[发明专利]一种用于高速BOSA器件的小型集成化光组件

说明书

本发明公开了一种用于高速BOSA器件的小型集成化光组件，其包括依序贴合设置的偏振片、第一滤光片、半波片、法拉第旋转片和偏振分光体；所述偏振分光体与法拉第旋转片相邻的一侧面上还依序贴合设置有四分之一波片和反射镜；所述偏振分光体与法拉第旋转片相邻的另一侧面上还贴合设置有第二滤光片。本方案将隔离器、分光片、偏振分光与合光的功能集成为一体，做到了小型集成化，大大节约了物料成本和光路调节难度；此外，本发明还具有易加工和量产、成本低、性能优良和可靠性高等优点，本发明的隔离度、差损等主要性能指标完全满足行业内对应的高标准要求，具有广阔的市场商用前景。

技术领域

本发明涉及光通讯和5G技术领域，尤其是用于高速BOSA器件的小型集成化光组件。

背景技术

随着2019年被确定为5G商用启动的元年，5G时代已经来临，5G网络大规模的部署已经如火如荼的展开，5G通信预计在随后几年有望迅速普及。众所周知，在5G的承载网中，单纤双向（BiDi）方案是一种关键光收发模块技术方案，相比双纤双向方案，它不仅节约了一半的光纤资源，而且还能满足对上下行时延对称性要求较高的应用场景。随着5G网络在全球大规模建设的开展，预计市场对光收发模块的需求量将呈现出爆炸式增长，尤其是对BiDi高速光收发模块的需求量将高达数百万个。

BOSA（Bi-directional Optical Sub-Assembly），又称单纤双向光收发次组件，它是BiDi光收发模块中核心的器件。现有的BOSA器件中，技术方案主要有两种，一种是利用不同波长的波分复用（WDM）来实现，另外一种是利用相同（或不同）波长结合环形器来实现，示意图如图1、图2所示；其中，相比环形器方案，业内建议优选WDM方案。

对于采用WDM方案的高速（≥25Gb/s）BOSA器件，其典型的光路结构如图3所示，主要包含发射端激光器（LD）及耦合组件、光隔离器、45度分光片、带通滤光片、接收端光电二极管（PD）及耦合组件、公共端光纤插芯组件，光路中的传输光束通常为非准直光束。其中，光隔离器、45度分光片和带通滤光片是BOSA光路中的三个关键光学元件：隔离器用来隔离器系统中的反射光，防止回到发射端干扰光源，这在高速BOSA中必不可少；45度分光片不具有偏振相关性，用来将发射信号λ1和接受信号λ2分开，一路透射一路反射，实现WDM功能；带通滤光片放在接收端前面，用来隔离除接收信号λ2之外的噪声信号，降低串扰。在此种典型的光路结构中，45度分光片是实现WDM功能最关键的元件，当发射信号和接受信号波长间隔△λ=|λ1-λ2| 大于等于40nm时，比如λ1=1270nm，λ2=1310nm时，45度分光片制作起来虽有难度，但仍可以量产；然而，当波长间隔小于15nm时，比如λ1=1296nm，λ2=1309nm，考虑到发射和接收信号波长的带宽，以及接收信号波长的非偏振相关性（注：45度入射时，S偏振光和P偏振光的光谱分离很大），并且需要入射角满足较大容差以适应非准直光路，45度分光片镀膜的难度高、成品率低，这会导致BOSA的高成本和低量产可行性。

综上所述，我们可以看出：现有技术下基于WDM方案的BOSA光路结构存在各个光学元件相互分立、装配调试繁杂费时、尺寸难以做到小型化、成本高、45度滤光片很难实现发射和接收信号波长间隔短的应用场景。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种结构小型且集成化、易制造和量产且成本低、性能优良兼具可靠性高等优点的用于高速BOSA器件的小型集成化光组件。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于高速BOSA器件的小型集成化光组件，其包括依序贴合设置的偏振片、第一滤光片、半波片、法拉第旋转片和偏振分光体；

所述偏振分光体与法拉第旋转片相邻的一侧面上还依序贴合设置有四分之一波片和反射镜；

所述偏振分光体与法拉第旋转片相邻的另一侧面上还贴合设置有第二滤光片。

其中，本方案所提及的

偏振片为吸收型偏振片，其透过方向与发射端激光器偏振方向平行；