40 Gbit/s多路并行光收发模块的研制
发布时间：2021-11-19 18:09
基于VCSEL激光器阵列和PIN探测器阵列,设计和制作了40Gbit/s甚短距离的4通道发射4通道接收并行光收发模块。通过高速电路信号仿真设计,解决了信号完整性、串扰和电磁兼容等问题;通过键合金丝长度设计增加了通道带宽。光模块单通道传输速率可达到5Gbit/s,8通道并行总传输速率达到40Gbit/s,实现了并行光收发模块高速率、高密度、高可靠性以及小体积设计,为甚短距离高速数据处理和传输提供了高可靠的多路数据链接。
【文章来源】：半导体光电. 2017,38(01)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１模块的电路原理图模块接收部分单通道可独立完成一个信道的
经光纤耦合部件输入至４通道ＰＩＮ探测器阵列，转变成差分电信号，经ＰＩＮ驱动器（包括前置和增益放大器），放大整形为高速数字信号，由模块引脚输出。２ 模块的光路设计ＶＣＳＥＬ阵列发送光信号的发光面和ＰＩＮ阵列接收光信号的光敏面与ＭＴ光纤传输方向设计成９０°的折角，通过ＭＴ－硅Ｖ形槽４５°反射面来实现光信号的变向传输，如图２、３所示。４５°反射面设计可同时实现４通道光信号的发射和４通道光信号的接收，是并行光收发模块的光路设计和制作难点。ＭＴＶ采用玻璃盖片将光纤固定在Ｖ形槽中，并用胶排走Ｖ形槽中空气。将固定好的玻璃盖片、Ｖ形槽和扁带光纤一起安装至研磨机上，经过粗磨、精磨和抛光工艺，完成扁带光纤４５°反射面的制作。反射面研磨要求均匀，一致性好，无缺齿、断裂等现象，达到光学级 表 面 光 洁 度。之 后 对 光 纤４５°反 射 面 镀 制８５０ｎｍ波长的高反膜来增大端面的反射率，使入射光束 尽 可 能 多 耦 合 到ＶＣＳＥＬ／ＰＩＮ阵 列 芯 片 的发光面／光敏面上，以提高耦合效率。ＭＴ－硅Ｖ形槽如图５。
驱动激光器阵列发光，电信号转换成光信号后通过光耦合部件，由ＭＴ光纤连接器输出。图１模块的电路原理图模块接收部分单通道可独立完成一个信道的光－电转换，光信号由ＭＴ光纤连接器传输至模块，经光纤耦合部件输入至４通道ＰＩＮ探测器阵列，转变成差分电信号，经ＰＩＮ驱动器（包括前置和增益放大器），放大整形为高速数字信号，由模块引脚输出。２模块的光路设计ＶＣＳＥＬ阵列发送光信号的发光面和ＰＩＮ阵列接收光信号的光敏面与ＭＴ光纤传输方向设计成９０°的折角，通过ＭＴ－硅Ｖ形槽４５°反射面来实现光信号的变向传输，如图２、３所示。４５°反射面设计可同时实现４通道光信号的发射和４通道光信号的接收，是并行光收发模块的光路设计和制作难点。图２光路示意图图３光路变向图２．１ＭＴ－硅Ｖ形槽的设计方案ＭＴ－硅Ｖ形槽由扁带光纤（带ＭＴ连接器）、硅Ｖ形槽和玻璃盖片组成。高精度硅Ｖ形槽的主要作用是固定多路扁带光纤，硅Ｖ形槽精度要求严格，以保证扁带光纤２５０μｍ的间距。选用了ＩＣＰ电感耦合等离子体刻蚀方法来刻蚀Ｖ形槽，硅Ｖ形槽如图４。图４硅Ｖ形槽示意图为实现光信号的传输变向，设计研磨角度为４５°，通过分析计算出研磨角度允许一定的正向公差。将扁带光纤（带ＭＴ连接器）放入硅Ｖ形槽内，采用玻璃盖片将光纤固定在Ｖ形槽中，并用胶排走Ｖ形槽中空气。将固定好的玻璃盖片、Ｖ形槽和扁带光纤一起安装至研磨机上，经过粗磨、精磨和抛光工艺，完成扁带光纤４５°反射面的制作。反射面研磨要求均匀，一致性好，无缺齿、断
本文编号：3505581
【文章来源】：半导体光电. 2017,38(01)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１模块的电路原理图模块接收部分单通道可独立完成一个信道的
经光纤耦合部件输入至４通道ＰＩＮ探测器阵列，转变成差分电信号，经ＰＩＮ驱动器（包括前置和增益放大器），放大整形为高速数字信号，由模块引脚输出。２ 模块的光路设计ＶＣＳＥＬ阵列发送光信号的发光面和ＰＩＮ阵列接收光信号的光敏面与ＭＴ光纤传输方向设计成９０°的折角，通过ＭＴ－硅Ｖ形槽４５°反射面来实现光信号的变向传输，如图２、３所示。４５°反射面设计可同时实现４通道光信号的发射和４通道光信号的接收，是并行光收发模块的光路设计和制作难点。ＭＴＶ采用玻璃盖片将光纤固定在Ｖ形槽中，并用胶排走Ｖ形槽中空气。将固定好的玻璃盖片、Ｖ形槽和扁带光纤一起安装至研磨机上，经过粗磨、精磨和抛光工艺，完成扁带光纤４５°反射面的制作。反射面研磨要求均匀，一致性好，无缺齿、断裂等现象，达到光学级 表 面 光 洁 度。之 后 对 光 纤４５°反 射 面 镀 制８５０ｎｍ波长的高反膜来增大端面的反射率，使入射光束 尽 可 能 多 耦 合 到ＶＣＳＥＬ／ＰＩＮ阵 列 芯 片 的发光面／光敏面上，以提高耦合效率。ＭＴ－硅Ｖ形槽如图５。
驱动激光器阵列发光，电信号转换成光信号后通过光耦合部件，由ＭＴ光纤连接器输出。图１模块的电路原理图模块接收部分单通道可独立完成一个信道的光－电转换，光信号由ＭＴ光纤连接器传输至模块，经光纤耦合部件输入至４通道ＰＩＮ探测器阵列，转变成差分电信号，经ＰＩＮ驱动器（包括前置和增益放大器），放大整形为高速数字信号，由模块引脚输出。２模块的光路设计ＶＣＳＥＬ阵列发送光信号的发光面和ＰＩＮ阵列接收光信号的光敏面与ＭＴ光纤传输方向设计成９０°的折角，通过ＭＴ－硅Ｖ形槽４５°反射面来实现光信号的变向传输，如图２、３所示。４５°反射面设计可同时实现４通道光信号的发射和４通道光信号的接收，是并行光收发模块的光路设计和制作难点。图２光路示意图图３光路变向图２．１ＭＴ－硅Ｖ形槽的设计方案ＭＴ－硅Ｖ形槽由扁带光纤（带ＭＴ连接器）、硅Ｖ形槽和玻璃盖片组成。高精度硅Ｖ形槽的主要作用是固定多路扁带光纤，硅Ｖ形槽精度要求严格，以保证扁带光纤２５０μｍ的间距。选用了ＩＣＰ电感耦合等离子体刻蚀方法来刻蚀Ｖ形槽，硅Ｖ形槽如图４。图４硅Ｖ形槽示意图为实现光信号的传输变向，设计研磨角度为４５°，通过分析计算出研磨角度允许一定的正向公差。将扁带光纤（带ＭＴ连接器）放入硅Ｖ形槽内，采用玻璃盖片将光纤固定在Ｖ形槽中，并用胶排走Ｖ形槽中空气。将固定好的玻璃盖片、Ｖ形槽和扁带光纤一起安装至研磨机上，经过粗磨、精磨和抛光工艺，完成扁带光纤４５°反射面的制作。反射面研磨要求均匀，一致性好，无缺齿、断
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