本發(fā)明屬于光通信，具體是指一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置。

背景技術：

1、高速率光模塊是光通信系統(tǒng)的關鍵組成部件，廣泛應用于網絡交換設備、服務器，網絡存儲、通信設備，以及數(shù)據(jù)中心互連等場景，發(fā)揮著重要作用。近年來，隨著人工智能技術的快速發(fā)展，人工智能服務器集群成為算力的關鍵基礎設施，人工智能服務器互連對高速率光模塊的帶寬、時延、能耗、尺寸提出了越來越高的要求。尤其是800g以上的高速率光模塊快速成為市場主流產品。

2、以800g高速率光模塊為例，現(xiàn)有解決方案為多通道并行，其中單通道速率有兩類，即：100gbps和200gbps。而單通道又有多模和單模兩類技術方案，對于多模技術方案，主要有兩種標準，即：800gsr8和800gsr4。800gsr8采用單通道速率100gbps，需要16根光纖；而800gsr4采用單通道速率100gbps，雙向傳輸，僅需要8根光纖，減少一半；對于單模技術方案，主要有五種標準，即：800gdr8、800g2xdr4、800gpsm8、800g2xfr4，以及800g2xlr4，這些標準都是8根發(fā)送端光纖和8根接收端光纖，單通道速率為100gbps，需要16根光纖，在傳輸距離、應用場景等方面有所不同，適用于不同的應用場合。

3、高速率光模塊的單通道通過激光器發(fā)射光信號，并通過光纖進行傳輸，激光器的選擇對于高速率光模塊的性能至關重要，其中垂直腔面發(fā)射激光器(vcsel)由于其高輸出功率、良好的溫度穩(wěn)定性和易于集成等優(yōu)點，被廣泛應用于高速率光模塊中。當vcsel發(fā)出的光信號，通過耦合光路，耦合進入到多模光纖，并傳輸?shù)綄γ娑丝诘母咚俾使饽K的接收光探測器中。

4、然而，vcsel發(fā)出的光為部分相干光，存在部分相干加強和相干減弱，這會影響光信號的穩(wěn)定性，目前行業(yè)常用的方案，只關注于解決光信號的光斑位置的分布，比如使用渦旋透鏡、環(huán)狀擋光片等方案。

5、例如，專利公告號cn117538996a，公開了光無源模組、光模塊以及通信設備，其公開了在光無源模組出光側設置渦旋透鏡，以降低vcsel光源色散，提高傳輸距離的技術方案；專利公告號cn213276032u，公開了光通訊模組，其公開了利用渦旋透鏡組將通過的光束轉換為渦旋光束，避免光強度集中于光纖中央部分，從而均勻分布在光窗的技術方案；專利公告號cn115865200a，公開了一種光源設備、光模塊、網絡設備以及光斑轉換系統(tǒng)，其公開了利用渦旋透鏡改變平行出射光的光-軸角，使出射光偏折向出射光的軸心方向，從而在輸出端面形成環(huán)形目標光斑，降低目標光斑中心的光強度。

6、渦旋透鏡和環(huán)狀擋光片等方案雖然能夠通過改變光束方向，從而控制光纖輸出光斑的能量分布，但是對于相干光效果不佳，在高速率光模塊應用中，隨著光信號頻率的提高，對于光束能量集中度和穩(wěn)定度要求也越來越高，為此，以800g多模高速率光模塊為例，需要解決由于光源的相干性帶來的光信號強度波動問題，避免光強過于集中在多模光纖的纖芯中心區(qū)域。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，為高速率光模塊的一個通道的光路結構，利用現(xiàn)有高速率光模塊組裝工藝的情況下，通過優(yōu)化激光器vcsel到多模光纖的耦合光路形式，在耦合光路中增加勻光器，從而降低了光源相干性負面影響，弱化了由于光學相干帶來的光強增加或者減弱，提高了光信號的強度穩(wěn)定性。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明采取的技術方案如下：本發(fā)明提出的一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，包括激光器、第一耦合透鏡、第二耦合透鏡、多模光纖、勻光器和光模塊耦合光路，所述激光器為光模塊耦合光路的出光端，所述多模光纖為光模塊耦合光路的接收端，所述第一耦合透鏡靠近激光器，所述第二耦合透鏡靠近多模光纖。

3、作為優(yōu)選的，所述激光器選用vcsel激光芯片。

4、作為優(yōu)選的，所述光模塊耦合光路包含大于等于兩個耦合透鏡。

5、作為優(yōu)選的，所述第一耦合透鏡和第二耦合透鏡的材質優(yōu)選光學塑料、玻璃、硅曲面透鏡、二元超表面透鏡中的一種。

6、作為優(yōu)選的，所述第一耦合透鏡的作用是將激光器發(fā)出的光進行匯聚耦合，匯聚焦點是在第一耦合透鏡和第二耦合透鏡之間，所述第一耦合透鏡距離激光器的距離優(yōu)選設置為0.15-0.8mm，激光器發(fā)出的光信號，經過匯聚焦點后繼續(xù)傳播到第二耦合透鏡，經過第二耦合透鏡后進入多模光纖，從而完成激光器的光信號到多模光纖的傳輸耦合。

7、作為優(yōu)選的，所述第二耦合透鏡距離多模光纖的距離為0.1-0.7mm，所述勻光器設置在第一耦合透鏡到第二耦合透鏡之間的光路匯聚焦點位置，作用是對光學相干性進行減弱。

8、作為優(yōu)選的，所述勻光器所在的平面為與光模塊耦合光路的主光路垂直和與主光路成一定角度中的一種，這樣設置的好處在于減弱勻光器形成的反射光返回到激光器。

9、采用上述結構本發(fā)明取得的有益效果如下：本方案提出的一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，弱化了由于光學相干帶來的光強增加或者減弱，從而提高了光信號的強度穩(wěn)定性；此外，本發(fā)明提供的增加勻光器耦合光路優(yōu)化的技術方案可以利用現(xiàn)有組裝工藝，在不增加組裝成本的情況下，提高了后道工序的效率和良品率。

技術特征：

1.一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，其特征在于：包括激光器、第一耦合透鏡、第二耦合透鏡、多模光纖、勻光器和光模塊耦合光路，所述激光器為光模塊耦合光路的出光端，所述多模光纖為光模塊耦合光路的接收端，所述第一耦合透鏡靠近激光器，所述第二耦合透鏡靠近多模光纖。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，其特征在于：所述激光器選用vcsel激光芯片。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，其特征在于：所述光模塊耦合光路包含大于等于兩個耦合透鏡。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，其特征在于：所述第一耦合透鏡和第二耦合透鏡的材質優(yōu)選光學塑料、玻璃、硅曲面透鏡、二元超表面透鏡中的一種。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，其特征在于：所述第一耦合透鏡的作用是將激光器發(fā)出的光進行匯聚耦合，匯聚焦點是在第一耦合透鏡和第二耦合透鏡之間，所述第一耦合透鏡距離激光器的距離優(yōu)選設置為0.15-0.8mm，激光器發(fā)出的光信號，經過匯聚焦點后繼續(xù)傳播到第二耦合透鏡，經過第二耦合透鏡后進入多模光纖，從而完成激光器的光信號到多模光纖的傳輸耦合。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，其特征在于：所述第二耦合透鏡距離多模光纖的距離為0.1-0.7mm，所述勻光器設置在第一耦合透鏡到第二耦合透鏡之間的光路匯聚焦點位置。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，其特征在于：所述勻光器所在的平面為與光模塊耦合光路的主光路垂直和與主光路成一定角度中的一種。

技術總結
本發(fā)明公開了一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，包括激光器、第一耦合透鏡、第二耦合透鏡、多模光纖、勻光器和光模塊耦合光路，所述激光器為光模塊耦合光路的出光端，所述多模光纖為光模塊耦合光路的接收端，所述第一耦合透鏡靠近激光器，所述第二耦合透鏡靠近多模光纖。本本發(fā)明屬于光通信技術領域，具體是指一種增加勻光器的高速率光模塊光路裝置，為高速率光模塊的一個通道的光路結構，利用現(xiàn)有高速率光模塊組裝工藝的情況下，通過優(yōu)化激光器VCSEL到多模光纖的耦合光路形式，在耦合光路中增加勻光器，從而降低了光源相干性負面影響，弱化了由于光學相干帶來的光強增加或者減弱，提高了光信號的強度穩(wěn)定性。

技術研發(fā)人員：唐成,朱高,陳冰,王彪霖,朱安定,黃毅來
受保護的技術使用者：浙江艾晟光電科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/9/9