深圳市福瑞贝斯光电科技有限公司于2020年12月推出填补偏振无关/会聚光应用空白的新型自由空间隔离器,并于2021年6月开始向行业巨头批量交货,经过一年的批量交付及客户交流,福瑞贝斯顺应客户及市场需求,近期为客户开发完成了半自动调光耦合设备,可以向客户提供隔离器产品及调光工艺的全套交钥匙工程,帮助客户快速完成平行光路设计向汇聚光路设计的切换,在更短的时间内完成产品开发。采用此创新汇聚光设计方案可以减少一个透镜,同时将传统平行光设计方案中有严重工艺问题的“适配器+透镜+隔离器”方案简化为成熟稳定的“适配器+隔离器”方案,不仅可以大幅提高产品耦合效率,还可以实现更高的生产效率和更稳定的生产制程。
图一:平行光路设计 VS 汇聚光路设计
此半自动调光设备针对由3个耦合部件(1个输入波导,1个耦合透镜和1个输出波导)构成的汇聚光耦合设计方案开发。此汇聚光设计方案大幅降低对光学零部件精度和组装精度的要求,可以在不严格控制零件公差及装配误差的情况下稳定达成最佳耦合效率,实测耦合效率为99%左右,如图二。远高于平行光设计方案(包含1个输入波导,2个耦合透镜和1个输出波导共4个部件)基于现有调光设备和工艺可以达成的耦合效率。
图二:汇聚光耦合IL统计
将我司的创新型偏振无关/汇聚光自由空间隔离器插入此汇聚光路后的调光结果如图三,插损(IL)约为0.2dB左右,耦合效率也能够稳定保持在95%左右。
图三:隔离器测试结果
平行光设计包含更多的零部件(1个输入波导,2个耦合透镜和1个输出波导共4个部件),调光耦合时如果能提供更多的调节自由度也能够实现最佳耦合,但是更多的调节自由度意味着更高的设备成本,更复杂的调光算法,以及极低的调光生产效率,因此现有平行光设计方案为了保证可行的生产效率(成本),不得不舍弃部分调节自由度,用更高的零部件的公差和组装精度代替部分调光自由度,因此工艺难度大幅提高,且不能得到最佳耦合效率。实际耦合效率远低于上述汇聚光调光设备所得结果。
此创新型偏振无关/汇聚光隔离器可以在光通信100G ZR和400G ZR光模块,传感SLD和SOA器件,以及激光雷达的FMCW+SOA方案中取代现有偏振无关/平行光隔离器设计方案,使产品尺寸更小,性能参数更好,生产工艺更稳定,设备投入更低。
本次汇聚光路耦合效率测试光路设定:
图四:无隔离器光路设定
图五:有隔离器光路设定
福瑞贝斯成立于2014年,始终专注于产品创新,致力于解决客户及行业痛点问题,至今已经推出多款行业首创产品,此款偏振无关/汇聚光自由空间光隔离器是福瑞贝斯于2020年推出的又一新品,我们期待此款产品能够帮助客户解决相关技术难题,助力相关高速模块产品及市场快速成熟。
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