透镜阵列装置及包含其的并行光模块制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种透镜阵列装置，包含第一光束输入透镜阵列、监控输出透镜阵列和斜面分光装置。进一步的，本实用新型专利技术的透镜阵列装置还包含第二光束输入透镜阵列和第二光束输出透镜阵列。本实用新型专利技术还公开了采用上述透镜阵列装置的并行光模块，其具有光发射功率监控功能。本实用新型专利技术的透镜阵列装置结构和制造工艺简单，采用准直透镜提高了光的耦合效率。斜面分光装置透射大部分的入射光，并将小部分光反射到监控装置，实现分光功能，并降低了来自端面的反射对激光器的影响。并行光模块的制造可以采用直接对准耦合的方式，避免了需要转角度耦合的弊端，提高了耦合效率，降低了生产成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光通信领域，尤其涉及一种透镜阵列装置及包含其的并行光模块。
技术介绍
云计算以其海量的资源、高度的 灵活性、可用性和开放性成为无可争议的IT大趋势。云计算业务需求的持续快速增长对于支撑它的数据中心提出更高的挑战。在数据中心里，云计算可以利用仓储里海量的并行服务器进行分布式运算。为了有效地利用这些分布的服务器资源，人们需要提供一个在各服务器之间实现富裕连接的平坦网络。并行光技术就是用来实现大量的服务器和交换机之间连接的有效途径。相对于在长距离网络中人们对频谱效率和距离-比特率的关注，在数据中心的内部网络中，用来连接的光纤仅仅从几米到几公里，人们更关注的是空间能耗效率和端口速率密度。所以，并行光纤互连在短距离传输如数据中心内的通信中起到一个很重要的作用。同串行光传送方式相比，并行方式可以降低每根光纤是的传输速率，从而降低对系统其它器件的要求，并且可以在需要的时候，适当提高每根光纤上的传输速率，以提高系统总吞吐量。同时，通过增加并行数据传输通道可以实现带宽的无限扩展。并行光互连技术在实现上主要采用并行多模光纤带。垂直腔面发射激光器(VCSEL)的面发射特性使得它成为并行光收发器的最佳选择，VCSEL与多模光纤阵列容易耦合极大的促进了它的短距离并行光通信上的应用。。另外，VCSEL的线宽较窄，其发光波长对温度漂移也较小。VCSEL的阈值电流也较小、功耗较低，并且不容易产生啁啾。并行光收发器可以充分利用VCSEL的上述优点，并且并行的数据连接和数据中心的并行处理机制也相匹配。在许多应用中，激光器的优化输出依赖于光源输出的光的强度或功率，许多因素可以影响光功率的输出，例如，环境温度和工作时间。因此，需要监控VCSEL的光功率，并根据监控调整驱动电流，来保障优化稳定的输出和操作安全。VCSEL的光功率可以经监控光探测器转变成电流信号，电流信号再被用作反馈，反馈到VCSEL的驱动电路系统中，来调整VCSEL的驱动电流，从而使得VCSEL的发射光功率更稳定。对于并行的VCSEL阵列，为了保障通道的性能，需要对每个VCSEL芯片的输出进行功率监控，并根据监控对驱动电流做相应的调整。目前有一种已知类型的并行通道的光路阵列，该光路阵列基于衍射光学技术设计，它采用具有衍射特性的计算机生成的全息图像或光栅，把VCSEL输出的光束按一定的比例衍射一部分，然后再反射到光探测器上，而实现各个通道光功率得监控。这种设计的光路需经多次反射才能到达光探测器，制造工艺比较复杂，并且透镜的设计制造比较复杂，而且会对光模块光路的耦合容差提出较高的要求。
技术实现思路
本技术为了克服以上的不足，提出了一种透镜阵列装置及并行光模块，并行光模块具有光发射功率监控功能。本技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决一种透镜阵列装置，包含第一光束输入透镜阵列、监控输出透镜阵列，所述第一光束输入透镜阵列和监控输出透镜阵列分布在透镜阵列装置的第一侧，所述透镜阵列装置的第二侧包含分光装置，所述分光装置使来自第一光束输入透镜阵列的第一光束的第一部分光通过，用以传输光信号，并将第一光束的第二部分光反射到监控输出透镜阵列，用以监控发射光，所述第一部分光大于第二部分光，所述透镜阵列装置的主体为体光学材料。在本技术的一个实施例中，在所述第一侧还包含第二光束输出透镜阵列，在所述第二侧还包含第二光束输入透镜阵列。本技术在同一个透镜阵列装置上集成第二光束输入和输出透镜阵列，可以应用在同一个光模块中实现发射和接受一体化。在本技术的一个实施例中，所述分光装置由一个斜面和镀在其上的分光薄膜组成。在本技术的一个实施例中，所述透镜阵列装置还包含定位插销，以与并行光纤可插拔接口上设置的定位孔连接固定。透镜阵列装置上的定位插销与并行光纤可插拔接口的定位槽相对应，方便对准和链接。在本技术的一个实施例中，所述体光学材料为聚合物。在本技术的一个实施例中，所述体光学材料为本征吸收材料。采用本征吸收材料可以吸收光路中的杂散光，降低对所传输光信号的干扰。在本技术的一个实施例中，所述透镜阵列装置还包含制作在其表面的金属网格，用来抑制电磁干扰。本技术进一步将电磁屏蔽罩与透镜阵列装置集成一体，减少了零部件数目，降低了装配复杂度，简化了生产工艺。在本技术的一个实施例中，所述准直透镜为非球透镜。该非球透镜的一个面的各处的曲率半径随离光轴的高度而变化，从而实现最小球差，并且可以实现球面透镜很难做到的短焦距聚光。本技术还公开了一种并行光模块，包含激光器阵列、激光器驱动芯片、监控光电二极管阵列、陶瓷衬底、柔性板、电路基板、外壳、并行光纤可插拔接口和透镜阵列装置。所述激光器阵列和激光器驱动芯片粘贴在连接柔性板的陶瓷衬底上，并且与电路基板电连接。所述透镜阵列装置包含第一光束输入透镜阵列、监控输出透镜阵列，所述第一光束输入透镜阵列和监控输出透镜阵列分布在透镜阵列装置的第一侧，所述透镜阵列装置的第二侧包含分光装置。所述并行光纤可插拔接口与分光装置耦合对准，所述激光器阵列与第一光束输入透镜阵列耦合对准，所述监控光电二极管阵列与监控输出透镜阵列耦合对准。所述分光装置使来自第一光束输入透镜阵列的第一光束的第一部分光通过，用以传输光信号，并将第一光束的第二部分光反射到监控输出透镜阵列，用以监控发射光，所述第一部分光大于第二部分光。所述透镜阵列装置的主体为体光学材料。在本技术的一个实施例中，还包含探测器阵列和探测器跨阻放大器(TIA)芯片，所述探测器阵列和探测器跨阻放大器芯片粘贴在连接柔性板的陶瓷衬底上，并且与电路基板电连接。所述透镜阵列装置在所述第一侧还包含第二光束输出透镜阵列，在所述第二侧还包含第二光束输入透镜阵列。所述并行光纤可插拔接口的第一部分与分光装置耦合对准，并行光纤可插拔接口的第二部分与第二光束输入透镜阵列耦合对准，所述探测器阵列与第二光束输出透镜阵列耦合对准。本技术的透镜阵列装置可以灵活用作并行光发射模块或者并行光收发一体模块，简化了组件设计。采用准直透镜提高了激光器发射光的耦合效率，并降低了来自端面的反射对激光器的影响。本技术的透镜阵列对光模块光路具有较大的耦合容差，并且结构和制造工艺简单。采用斜面装置来透射大部分的入射光，并将小部分光反射到监控装置，实现分光功能，该方案结构简单，容易加工。在并行光模块的设计和制造中，VCSEL和PIN探测器等光器件与准直透镜之间可以采用直接对准耦合的方式进行耦合，避免了需要转角度耦合的弊端，提高了耦合效率，降低了生产成本。附图说明图I是本技术的实施例一的透镜阵列装置的立体图；图2是本技术的实施例一的透镜阵列装置的发射光路示意图；·图3是本技术的实施例二的透镜阵列装置的立体图；图4是本技术的实施例二的透镜阵列装置的左视图；图5是本技术的实施例二的透镜阵列装置的右视图；图6是本技术的实施例二的透镜阵列装置的发射和接收光路示意图；图7是本技术的并行光模块的立体图；图8是本技术的并行光模块的装配示意图。具体实施方式下面通过具体的实施方式并结合附图对本技术做进一步详细说明。实施例一如图I和图2所示，一种透镜阵列装置，包含分布在第一侧(图2中的左侧)的第一光束输入透镜阵列611、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透镜阵列装置，其特征在于，包含第一光束输入透镜阵列、监控输出透镜阵列，所述第一光束输入透镜阵列和监控输出透镜阵列分布在透镜阵列装置的第一侧，所述透镜阵列装置的第二侧包含分光装置，所述分光装置使来自第一光束输入透镜阵列的第一光束的第一部分光通过，用以传输光信号，并将第一光束的第二部分光反射到监控输出透镜阵列，用以监控发射光，所述第一部分光大于第二部分光，所述透镜阵列装置的主体为体光学材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜利，侯小珂，蒋艳锋，何伟强，
申请(专利权)人：深圳新飞通光电子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：