基片、大單元激光器陣列及陣列模塊、光探測器陣列及陣列模塊、光纖發射及接收模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光纖發射接收技術領域，具體為一種光學透明基片、大單元激光器陣列及陣列模塊、大單元光探測器陣列及陣列模塊、光纖發射模塊及接收模塊。
【背景技術】
[0002]高速大寬帶數據通訊對現代電子系統性能起著越來越重要的作用。隨著互聯網技術、云計算的飛速發展，網絡、計算機系統向著更大規模、更高的性能發展，更多的計算、存儲、交換和數據庫系統等需要通過高速大寬帶數據通訊緊密互連成一個有機的高性能信息搜索、處理和交換系統。大寬帶的光纖發射接收器是實現現代通訊、互聯/物聯網絡和數據中心等海量數據傳輸通訊的關鍵技術。各種規格的萬兆比特光纖發射器已經被廣泛應用于高性能計算系統、無線網絡和數據中心等各種系統中。十萬兆比特和四十萬兆比特光纖發射接收器已經有了多種技術實現方案，并逐漸被標準化，隨著技術不斷進步，更大型數據的傳輸需要百萬兆比特的光纖發射接收器，這是未來數據互聯傳輸的關鍵技術。
[0003]現有技術中使用集成透鏡的直接調制分布式反饋(DFB)激光器來實現25Gbps的光發射器。傳統的DFB都是邊緣發射激光器，由于其激光波導出射模尺寸和單模光纖基模尺寸存在較大的差別，一般需要外置透鏡來實現和光纖的低損耗耦合，這種用多個分立器件的集成來制作光纖發射器的方式比較復雜，制作成本也比較高，特別是大寬帶的模塊需要集成多個光發射通道，集成封裝的難度就很高，集成透鏡的直接調制分布式反饋(DFB)激光器(LISEL)很好地解決了這個問題，可以大大簡化集成的工藝，如圖1所示，在DFB表面通過濕或干刻蝕的方法可以實現激光波導反射面，45度波導反射面可以將DFB激光的出射光導向垂直基底出射，再通過刻蝕的方法將匯聚透鏡直接集成在DFB基底的背面，選擇合適的基底厚度和與之相匹配的透鏡焦距就可以實現與光纖的低損耗直接耦合，采用1X4 25GLISEL陣列和相匹配的光纖陣列，可以以很低成本實現10萬兆比特的光纖發射模塊。而要實現更大帶寬如百萬兆比特的光纖發射器，如果采用同樣的25G的調制速率，萬兆比特的光纖發射就需要有至少40個通道，不僅成本很高，而且以當前的技術，40個單元的激光器陣列的成品率會非常低，而且標準的多通道單模光纖接插件最多只支持2X12，即24個通道，無法實現百兆比特的光纖發射接收器。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本發明提供了一種光學透明基片、大單元激光器陣列及陣列模塊、大單元光探測器陣列及陣列模塊、光纖發射模塊及接收模塊，其能夠實現百萬兆比特的光纖通訊。
[0005]其技術方案是這樣的:一種光學透明基片，其特征在于，所述光學透明基片上下表面上分別設置有N個波分復用濾波器，N為大于I的整數，所述光學透明基片上下表面上的所述波分復用濾波器錯開布置。
[0006]—種大單元激光器陣列，其特征在于，其包括上述所述的光學透明基片，所述光學透明基片下表面上設置有(N+1)個集成透鏡的DFB激光器陣列，除去一端的一個所述集成透鏡的DFB激光器陣列、剩余的N個所述集成透鏡的DFB激光器陣列與N個所述波分復用濾波器分別一一對應，每個所述集成透鏡的DFB激光器陣列的波長不同。
[0007]其進一步特征在于，所述集成透鏡的DFB激光器陣列的出射光在所述光學透明基片中與基片底面垂線的角度Θ 1、相鄰的集成透鏡的DFB激光器陣列間距P1、光學透明基片厚度D1滿足一下關系:p 1=2D1*tan θ 10
[0008]—種激光器陣列模塊，其特征在于，其由光纖陣列、微透鏡陣列、反射棱鏡和上述所述的一種大單元激光器陣列集成而成，所述集成透鏡的DFB激光器陣列的出射光順次通過所述反射棱鏡、微透鏡陣列、光纖陣列；或其由光纖陣列、平面透鏡陣列和上述所述的一種大單元激光器陣列集成而成，所述集成透鏡的DFB激光器陣列的出射光順次通過所述平面透鏡陣列、光纖陣列。
[0009]—種光纖發射模塊，其特征在于，其由VLSI驅動芯片與上述所述的一種激光器陣列模塊集成而成。
[0010]—種大單元光探測器陣列，其特征在于，其包括上述所述的光學透明基片，所述光學透明基片下表面上設置有(N+1)個PIN表面垂直H)陣列，除去一端的一個所述PIN表面垂直ro陣列、剩余的N個所述PIN表面垂直ro陣列與N個所述波分復用濾波器分別一一對應。
[0011 ] 其進一步特征在于，所述PIN表面垂直ro陣列接收到的入射光在所述光學透明基片中與基片底面垂線的角度θ2、相鄰的PIN表面垂直ro陣列間距P2、光學透明基片厚度D2滿足一下關系:p2=2D2*tan Θ 2。
[0012]—種光探測器陣列模塊，其特征在于，其由光纖陣列、微透鏡陣列、反射棱鏡和上述所述的一種大單元光探測器陣列集成而成，接收到的入射光順次通過所述光纖陣列、微透鏡陣列、反射棱鏡進入所述光學透明基片；或其由光纖陣列、平面透鏡陣列和上述所述的一種大單元激光器陣列集成而成，接收到的入射光順次通過所述光纖陣列、平面透鏡陣列進入所述光學透明基片。
[0013]—種光纖接收模塊，其特征在于，其由VLSI接收芯片與上述的一種光探測器陣列模塊集成而成。
[0014]采用本發明的光學透明基片和基于光學透明基片的大單元激光器陣列、激光器陣列模塊后，可以實現運用多個小陣列激光器集成來合成一個大單元數激光器陣列，從而解決激光器陣列成品率的問題，再通過波分復用的方法減少所需光纖的數目從而使使用標準光纖接插件變為可能，再將其與VLSI驅動芯片集成得到百萬兆比特的光纖發射模塊，同樣的使用光學透明基片的大單元光探測器陣列、光探測器陣列模塊以及與VLSI接收芯片集成百萬兆比特的光纖發射模塊，實現了百萬兆比特的光纖通訊。
【附圖說明】
[0015]圖1為現有技術中集成透鏡的DFB激光器陣列示意圖；
[0016]圖2為本發明中大單元激光器陣列示意圖；
[0017]圖3為本發明中一種激光器陣列模塊主視示意圖；
[0018]圖4為圖3仰視不意圖；
[0019]圖5為本發明中另一種激光器陣列模塊主視示意圖；
[0020]圖6為本發明中光纖發射模塊示意圖；
[0021]圖7為本發明中大單元光探測器陣列示意圖；
[0022]圖8為本發明中一種光探測器陣列模塊示意圖；
[0023]圖9為本發明中另一種光探測器陣列模塊示意圖；
[0024]圖10為發明中光纖接收模塊示意圖。
【具體實施方式】
[0025]見圖2，圖3，圖4所示，一種光學透明基片，這里的光學基片可以是玻璃基片，光學透明基片I上下表面上分別設置有三個波分復用濾波器，光學透明基片上下表面上的波分復用濾波器等間距錯開布置，從右至左分別記為第一上濾波器2-1、第二上濾波器2-2、第三上濾波器2-3、第一下濾波器2-4、第二下濾波器2-5、第三下濾波器2-6 ;—種大單元激光器陣列，其包括上述的光學透明基片1，光學透明基片I下表面上設置有四個集成透鏡的DFB激光器陣列3，除去最右端的一個集成透鏡的DFB激光器陣列3、剩余的三個集成透鏡的DFB激光器陣列3與三個波分復用濾波器，即第一下濾波器2-4、第二下濾波器2-5、第三下濾波器2-6分別一一對應，在每個集成透鏡的DFB激光器陣列3上可以刻上精密對準標記4，可以保證對應整齊，每個集成透鏡的DFB激光器陣列3的波長不同。通過集成透鏡中心相對于激光波導反射面的小量平移，或用干刻蝕得方法實現特殊角度激光波導反射面而使上述集成透鏡的DFB激光器陣列3的出射光在光學透明基片I中與基片底面垂線的角度Θ:、相鄰的集成透鏡的DFB激光器陣列3間距P1、光學透明基片I厚度D1滿足一下關系:p1=2D1*tan Θ 10