一种光源设备、光模块、网络设备以及光斑转换系统技术方案

本申请提供了一种光源设备、光模块、网络设备和光斑转换系统，能够通过改变光的投射范围提升光纤的有效带宽BW

【技术实现步骤摘要】
一种光源设备、光模块、网络设备以及光斑转换系统


[0001]本申请实施例涉及光通信领域，尤其涉及一种光源设备、光模块、网络设备以及光斑转换系统。

技术介绍

[0002]在通信领域，可以通过光纤进行数据的传输。光纤包括单模光纤、少模光纤和多模光纤，多模光纤由于需要的光发射器件的制造工艺简单，被广泛应用。
[0003]输入多模光纤的光，会在该多模光纤中以多种模式传输。多种模式的光会产生色散，色散限制了光纤的有效带宽(effective channel bandwidth，BW
eff
)。有效带宽BW
eff
为一定传输长度的光纤所能通过的最大调制频率。
[0004]由于传输距离越远，光纤内的色散现象就越严重，因此，常用带宽距离积(bandwidth
‑
distance product)来作为评估光纤传输性能的指标。带宽距离积决定了光纤的带宽与传输距离之间的乘积的上限。也就是说，在带宽距离积固定的情况下，光纤的带宽与传输距离负相关。随着通信技术的发展，对带宽和/或传输距离的需求逐渐增大，受限于带宽距离积，导致光纤无法满足传输距离和/或带宽的需求(例如，带宽需求增大，则由于带宽距离积的限制，传输距离减小，可能无法满足传输距离的需求)。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种光源设备、光模块、网络设备和光斑转换系统，通过改变光的投射范围，能够提升光纤的有效带宽BW
eff
，从而满足逐渐增大的带宽需求和/或传输距离需求。r/>[0006]第一方面，本申请提供了一种光源设备，包括：发光芯片和光斑转换系统；该发光芯片用于生成出射光；该光斑转换系统用于改变出射光的投射范围，得到目标光斑，该目标光斑的中心的光强度低于出射光的中心的光强度。
[0007]在本申请中，通过光斑转换系统降低出射光的中心的光强度，以抑制(即减少或避免)激发该光纤中的低阶模组，可以在一定的传输距离下增大有效模式带宽，即可在一定的传输距离下增大有效带宽BW
eff
(有效模式带宽与有效带宽BW
eff
正相关)，从而增大了光纤链路的带宽距离积。可以在提升带宽的同时，不缩短或少缩短光纤的传输距离；或者，可以在提升光纤传输距离的同时，不降低或少降低带宽。
[0008]在一种可选地实施方式中，光斑转换系统包括透镜，透镜用于改变出射光的投射范围。
[0009]在一种可选地实施方式中，透镜包括：锥形透镜、涡旋透镜、相位板、孔阻挡透镜、孔阻挡锥形透镜中的至少一项。
[0010]在一种可选地实施方式中，光斑转换系统还包括中心低透模块；中心低透模块和透镜同轴；中心低透模块用于遮挡出射光的中心光束。
[0011]其中，中心低透模块包括高透介质和低透介质，低透介质位于中心低透模块的中
心，低透介质的透射率低于高透介质的透射率。
[0012]在本申请中，通过中心低透模块遮挡出射光的中心光束，降低了出射光基模的光强，从而减小了均方根(root mean square，RMS)谱宽、可以在一定的传输距离下提升色度色散带宽，即可在一定的传输距离下增大有效带宽BW
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(色度色散带宽与有效带宽BW
eff
正相关)，从而增大了光纤链路的带宽距离积。可以在提升带宽的同时，不缩短或少缩短光纤的传输距离；或者，可以在提升光纤传输距离的同时，不降低或少降低带宽。
[0013]在一种可选地实施方式中，光源设备还包括准直透镜，准直透镜用于将出射光调整为平行出射光传输至光斑转换系统。
[0014]在一种可选地实施方式中，目标光斑为环形光斑。
[0015]在一种可选地实施方式中，环形光斑的外径的环通量大于或等于86％，环形光斑的内径的环通量小于或等于30％，其中，外径为19μm，内径为4.5μm。
[0016]在本申请中，4.5μm至19μm的范围对应于光纤中阶模组的光斑范围，通过控制目标光斑的范围，激发多模光纤中的中阶模组。由于光纤中阶模组的差分模式时延(differential mode delay,DMD)扰动较小，因此对应的带宽距离积高；且光纤中阶模组在光纤中传输时，受光纤状态(弯曲、振动等)影响较小，传输过程中光的能量损失程度小。
[0017]在一种可选地实施方式中，改变出射光的投射范围包括：改变出射光的光
‑
轴角，光
‑
轴角为出射光与出射光轴心之间的夹角。
[0018]在本申请中，通过改变光
‑
轴角的方式，将出射光投射到光纤中阶模组对应的位置上，将激发光纤低阶模组的能量，转化为激发光纤中阶模组的能量，由于中阶模组的有效模式带宽大于低阶模组的有效模式带宽，因此可以增大有效模式带宽，实现对光纤有效带宽BW
eff
的提升。通过能量转化的方式提升光纤的有效带宽BW
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，出射光的能量损失小。
[0019]在一种可选地实施方式中，出射光为单模出射光、少模出射光或多模出射光。
[0020]在本申请中，通过光斑转换系统，改变单模出射光/少模/多模出射光的光斑形态，以减少对光纤低阶模组的激发，从而提升光纤有效带宽BW
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。
[0021]在一种可选地实施方式中，光源设备包括激光器和光斑转换系统，激光器包括发光芯片。
[0022]在一种可选地实施方式中，光源设备包括激光器，激光器包括发光芯片和光斑转换系统。
[0023]在一种可选地实施方式中，激光器中的光斑转换系统包括光栅和/或微透镜系统。其中，光栅用于滤除出射光的部分模式。
[0024]在一种可选地实施方式中，激光器中的光斑转换系统所包括的透镜，称之为微透镜系统。
[0025]在一种可选地实施方式中，发光芯片包括优化氧化孔径。优化氧化孔径用于减少出射光的模式。
[0026]第二方面，本申请提供了一种光模块，该光模块包括第一方面或第一方面中任意一种实施方式所述的光源设备。
[0027]第三方面，本申请提供了一种网络设备，该网络设备包括上述第二方面的光模块，该光模块用于该网络设备与另一网络设备通信。
[0028]第四方面，本申请提供了一种光斑转换系统，用于改变出射光的投射范围，得到目
标光斑。其中，目标光斑的中心的光强度低于出射光的中心的光强度。
[0029]在一种可选地实施方式中，光斑转换系统包括透镜，透镜用于改变出射光的投射范围，该透镜包括：锥形透镜、孔阻挡透镜和孔阻挡锥形透镜中的至少一项。
[0030]在一种可选地实施方式中，光斑转换系统还包括中心低透模块；该中心低透模块和透镜同轴；该中心低透模块用于遮挡出射光的中心光束。
[0031]在一种可选地实施方式中，目标光斑为环形光斑。
[0032]第二方面至第四方面的有益效果参见第一方面，此处不再赘述。
附图说明
[0033]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光源设备，其特征在于，包括发光芯片和光斑转换系统；所述发光芯片用于生成出射光；所述光斑转换系统用于改变所述出射光的投射范围，得到目标光斑，所述目标光斑的中心的光强度低于所述出射光的中心的光强度。2.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，所述光斑转换系统包括透镜，所述透镜用于改变所述出射光的投射范围。3.根据权利要求2所述的光源设备，其特征在于，所述透镜包括：锥形透镜、涡旋透镜、相位板、孔阻挡透镜、孔阻挡锥形透镜中的至少一项。4.根据权利要求2所述的光源设备，其特征在于，所述光斑转换系统还包括中心低透模块；所述中心低透模块和所述透镜同轴；所述中心低透模块用于遮挡所述出射光的中心光束。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的光源设备，其特征在于，还包括准直透镜，所述准直透镜用于将所述出射光调整为平行出射光传输至所述光斑转换系统。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的光源设备，其特征在于，所述目标光斑为环形光斑。7.根据权利要求6所述的光源设备，其特征在于，所述环形光斑的外径的环通量大于或等于86％，所述环形光斑的内径的环通量小于或等于30％，其中，所述外径为19μm，所述内径为4.5μm。8.根据权利要求1
‑
7中任意一项所述的光源设备，其特征在于，所述改变出射光的投射范围包括：改变所述出射光的光
‑
轴角，所述光
‑
轴角为所述出射光与所述出射光轴心之间的夹角。9.根据权利要求1
‑
8中任意一项所述的光源设备，其特征在于，所述出射光为单模出射光、少模出射光或多模出射光。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欢，汪绍武，高士民，庄煜阳，陈晓玉，秦前，郑建宇，谭健思，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：