Y8T160 为何背光探测器要斜几度贴装

更新时间:2022-06-09 07:06:39 阅读量:1242

Y8T157 再谈光纤的8度角

有好几个图,比如下图,我说MPD的背光探测器的斜贴也是同样的原理。


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有个留言如下:

探测器为什么要加角度抗反射?光源一般都有隔离器的呀

分三段来说

首先,很多激光器是两面发光的

VCSEL是垂直面发射激光器,表面发射,只有单侧出光。

FP、DFB、EML这些激光器是边发射型,是侧边出光,但不是只在一个侧边有光,而是两侧都发光的。通过设计两侧的出光比例,主要的出光成为前光,用于和光纤耦合。 背向的发光一般来接“背光”功率探测器,功率监控的探测器,可以通过各种光学耦合路径来获得,但大多数的光器件耦合中,把激光器的背光提取出来做光功率检测,是最方便快捷的事儿,久而久之,就把监控探测器叫做了“背光管”

合集2020的第500-503页,说的就是MPD的解释。可以回溯一下。


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由于边发射激光器的两侧出光的特性,那么对于抗反射的需求是一样的。不仅仅希望前向光没有反射,同样希望背向光没有反射。

第二,只要有折射率突变的地方,就有反射存在。

两个折射率分别是n1和n2,界面的反射率就是这个公式。常说的光纤有天然的4.2%的反射存在,说的就是空气和光纤这两种材料的折射率计算出来的。


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背向光进入探测器,空气有个折射率是1.0,探测器的光窗表面一般用氮化硅膜做钝化膜,这个膜系常规工艺下折射率约为2.1

从空气到探测器,存在光学反射,而且比光纤端面的反射率要高很多,氮化硅与空气的界面有12.6%的反射存在。


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背光探测器如果与激光器端面平行,则入射光在端面的反射会原路回来进入到激光器,探测器本身不需要抗反射,但探测器处理不当会带来反射,影响激光器。


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如果斜贴背光探测器,将反射光移除到激光器的入射光路之外,不影响激光器就好。


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探测器正贴与斜贴,入射光束与端面反射光束呈现不同的形态。斜贴可以把反射光束移出去


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第三,有隔离器并不意味着什么反射都不怕了。

激光器的光要进入光纤,最简单的配置是激光器、透镜、隔离器、光纤


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透镜端面存在反射

隔离器本身也存在反射

光纤端面存在反射

.....

我们根本做不到所有的反射点,都用隔离器。

隔离器在光器件中国的作用是来解决未知反射的,不是解决全部反射,什么是未知反射? 

有几个情况,

如,激光器子组件与硅光集成芯片配合,有写激光器会选择隔离器,有些不需要,这和适配兼容性选择有关,如需,则是短距离,大反射,且未知的反射。

如,可调谐激光器与IQ调制器配合,二者如果选择非COSA的方案,Y8T153 COSA与IC-TROSA,则用隔离器来避免短距离,未知的反射

绝大部分情况,是在光模块发射端即将进入光纤插芯的那个位置,添加隔离器,这是来解决传输光纤链路的未知反射。光模块在咱们工厂制造完成后,进入通信设备,一端的发射与另一端的接收相连,这二者的距离,可以是几公里,几十公里,还可以是几百公里,几千公里

光模块要工作多久? 有些要求是10年,有些要求是20年。

在未来光模块几十年的茫茫生涯中,在几十公里的漫漫大地上,我们并不知道未来什么人在什么时间,在哪个地区,用什么方法来接这一段段的光纤,可能是连接器,可能是热熔,可能是冷接...,但凡接不好就有反射存在


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另外光纤是玻璃细丝,不当的弯曲或者应力,会导致光纤产生裂纹,这些裂纹也存在反射

在光模块离开我们,进入他自己的工作生涯中,这些反射是不可提前预知的,虽然通信设备的整体搭建,会尽量降低反射,是尽量降低而不是彻底消除,那么模块中加一个隔离器就是基本保护措施,保护我们光模块未来工作中即使受到反射的伤害,这个伤害也控制一定的范围内(隔离度的概念),未来可以支持正常工作是模块设计的底限。

反射量是会累积的,在光器件设计时,背光探测器的端面反射,透镜的端面反射,隔离器自己的端面反射,这是已知的可控的反射,把这些通过设计降低就能避免累积的反射导致的更大伤害。


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已知的反射面,做一个斜面,把端面反射路径与入射光路径分离,避免原路返回就行,低成本实现方法。

总结一下:

问:探测器为什么要加角度抗反射?光源一般都有隔离器的呀

答: 

探测器加角度,是用来降低对光源的反射。

·   探测器端面有反射

·   边发射光源是双向出光的,正反两面都需要抗反射

光源的隔离器设计

·   隔离器不是大力丸,包治所有反射

·   隔离器用来抵抗未知反射的

·   反射会累积

·   已知的反射容易处理,控制端面的法线角度是最低成本的实现方法




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