[发明专利]一种多通道并行光模块组件

说明书

本发明提供了一种多通道并行光模块组件，包括PCBA板以及设置于PCBA板上方依次耦合连接的硅光芯片、FA组件、阵列透镜、阵列隔离器、耦合透镜组和激光器组，所述硅光芯片包括多路输入波导和输出波导，FA组件具有多个模场渐变的光纤，且该光纤的小模场一端与硅光芯片的输入波导、输出波导一一对应，FA组件上与硅光芯片的输入波导对应的光纤的大模场一端与阵列透镜对应，FA组件上与硅光芯片的输出波导对应的光纤的大模场一端通过光纤线缆连接光接口。该发明中通过设计FA组件采用模场渐变的光纤与硅光芯片波导区进行耦合连接，有效解决了现有技术中由于硅光芯片波导区材质折射率与光缆内的光纤折射率差异大，两波导直接耦合存在模式失配的问题。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种多通道并行光模块组件。

背景技术

对于多通道并行光组件，多用于40Gpbs以上速率的场景，如40G、100G 、200G以及400G、800G等应用中，在数据中心的应用中，通常是中短距离的数据传输，传输距离为50-2Km，使用的是SR、DR、FR等多种产品。通过400G、800G等高速光模块而言，光纤的色散是制约光模块传输距离的主要因素，EML型激光器以获得窄谱宽、外调制的方法是获得稳定调制并且色散低的技术方案，也是现今市场的主流的选择，如专利CN110764202A。然而应用于400G、800G速率的EML型激光器芯片，属于高端有技术瓶颈的核心芯片，价格昂贵，而并行光组件意味着采用多路EML芯片，所以光组件的物料成本很高。如何降低并行光组件的成本一直是业界努力的方向。专利CN202120785128.9、CN202110412405.6采用的硅光集成芯片方案，适用于单波长并行传输，光接口处的光纤是多通道类似，并不能适用于诸如CWDM4等多波长并行传输的情形。另外，现有多通道并行光组件中硅光芯片波导与光缆波导采用波导间直接耦合方式，而由于硅光芯片波导区材质折射率与光缆内的光纤折射率差异大，两波导直接耦合存在模式失配的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道并行光模块组件，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多通道并行光模块组件，包括PCBA板以及设置于PCBA板上依次耦合连接的硅光芯片、FA组件、阵列透镜、阵列隔离器、耦合透镜组和激光器组，所述硅光芯片包括多路输入波导和输出波导，所述FA组件具有多个模场渐变的光纤，且该光纤的小模场一端与硅光芯片的输入波导、输出波导一一对应，所述FA组件上与硅光芯片的输入波导对应的光纤的大模场一端与阵列透镜对应，所述FA组件上与硅光芯片的输出波导对应的光纤的大模场一端通过光纤线缆连接光接口。

进一步的，所述硅光芯片包括芯片本体，所述芯片本体内集成有多路输入波导、用于分光的分路器单元、用于调制光信号的调制器单元、用于将光信号转换成光电流的监控探测器单元、用于波分复用的波分复用波导区单元以及两路输出波导；所述输入波导与所述分路器单元的输入端连接，所述调制器单元包括多个调制器，所述监控探测器单元包括多个监控探测器，所述调制器和监控探测器与分路器单元分光后的光路对应，所述波分复用波导区单元包括两个波分复用波导区，两个所述波分复用波导区分别位于硅光芯片两侧，多个所述调制器通过传输波导分别连接至两个波分复用波导区，两个所述波分复用波导区分别与两路输出波导连接。

进一步的，所述分路器单元包括多个3dB分路器和多个第一比例分路器，每路所述输入波导上对应一个3dB分路器，经3dB分路器分光成两路光路，其中一光路上对应设置一个调制器，另一光路上对应设置一个第一比例分路器，经第一比例分路器按比例分成两路光路上分别设置一个调制器和监控探测器，经各所述3dB分路器分光的光路上调制器连接至一个波分复用波导区，经各所述第一比例分路器分光的光路上调制器连接至另一个波分复用波导区。

进一步的，所述输出波导与波分复用波导区之间的光路上设有第二比例分路器，输出波导经第二比例分路器分光成两路光路，其中一路光路对应波分复用波导区，另一光路对应一个监控探测器，所述监控探测器用于监控反向输入光信号。