具有用于安裝馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器的輔助區(qū)域的光收發(fā)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種光收發(fā)器，具體而言，本申請(qǐng)涉及一種能夠進(jìn)行相干光通信的光收發(fā)器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于要在光通信系統(tǒng)上傳輸大量信息，因此人們一直致力于提高傳輸容量，從而不僅增大傳輸速度而且還提高調(diào)制程度，例如偏振調(diào)制、相位調(diào)制、這兩種調(diào)制的組合等等。這些調(diào)制被稱為無(wú)線通信中的相干調(diào)制技術(shù)。近來(lái)，各種文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道出將相干調(diào)制引入到光通信系統(tǒng)中。
[0003]相干調(diào)制將光的相位作為一個(gè)信息單元。因此，通過(guò)將所傳輸?shù)墓獾南辔慌c基準(zhǔn)光進(jìn)行比較，可以將同相分量和正交分量用作信息單元。前者(同相分量)是相位與基準(zhǔn)光的相位相匹配的分量，而后者是相位與基準(zhǔn)光的相位相差90°的分量。在相干調(diào)制中，基準(zhǔn)光被稱為頻率與信號(hào)光的頻率精確匹配的本振光，而相位相對(duì)于信號(hào)光是可選的。除了相位中的這兩個(gè)分量之外，光通信系統(tǒng)還可以使用兩種偏振作為信息單元。這樣的調(diào)制被稱為雙偏振正交相移鍵控(DP-QPSK)。
[0004]DP-QPSK調(diào)制需要本振光的相位非常穩(wěn)定，即，激光發(fā)射的線寬極窄，并且盡可能緊密。為了獲得較窄的線寬，通過(guò)獨(dú)立于LD的光調(diào)制器執(zhí)行光調(diào)制，具體而言，相干調(diào)制通常引入所謂的馬赫-曾德?tīng)?MZ)調(diào)制器。當(dāng)MZ調(diào)制器主要由介電材料(通常為鈮酸鋰(LN))制成時(shí)，因?yàn)椴牧系碾姽庑?yīng)相對(duì)較小，不可避免的是，采用非常長(zhǎng)的縱向長(zhǎng)度，以確保有效的電-光相互作用。
[0005]本領(lǐng)域中銷售的大多數(shù)光收發(fā)器的外部尺寸和電接口受到各種標(biāo)準(zhǔn)的限定。因?yàn)楣馐瞻l(fā)器在主系統(tǒng)的控制下進(jìn)行操作，所以不同的外部尺寸和電接口會(huì)延緩此類光收發(fā)器的普及。因此，與僅采用幅度調(diào)制的常規(guī)光收發(fā)器相比，相干光收發(fā)器需要在具有有限的內(nèi)部空間的殼體內(nèi)安裝大量的光學(xué)元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一方面涉及一種適用于相干通信系統(tǒng)的光收發(fā)器。本申請(qǐng)的光收發(fā)器包括光學(xué)插座、波長(zhǎng)可調(diào)諧激光二極管(LD)、保偏耦合器(PMC)、光調(diào)制器、光接收器和殼體。光學(xué)插座接納外部光學(xué)連接器。LD產(chǎn)生激光。PMC將從LD輸出的激光分為兩個(gè)光束。光調(diào)制器調(diào)制兩個(gè)光束中的一束，以產(chǎn)生已被調(diào)制的光束。光接收器通過(guò)將從PMC輸出的兩個(gè)光束中的另一束與經(jīng)由外部光學(xué)連接器從外部提供的光信號(hào)進(jìn)行混頻來(lái)恢復(fù)包含在該外部光信號(hào)中的數(shù)據(jù)。殼體將光學(xué)插座、LD、PMC、光調(diào)制器和光接收器封閉在內(nèi)。殼體設(shè)置有用于安裝光學(xué)插座的前面板。本申請(qǐng)的光收發(fā)器的特征在于:殼體設(shè)置有從前面板伸出且安裝有光調(diào)制器的一部分和LD的一部分的前部輔助區(qū)域。
【附圖說(shuō)明】
[0007]參考附圖并閱讀本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述將能夠更好地理解前述和其它目的、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0008]圖1示出根據(jù)本實(shí)施例的光收發(fā)器的透視圖；
[0009]圖2示出光收發(fā)器的內(nèi)部；
[0010]圖3放大了光收發(fā)器的內(nèi)部的主要部分；
[0011]圖4示出通過(guò)移除底部殼體從底部觀察到的光收發(fā)器的內(nèi)部；
[0012]圖5主要示意性地示出光收發(fā)器的光學(xué)系統(tǒng)的功能框圖；
[0013]圖6是智能可調(diào)諧激光器組件(iTLA)的透視圖；
[0014]圖7示意性地示出LD的內(nèi)部；
[0015]圖8A示意性地示出集成相干接收器(ICR)的內(nèi)部，而圖8B示出ICR的功能框圖；
[0016]圖9是殼體(頂部殼體、底部殼體和前面板)的分解圖，示出了底部向上的殼體；
[0017]
[0018]圖10示出空間內(nèi)的元件的布置和內(nèi)部光纖的布線；
[0019]圖11放大了頂部殼體的后部；以及
[0020]圖12是圖11所示的后部的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]接下來(lái)，將對(duì)根據(jù)本申請(qǐng)的一些優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。在附圖的描述中，彼此相同或相似的數(shù)字或符號(hào)指代彼此相同或相似的元件，而不進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。
[0022]圖1示出根據(jù)本實(shí)施例的光收發(fā)器I的透視圖。遵循所謂的C外形封裝可插拔(CFP，Centium Form factor Pluggable)的標(biāo)準(zhǔn)的光收發(fā)器I包括頂部殼體2、底部殼體3、兩個(gè)緊固螺釘4和前面板5。下面的描述假定:“前方”或“向前”對(duì)應(yīng)于設(shè)置有前面板的一偵牝而“后方”對(duì)應(yīng)于與前方相反的一側(cè)，并且從前方到后方的方向?yàn)榭v向。然而，這些描述僅用于說(shuō)明的目的，并不縮小本發(fā)明的范圍。
[0023]均由金屬壓鑄件制成的頂部殼體2和底部殼體3從前面板5到后端具有144mm的縱向長(zhǎng)度且在前面板5中具有75mm的寬度。緊固螺釘4設(shè)置在前面板5的兩側(cè)，以將光收發(fā)器I與主系統(tǒng)鎖卡在一起。
[0024]圖2示出從頂部觀察到的光收發(fā)器I的內(nèi)部；圖3放大了光收發(fā)器I的主要部分；并且圖4示出通過(guò)移除底部殼體3從底部觀察到的光收發(fā)器I的內(nèi)部。如圖2至圖4所示，緊固螺釘4在光收發(fā)器I的兩側(cè)設(shè)置在由頂部殼體2和底部殼體3形成的圖9所示的凹部3a中。緊固螺釘4的后端4a從設(shè)置在光收發(fā)器I的后端中的電插塞6伸出。使電插塞6與主系統(tǒng)中設(shè)置的電連接器配合，并且可以將緊固螺釘4與該電連接器緊固在一起。
[0025]具體而言，緊固螺釘4的端部4a在電插塞6的兩個(gè)外側(cè)伸出，電插塞6設(shè)置有用于射頻(RF)信號(hào)的端子和用于電源的端子，端子的總數(shù)超過(guò)100，且端子之間的節(jié)距為0.8mm。通過(guò)使緊固螺釘4的端部4a與光學(xué)連接器的兩側(cè)設(shè)置的凹孔配合，光收發(fā)器I可以可靠地設(shè)置在主系統(tǒng)中并且與主系統(tǒng)進(jìn)行通信。
[0026]由光收發(fā)器I的頂部殼體2和底部殼體3形成的內(nèi)部空間安裝有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器11、光調(diào)制器12、智能可調(diào)諧激光器組件(iTLA) 13、保偏耦合器(PMC) 14、集成相干接收器(!CR) 15、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 16、半剛性線纜17以及光學(xué)插座18。這些元件中的一些安裝在電路板上。在本光收發(fā)器I中，電插塞6獨(dú)立于電路板。
[0027]光收發(fā)器I的內(nèi)部空間沿著驅(qū)動(dòng)器11在一側(cè)安裝有光調(diào)制器12，光調(diào)制器12具有延伸且細(xì)長(zhǎng)的矩形殼體。四根半剛性線纜17將驅(qū)動(dòng)器11與光調(diào)制器12電連接起來(lái)。半剛性線纜17是被例如銅包覆的同軸線纜，以便能夠撓性地且自由地彎曲，并保持彎曲形狀。因此，半剛性線纜提高了各個(gè)元件在內(nèi)部空間中的布置的靈活性。
[0028]另外，光收發(fā)器I設(shè)置有內(nèi)部光纖Fl至F5。在本實(shí)施例中，五根內(nèi)部光纖Fl至F5被封閉在內(nèi)部空間中。這些內(nèi)部光纖Fl至F5將光調(diào)制器5、iTLA 13、PMC 14、ICR 15和光學(xué)插座18光親合起來(lái)。具體而言，從光調(diào)制器12向前引出且向后轉(zhuǎn)的內(nèi)部光纖Fl將光調(diào)制器12與光學(xué)插座18耦合起來(lái)。稍后將對(duì)內(nèi)部光纖Fl至F5的布置的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。由光調(diào)制器12調(diào)制的四個(gè)光信號(hào)在光調(diào)制器12中被多路復(fù)用，并且通過(guò)設(shè)置在光學(xué)插座18中的光學(xué)連接器Cl輸出。另外，外部光信號(hào)被輸入到另一光學(xué)連接器C2中。
[0029]光學(xué)插座18從前面板5伸出。光學(xué)插座18還通過(guò)另一內(nèi)部光纖F2與ICR 15親合，內(nèi)部光纖F2從光學(xué)插座18向后延伸并且在內(nèi)部空間中轉(zhuǎn)向。輸入到光學(xué)連接器C2中的外部信號(hào)以承載于內(nèi)部光纖F2中的方式進(jìn)入ICR 15。iTLA 13穿過(guò)設(shè)置在前面板5中的開(kāi)口 5a。PMC 14設(shè)置在光學(xué)插座18的后方并且與驅(qū)動(dòng)器11并排設(shè)置。DSP 16被放置在ICR 15的后方。從前面板5的開(kāi)口 5a露出的不僅有iTLA 13而且還有接納光學(xué)連接器C1、C2的光學(xué)插座18。
[0030]圖5主要示意性地示出光收發(fā)器I的光學(xué)系統(tǒng)的功能框圖。除了功能框內(nèi)部的線之外的線對(duì)應(yīng)于光路，而實(shí)線表示電氣通路。iTLA13產(chǎn)生波長(zhǎng)在1.55μπι波段(具體而言為1.53μπι至1.57μπι)內(nèi)的光信號(hào)。
[0031]圖6是iTLA 13的透視圖。iTLA 13包括產(chǎn)生光信號(hào)的LD組件13A、基部13B、電路板13C和連接器13D。在光收發(fā)器I中，與連接器13D耦合的柔性印刷電路(FPC)板通過(guò)安裝在母板上的電路與iTLA電連接。圖7示意性地示出了 LD組件13A的內(nèi)部，該內(nèi)部安裝有LD 13a、波長(zhǎng)檢測(cè)器13b、標(biāo)準(zhǔn)具濾波器13c、監(jiān)測(cè)器光電二極管(mPD) 13d、13e等等。LD 13a可以產(chǎn)生線寬基本上等于或小于10kHz的激光發(fā)射。約1.55 μ m的波長(zhǎng)頻帶對(duì)應(yīng)于約1.95THz的振蕩頻率。因此，約10kHz的線寬能夠?qū)崿F(xiàn)約5X 10 8的穩(wěn)定度。
[0032]再次參考圖5，從iTLA13輸出的本振光束在保持其偏振的同時(shí)被PMC14分開(kāi)。本振光束的偏振平行于LD 13a的有源層，也就是說(shuō)，因?yàn)長(zhǎng)D 13a被封閉在LD組件13A的殼體內(nèi)，所以從LD組件13A輸出的本振光束的偏振被保持為基本上平行于光收發(fā)器I的殼體。被PMC 14分開(kāi)的本振光束中的一束進(jìn)入光調(diào)制器12，而另一束到達(dá)ICR 15。具有由鈮酸鋰組成的LN調(diào)制器的類型的光調(diào)制器12基于通過(guò)半剛性線纜從驅(qū)動(dòng)器11提供的調(diào)制信號(hào)調(diào)制由此提供的本振光束中的一束。調(diào)制信號(hào)超過(guò)1GHz，有時(shí)達(dá)到40GHz。由此提供的調(diào)制信號(hào)對(duì)應(yīng)于Ix、Iy、Qx和Qy，其中，I和Q分別指的是同相和正交，而χ和I對(duì)應(yīng)于偏振。因此，光調(diào)制器12可以進(jìn)行DP-QPSK調(diào)制。
[0033]接收由PMC 14分開(kāi)的本振光束中的另一束的ICR 15通過(guò)執(zhí)行兩個(gè)光束的混頻來(lái)提取從光學(xué)連接器C2提供的輸入光信號(hào)的相位信息。圖8Α示意性地示出ICR 15的內(nèi)部，而圖8Β示出ICR 15的功能框圖。如圖8Α所示，ICR 15包括:可變光衰減器(VOA) 15a ；2個(gè)H)單元15b，其分別對(duì)應(yīng)于各偏振并且分別包括用于同相信號(hào)(I)和正交相位信號(hào)(Q)的兩個(gè)通道；兩個(gè)90°混合器15c，其執(zhí)行兩個(gè)光束的混頻；兩個(gè)歪斜調(diào)節(jié)器15d ;以及一些諸如分束器(BS)和透鏡等光學(xué)元件。ICR 15還設(shè)置有λ/2板15A，以使光路中的信號(hào)光束的偏振從信號(hào)光束旋轉(zhuǎn)至本振光束，而從保偏光纖(PMF)提供的本振光束保持其偏振直至到達(dá)各自的混合器15c。
[0034]具體而言，參考圖8B，ICR 15通過(guò)PMF接收來(lái)自iTLA13的本振光束，同時(shí)通過(guò)單模光纖(SMF)接收來(lái)自光學(xué)連接器C2的信號(hào)光束。每個(gè)光束被各自的BS分成兩個(gè)光束。混合器中的一者對(duì)由BS分開(kāi)的信號(hào)光束中的一束與本振光束