[发明专利]光耦合系统及光耦合方法

说明书

一种光耦合系统及光耦合方法，其用以将从光源发出的光束耦合进入光纤，并可减少所述光束背向反射进入所述光源，也提供控制的发射条件以改善前向光耦合。所述光耦合系统包括至少一个平坦的表面，所述平坦的表面与光路相交叉的部分的至少一部分上设有若干扰动部。所述扰动部具有预选的横向的宽度及高度以增加前向光耦合效率及减少光束从光纤的端面进入光源的背向反射。所述扰动部通过产生复合的光束形状来改善前向光耦合，所述复合的光束形状被预选成更好地匹配光纤多个光模式的空间和角度分布。

【技术领域】

本发明是关于一种光通信模组，尤其涉及一种用于光通信模组的光耦合系统，所述光耦合系统可以减少发射到光波导的端面的光束的背向反射，同时改善光波导的模式与光束的模式的匹配。

【背景技术】

在光通信网络中，光通信模组(如光收发器、光发射器及光接收器)被用于在光波导上发射及接受光信号，所述光波导通常是光纤。光收发模组包括发射侧及接收侧。在发射侧，激光源产生光束，光耦合系统接收该光束并将该光束与光纤的端面耦合。所述激光源一般包括一个或多个激光二极管以产生特定波长或特定范围波长的光束。发射侧的激光二极管驱动电路输出电驱动信号驱动激光二极管。光耦合系统一般包括一个或多个反射、折射和/或衍射组件，其将调制的光束耦合到光纤的端面。在接受侧，从光纤的端面出射的光信号被光耦合系统光耦合到光电二极管，如正-本-负二极管。所述光电二极管将光信号转换成电信号。接收侧的接收电路处理电信号以恢复数据。所述发射侧及接收侧可使用相同的光耦合系统，也可使用独立的光耦合系统。

在高速数据传输网络(如10Gbps或者更高)中，某些链路性能特性，如相对强度噪声(relative intensity noise，RIN)取决于激光源的特性以及光耦合系统的设计。在大多数光纤应用中，存在着激光源发出的激光进入光纤端面的前向耦合效率，与激光从光纤的端面进入激光源的背向反射之间的折衷。背向反射增加了相对强度噪声并降低了激光光源的性能。随着光通信链路使用越来越快的数据速率，减少相对强度噪声变得越来越重要。在使用多模激光源和多模光纤的光学链路中，在前向耦合中，期望改善激光模式与光纤模式之间的模式匹配，从而增加链路距离以及降低链路对模式分区噪声的敏感性。

传统的用于管理背向反射的方法包括使用具有固定偏振输出光束的边缘发射激光二极管配合光隔离器一起使用，或者使用角度偏移发射，如在带尾纤的收发器封装中的成角度的光纤，或在与光纤链路的光轴成非零度角处使用光纤插芯直接将光源发出的光直接导引到光纤链路的端面。这些方法有利也有弊。如果与具有可变偏振输出光束的激光光源如垂直腔表面发射激光二极管(VCSEL)配合使用时，所述光隔离器可能不具有期望的效果。使用成角度的光纤尾纤或光纤插芯会增加收发器封装的复杂性和成本。而且，这些方法可能不适用于需要使用标准光纤的应用。

因此，需要一种光耦合系统用以耦合激光光束与光纤的端面，其可以有效地耦合多种光纤模式，同时可以减少背向反射，从而减少相对强度噪声。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种光耦合系统，其可以有效地耦合多种光纤模式，同时可以减少背向反射。

为解决上述技术问题，本发明可以采用如下技术方案：一种光耦合系统，其用于在光通信模组中耦合光源与光波导的端面之间的光，所述光耦合系统包括沿光耦合系统的光路设置的平坦的表面及若干扰动部，所述平坦的表面包括内侧及外侧，光源发出的光束在所述光路以第一方向传输并入射到所述平坦的表面的所述内侧，所述扰动部设置在所述平坦的表面的所述外侧，所述各扰动部具有局部矢状轮廓，可对入射到所述平坦的表面上的所述光束的一部分起到局部折射效应，以在预选的平面上形成相应的光束部分，所述扰动部的形状、尺寸及位置的设置形成一个预定的聚集折射效应，使得所有的所述光束部分在所述预选的平面上部分或全部重叠而形成一个复合的光束形状，所述复合的光束形状不同于各相应的光束部分的形状，所述复合的光束形状被预选成将所述光源发出的所述光束的一个或多个光模式与所述光波导的一个或多个光模式匹配。