多通道并行光模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能仿真.pdf

1、大數(shù)據(jù)時(shí)代帶來的信息風(fēng)暴使得人們對(duì)于高速率高帶寬信息傳輸?shù)男枨笕找嫫惹小９馔ㄐ乓驗(yàn)槠浯笕萘?、低損耗等特點(diǎn)正在逐步成為主要通訊方式之一，而光收發(fā)模塊作為其中實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的重要器件，其產(chǎn)品需求越來越大。伴隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)通道的不斷增加，對(duì)并行光模塊通道數(shù)的需求也不斷增長，光模塊正在向高速率、高密度、低成本的方向發(fā)展。本文針對(duì)高速并行光模塊進(jìn)行了深入的分析和研究。
　　本文首先介紹了高速并行光模塊發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀，系統(tǒng)地描述了其組成和

2、結(jié)構(gòu)。接著引出了實(shí)現(xiàn)高速光模塊的關(guān)鍵技術(shù)之一，即VCSEL陣列出射光束和光纖陣列之間的耦合問題。本文分析并總結(jié)了現(xiàn)有幾種并行光模塊中耦合結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方案及其優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了一種新型的45°反射面二維陣列式耦合模塊，使得VCSEL發(fā)射出的豎直光束在反射面上發(fā)生全反射變成水平于電路板的光束，從而耦合進(jìn)入光纖傳輸。然后根據(jù)重疊積分的方法和高斯光束的ABCD法則，計(jì)算了此結(jié)構(gòu)中VCSEL與多模光纖之間的耦合效率。當(dāng)光纖與VCSEL出射端的

3、距離H為25μm時(shí)，耦合效率為87.96％，并且隨著H的增大，光耦合效率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。另外，利用仿真軟件構(gòu)建了VCSEL模型和45°反射面二維光纖陣列模型，研究了45°反光面鍍膜和光纖下方貼裝微透鏡對(duì)于光耦合效率的影響?？紤]到實(shí)際生產(chǎn)中可能存在的誤差，還分析了軸向偏移、角向偏移、橫向偏移的偏差對(duì)光耦合效率的影響，得到了該結(jié)構(gòu)的光耦合效率和其在橫向、角向共六個(gè)維度的容差，并得出結(jié)論橫向偏移對(duì)于光耦合效率的影響要大于軸向偏移；角向偏移小于5