[发明专利]一种集成PLC平面波导型器件的光收发模块

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种有源光缆的光收发模块，具体涉及一种集成PLC平面波导型器件的光收发模块，属于光纤通信技术领域。

【背景技术】

有源光缆(AOC)作为高速大容量光互联传输的解决方案之一，其技术与成本相比于传统的铜传输电缆具有相当的优势。传统的铜线有电缆笨重，弯曲半径大，功耗高，传输距离短，速率低等缺点。而AOC有源光缆与之相比有众多优势，比如在链路上传输功率更低，重量仅为直连铜缆的四分之一，体积约为铜缆的一半，弯曲半径可以做的更小，在数据中心机房布线更方便，具有更好的空气流动散热性，传输距离远。

有源光缆的核心部分为其中的光收发模块，而收发模块中关键的部分之一就是其光学器件封装。目前，诸多有源光缆所用的光收发模块，采用的是TOSA和ROSA分立封装的形式，大量占用了模块内有限的设计空间，压缩了印刷电路板PCB设计的灵活性，并增加了整个模块组装的复杂度。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的集成PLC平面波导型器件的光收发模块，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有低成本，高速率，可实现多通道通信，并且结构紧凑，可扩展性强的集成PLC平面波导型器件的光收发模块。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种集成PLC平面波导型器件的光收发模块，其包括至少一个平面光波导回路芯片、至少一个具有高度的支撑盖板、至少一个垂直腔面发射激光器、至少一个面接收光探测器以及至少一块印刷电路板；其中，所述平面光波导回路芯片支撑于支撑盖板上；所述支撑盖板和印刷电路板相平行设置，两者相粘接；所述垂直腔面发射激光器和面接收光探测器分别安装于印刷电路板上，并和平面光波导回路芯片连接并实现信号传输。

本发明的集成PLC平面波导型器件的光收发模块进一步为：所述平面光波导回路芯片包括至少一个矩形氧化硅光波导、至少一个45°抛光端面、至少一个0°或8°抛光端面、至少两个1*N阵列波导光栅AWG结构或两个N*N直波导阵列结构。

本发明的集成PLC平面波导型器件的光收发模块进一步为：所述矩形氧化硅光波导由高折射率氧化硅芯层和位于其周围的低折射率氧化硅包层组成。

本发明的集成PLC平面波导型器件的光收发模块进一步为：所述45°抛光端面由矩形氧化硅波导切割并研磨而成，切割后的截面与水平面成45°夹角；且所述45°抛光端面上镀有反射金属膜；所述45°抛光端面先由划片机在平面光波导回路芯片上切割然后进行抛光，再然后采用真空电子束热蒸发工艺在45°端面上镀上金属膜。

本发明的集成PLC平面波导型器件的光收发模块进一步为：所述0°或8°抛光端面由矩形氧化硅波导切割并研磨而成，切割后的截面与垂直面成0°或8°夹角，该端面与外界光纤或光纤阵列连接。

本发明的集成PLC平面波导型器件的光收发模块进一步为：所述两个1*N阵列波导光栅AWG结构分别和垂直腔面发射激光器、面接收光探测器信号连接；所述N＝4。

本发明的集成PLC平面波导型器件的光收发模块进一步为：所述两个N*N直波导阵列结构分别和垂直腔面发射激光器、面接收光探测器信号连接；所述N＝4。

本发明的集成PLC平面波导型器件的光收发模块进一步为：所述两个1*N阵列波导光栅AWG结构或两个N*N直波导阵列结构中的一个结构用于发射信号光的耦合及传输，另一个结构用于接收信号光的耦合及传输，且发射光信号和接收光信号都以单模的形式在矩形波导芯层中传播。

本发明的集成PLC平面波导型器件的光收发模块进一步为：所述支撑盖板的高度为150um-200um，其与印刷电路板之间利用UV胶进行黏合，然后利用紫外光、恒温箱进行固化处理；所述平面光波导回路芯片与位于PCB板上的垂直腔面激光器和面接收探测器之间用UV胶进行填充，然后利用紫外光进行固化处理。

本发明的集成PLC平面波导型器件的光收发模块还为：所述印刷电路板上进一步连接有接收驱动芯片、发射控制芯片以及微控制器芯片；所述接收驱动芯片和面接收光探测器信号连接；所述发射控制芯片和垂直腔面发射激光器信号连接；所述微控制器芯片分别控制所述接收驱动芯片、面接收光探测器、发射控制芯片和垂直腔面发射激光器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的集成PLC平面波导型器件的光收发模块结构紧凑，其解决了传统依靠分立器件封装的光收发模块的成本问题以及组装复杂度问题，具有高速率，可实现多通道通信，且可扩展性强等优点。