双向共用隔离组件、光发射组件及光收发模块的制作方法

本技术属于光通信，具体涉及一种双向共用隔离组件、光发射组件及光收发模块。

背景技术：

1、光收发模块是进行光电和电光转换的光电子器件，是光通信技术的关键组成部分，其性能的优劣直接影响光通信技术的发展，与光收发模块设计有关的技术是该领域的研发重点。以硅光模块为例，硅光模块是采用硅光子技术的光收发模块，利用cmos工艺进行光器件的开发和集成，具有低功耗、高集成和高速率等优势。硅光模块除了解决功耗、温飘等性能上的瓶颈，同时也降低了光收发模块成本，因此硅光模块是当前光通信技术的一重要应用。

2、现有的硅光模块中，激光器(芯片)laser到光子集成芯片pic(photonicsintegrated circuit)的入光口之间必须要加设隔离组件isolator，以减小端面反射光引起的laser功率跳动和反射干扰产生的信号噪声，如果不加设隔离组件，难以防止光pic端面或内部的光反射到激光器内，引起激光器功率跳动，从而影响传输。pic的出光口到光收发模块发射端光接口之间也需要加设隔离组件isolator，以减小光收发模块的发射端光反射tx orl，避免外部进来的光二次反射，(即发射端回波损耗，行业协议要求小于-26db(千分之2.5)。因此隔离组件对于光收发模块的设计非常重要。一般的隔离组件为正向通光，反向截止的无源光器件，其工作原理是基于法拉第旋光的非互易性，实现光的单向透过，达到隔离的作用。可知，现有的硅光模块中一般都在不同的位置设置至少两个隔离组件。隔离组件作为精密光学器件，价格较高，并且需要较大的设置空间，装配精度要求严格，工艺难度大，耗时长。由此，现有的硅光模块的持续降本受到限制，生产和工艺水平的提高存在绕不开的难点。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术的全部或部分问题，本实用新型一方面提供了一种双向共用隔离组件，以实现光的选择性通过，实现双向共用的单向光传输。本实用新型的另外一个方面提供了一种光发射组件，仅用单个隔离组件达到防止激光器功率跳动和减少发射端回波损耗的要求。本实用新型还提供了一种光收发模块，集成有本实用新型的光发射组件。

2、本实用新型一方面提供的一种双向共用隔离组件，包括相互光连接的偏振分光器和旋光单元，其中：

3、所述偏振分光器，具有公共侧、输入侧和输出侧，所述公共侧光连接所述旋光单元；

4、所述旋光单元具有相对的第一端和第二端，所述第二端相对靠近所述偏振分光器；所述旋光单元包括设置在其第一端的半波片和检偏器，以及设置在其第二端的非互易性旋光器，所述非互易性旋光器光连接所述偏振分光器；

5、所述非互易性旋光器用于对经过的光束的偏振方向旋转45°，所述半波片和所述非互易性旋光器配合用于将从所述旋光单元的第一端或第二端其中一端入射的光束的偏振方向改变90°，且从另一端入射的光束偏振方向不变；

6、从所述输入侧至所述旋光单元第一端为入射光路径，用于接收第一线偏振光并由所述第一端输出第三线偏振光；从所述旋光单元第一端至所述输出侧为出射光路径，用于接收第三线偏振光并由所述输出侧输出第二线偏振光，所述第一线偏振光的偏振方向为垂直偏振或水平偏振，所述第二线偏振光与所述第一线偏振光的偏振方向相互垂直，所述第三线偏振光的偏振方向与所述第一线偏振光或第二线偏振光的其中一个的偏振方向一致。基于上述各偏振器件的偏振特性，控制沿两个方向传播的线偏振光的通过和截止，实现了隔离组件的双向复用。

7、所述检偏器位于所述半波片和所述非互易性旋光器之间，所述检偏器的偏振方向与所述第一线偏振光被所述非互易性旋光器旋转45°之后的偏振方向一致。

8、所述半波片位于所述检偏器和所述非互易性旋光器之间，所述检偏器的偏振方向与所述第一线偏振光被所述非互易性旋光器和所述半波片旋转之后的偏振方向一致。

9、所述偏振分光器包括一偏振分光棱镜或偏振分光片，所述偏振分光器用于对所述第一线偏振光和第二线偏振光中的其中一种线偏振光透射，另一种线偏振光反射；所述输入侧与所述输出侧呈正交设置；所述非互易性旋光器为法拉第旋光器。

10、本实用新型另一方面提供的一种光发射组件，包括本实用新型一方面提供的双向共用隔离组件，还包括：光子集成芯片、激光器芯片和发射端光接口；所述激光器芯片设于所述偏振分光器的输入侧，所述发射端光接口设置在所述偏振分光器的输出侧；所述光子集成芯片内设有光器件及与所述光器件耦合的入射光波导和出射光波导，所述入射光波导与所述出射光波导均耦合至所述旋光单元的第一端；所述激光器芯片发射的光经所述双向共用隔离组件耦合至所述入射光波导内，经所述光器件处理之后由所述出射光波导输出，再经所述双向共用隔离组件耦合至所述发射端光接口。

11、激光器芯片发射的光束耦合至偏振分光器的输入侧，经偏振分光器传输至旋光单元，由旋光单元单向传输至入射光波导，由入射光波导传输至光子集成芯片内的光器件。完成光束从输入侧至旋光单元第一端的单向传输，从入射光波导的接收端面反射的少量光偏离发射端光接口，不会返回激光器芯片内，实现了一个方向反射光隔离的作用。经光器件处理之后由出射光波导输出的光束耦合至旋光单元，再由旋光单元及偏振分光器单向传输至偏振分光器的输出侧并耦合到发射端光接口。完成光束从旋光单元第一端至输出侧的单向传输。从发射端光接口及外部光网络反射返回的光，在某些情况下，一部分被偏振分光器反射出光路，还有部分透射过偏振分光器之后被检偏器隔离；还有的情况下，可能一部分透射出偏振分光器离开光路，还有部分被偏振分光器反射之后被检偏器隔离，从而不会返回至光子集成芯片和激光器芯片内，实现了第二个方向反射光隔离的作用。

12、所述激光器芯片与所述偏振分光器之间设有第一耦合透镜，所述第一耦合透镜用于将所述激光器芯片发射的光束耦合至所述入射光波导内；所述发射端光接口包括一光纤适配器，所述光纤适配器与所述偏振分光器之间设有第二耦合透镜，所述第二耦合透镜用于将所述出射光波导输出的光束耦合至所述光纤适配器的纤芯内。

13、所述光发射组件还包括第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述光子集成芯片与所述旋光单元由所述第一壳体封装为第一封装器件；所述激光器芯片由所述第二壳体封装为第二封装器件；所述偏振分光器设置于所述第三壳体内；所述第三壳体开设有至少三个安装接口，分别用于安装所述第一封装器件、所述第二封装器件和所述发射端光接口；所述第一壳体设有第一通光孔，用于所述第一封装器件与所述偏振分光器之间的光传输，所述第二壳体设有第二通光孔，用于所述第二封装器件与所述偏振分光器之间的光传输。

14、所述检偏器与所述半波片之间，或所述旋光单元的第一端外侧设置有第一透光防护片，所述第一透光防护片设于所述第一通光孔中；所述第一耦合透镜与所述激光器芯片之间设有第二透光防护片，所述第一耦合透镜或所述第二透光防护片设于所述第二通光孔中。

15、所述第一封装器件和所述第二封装器件均为同轴封装结构；所述第三壳体为圆方管体。

16、本实用新型还提供的一种光收发模块，包括本实用新型的光发射组件，还包括光接收组件和电路板组件；所述光发射组件的激光器芯片和光子集成芯片、以及光接收组件分别与所述电路板组件的电路板电连接；所述电路板设置有电接口用于与外界电连接。

17、与现有技术相比，本实用新型的主要有益效果：

18、1、本实用新型的双向共用隔离组件，以简洁的构造及易于实现的制造工艺实现了基于偏振方向控制沿两个方向传播的光的通过和截止，达到了隔离组件在多个方向上复用的效果，优化了隔离组件的工作性能。

19、2、本实用新型的光发射组件，空间利用率高，在节约成本和兼顾设计灵活性的前提下避免了反射干扰，防止pic端面或内部的光反射到激光器芯片内，又能降低发射端光接口的回波损耗，进一步保障光发射组件用于传输信号的稳定性和可靠性，提升了光发射组件的整体工作性能。

20、3、本实用新型的光收发模块，易于制造、整体成本得到了进一步节约，光收发模块采用本实用新型的光发射组件而具有相应优势。