Y8T157 再谈光纤的8度角

更新时间:2022-06-06 14:06:16 阅读量:4793

这周六我们有器件封装解析以及可靠性,其中有一个很小的共性现象,就是有很多地方要用斜八度的光纤


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五年前写过,今天再聊一下这个八度角。

光学器件耦合,以激光器为例,激光器通过透镜耦合至光纤,耦合效率与焦距,与透镜的折射率,透镜的形状是球透镜还是非球透镜,或者是Clens/GLens等准直透镜,与耦合效率强相关,这在我的合集里有比较多的细节描述,可以用来参考,今天不赘述。

如果光纤的端面的平面的话,光在空气与光纤的界面,就一定有回波,也就是反射回来的光(光具有波动性)。

回波在平面端直接原路返回。


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反射回来的光,叠加在原有的光的信号上,出现“重影”,我们一般把这些归拢到RIN,也就是相对强度噪声,对信号质量有很大的影响。

俗称眼图变毛了。

如果把光纤斜切一下,那么可以把反射的光(回波路径),给挪出去,不让回波原路返回,提高眼图余量,提升灵敏度性能....总之可以很好的提高整体的信号质量。


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斜切多少度能挪出去主光路?

把激光器的入射光束看一下,这有个最大的角度要求,小于2x7.5°


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为什么有最大的角度要求,是因为光纤要想传导光,采用的原理是光学的全反射原理,不满足全反射条件的则无法实现低损耗传输,这部分光有折射现象,通过包层产生了泄露。


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G.652光纤对于入射光束的角度有了约束,用NA来定义。 这个角度是7.5°,是斜边与中心光轴的角度。


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当斜面大于7.5°,就能让光纤端面的反射光,与之前的主业务光束有效分离。


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这个基本的思路,不仅仅在光纤端面做八度角,而是会在各个折射率突变面都需考虑,如果回波影响很大,就做光路偏移,当回波不影响系统的信号质量时,也可以暂时缓一缓不做斜面。

之前写过的旭创的400G DR4,把原来的彩色图做灰度处理,看红色的线,降低回波反射。


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Avago的EML COC,当然绝大部分厂家的EML COC的MPD与EML芯片,呈现一个角度。


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CW激光器和硅光集成的调制器端面耦合前端,有些厂家做波导斜面。

新飞通、旭创、光迅、Inphi等厂家的外腔可调谐激光器,增益芯片的前端做斜面


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现在单波50G、100G的EML,有些厂家做前端斜面,同时配合SSC模斑转换。


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联特的透镜与波片之间的梯形楔角波片,这个角度也是为了降低端面的回波叠加的。


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5G前传光模块中25G TO中,探测器挖斜槽,目的也是降低反射


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旭创、海信等厂的EML TO封装,那个L型的陶瓷不是90度,而是95-98度左右,目的是让MPD的端面反射斜出


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Avago等厂的EML卧式TO,有个斜贴角度


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 降低反射,降低整体光路中的RIN,是根本需求。旋转的角度与反射端面的折射率分布有关,需要仔细计算,并不一定是简单处理成8°


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