[发明专利]基片、激光阵列和光探测器阵列及模块、发射接收模块

说明书

技术领域

本发明涉及光纤发射接收技术领域，具体为一种基片、激光阵列和光探测器阵列及模块、发射接收模块。

背景技术

高速大宽带数据通讯对现代电子系统性能起着越来越重要的作用。随着互联网技术、云计算的飞速发展，网络、计算机系统向着更大规模、更高的性能发展，更多的计算、存储、交换和数据库系统等需要通过高速大宽带数据通讯紧密互连成一个有机的高性能信息搜索、处理和交换系统。大宽带的光纤发射接收器是实现现代通讯、互联/物联网络和数据中心等海量数据传输通讯的关键技术。各种规格的万兆比特光纤发射器已经被广泛应用于高性能计算系统、无线网络和数据中心等各种系统中。十万兆比特和四十万兆比特光纤发射接收器已经有了多种技术实现方案，并逐渐被标准化，随着技术不断进步，更大型数据的传输需要百万兆比特的光纤发射接收器，这是未来数据互联传输的关键技术。

现有技术中使用集成透镜的直接调制分布式反馈（DFB）激光器来实现25Gbps的光发射器。传统的DFB都是边缘发射激光器，由于其激光波导出射模尺寸和单模光纤基模尺寸存在较大的差别，一般需要外置透镜来实现和光纤的低损耗耦合，这种用多个分立器件的集成来制作光纤发射器的方式比较复杂，制作成本也比较高，特别是大宽带的模块需要集成多个光发射通道，集成封装的难度就很高，集成透镜的直接调制分布式反馈（DFB）激光器（LISEL）很好地解决了这个问题，可以大大简化集成的工艺，如图1所示，在DFB表面通过湿或干刻蚀的方法可以实现激光波导反射面，45度波导反射面可以将DFB激光的出射光导向垂直基底出射，再通过刻蚀的方法将汇聚透镜直接集成在DFB基底的背面，选择合适的基底厚度和与之相匹配的透镜焦距就可以实现与光纤的低损耗直接耦合，采用1×4 25G LISEL阵列和相匹配的光纤阵列，可以以很低成本实现10万兆比特的光纤发射模块。而要实现更大带宽如百万兆比特的光纤发射器，如果采用同样的25G的调制速率，万兆比特的光纤发射就需要有至少40个通道，不仅成本很高，而且以当前的技术，40个单元的激光器阵列的成品率会非常低，而且标准的多通道单模光纤接插件最多只支持2×12，即24个通道，无法实现百兆比特的光纤发射接收器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基片、激光阵列和光探测器阵列及模块、发射接收模块，其能够实现百万兆比特的光纤通讯。

其技术方案是这样的：一种光学透明基片，其特征在于，所述光学透明基片上下表面上分别设置有N个波分复用滤波器，N为大于1的整数，所述光学透明基片上下表面上的所述波分复用滤波器错开布置。

一种大单元激光器阵列，其特征在于，其包括上述所述的光学透明基片，所述光学透明基片下表面上设置有（N+1）个集成透镜的DFB激光器阵列，除去一端的一个所述集成透镜的DFB激光器阵列、剩余的N个所述集成透镜的DFB激光器阵列与N个所述波分复用滤波器分别一一对应，每个所述集成透镜的DFB激光器阵列的波长不同。

其进一步特征在于，所述集成透镜的DFB激光器阵列的出射光在所述光学透明基片中与基片底面垂线的角度θ₁、相邻的集成透镜的DFB激光器阵列间距p₁、光学透明基片厚度D₁满足一下关系：p₁=2D₁*tanθ₁。

一种激光器阵列模块，其特征在于，其由光纤阵列、微透镜阵列、反射棱镜和上述所述的一种大单元激光器阵列集成而成，所述集成透镜的DFB激光器阵列的出射光顺次通过所述反射棱镜、微透镜阵列、光纤阵列；或其由光纤阵列、平面透镜阵列和上述所述的一种大单元激光器阵列集成而成，所述集成透镜的DFB激光器阵列的出射光顺次通过所述平面透镜阵列、光纤阵列。

一种光纤发射模块，其特征在于，其由VLSI驱动芯片与上述所述的一种激光器阵列模块集成而成。

一种大单元光探测器阵列，其特征在于，其包括上述所述的光学透明基片，所述光学透明基片下表面上设置有（N+1）个PIN表面垂直PD阵列，除去一端的一个所述PIN表面垂直PD阵列、剩余的N个所述PIN表面垂直PD阵列与N个所述波分复用滤波器分别一一对应。