適用于數字相干系統的全雙工光收發器的制造方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及一種具有全雙工構造的光收發器，具體地，本申請涉及一種適用于數字相干系統的全雙工光收發器。
【背景技術】
[0002]已知一種被稱為正交調幅(QAM)的光調制技術。美國專利US2009/244685A已經公開了一種以QAM構造調制光信號的光調制器。另一件美國專利US 2008/232816A已經公開了一種供具有偏振多路復用構造的光通信系統使用的發射器模塊和接收器模塊。還一件美國專利US 2012/148235A已經公開了一種供配備在數字相干系統中的發射器模塊和接收器模塊使用的控制電路。
[0003]數字相干系統被認為是一種提高傳輸容量的技術。當在數字相干系統中配備具有全雙工功能的光收發器時，需要解決各種問題。也就是說，相干系統不僅需要一個產生光信號的光源，而且不可避免地需要在接收器模塊中設置另一個通常被稱為本振光源的光源。需要兩個光源使得難以緊湊地形成具有全雙工功能的光收發器。例如，與外殼有關的一個標準(被稱為“CFP2”標準)難以將光調制器、相干接收器和兩個光源等安裝在一個外殼內。
【發明內容】
[0004]本申請的光收發器具有供一對光纖實現全雙工光通信的功能。所述光收發器包括波長可調激光二極管(LD)、光發射器和光接收器。所述光發射器通過調制由所述波長可調激光二極管輸出的一條激光束的相位來將出射光信號輸出至所述光纖中的一根光纖。所述光接收器接收來自所述光纖中的另一根光纖的入射光信號，并且通過將所述入射光信號與同樣從所述波長可調激光二極管輸出的另一條激光束多路復用來提取包含在所述入射光信號中的數據，其中，所述入射光信號的相位被調制。
[0005]所述波長可調激光二極管包括一對端面。所述端面中的一個端面輸出用于所述光發射器的一條激光束，而所述端面中的另一個端面輸出用于所述光接收器的另一條激光束。在一種變型中，所述端面中的一個端面輸出用于所述光發射器的一條激光束和用于所述光接收器的另一條激光束。所述端面中的另一個端面可以輸出用于調諧光激束的波長的光束。
[0006]所述光收發器還可以包括激光器模塊、發射器模塊和接收器模塊，所述激光器模塊具有用于封裝所述波長可調激光二極管的激光器殼體、所述發射器模塊具有用于封裝所述光發射器的發射器殼體，所述接收器模塊具有用于封裝所述光接收器的接收器殼體，其中，所述這些殼體彼此分離。
【附圖說明】
[0007]根據在下文中參考附圖對本發明的優選實施例所作的詳細描述，能夠更好地理解上述目的、方面和優點及其他目的、方面和優點，其中:
[0008]圖1是示出根據本發明的第一實施例的具有全雙工功能的光收發器的內部的俯視圖；
[0009]圖2是各自形成模塊之間的一個環路的子模塊、光學插座和內部光纖的透視圖；
[0010]圖3是外殼的分解視圖；
[0011]圖4示出框架和與框架組裝的底板；
[0012]圖5示出安裝有激光器模塊、發射器模塊、接收器模塊和光學插座的外殼的內部；
[0013]圖6是沿著圖5中的線V1-VI截取的剖視圖；
[0014]圖7是外殼的內部的側視圖；
[0015]圖8是示出激光器模塊的內部的俯視圖；
[0016]圖9是激光器模塊的側剖視圖；
[0017]圖10示意性示出可調LD的結構；
[0018]圖11是示出發射器模塊的內部的俯視圖；
[0019]圖12是示出光調制器的俯視圖；
[0020]圖13是示出布線基板的透視圖；
[0021]圖14是接收器模塊的內部的俯視圖；
[0022]圖15A和圖15B示意性示出光學橋接器的實例；
[0023]圖16示出多模干涉儀的功能框圖；
[0024]圖17A和圖17B示出接收器模塊的外觀；
[0025]圖18是示出根據本發明的第二實施例的光收發器的內部的俯視圖；以及
[0026]圖19是示出根據本發明的第三實施例的激光器模塊20B的內部的俯視圖。
【具體實施方式】
[0027]接下來，參照附圖對本申請的一些實施例進行描述。在對附圖的描述中，彼此相同或相似的附圖標記表示彼此相同或相似的元件，而不再作重復說明。
[0028](第一實施例)
[0029]圖1是示出根據本發明的第一實施例的具有全雙工功能的光收發器10的內部的俯視圖。如圖1所示，光收發器10包括外殼11、激光器模塊20、發射器模塊30、接收器模塊40、以及將這些子模塊20?40光耦合的幾根內部光纖51a?52b。
[0030]外殼11呈矩形形狀，并且具有沿X軸的縱向和沿另一 Y軸的橫向，其中，在圖1中示出了 X軸和Y軸。外殼11設置有沿著橫向Y延伸的一對面IlaUlb和沿著縱向X延伸的另一對面llc、lld。
[0031]外殼11還設置有前塊12a和電插頭12b。前塊12a形成面Ila并且具有沿縱向X的深度。電插頭12b形成另一面Ilb并且沿著橫向Y延伸。側壁12c形成面Ilc并且沿著縱向X延伸，而另一側壁12d形成面Ild并且同樣沿著縱向X延伸。前塊12a具有一對插座50a、50b,插座50a用于光發射而插座50b用于光接收。在本實施例中，光學插座50a、50b可以具有LC型光學插座的結構。通過各自獨立地與光學插座稱合的光纖，光收發器10可以進行全雙工通信。
[0032]圖1所示的外殼11遵循CFP2標準。具體而言，外殼11具有沿縱向X的106mm的長度、沿橫向Y的41.5mm的寬度和沿方向Z的12.4mm的高度。上述尺寸涉及光學插座50a、50b和電插頭12b ;相應地，為子模塊20?40提供的空間沿著縱向X被限制為約75mm。因此，子模塊20?40設置在這樣有限的空間中，或者遵循殼體CFP2標準的光收發器需要將子模塊安裝在非常有限的空間中。
[0033]向發射器模塊30和接收器模塊40提供激光束的激光器模塊20設置為靠近前塊12a和側壁12d。激光器模塊20包括波長可調LD 21和將波長可調LD 21安裝在內部的激光器殼體24。呈矩形形狀并且具有沿方向X的縱邊和沿方向Y的橫邊的激光器殼體24設置有沿著方向Y延伸的一對面24a、24b和沿著方向X延伸的另一對面24c、24d。面24a與前塊12a相對，而面24d與側壁12d相對。本實施例的激光器殼體24僅在面24d中設置有用于直流(DC)低頻(LF)信號的引線端子24e。引線端子24e通過電路板(附圖中未示出)與電插頭12b電連接。
[0034]發射器模塊30通過調制由激光器模塊20提供的激光束來產生待從光收發器10傳輸的出射光信號。本實施例將光發射器30設置在靠近側壁12c和電插頭12b的位置。發射器模塊30設置有獨立于激光器殼體24的發射器殼體34,發射器殼體34呈矩形形狀并且具有沿方向X的縱邊和沿方向Y的橫邊。發射器殼體34設置有沿著方向Y延伸的一對面34a,34b和沿著方向X延伸的另一對面34c、34d。面34c與側壁12c相對，而面34b與電插頭12b相對。本實施例的發射器殼體34具有所謂的蝶形封裝，即在面34b中具有射頻(RF)端子而在面34c、34d中具有DC/LF端子。這些端子通過電路板和/或撓性印刷電路板與電插頭12b電連接。除RF端子和DC/LF端子之外，發射器殼體34可以具有37mm X 16.5mm (LXff)的尺寸。
[0035]接收器模塊40接收相位被調制并且有時振幅也被調制的入射光信號，并且通過將入射光信號與由激光器模塊20輸出的激光束多路復用來提取數據/信息。本實施例的光收發器10將接收器模塊40設置在靠近側壁12d和電插頭12b的位置。在本實施例的光收發器10中，發射器模塊30和接收器模塊40沿著方向Y并排地設置。接收器模塊40設置有獨立于激光器殼體24和發射器殼體34的接收器殼體45。同樣呈矩形形狀并且具有沿方向X的縱向和沿方向Y的橫向的接收器殼體45設置有沿著方向Y延伸的一對面45a、45b和沿著方向X延伸的另一對面45c、45d。面45d與側壁12d相對，而面45b與電插頭12b相對。接收器殼體45同樣具有蝶形封裝，即在面45b中具有RF端子而在面45c、45d中具有DC/LF端子。RF端子和DC/LF端子通過電路板或撓性印刷電路板與電插頭12b電連接。
[0036]內部光纖51a將激光束從激光器模塊20傳輸至發射器模塊30。內部光纖51a的一端與設置在激光器殼體24的面24c中的一個輸出端口 25a光f禹合,而內部光纖51a的另一端與設置在發射器殼體34的面34a中的輸入端口 31a f禹合。在本實施例中作為第二內部光纖的另一根內部光纖51b將在激光器模塊20中產生的激光束傳輸至接收器模塊40。內部光纖51b的一端與設置在激光器殼體24的面24b中的另一輸出端口 26a光f禹合,而內部光纖51b的另一端與設置在接收器殼體45的面45a中的輸入端口 42稱合。這兩根光纖51 a、5 Ib是用于保持激光束的偏振方向的保偏光纖。
[0037]本實施例的激光器殼體24在面24c中沿著橫向Y設置有輸出端口 25a，而在面24b中沿著縱向X設置有另一輸出端口 26a。第一內部光纖51a沿著第一方向(Y方向)從激光器模塊20延伸出，而第二內部光纖51b沿著與第一方向垂直的第二方向(X方向)從激光器模塊20延伸出。
[0038]此外，本實施例的第一內部光纖51a和第二內部光纖51b各自具有至少一個環路。也就是說，從激光器模塊20的輸出端口 26a引出的第二內部光纖51b沿著側壁12d延伸至光收發器10的后部、在后部轉過約180°而向外殼11的前部進發、延伸至另一面12c、在前部再次轉過約180°以使光纖的軸線與輸入端口 42的軸線對準、并且與輸入端口 42耦合。類似地，從輸出端口 25a引出的第一內部光纖51a延伸至側壁12c、轉過約90°、沿著側壁12c朝向后部延伸、在后部轉過約180°而朝向前部、沿著另一側壁12d延伸、在前部再次轉過約180°以使光纖的軸線與發射器殼體34的輸入端口 31a對準、并且與輸入端口 31a耦八口 ο
[0039]因此，內部光纖51a形成大的單一環路，以便沿著橫向Y與側壁12c、12d接觸或幾乎接觸，同時沿著縱向X到達發射器殼體34和接收器殼體45各自的中部。類似地，第二光纖51b形成大的單一環路，以便沿著橫向Y與側壁12c、12d接觸或幾乎接觸，同時沿著縱向X超過或越過發射器殼體34和接收器殼體45。
[0040]發射器殼體34中的輸入端口 31a和接收器殼體45中的輸入端口 42各自設置有保偏連接器。相應地，內部光纖51a、51b相對于輸入端口 31a、42是可拆卸的，這樣提高了光收發器10的生產率。具體而言，發射器模塊30和接收器模塊40便于安裝在光收發器10的空間內，并且內部光纖51a、51b變得易于設置。圖1所示的內部光纖51a以相當大的角度與輸入端口 31a連接。然而，通過使內部光纖51a進一步朝向前部延伸從而超過激光器殼體24或者幾乎與前塊12a接觸，內部光纖51a可以徑直地與輸入端口 31a連接。
[0041]又一根內部光纖52a將從發射器模塊30輸出的出射光信號傳輸至發射器光學插座50a。具體而言，內部光纖52a的一端與設置在發射器殼體34的面34a中的輸出端口 31b率禹合，而內部光纖52a的另一端部與發射器光學插座50a連接。還一根內部光纖52b將由外部光纖提供且從接收器光學插座50b輸出的輸入光信號傳輸至接收器模塊40。具體而言，內部光纖52b的