一种三维光纤阵列及800GDR8硅光模块的制作方法

本发明涉及硅光模块，具体涉及一种三维光纤阵列及800g dr8硅光模块。

背景技术：

1、传统800g dr8硅光模块发射(tx)配备一个光纤阵列，接收(rx)配备一个或两个光纤阵列，那么800g dr8硅光模块所具备的光纤阵列的数量至少为两个，导致耦合困难。

2、申请号为2023100007508的专利则公开一种光纤阵列与光组件，所设计的光纤阵列可以同时具备发射端光纤以及接收端光纤，以使得光组件可以只用耦合一个光纤阵列，从而降低耦合难度，但是该光纤阵列存在如下缺陷：

3、1)该光纤阵列所具备的第二v槽以及第三v槽具有90°弯折，对于本领域技术人员而言，弯折90°的v槽基于现有工艺无法切割加工而成或者非常难实现，即使该结构可以实现，但当第二v槽以及第三v槽内安装光纤时，光纤也必须弯折90°，由于光纤弯曲半径要大于2.5mm，所以在该光纤阵列中光纤也很难应用；

4、2)该光纤阵列在同一块基板的同一侧不同高度处理开设v槽或在三块不同基板上各开设v槽，若在三块不同基板上各开设v槽，那么则要三个对位相组装，精度难以保证；

5、3)该光纤阵列的接收(rx)侧具有45°反射面，其发射(tx)侧具有0°面，由于同一个光纤阵列要研磨抛光两个45°面以及一个0°面，而目前的工艺无法实现或者是非常困难才能实现，且至少要研磨三次；

6、4)该光纤阵列中公开“当第一v槽设置发射端光纤，第二v槽和第三v槽设置接收端光纤”，此时则存在两侧的接收端光纤不处在同一高度，“当第一v槽设置接收端光纤，第二v槽和第三v槽设置发射端光纤”，此时则存在两侧的发射端光纤不处在同一高度。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种三维光纤阵列及800g dr8硅光模块，以克服上述现有技术中的不足。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种三维光纤阵列，包括：基板，基板的上、下表面各开设至少八个成排分布且彼此相互平行的直v槽，基板上表面所开直v槽与下表面所开直v槽同向，基板上表面上开设直v槽的区域与基板下表面上开设直v槽的区域错位且不重叠，八根tx光纤的裸光纤分别处在基板下表面的八个直v槽内并由玻璃盖板压住，八根rx光纤的裸光纤分别处在基板上表面的八个直v槽内并由玻璃盖板压住。

3、本发明的有益效果是：本发明中三维光纤阵列所有v槽均为直v槽，所以tx光纤的裸光纤以及rx光纤的裸光纤均不用弯曲，三维光纤阵列采用在同一块基板的上、下表面各开设直v槽，精度高，此外，该三维光纤阵列具有tx光纤以及rx光纤，所以当其应用于800gdr8硅光模块中时，只用耦合一次光纤阵列，大大简化光纤阵列耦合难度以及提升光纤阵列耦合速度和产能，此外，在本发明中安装tx光纤的所有直v槽等高以及安装rx光纤的所有直v槽等高，即可以使得所有tx光纤等高以及所有rx光纤等高，加工方便，精度易于保证。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

4、进一步，基板的rx面与tx共一个平面，且为0°面。

5、采用上述进一步的有益效果为：三维光纤阵列的rx面和tx面为同一个平面，且为0°面，所以可以一次研磨抛光。

6、进一步，位于上方的rx光纤的裸光纤与位于下方的tx光纤的裸光纤在高度方向的间距为1mm±0.2mm，位于上方的所有rx光纤中靠近tx光纤的rx光纤的裸光纤与位于下方的所有tx光纤中靠近rx光纤的tx光纤的裸光纤的中心间距为2.7mm±0.3mm。

7、采用上述进一步的有益效果为：让位于上方的rx光纤的裸光纤与位于下方的tx光纤的裸光纤在高度方向有1mm间距的高度差，使得当三维光纤阵列应用于800g dr8硅光模块中时，带45°反射棱镜的透镜4有空间耦合，由于该透镜本身有尺寸要求，太小很难开模做出来，而设计1mm可以有±0.2mm加工误差，便于透镜加工，此外，位于上方的所有rx光纤中靠近tx光纤的rx光纤的裸光纤与位于下方的所有tx光纤中靠近rx光纤的tx光纤的裸光纤的中心间距为2.7mm，方便硅光芯片、多通道光芯片、多通道电芯片以及pcb板布局走线。

8、基于上述技术方案，本发明还提供一种800g dr8硅光模块，包括：硅光芯片以及三维光纤阵列，硅光芯片的入光波导与光发射器件相耦合，三维光纤阵列中的八根tx光纤的裸光纤分别与硅光芯片的八个出光波导相耦合，三维光纤阵列中的八根rx光纤的裸光纤经带45°反射棱镜的透镜与一个或两个多通道光芯片相耦合，多通道光芯片与多通道电芯片相耦合。

9、采用上述进一步的有益效果为：800g dr8硅光模块只具有一个三维光纤阵列，所以只用耦合一次光纤阵列，大大简化光纤阵列耦合难度以及提升光纤阵列耦合速度和产能，rx光纤的裸光纤经带45°反射棱镜的透镜与一个或两个多通道光芯片相耦合，可以增加rx的耦合容差，整体设计紧凑。

10、进一步，基板中位于下表面的相邻两个直v槽之间的间距为0.25mm；多通道光芯片为八通道光芯片，多通道电芯片为八通道电芯片，三维光纤阵列中的八根rx光纤的裸光纤经带45°反射棱镜的透镜与一个八通道光芯片相耦合，基板中位于上表面的相邻两个直v槽之间的间距为0.25mm。

11、采用上述进一步的有益效果为：只用配置一个多通道光芯片以及一个八通道电芯片，减少耦合次数。

12、进一步，多通道光芯片为四通道光芯片，多通道电芯片为四通道电芯片，多通道光芯片的数量为两个，多通道电芯片的数量为两个，每个四通道光芯片各与一个四通道电芯片相耦合，三维光纤阵列中的八根rx光纤的裸光纤经带45°反射棱镜的透镜与两个四通道光芯片相耦合，位于上表面的八个直v槽以相邻四个为一组分为两组并按预定间距分布，每组直v槽中相邻两个直v槽之间的间距为0.25mm。

13、采用上述进一步的有益效果为：该800g dr8硅光模块可以兼容2个四通道光芯片以及2个四通道电芯片，适应性更好。

14、进一步，两个四通道光芯片之间的间距为0.25mm，位于上表面的八个直v槽以相邻四个为一组分为两组并按0.5mm间距分布。

15、进一步，硅光芯片具有两个入光波导，光发射器件的数量为两个，两个光发射器件分别与硅光芯片的两个入光波导相耦合。

16、进一步，光发射器件包括：沿光传播方向依次分布的激光器芯片、准直透镜、光隔离器以及汇聚透镜，激光器芯片固定在陶瓷热沉上，光隔离器固定在第一垫块上。

17、进一步，还包括：基座以及固定在基座上的pcb板，pcb板上在对应基座的部分区域开设开孔，硅光芯片、三维光纤阵列以及光发射器件均布置在开孔内，并与基座相固定，pcb板上表面上在靠近开孔处固定第二垫块，透镜固定在第二垫块上，多通道光芯片处在透镜下方，多通道光芯片以及多通道电芯片分别与pcb板电连接。

技术特征：

1.一种三维光纤阵列，其特征在于，包括：基板(210)，所述基板(210)的上、下表面各开设至少八个成排分布且彼此相互平行的直v槽(211)，所述基板(210)上表面所开直v槽(211)与下表面所开直v槽(211)同向，所述基板(210)上表面上开设直v槽(211)的区域与所述基板(210)下表面上开设直v槽(211)的区域错位且不重叠，八根tx光纤(220)的裸光纤分别处在基板(210)下表面的八个直v槽(211)内并由玻璃盖板(230)压住，八根rx光纤(240)的裸光纤分别处在基板(210)上表面的八个直v槽(211)内并由玻璃盖板(230)压住。

2.根据权利要求1所述的一种三维光纤阵列，其特征在于，所述基板(210)的rx面与tx面共一个平面，且为0°面。

3.根据权利要求1或2所述的一种三维光纤阵列，其特征在于，位于上方的rx光纤(240)的裸光纤与位于下方的tx光纤(220)的裸光纤在高度方向的间距为1mm±0.2mm，位于上方的所有rx光纤(240)中靠近tx光纤(220)的rx光纤(240)的裸光纤与位于下方的所有tx光纤(220)中靠近rx光纤(240)的tx光纤(220)的裸光纤的中心间距为2.7mm±0.3mm。

4.一种800g dr8硅光模块，其特征在于，包括：硅光芯片(1)以及如权利要求1～3任一项所述的三维光纤阵列(2)，所述硅光芯片(1)的入光波导(110)与光发射器件(3)相耦合，所述三维光纤阵列(2)中的八根tx光纤(220)的裸光纤分别与硅光芯片(1)的八个出光波导(120)相耦合，所述三维光纤阵列(2)中的八根rx光纤(240)的裸光纤经带45°反射棱镜的透镜(4)与一个或两个多通道光芯片(5)相耦合，所述多通道光芯片(5)与多通道电芯片(6)相耦合。

5.根据权利要求4所述的一种800g dr8硅光模块，其特征在于，所述基板(210)中位于下表面的相邻两个直v槽(211)之间的间距为0.25mm；所述多通道光芯片(5)为八通道光芯片，所述多通道电芯片(6)为八通道电芯片，所述三维光纤阵列(2)中的八根rx光纤(240)的裸光纤经带45°反射棱镜的透镜(4)与一个八通道光芯片相耦合，所述基板(210)中位于上表面的相邻两个直v槽(211)之间的间距为0.25mm。

6.根据权利要求4所述的一种800g dr8硅光模块，其特征在于，所述多通道光芯片(5)为四通道光芯片，所述多通道电芯片(6)为四通道电芯片，所述多通道光芯片(5)的数量为两个，所述多通道电芯片(6)的数量为两个，每个四通道光芯片各与一个四通道电芯片相耦合，所述三维光纤阵列(2)中的八根rx光纤(240)的裸光纤经带45°反射棱镜的透镜(4)与两个四通道光芯片相耦合，位于上表面的八个直v槽(211)以相邻四个为一组分为两组并按预定间距分布，每组直v槽(211)中相邻两个直v槽(211)之间的间距为0.25mm。

7.根据权利要求6所述的一种800g dr8硅光模块，其特征在于，两个四通道光芯片之间的间距为0.25mm，位于上表面的八个直v槽(211)以相邻四个为一组分为两组并按0.5mm间距分布。

8.根据权利要求4～7任一项所述的一种800g dr8硅光模块，其特征在于，所述硅光芯片(1)具有两个入光波导(110)，所述光发射器件(3)的数量为两个，两个光发射器件(3)分别与硅光芯片(1)的两个入光波导(110)相耦合。

9.根据权利要求4或8所述的一种800g dr8硅光模块，其特征在于，所述光发射器件(3)包括：沿光传播方向依次分布的激光器芯片(310)、准直透镜(320)、光隔离器(330)以及汇聚透镜(340)，所述激光器芯片(310)固定在陶瓷热沉(350)上，所述光隔离器(330)固定在第一垫块(360)上。

10.根据权利要求4所述的一种800g dr8硅光模块，其特征在于，还包括：基座(7)以及固定在基座(7)上的pcb板(8)，所述pcb板(8)上在对应基座(7)的部分区域开设开孔(810)，所述硅光芯片(1)、三维光纤阵列(2)以及光发射器件(3)均布置在开孔(810)内，并与基座(7)相固定，所述pcb板(8)上表面上在靠近开孔(810)处固定第二垫块(9)，所述透镜(4)固定在所述第二垫块(9)上，所述多通道光芯片(5)处在透镜(4)下方，所述多通道光芯片(5)以及所述多通道电芯片(6)分别与pcb板(8)电连接。

技术总结本发明涉及一种三维光纤阵列，基板的上、下表面各开设至少八个成排分布且彼此相互平行的直V槽，八根TX光纤的裸光纤分别处在基板下表面的八个直V槽内并由玻璃盖板压住，八根RX光纤的裸光纤分别处在基板上表面的八个直V槽内并由玻璃盖板压住。一种800G DR8硅光模块，三维光纤阵列中的八根TX光纤的裸光纤分别与硅光芯片的八个出光波导相耦合，三维光纤阵列中的八根RX光纤的裸光纤经带45°反射棱镜的透镜与一个或两个多通道光芯片相耦合。有益效果为：三维光纤阵列所有V槽均为直V槽，所以TX光纤的裸光纤以及RX光纤的裸光纤均不用弯曲，当其应用于800GDR8硅光模块中时，只用耦合一次光纤阵列。技术研发人员：方文银,彭开盛受保护的技术使用者：武汉钧恒科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4