基于VCSEL激光器陣列和PIN探測器陣列,設計和制作了40Gbit/s甚短距離的4通道發(fā)射4通道接收并行光收發(fā)模塊。通過高速電路信號仿真設計,解決了信號完整性、串擾和電磁兼容等問題;通過鍵合金絲長度設計增加了通道帶寬。光模塊單通道傳輸速率可達到5Gbit/s,8通道并行總傳輸速率達到40Gbit/s,實現(xiàn)了并行光收發(fā)模塊高速率、高密度、高可靠性以及小體積設計,為甚短距離高速數(shù)據(jù)處理和傳輸提供了高可靠的多路數(shù)據(jù)鏈接。 

【文章來源】：半導體光電. 2017,38(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖１模塊的電路原理圖模塊接收部分單通道可獨立完成一個信道的

經(jīng)光纖耦合部件輸入至４通道ＰＩＮ探測器陣列，轉(zhuǎn)變成差分電信號，經(jīng)ＰＩＮ驅(qū)動器（包括前置和增益放大器），放大整形為高速數(shù)字信號，由模塊引腳輸出。２　模塊的光路設計ＶＣＳＥＬ陣列發(fā)送光信號的發(fā)光面和ＰＩＮ陣列接收光信號的光敏面與ＭＴ光纖傳輸方向設計成９０°的折角，通過ＭＴ－硅Ｖ形槽４５°反射面來實現(xiàn)光信號的變向傳輸，如圖２、３所示。４５°反射面設計可同時實現(xiàn)４通道光信號的發(fā)射和４通道光信號的接收，是并行光收發(fā)模塊的光路設計和制作難點。ＭＴＶ采用玻璃蓋片將光纖固定在Ｖ形槽中，并用膠排走Ｖ形槽中空氣。將固定好的玻璃蓋片、Ｖ形槽和扁帶光纖一起安裝至研磨機上，經(jīng)過粗磨、精磨和拋光工藝，完成扁帶光纖４５°反射面的制作。反射面研磨要求均勻，一致性好，無缺齒、斷裂等現(xiàn)象，達到光學級 表 面 光 潔 度。之 后 對 光 纖４５°反 射 面 鍍 制８５０ｎｍ波長的高反膜來增大端面的反射率，使入射光束 盡 可 能 多 耦 合 到ＶＣＳＥＬ／ＰＩＮ陣 列 芯 片 的發(fā)光面／光敏面上，以提高耦合效率。ＭＴ－硅Ｖ形槽如圖５。

驅(qū)動激光器陣列發(fā)光，電信號轉(zhuǎn)換成光信號后通過光耦合部件，由ＭＴ光纖連接器輸出。圖１模塊的電路原理圖模塊接收部分單通道可獨立完成一個信道的光－電轉(zhuǎn)換，光信號由ＭＴ光纖連接器傳輸至模塊，經(jīng)光纖耦合部件輸入至４通道ＰＩＮ探測器陣列，轉(zhuǎn)變成差分電信號，經(jīng)ＰＩＮ驅(qū)動器（包括前置和增益放大器），放大整形為高速數(shù)字信號，由模塊引腳輸出。２模塊的光路設計ＶＣＳＥＬ陣列發(fā)送光信號的發(fā)光面和ＰＩＮ陣列接收光信號的光敏面與ＭＴ光纖傳輸方向設計成９０°的折角，通過ＭＴ－硅Ｖ形槽４５°反射面來實現(xiàn)光信號的變向傳輸，如圖２、３所示。４５°反射面設計可同時實現(xiàn)４通道光信號的發(fā)射和４通道光信號的接收，是并行光收發(fā)模塊的光路設計和制作難點。圖２光路示意圖圖３光路變向圖２．１ＭＴ－硅Ｖ形槽的設計方案ＭＴ－硅Ｖ形槽由扁帶光纖（帶ＭＴ連接器）、硅Ｖ形槽和玻璃蓋片組成。高精度硅Ｖ形槽的主要作用是固定多路扁帶光纖，硅Ｖ形槽精度要求嚴格，以保證扁帶光纖２５０μｍ的間距。選用了ＩＣＰ電感耦合等離子體刻蝕方法來刻蝕Ｖ形槽，硅Ｖ形槽如圖４。圖４硅Ｖ形槽示意圖為實現(xiàn)光信號的傳輸變向，設計研磨角度為４５°，通過分析計算出研磨角度允許一定的正向公差。將扁帶光纖（帶ＭＴ連接器）放入硅Ｖ形槽內(nèi)，采用玻璃蓋片將光纖固定在Ｖ形槽中，并用膠排走Ｖ形槽中空氣。將固定好的玻璃蓋片、Ｖ形槽和扁帶光纖一起安裝至研磨機上，經(jīng)過粗磨、精磨和拋光工藝，完成扁帶光纖４５°反射面的制作。反射面研磨要求均勻，一致性好，無缺齒、斷


本文編號：3505581