CN108700718A - 波导阵列模块及光接收子器件 - Google Patents

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Abstract

波导阵列模块(50)包含透镜阵列(10)和波导元件(20)。所述透镜阵列(10)用于输出不同波长的复数个光束。所述波导元件(20)包含复数个波导通道，用于分别引导所述复数个光束。每个波导通道都包含设置在面向透镜阵列(10)的第一表面(201)上且用于接收各光束(L1)的输入端口(22A)，和设置在与第一表面不平行的第二表面(202)上且用于输出各光束(L2)的输出端口(22B)。

Description

波导阵列模块及光接收子器件
技术背景
本发明涉及一种波导阵列模块及光接收子器件(ROSA),尤其波导阵列模块及具有紧凑尺寸且超薄的光接收子器件
技术背景
光接收子器件(ROSA)是光通信装置中关键的子器件之一。传统ROSA使用反射透镜将来自解复用器(DEMUX)引导至光接收元件。但是，反射透镜较厚，并因此增加了ROSA的总体积。此外，反射透镜可将来自光接收元件的光束反射回解复用器；这种错误反射被称为回波损耗且影响ROSA性能。
本技术背景部分仅用于提供背景技术信息。技术背景的陈述并不意味着本技术背景部分的主旨向本发明许可了现有技术，并且本技术背景的任何部分，包括本技术背景本身，都不能用于向本发明许可现有技术。
发明内容
本发明中一方面提供了一种波导阵列模块和小型化超薄光接收子器件。
一种根据本发明实施例的波导阵列模块包括透镜阵列和波导元件。所述透镜阵列用于输出复数个不同波长的光束。所述波导元件包含复数个波导通道，用于分别引导所述复数个光束。每个所述波导通道都包含设置在面向透镜阵列的第一表面上的输入端口且用于接收各光束，和设置在不与第一表面平行的第二表面的输出端口且用于输出各光束。
在某些实施例中，所述波导通道在同一方向等距间隔设置。
在某些实施例中，所述波导元件还包含相对于第一和第二表面倾斜的第三表面，其中第三表面用于将来自第一表面的光束引导至第二表面。
在某些实施例中，光束由第三表面反射。
在某些实施例中，第二和第三表面的夹角范围基本在40至45度左右。
在某些实施例中，波导通道包含复数个光纤。
在某些实施例中，波导元件还包含底板，所述底板包含复数个槽，用于设置各个波导通道。
在某些实施例中，波导阵列还包含面向波导元件输出端口的光接收元件且用于耦合来自波导元件的光束。
在某些实施例中，光接收元件包含光入射表面，其中所述光入射表面不垂直于波导元件输出端口输出的光束。
在某些实施例中，光接收元件包含光入射表面，其中所述光入射表面垂直于波导元件输出端口输出的光束。
在某些实施例中，波导元件还包含设置在第二表面上的复数个汇聚透镜且用于汇聚来自波导元件输出端口输出的光束。
在某些实施例中，透镜阵列输出的光束为汇聚光束。
一种根据本发明实施例所述的光接收子器件(ROSA)包含上述波导阵列模块和解复用器(DEMUX)。DEMUX设置在邻近透镜阵列的位置且用于为波导阵列模块将多重波长光束分隔为窄频谱带的复数个光束。
所述波导阵列透镜阵列和波导元件。波导元件能接收来自透镜阵列的光束，且还能使光束改变方向，并因此比需求反射透镜的同类产品更薄。波导阵列模块的整个体积能够相应减小。波导阵列模块也可以阻止光接收元件表面的光反射，从而波导阵列模块可以减小回波损失。性能也相应得到提高。
上文已经较宽泛地概述了本发明的特点及技术优势，以便本发明随后的具体描述会得到更好的理解。本发明附加的特征和优势将在下文中叙述，并构成本发明权利要求的主题。本技术领域的人员应了解本发明的概念及特定实施例披露的内容可作为修改或设计实施与本发明目的相同的其他结构或程序的基础。本技术领域的人员应了解此类等同结构也在本发明附加权利要求的保护范围内。
附图说明
联系附图参考详细说明及权利要求可对于本发明进行更全面的理解。附图中对类似元件标准有数字标号。
图1为本发明实施例的波导阵列模块示意图。
图2为本发明实施例的波导阵列模块顶视原理图。
图3为本发明实施例的波导阵列模块单向侧视原理图。
图4为本发明实施例的波导阵列模块另一单向侧视原理图。
图5为本发明实施例的波导元件部分截图。
图6为本发明实施例的波导阵列模块原理图。
图7为本发明实施例的光接收子器件(ROSA)原理图。
具体实施方式
下面对本发明描述配有附图，构成了本说明书的波导阵列模块和光接收子器件(ROSA)，并举例说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于所述实施例。此外，下面的实施例也能恰当地合并为另外的实施例。
“一个实施例”，“某个实施例”，“典型实施例”，“某些实施例”，“其他实施例”，“另外的实施例”，等指代文中所述的本发明实施例，可包含特定特征，结构，或特性，但不是每个实施例都一定包含特定特征，结构，或特性。而且，短语“在实施例中”的重复使用不一定涉及同一实施例。
为了全面理解本发明，下面将详细描述具体步骤和结构。很明显，本发明的事实方式并局限于本技术领域人员熟知的特定资料。此外，本文不会详细描述已知的结构和步骤，以便本发明受到不必要的限制。本发明的优选实施例将得到详细的说明。但是，除了详细说明之外，本发明也在其他实施例中广泛应用。本发明的保护范围不限于实施方式，而应该以权利要求为准。
图1为本发明实施例的波导阵列模块示意图。如图1所示，波导阵列模块50包含透镜阵列10和波导元件20。在某些实施例中，波导阵列模块50可以是诸如光接收子器件(ROSA)一类的光接收器件的子器件，但并不局限于此。波导阵列模块50可用于接收准直光束，将准直光束转换为汇聚光束，然后再引导光束并将光束耦合到光接收元件。
在某些实施例中，透镜阵列10用于接收复数个光束L1，然后输出复数个光束L2。在某些典型实施例中，光束L1是解复用器(DEMUX)输出的具有不同波长的光束。举例来说，将具有波长1270nm，1290nm,1310nm和1330nm的四路光束L1输入透镜阵列10。在某些实施例中，光束L1可以是准直光束。所述进入透镜阵列10的准直光束可被汇聚，然后分别作为具有与光束L1具有相同波长的光束L2输出。
在某些实施例中，波导元件20是多通道波导元件，可引导光束L2，然后在无需反射透镜的情况下将光束L2在另一方向输出。相应地，波导阵列模块50的尺寸和厚度也可减小。
参考图2，图3，图4和图5，图2为本发明实施例的波导阵列模块俯视原理图，图3为本发明实施例的波导阵列模块单向侧视原理图，图4为本发明实施例的波导阵列模块单向侧视原理图，而图5为本发明实施例的波导元件部分截图。如图2，图3和图4所示，波导阵列模块1包含透镜阵列10和波导元件20。透镜阵列10用于耦合复数个不同波长的光束L1。举例来说，具有1270nm，1290nm,1310nm和1330nm左右波长的四路光束L1输入透镜阵列10。在某些实施例中，光束L1准直后再进入透镜阵列10。在某些实施例中，透镜阵列10可包含与光束L1相对应的复数个透镜12，用于汇聚光束L1并将光束L2输入波导元件20。在某些实施例中，透镜阵列10输出的光束L2为汇聚光束。
波导元件20包含复数个波导通道22，用于分别引导光束L2。在某些实施例中，每个波导通道22都包含输入端口22A和输出端口22B。输入端口22A设置在面向透镜阵列10的第一表面201，且输入端口22A用于分别接收光束L2。如图3所示，输出端口22B设置在不与第一表面201平行的第二表面202并用于分别输出光束L2。
在某些实施例中，波导通道22在D1方向均匀间隔排列。举例来说，任意相邻波导通道22之间的距离都在750微米左右，但所述距离并不局限于此。在某些实施例中，波导通道22可包含复数个光纤，但波导通道22并不局限于此。波导通道22可包含其他波导元件，比如聚合物波导元件，离子交换波导元件或类似的元件。在某些实施例中，波导元件20还包含相对于第一表面201和第二表面202倾斜的第三表面203，并用于将光束L2从第一表面201引导至第二表面202。在某些实施例中，波导通道22可包含复数个光纤，而由于第三表面上的全内反射，光束L2可改变传导方向至第二表面202。在某些典型实施例中，第二表面202和第三表面203间的夹角A的范围基本在40至45度左右，但夹角A并不局限于此。
如图5所示，波导元件20还包含底板24，其包含复数个槽24V，用于分别设置波导通道22。在某些实施例中，槽24V可以是V形槽，半圆形槽，或其他相匹配形状的槽。槽24V在D1方向上均匀间隔排列，这样设置其中的波导通道22能在D1方向上均匀间隔排列。
在某些实施例中，所述波导阵列模块1还包含一个或多个光接收元件30，比如面向波导元件20输出端口22B的光电二极管元件。光接收元件30相应来自波导元件20的光束L2。在某些实施例中，以一定角度将来自波导元件20的光束L2发射至光接收元件30，这样光束L2不会沿原光路反射回波导元件20。相应地，回损也可以减小。
在本发明的某些实施例中，波导阵列模块1采用透镜阵列10和波导元件20将光束L2引导至光接收元件30。在其他实施例中，透镜阵列采用反射透镜将光束引导至光接收元件30。在其他实施例中，本发明实施例的波导元件20更薄，并因此使波导阵列模块1的总体积减小。此外，波导阵列模块1可防止光束被光接收元件30反射回去，并因此波导阵列模块1能减小回损。相应地，性能也能得到提升。
图6为本发明实施例的波导阵列模块2的原理图。对比图2，图3，图4和图5的波导阵列模块1，波导阵列模块2包含位于波导元件20输出端口22B中的一个或多个汇聚透镜26。汇聚透镜26设置在波导元件20的第二表面202上，且与光接收元件30对应。汇聚透镜26用于汇聚光束L2，这样来自波导元件20的光束L2可准确输入到光接收元件30。在某些实施例中，汇聚透镜26可与波导通道22一体成型。举例来说，汇聚透镜26和波导通道22可用相同材料一体成型。
图7为本发明实施例的光接收子器件(ROSA)原理图。如图7所示，ROSA100可包含一个或多个波导阵列模块3和解多路复用器(DEMUX)40。在某些实施例中，所述一个或多个波导阵列模块3可包含前述实施例中的波导阵列模块1和/或波导阵列模块2。DEMUX40邻近透镜阵列10设置且用于将多波长光束L0分隔为复数个用于波导列阵模块3的窄光谱带光束L1。
在本发明某些实施例中，波导阵列模块包含透镜阵列和波导元件。所述波导元件可接收来自透镜阵列的光束，并且能将光束重新引导至光接收元件。所述波导元件不需要大尺寸反射透镜来反射光束，并因此比其他反射透镜阵列采用大尺寸反射镜的方法薄。相应地，波导阵列模块的总体积也能减小。所述波导阵列模块还能防止光束被光接收元件反射回去，从而所述波导阵列模块能减小回损。相应地，性能也能得到改善。
尽管已经对本发明及其优势做出了详细说明，但我们还是应该认为在不偏离附加权利要求所定义的本发明的精神及范围的前提下可以对本发明做各种变化，替换和改变。举例来说，许多上面所讨论的工序可在不同方法中实施且可用其他工序或其他工序的组合替换。
而且，本发明的适用范围不局限于说明书中描述的过程，机械，制造，合成物，手段，方法和步骤。本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，基于本发明教示及揭示程序，机械，制造，组合物，手段，或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本案实施例揭示者系以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，亦可使用于本发明。相应地，附加的权利要求目的在于涵盖它们适用范围内的程序，机械，制造，合成物，手段，方法，或步骤。

Claims (13)

1.一种波导阵列模块，包含：
透镜阵列，用于输出复数个不同波长的光束；
和波导元件，包含复数个波导通道，用于分别引导所述复数个光束，
其特征在于，
每一个所述波导通道都包含输入端口，其设置在面向透镜阵列的第一表面上并接收所述光束中其一，和输出端口，其设置在不与第一表面平行的第二表面上并输出所述光束中其一。
2.如权利要求1所述的波导阵列模块，其特征在于所述波导通道等距设置在同一方向。
3.如权利要求1所述的波导阵列模块，其特征在于所述波导阵列模块还包括相对于第一和第二表面倾斜的第三表面，其中所述第三表面用于将来自第一表面的光束引导至第二表面。
4.如权利要求3所述的波导阵列模块，其特征在于所述光束被第三表面反射。
5.如权利要求3所述的波导阵列模块，其特征在于第二和第三表面间夹角范围大致为40至45度左右。
6.如权利要求1所述的波导阵列模块，其特征在于所述波导通道包含复数条光纤。
7.如权利要求1所述的波导阵列模块，其特征在于所述波导元件还包含底板，所述底板包括复数个凹槽，用于分别设置波导通道。
8.如权利要求1所述的波导阵列模块，其特征在于还包含面向波导元件输出端口的光接收元件，且所述光接收元件还用于耦合来自波导元件的光束。
9.如权利要求8所述的波导阵列模块，其特征在于所述光接收元件包含光入射表面，且该光入射表面不垂直于由波导元件输出端口输出的光束。
10.如权利要求8所述的波导阵列模块，其特征在于所述光接收元件包含光入射表面，且该光如是和表面垂直于由波导元件输出端口输出的光束。
11.如权利要求1所述的波导阵列模块，其特征在于所述波导元件还包含复数个设置在第二表面的汇聚透镜且所述透镜用于汇聚自波导元件输出端口输出的光束。
12.如权利要求1所述的波导阵列模块，其特征在于来自透镜阵列的输出光束为汇聚光束。
13.一种光接收子器件(ROSA)，包含：如权利要求1所述的波导阵列模块；和邻近透镜阵列的解多路复用器(DEMUX)，用于为波导阵列模块将多重波长光束分隔为窄频谱带的复数个光束。
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