的位置均符合多供应商协议 msa sff8661对qsfp+及qsfp28的要求,在这里不做赘述。
18.本发明的光纤放大器支持apc/agc的两个功能;apc,agc的功能实现通过对寄存器的模式控制选择进行切换;当选择apc模式时,用于光发射机的后面,作为booster amplifier来使用;当选择agc模式时,用于光接收机的前端,作为pre

amplifier来使用。用户在使用时可以灵活切换用于发射端还是用于接收端。
19.所述电路器件包括电路芯片,具体包括fpga、ram、mcu、hot

swap、log amplifier、current sensor、adc/dac、供电电源、pump驱动电路等。电路设计采用对数运放(log

amplifier)来取代tza电路来减少pcb板3的面积。
20.金手指型电源连接器的38pin尺寸符合msa sff

8636硬件要求,但38pin的定义根据edfa的控制要求灵活赋予功能。
21.光纤放大光路器件包括二合一分光探测器、掺铒光纤5、二合一iwdm10、隔离器件6、lc双光口4、3

pin非制冷泵浦9;所述二合一分光探测器包括输入端分光探测器7和输出端分光探测器8,掺铒光纤5为环形结构,lc双光口4包括输入端lc光口和输出端lc光口;所述输入端lc光口与输入端分光探测器7的一端连接,输入端分光探测器7另一端依次与二合一iwdm10、掺铒光纤5、隔离器件6、输出端分光探测器8和输出端lc光口,3

pin非制冷泵浦9的输出端连接至二合一iwdm10。输入端分光探测器7是超小型 2%的分光(不限于2%,可以是1%,5%,10%等其他可用于监控的分光比);输出端分光探测器8是超小型2%的分光(不限于2%,可以是1%,5%,10%等其他可用于监控的分光比),工作光路为1550nm信号光从输入端lc光口输入到输入端分光探测器7后,98%的信号光通过经过1980/1550nm的二合一iwdm10后先经过隔离器隔离其他光,然后1550nm信号光通过wdm分光膜片透射进入到掺铒光纤5中,同时980nm的泵浦光经980/1550nmwdm分光膜片反射进入到掺铒光纤5中,此时在掺铒光纤5中放大的1550nm信号光 (由于掺铒光纤5放大原理众所周知,这里未详述) 经隔离器件6输出,并经过输出端分光探测器8中98%的edfa输出信号通过 输出端lc光口最终输出,其中分
光2%进行edfa输出信号监控。
22.所述输入端分光探测器7和输出端分光探测器8均为管状结构,尺寸仅为φ1.8x14mm(直径x长度),其光纤输出采用80um(cladding 直径),低弯曲损耗光纤,使得整个光放大系统可以集成进更小型的平台中去。
23.如图2所示,所述输入端lc光口和输出端lc光口内部均集成有光纤头,光纤头包括陶瓷插芯11和光纤12,光纤12插接固定在陶瓷插芯11上,输入端lc光口上的光纤12与输入端分光探测器7熔接在一起,输出端lc光口上的光纤12与输出端分光探测器8熔接在一起。将陶瓷插芯11和光纤12组装在不锈钢金属管13中,直接以光纤的形式输出。
24.所述掺铒光纤5为ofs l波段掺铒光纤5,其在1530nm的吸收峰值为37+/

3db/m,得益于其高吸收,掺铒光纤5长度可以尽可能的短,掺铒光纤5也采用80um(cladding),以满足光放集成到qsfp等更小型尺寸的要求。所述壳体上设有光纤卡口,光纤卡口用于束缚掺铒光纤5在空间中的形状,使得掺铒光纤5呈椭圆形的盘状结构,以适应qsfp的封装并尽可能保证较大的弯曲半径。
25.所述二合一iwdm10为隔离器和wdm,尺寸仅为φ2.5x22mm(直径x长度),其光纤输出采用80um(cladding 直径),低弯曲损耗光纤,使得整个光放大系统可以集成进更小型的平台中去。
26.所述隔离器件6为双极隔离器,尺寸仅为φ2.5x22mm(直径x长度),其光纤输出采用80um(cladding直径),低弯曲损耗光纤,使得整个光放大系统可以集成进更小型的平台中去。
27.所述3

pin非制冷泵浦9的泵浦为ii

vi pump,设计尺寸为10x4.4x3.2mm(lxwxh), 为现有的和新兴的高密度高集成型光放大器系统,提供了高可靠性泵浦激光源,在以往难以实现的小尺寸系统中实现了低噪声,高功率光放大;在整个工作温度范围内都可以提供最高可达400毫瓦的稳定激光输出;pump工作温度可以达到

20~85℃的超宽温度范围,在各种极端工作条件下稳定工作;pump于采用无制冷设计,整个泵浦激光器的功耗极低,极大地降低了整个光放大器系统的散热和电能消耗,降低了系统散热设计的难度,也更加环保;pump采用低弯曲损耗hi1060单模光纤的输出尾纤设计,使得整个光放大系统可以集成进更小型的平台中去,例如qsfp,cfp2和cfp4等标准产品;pump采用内置光纤布拉格光栅设计,可以在整个工作温度范围内提供稳定的激光波长输出,激光中心波长可以选择974nm或者976nm,以满足不同光放大器的设计需求;pump采用80um(cladding直径,取代传统的125um光纤)光纤输出,使得整个光放大系统可以集成进更小型的平台中去,例如qsfp,cfp2和cfp4等标准产品;pump完全满足电信行业网络设备构建系统标准要求(telcordia gr

468

core),具有极高的可靠性,可以保证整个光放大器系统长期稳定工作。
28.本发明中各个光学件之间的光纤连接采用熔接涂敷工艺取代传统的热缩管防护,可有效地减除热缩管(目前业界较小尺寸为φ1.3x15mm(直径x长度))所占空间(一般光纤放大器至少有5个熔接点,即需要5个热缩管的尺寸空间)。涂敷完成的熔接点尺寸与未涂敷光纤熔接点接近,可有效地改善光纤排布的灵活性。其涂敷后可承受150kpis的proof test 强度,全满足电信行业网络设备构建系统标准要求(telcordia gr

468

core),具有极高的可靠性,可以保证整个光放大器系统长期稳定工作。
29.本发明中,qsfp封装尺寸72.4mmx18.35mmx8.5mm(lxwxh), 机械尺寸允许qsfp+和
qsfp28 4x模块之间的向后机械兼容,其封装尺寸符合行业多供应商协议sff

8661的要求。其电接口和通讯协议符合多供应商协议sff

8663和sff

8683的要求。该封装为光模块提供符合qsfp封装的互操作性和电磁干扰控制。
30.pcb板3的设计尺寸为51.30mmx16.42mmx1mm(lxwxh),为了减少掺铒光纤5的弯曲半径,线圈放在最大椭圆环。二合一分光探测器通过双面胶带固定到pcb板3上,对pin 针进行smt贴装焊接。将3

pin非制冷泵浦放在中间一点的位置,通过双面胶带固定到pcb板3上,对3个pin进行smt贴装。因上层pcb板3表面位置所限,无源器件二合一iwdm10和隔离器件6分别放置到二合一分光探测器上面,叠层放置,用胶带或胶水固定。
31.上面结合附图对本发明的实施加以描述,但是本发明不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式是示意性而不是加以局限本发明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
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