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即可获得核心波幼为1550.1nm-1553.7nm、波幼间隔为
发布日期:2019-11-24

  以上所述仅为本发现的较佳实施例罢了,并不消以本发现,凡正在本发现的和准绳之内所做的任何点窜、等同替代和改良等,均应包含正在本发现的范畴之内。

  为实现上述透射结果,所述出光滤波片53具体包罗基底和膜系布局,所述基底的材质为BK7,折射率nSUB=1.52,所述膜系布局铺设正在所述基底概况,且所述膜系布局由高折射率的Ti2O5取低折射率的SiO2交叉镀层构成。此中,高折射率材料Ti2O5的折射率nH=2.06,低折射率材料SiO2的折射率nL=1.45。正在该具体实施例中,按照图5所示的透射曲线,通过计较机仿实模仿取计较,设想获得的满脚图5中透射曲线的膜系布局为A/(HL)6H2LH(LH)6L(HL)7H2LH(LH)7L(HL)7H2LH(LH)7L(HL)6H2LH(LH)6/G。此中,所述膜系布局中两种材料的铺设层数以及每层铺设厚度通过模仿计较获得,正在本实施例中,Ti2O5取SiO2共交叉铺设有88层,每层的厚度通过计较机模仿设想确定。由此获得的所述出光滤光片通道损耗小于0.3dbm,通道宽度为3nm,核心波长为1552.5nm,核心波长插入损耗为-0.11db;满脚50GHz滤光片要求目标。

  优选的,所述出光滤光片53取所述发射器2相对设置,所述入光滤光片54取所述领受器3相对设置,且所述出光滤光片53和所述入光滤光片54之间的间距取所述发射器2和所述领受器3之间的间距分歧。

  第一方面,本发现供给了一种可控温的集成单纤双向器件,包罗封拆壳体1、发射器2、领受器3、光接口4以及波分复用器5,所述发射器2、所述领受器3取所述波分复用器5均封拆正在所述封拆壳体1内部,所述光接口4设置正在所述封拆壳体1上;

  优选的,所述出光滤波片53包罗基底和膜系布局,所述基底的材质为BK7,所述膜系布局铺设正在所述基底概况,且所述膜系布局由高折射率的Ti2O5取低折射率的SiO2交叉镀层构成;此中,所述膜系布局中两种材料的铺设层数以及每层铺设厚度通过模仿计较获得。

  为了使本发现的目标、手艺方案及长处愈加清晰大白,以下连系附图及实施例,对本发现进行进一步细致申明。该当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以注释本发现,并不消于限制本发现。

  正在本发现的描述中,术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等的方位或关系为基于附图所示的方位或关系,仅是为了便于描述本发现而不是要求本发现必需以特定的方位构制和操做,因而不应当理解为对本发现的。

  常用的单纤双向组件如图1所示,一般是采用TO-CAN封拆形式,由单通道的发射器01、单通道的领受器02、滤光片03、一体式插针的光接口04和圆方管体05构成,该布局利用单片或多片滤光片做为发射器和领受器的分光元件,利用单根光纤同时完成一种波长光信号的发射和另一种波长光信号的领受。然而,采用这种常规的TO封拆形式使模块尺寸较大,工艺复杂,不易于批量出产,因为遭到TO-CAN底座高频机能影响,这种封拆形式的器件单通道传输速度较难高于25Gbps;而且因为目前市道上临时无共同TO-CAN封拆形式的TEC,TO-CAN封拆发射器无内置TEC,而温度的不不变会导致发射光核心波长漂移,不克不及实现发射器波长的不变节制,导致分歧通道间发生串扰。为避免温度失控形成发射光核心波长的漂移,往往只能采用CWDM芯片的方案,这种设想远远不克不及满脚5G传输网对器件机能及传输距离的要求。同时因为发射器波长固定,器件必需配对利用,器件不具有很好的可替代性,添加了组网的成本,降低了光纤波分复用的通信能力。

  优选的,所述波分复用器5包罗玻璃底板51、棱镜52、出光滤光片53、入光滤光片54以及实心玻片55,所述棱镜52、所述出光滤光片53、所述入光滤光片54以及所述实心玻片55均固定正在所述玻璃底板51上,两个滤光片位于所述棱镜52取所述实心玻片55之间;此中,所述出光滤光片53取所述入光滤光片54均为带通滤波片。

  参考图4,本实施例所用波分复用器5有两个通道,所述波分复用器5包罗玻璃底板51、棱镜52、出光滤光片53、入光滤光片54以及实心玻片55,所述棱镜52、所述出光滤光片53、所述入光滤光片54以及所述实心玻片55均固定正在所述玻璃底板51上,万濠会赌场两个滤光片位于所述棱镜52取所述实心玻片55之间,且两个滤波片的左端固定正在所述实心玻片55的左端,各布局之间的固定体例可利用环氧树脂胶粘接。此中,本实施例中所述棱镜52具体可采用45°转机棱镜,所述出光滤光片53取所述入光滤光片54均为带通滤波片,所述出光滤光片53取所述发射器2相对设置,所述入光滤光片54取所述领受器3相对设置,且所述出光滤光片53和所述入光滤光片54之间的间距取所述发射器2和所述领受器3之间的间距分歧。正在上述收发光波长间隔为0.45nm的具体实施例中,所述出光滤光片53可透过1552.5nm波长光,反射1557nm光,所述入光滤光片54可透过1557nm波长光,两通道间隔尺寸为2.25mm,即所述出光滤光片53取所述入光滤光片54之间的物理间隔为2.25mm。

  优选的,正在发射端的出光波长范畴内,所述出光滤光片53对于短波的透过率低于对于长波的透过率;此中,正在短波范畴内,透过率随波长添加而添加;正在长波范畴内,透过率高于50%。

  目前常用的单纤双向组件采用TO-CAN封拆,模块尺寸较大、工艺复杂,不易于批量出产,且TO-CAN封拆发射器无内置TEC,温度的不不变会导致发射光核心波长漂移,发射端波长难以不变节制。

  综上所述,相对于保守的TO封拆形式的单纤双向器件,本发现实施例所供给的可控温的集成单纤双向器件具有以下长处:发射器取领受器封拆正在统一管壳内且共用一个光接口,简化了系统布局,布局紧凑、工艺难度低、工艺时间短,更适合批量出产;比拟于滤光片方案,通过波分复用器毗连发射器、领受器和光接口,工艺较为简单;通过TEC来调整激光器工做温度,进而调整激光器出光核心波长,从而实现了发射器出光核心波长的切确可调,利用单只器件实现多波功能,提高器件可替代性;将出光滤光片设想为为短波标的目的透过率较低,长波标的目的透过率较高,改善了激光器低温时出射光过大、眼图裂化的现象;相对取常规TO封拆形式,BOX封拆形式因为管壳高频特征好,信号链婚配程度高,发射端芯片可选择带宽超25Gbps的激光器芯片,实现稠密波分光信号的传输,提高光纤通信能力。

  此外,下面所描述的本发现各个实施体例中所涉及到的手艺特征只需相互之间未形成冲突就能够彼此组合。下面就参考附图和实施例连系来细致申明本发现。

  此中,所述发射器以及外部输入光的光可参考图2,所述发射器2内部的激光器发生光信号,经所述出光滤光片53以及所述实心玻片55后,由所述光接口4出射并耦合进光纤;而外部输入光信号由光纤发射后经由所述光接口4进入所述波分复用器5,颠末所述实心波片55后由所述出光滤光片53反射,再经所述实心波片55上反射后颠末所述入光滤光片54耦合进所述领受器3。

  正在本发现实施例中,以基于PAM4调制体例、传输速度为50Gbps的单纤双向BOSA器件为例,所述封拆管壳1为陶瓷组件取金属壳体烧结而成的气密封拆壳体1,陶瓷组件上层为曲流信号层,陶瓷组件基层为交换信号层。所述发射器2的芯片采用单通道25G EML芯片,核心波长为1552.5nm,该芯片工做电流一般为30mA-100mA。因为激光器的阈值电流会跟着芯片温度的升高而逐步变大,凡是正在常温工做前提下,激光器的阈值电流只要10mA摆布;而正在工做温度正在50℃时,激光器的阈值电流添加到25mA摆布。此中,该芯片工做波段正在C波段,使用为50GHz、收发光波长间隔为0.45nm的稠密波分复用系统。所述领受器3的芯片为单通道25G PIN芯片,响应波长为1200nm-1600nm,所配跨阻放大器为线性放大器芯片,支撑PAM4调制格局。此中,发射端的EML芯片取领受端的PIN芯片物理尺寸间隔为2.25mm。

  正在本实施例中,为处理低温(20℃-40℃)时激光器出光功率过大、领受端眼图裂化的问题,正在发射端的出光波长范畴内,将所述出光滤光片53设想为短波标的目的透过率较低,长波标的目的透过率较高,此中,正在短波范畴内,透过率随波长添加而添加;正在长波范畴内,透过率高于50%。具体为:正在低温范畴(20℃-40℃)内通过调理电流难以获得满脚要求的出光功率,低温范畴内出光波长较短,归为短波,短波范畴的光信号透过率需设想为较低,且波长越短,透过率越低;正在高温范畴(40℃-65℃)内的出光波长较长,归为长波,长波范畴的光信号透过率需设想为较高,透射曲线所示,从而避免了低温时出光功率过大的问题。此中,图5中的横坐标暗示波长范畴,纵坐标暗示对应波长下的透过率,由图5可知,20℃时对应的1550.1nm光信号透过率为不大于50%,此时可调理激光器出光功率约为0dbm;从20℃到40℃,出光波长由1550.1nm逐步添加至1552.5nm,对应的光信号透过率逐步添加;65℃时对应的1553.7nm滤光片透过率为99%,出光功率约为0dbm。

  此中,所述光接口4可采用尾纤形式或一体式插针的形式。图3给出的附图即为一体式插针形式的光接口;所述波分复用器5能够是粗波分复用器也能够是稠密波分复用器,能够是两通道的形式也能够是四通道的形式,则所述单纤双向器件可实现单发单收或双发双收的功能。相对于常规TO封拆形式,BOX封拆形式因为管壳高频特征好,信号链婚配程度高,发射端芯片可选择带宽超25Gbps的激光器芯片。此中,所述发射器2具体可采用DML或EML调制形式的激光器,DML为间接调制激光器,EML为电接收调制激光器;从波长稠密程度上来看,所述发射器2具体可采用LAN-WDM、CWDM或DWDM激光器芯片,此中,LAN-WDM激光器对应的波长间隔为5nm,CWDM激光器对应的波长间隔可达到20nm,DWDM激光器对应的波长间隔为0.4nm、0.8nm或1.6nm。同时,所述发射器2及所述领受器3还可利用满脚线性调制体例的光电芯片,以支撑PAM4调制体例,通过连系PAM4手艺可将25G或10G的光电器件传输速度翻倍,实现高速光信号的传输,提高光纤通信能力。

  本发现实施例供给了一种可控温的集成单纤双向器件,如图2和图3所示,包罗封拆壳体1、发射器2、领受器3、光接口4以及波分复用器5,所述发射器2、所述领受器3取所述波分复用器5均封拆正在所述封拆壳体1内部,所述光接口4设置正在所述封拆壳体1上;所述发射器2以及所述领受器3位于所述波分复用器5的一侧,所述光接口4位于所述波分复用器5的另一侧,并用于取外部光纤实现毗连,通过所述波分复用器5毗连所述发射器2、所述领受器3和所述光接口4,相对于保守的滤光片方案,利用波分复用器5毗连的工艺较为简单,易于批量出产。所述发射器2取所述领受器3共用光接口4,极大地削减了光收发系统中光纤的数量,简化了系统布局,特别合用于光纤资本无限和LAN-WDM、DWDM稠密波分复用手艺的使用场景。同时器件尺寸满脚业内风行的小型高速光模块QSFP28或CSFP等尺度封拆要求,可实现高带宽、低成本传输。

  本发现供给的一种可控温的集成单纤双向器件,采用BOX封拆取代保守的TO封拆形式,发射端及领受端共用一个光接口,通过波分复用器毗连,简化了系统布局,布局紧凑、工艺难度低,更适合批量出产,;同时,发射器端可设置TEC来调整激光器工做温度,发射器出光核心波长实现切确可调,可满脚同波长或lan-WDM或DWDM稠密波分复用的使用需求,且利用单只器件实现多波功能,提高器件可替代性;对于激光器出光滤光片进行透过率设想,改善了激光器低温时出射光过大、眼图裂化的现象。

  本发现供给的一种可控温的集成单纤双向器件中,特别合用于光纤资本无限和LAN-WDM、DWDM稠密波分复用手艺的使用场景。采用BOX封拆取代保守的TO封拆形式,发射端及领受端共用一个光接口,并通过波分复用器毗连,极大地削减了光收发系统中光纤的数量,简化了系统布局,使系统布局紧凑,工艺难度低,更适合批量出产;同时通过设置TEC,使得发射器出光核心波长实现切确可调,利用单只器件即可实现多波功能,提高器件可替代性。

  此中,光信号收发过程如下:所述发射器2的出光信号颠末所述波分复用器5后耦合进光纤,光纤入光信号由所述波分复用器5耦合进所述领受器3。需要留意的是,为避免收发光互相关扰,收发光信号核心波长需有必然的波长间隔。因为改用了BOX封拆,可正在所述发射器2内部设想安拆所述TEC,通过所述TEC来调整所述发射器2内部的激光器工做温度,进而调整激光器出光核心波长。

  单纤双向组件(Bidirectional Optical Subassembly,简写为BOSA,)是集发射和领受于一体的光电转换器件,其采用一根光纤实现数据双向传输的功能,是现代光通信的焦点器件。

  所述发射器2取所述领受器3共用所述光接口4,所述波分复用器5用于毗连所述发射器2、所述领受器3取所述光接口4,使得所述发射器2的出光信号颠末所述波分复用器5后耦合进光纤,光纤入光信号由所述波分复用器5耦合进所述领受器3;此中,所述发射器2内设有TEC,用于调整所述发射器2内激光器的工做温度进而调整出光核心波长。

  此中,本发现实施例中所利用的波长值、温度值以及具体的透过率值均是为了便于描述而做出的举例,并不消以本发现,正在本发现实施例的根本上,还可按照现实需要选择其他的波长及透过率值等,此处不再赘述。

  当激光器工做温度不竭升高时,同样的偏置电流下,出射光功率会逐步变小。为此,正在调理激光器的工做温度时,需要同时不竭调理激光器的偏置电流。一般环境下,工做温度每添加5℃,出射功率下降1dBm到1.5dBm,这就意味着电流需上调5mA到10mA。激光器的最佳工做电流一般正在30mA-100mA,而低于30mA电流,出射眼图会裂化比力严沉;若是电流太高,同样会由于出射光功率过大,导致眼图欠好,不克不及满脚和谈要求。此中,当激光器芯片工做温度正在40-65℃时,激光器偏置电流可正在30mA-80mA间调理,进而获得满脚和谈要求的出光强度。而工做温度正在20-40℃时,若是不降低偏置电流,出光功率过大会导致领受端眼图差;若是降低偏置电流,会使工做电流低于30mA,出射眼图会裂化。因而,当工做温度正在40-65℃时,可通过调理电流来调整出射光功率;而当工做温度正在20-40℃时,通过调理电流曾经难以获得满脚要求的出光功率。

  为了更清晰地申明本发现实施例的手艺方案,下面将对本发现实施例中所需要利用的附图做简单地引见。显而易见识,下面所描述的附图仅仅是本发现的一些实施例,对于本范畴通俗手艺人员来讲,正在不付出创制性劳动的前提下,还能够按照这些附图获得其他的附图。

  一般环境下,激光器的典型工做温度为50℃,此时的输出光波核心波长为1552.5nm。为实现发射端的激光器芯片波长可调,需要利用TEC来调理所述发射器2内的激光器芯片工做温度,将温度节制正在20-65℃。本实施例中,设置工做温度为50℃时,激光器芯片出光波长为1552.5nm,偏置电流约为50mA,激光器芯片出光核心波长取温度的关系为λ=λ0+0.08(T-50),此中λ0为芯片工做正在50℃的核心波长。因而,通过TEC别离调整激光器工做温度为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃,即可获得核心波长为1550.1nm-1553.7nm、波长间隔为0.45nm的光信号。如斯一来,实现了发射器2出光波长的切确节制,利用单只器件即可实现多波功能,提高器件的可替代性。


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