專利名稱：光纖模塊的制作方法
光纖模塊
本發(fā)明涉及光纖通訊領(lǐng)域，特別涉及收發(fā)模塊的使用，該收發(fā)模 塊可連接到電底板并能將來(lái)自光纖的輸入光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，也能 夠?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換成輸出光信號(hào)。
光纖數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域中，具有向收發(fā)模塊，特別是可插入式收發(fā)模 塊發(fā)展的趨勢(shì)。這樣的收發(fā)模塊包括位于一個(gè)很小的覆蓋區(qū)模塊
(footprint module )中的光學(xué)元件和電子元件，該覆蓋區(qū)才莫塊可連接 到設(shè)置來(lái)接納多個(gè)這樣的收發(fā)模塊的電子底板上。在一個(gè)機(jī)架(rack) 上典型地設(shè)置了多個(gè)電子底板以提供信號(hào)路由功能。在可插入式收發(fā) 模塊的場(chǎng)合，模塊很容易插入到底板上，從而實(shí)現(xiàn)即插即用功能。盡 管這些模塊最初用于連接路由器和其他設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用，在使用 具有分立元件的線路卡的更為傳統(tǒng)的電信環(huán)境中，在這些模塊的使用 中具有一定的偏移。電-光轉(zhuǎn)換是通過諸如激光二極管的發(fā)射器來(lái)實(shí)現(xiàn) 的。光-電轉(zhuǎn)換是通過接收器，諸如獨(dú)立于發(fā)射器的PIN二極管檢測(cè)器 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
早期非冷卻式收發(fā)模塊由于缺乏波長(zhǎng)穩(wěn)定性僅適用于1300nm或 者CWDM應(yīng)用，近來(lái)，在收發(fā)模塊中實(shí)現(xiàn)了冷卻式發(fā)射組件，能夠 在DWDM應(yīng)用中使用。典型地，該收發(fā)模塊具有PIC (外圍接口控制 器)微控制器形式的控制電路，從而能夠以智能和靈活的方式控制收 發(fā)模塊。
在相關(guān)申請(qǐng)US-5,879,173和US-6，267,606中揭示了收發(fā)才莫塊的一 個(gè)例子。最近，開發(fā)了大量用于收發(fā)模塊的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，且可根據(jù) 一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范來(lái)設(shè)置商業(yè)可得到的收發(fā)模塊。至于其他的 技術(shù)產(chǎn)品，上述標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范允許收發(fā)模塊和底板的互換并可由多個(gè) 功率供電。這些標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范例如為SFP規(guī)范，XFP規(guī)范，XPAK規(guī) 范，SFF規(guī)范，XENPAK規(guī)范和X2規(guī)范。除SFF收發(fā)模塊中電并聯(lián) 的連接器是通過焊接或類似方法連接到底板上之外，其它每種標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 范都是用于可插入式收發(fā)模塊的。盡管現(xiàn)有收發(fā)模塊提供了很多功能且是強(qiáng)有力的工具，但總是希 望能夠提高其性能。為此，現(xiàn)已有正在進(jìn)行的對(duì)收發(fā)模塊的組件設(shè)計(jì) 的開發(fā)，以提高光學(xué)性能和電子性能。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了光纖模塊，包括
電并行連接器，其具有的構(gòu)造使得其能夠被插入到用于接納光纖
收發(fā)模塊的底板的外部電連接器中，
第一和第二光學(xué)連接器，能夠連接到所述第一和第二光纖，以接
收來(lái)自所述第一光纖的輸入光信號(hào)，并沿所述第二光纖傳送輸出光信
號(hào)；
光學(xué)放大器；
光學(xué)電路，設(shè)置成使所述第一光學(xué)連接器從所述第一光纖接收到 的輸入光信號(hào)通過所述光學(xué)放大器形成放大的光信號(hào)，并將所述放大 的光信號(hào)傳遞到所述第二光學(xué)連接器，用于作為輸出光信號(hào)沿所述第 二光纖傳送；以及
控制電路，連接至所述電并行連接器，并被設(shè)置成控制所述光學(xué) 放大器的操作典型地，該模塊具有符合用于光纖收發(fā)模塊的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范的外 部構(gòu)造，這樣，光學(xué)連接器也符合所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，且電并行連接器具 有符合所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的物理構(gòu)造。大多數(shù)情況下，但是不必要，該電 并行連接器的構(gòu)造使之能夠插入到電子底板的外部電連接器中。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了光纖模塊，包括
電并行連接器，其結(jié)構(gòu)允許其能夠插入到電子底板的外部電連接 器中，所述電子底板用于接納光纖收發(fā)模塊；
光學(xué)連接器，能夠連接至光纖，以接收來(lái)自所述光纖的輸入光信 號(hào)，并沿所述光纖傳送輸出光信號(hào)；
光學(xué)放大器；
反射器；
光學(xué)電路，設(shè)置成將來(lái)自所述光纖的輸入光信號(hào)傳遞至所述光學(xué) 放大器；所述反射器被設(shè)置成將第一次通過所述光學(xué)放大器的光反射 通過所述光學(xué)放大器；所述光學(xué)電路被設(shè)置成將光學(xué)放大器的輸出光在第二次通過所述光學(xué)放大器后引導(dǎo)至所述光學(xué)連接器，作為所述輸
出光信號(hào)沿所述光纖傳送；以及
控制電路，連接至所述電并行連接器，并被設(shè)置成控制所述光學(xué) 放大器的操作。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，光學(xué)放大器被封裝在光纖模塊中，其通常是 可插入式光纖模塊，能夠與上述的光纖收發(fā)模塊類型兼容。現(xiàn)有收發(fā) 模塊的用戶(包括通信公司/企業(yè)和設(shè)備制造商)使用機(jī)架中的電子底 板(或卡)，每個(gè)底板都有多個(gè)收發(fā)模塊的位置。根據(jù)本發(fā)明的光纖 模塊可供收發(fā)模塊的用戶提供多種優(yōu)點(diǎn)。由于根據(jù)本發(fā)明的光纖模塊 具有外部構(gòu)造和能與現(xiàn)有收發(fā)模塊匹配的電并行連接器，因此可部署
于和收發(fā)模塊相同的電子底板中。根據(jù)本發(fā)明的光纖模塊可以與現(xiàn)有 收發(fā)模塊相同的方式，例如，在插入式模塊的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的情況下，通 過簡(jiǎn)單的插入連接到底板上。類似地，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)連接器允許 相同類型的光纖被連接到光纖模塊中，收發(fā)模塊能夠很容易地結(jié)合到 整體光學(xué)電路中。
一旦結(jié)合到底板上的收發(fā)模塊中，根據(jù)本發(fā)明的光纖模塊可用于， 例如通過放大進(jìn)出收發(fā)模塊的光學(xué)信號(hào)，提高收發(fā)模塊的光學(xué)性能。 收發(fā)模塊的用戶會(huì)有鏈接預(yù)算(linkbudget)事務(wù)，特別是當(dāng)這些收發(fā) 模塊的使用變得更為廣泛接受用于長(zhǎng)距離系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的光纖 模塊允許這些管理。例如，根據(jù)本發(fā)明的光纖模塊可放大輸入到收發(fā) 模塊的光學(xué)信號(hào)以滿足接收器的動(dòng)態(tài)范圍，或者能夠放大收發(fā)模塊的 輸出光信號(hào)以補(bǔ)償發(fā)射器輸出功率的不足。在接收器需要的情況下， 放大器能夠放大不同波長(zhǎng)的多個(gè)光信號(hào)，用于后續(xù)分離和分布到一系 列接收器。
其他可能的使用包括帶有交叉增益和交相操作的波長(zhǎng)變換、再生 和脈沖整形。交叉增益調(diào)制典型地需要靈活的窄帶濾波。交相調(diào)制需 要一對(duì)SOA干涉計(jì)(interferometer)。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換功能對(duì)于波分復(fù)用系 統(tǒng)中的波長(zhǎng)捷變是很有吸引力的。
然而，具有獨(dú)立接收光學(xué)組件(ROSA)和發(fā)射光學(xué)組件(TOSA) 的標(biāo)準(zhǔn)收發(fā)模塊，與根據(jù)本發(fā)明的光纖模塊是大為不同的。即，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光纖模塊的光學(xué)電路是雙端的，即，輸入的光傳 遞到輸出。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的光纖模塊的光學(xué)電路是單端的(或 者能夠包括兩個(gè)獨(dú)立的單端電路)，但是輸入和輸出信號(hào)在同一光纖 中傳送。
盡管具有這些差異，當(dāng)電并行連接器具有與收發(fā)模塊相同的構(gòu)造 時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的光纖模塊的控制電路可設(shè)置成提供類似于收發(fā)模塊 的電子接口。這樣能夠直接實(shí)現(xiàn)同一等級(jí)的智能控制和報(bào)告。例如，
控制電路可以是PIC微控制器，使用與收發(fā)模塊類似的控制信號(hào)，光
學(xué)放大器的操作和增益可受控。類似地，適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控信號(hào)可被輸出到 主系統(tǒng)，例如，可由主系統(tǒng)識(shí)別為放大器的監(jiān)控信號(hào)，或者提供光學(xué) 輸入和光學(xué)輸出功率報(bào)告，誤差報(bào)告和/或模塊的其他操作參數(shù)報(bào)告。 一般而言，本發(fā)明能夠應(yīng)用于任何類型的現(xiàn)有或?qū)?lái)的收發(fā)模塊
的設(shè)計(jì)，包括但不局限于根據(jù)SFP規(guī)范，XFP規(guī)范，XPAK規(guī)范，SFF 規(guī)范，XENPAK規(guī)范或X2規(guī)范的收發(fā)模塊。
一般而言，本發(fā)明可用任何類型的光學(xué)放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選使用 半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)實(shí)現(xiàn)。功率性能在收發(fā)模塊的標(biāo)準(zhǔn)中是基 礎(chǔ)和重要的。在低驅(qū)動(dòng)電流下操作SOA的能力，以及無(wú)冷卻或最小或 降低冷卻情況下操作SOA的能力提供了不會(huì)超出標(biāo)準(zhǔn)功率限制的情 況下實(shí)現(xiàn)光學(xué)放大器的能力。至于冷卻要求，對(duì)收發(fā)模塊中的傳送器 功能建立半-冷卻式操作，例如，SOA被冷卻至將近40。C而不是通常 的20。C。相反，對(duì)泵模塊需要高激光驅(qū)動(dòng)電流的需要限制了光學(xué)放大 器的其他使用，例如摻雜光纖放大器和摻雜波導(dǎo)放大器，特別是收發(fā) 模塊中的EDFA和EDWA。這里，即使泵經(jīng)常不被冷卻，功率需求和 熱消散的需求很大，使得很難滿足標(biāo)準(zhǔn)功率限制的要求。
半導(dǎo)體光學(xué)放大器的使用還允許達(dá)到總體光學(xué)組件的小形狀，從 而更容易滿足收發(fā)模塊的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提出的空間約束。其他光學(xué)放大器 是可能的，諸如摻雜光纖放大器和摻雜波導(dǎo)放大器，特別是EDFA和 EDWA,但對(duì)于任何給定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，容納必要的組件是更為困難的，特 別是光纖或波導(dǎo)本身和泵激光器。
在半導(dǎo)體光學(xué)放大器的情況下，大量技術(shù)可用于輔助光學(xué)設(shè)備尺寸的最小化，使之能夠適合有限空間，如下。
有益地，光學(xué)電路包括一系列光學(xué)元件，其間具有自由空間。
本文中，這提供了波導(dǎo)安置使用方面的優(yōu)點(diǎn)，其中光是從連接器 沿波導(dǎo)引導(dǎo)至半導(dǎo)體光學(xué)放大器。第一印象是波導(dǎo)排列更為緊湊。然 而，實(shí)際上，當(dāng)考慮采用冷卻器來(lái)滿足必要的冷卻要求時(shí)，光學(xué)鏈設(shè) 置提供了更為緊湊的光學(xué)組件。不僅半導(dǎo)體光學(xué)放大器產(chǎn)生熱量，周 圍環(huán)境也產(chǎn)生熱量，包括冷卻器自身的熱量。熱量的產(chǎn)生和冷卻是本 文中安裝在帶有收發(fā)模塊的底板上的光纖模塊的特殊問題。在這樣的 位置，由于和其他模塊和元件鄰近，因此熱量輻射受到限制，熱量輻 射主要是通過連接器的外殼。在波導(dǎo)設(shè)置的情況下，包括波導(dǎo)的元件 被耦合到半導(dǎo)體光學(xué)放大器上，整個(gè)單元必須被冷卻，因此需要大冷 卻器。相反，對(duì)于光學(xué)鏈設(shè)置，冷卻要容易得多。對(duì)于相鄰的元件， 例如透鏡，和半導(dǎo)體放大器一樣地需要冷卻。這是因?yàn)楣鈱W(xué)鏈設(shè)置能 夠容忍相對(duì)熱膨脹和收縮引起的光學(xué)元件的相對(duì)移動(dòng)。降低的熱需求 允許使用較小的冷卻器，反過來(lái)降低了光學(xué)組件的總體尺寸。
光學(xué)電路優(yōu)選在光學(xué)放大器的輸入側(cè)包括至少一個(gè)透鏡，設(shè)置來(lái) 將輸入光信號(hào)的光引導(dǎo)至半導(dǎo)體光學(xué)放大器，光學(xué)放大器的輸出側(cè)至 少包括一個(gè)透鏡，用于從半導(dǎo)體光學(xué)放大器收集輸出光信號(hào)的光。
透鏡的使用使得光學(xué)電路的光學(xué)鏈特性更容易實(shí)現(xiàn)。不需要使用
具有透鏡的光纖來(lái)耦合S0A并且克服光纖彎曲半徑的問題。透鏡的使 用使得使用自由空間隔離器成為可能。
本發(fā)明的第一方面的優(yōu)點(diǎn)在于，第一和第二光學(xué)連接器并排設(shè)置， 光學(xué)電路包括一對(duì)反射器，用來(lái)使來(lái)自第一光學(xué)連接器的光通過光學(xué) 電路到達(dá)第二光學(xué)連接器，在這種情況下，半導(dǎo)體光學(xué)放大器優(yōu)選設(shè) 置在一對(duì)反射器之間的光學(xué)電路中。
這樣，半導(dǎo)體光學(xué)放大器能夠置于相對(duì)光學(xué)連接器較近的地方。 光學(xué)組件產(chǎn)生熱量，不管半導(dǎo)體光學(xué)放大器被冷卻或者不被冷卻，熱 量從光學(xué)連接器的外殼輻射的。相反，在EDFA或者EDWA的情況下， 需要泵激光器，且設(shè)置將熱量從該外殼輻射變得更為困難，這是由于 泵被隔離到放大信號(hào)的光學(xué)通路上。任何活動(dòng)元件(泵激光器，半導(dǎo)體光學(xué)放大器，發(fā)射激光器)的冷卻是很重要的，小尺寸允許接近輻 射表面。
在本發(fā)明的第一方面的情況下，光學(xué)電路優(yōu)選包括第一和第二隔 離器，光學(xué)電路被設(shè)置成將從第 一光纖接收到的輸入光信號(hào)在通過半 導(dǎo)體光學(xué)放大器前，通過第一隔離器，并使半導(dǎo)體光學(xué)放大器輸出的 放大的光學(xué)信號(hào)在通過第二光學(xué)連接器前，通過第二隔離器。
離散的隔離器的使用克服了使用基于光纖的隔離器帶來(lái)的空間限 制。光纖具有與模塊尺寸不一致的彎曲半徑限制?；诠饫w的隔離器
的引入允許非角度光纖(non-angled fibre)連接器的使用。通常使用 角度光纖連接器來(lái)克服到放大器的反射。當(dāng)使用隔離時(shí)這些就不需要 了。使用非角度連接器與相鄰收發(fā)模塊上使用的連接器相兼容。
為便于更好地理解本發(fā)明，通過參考下面的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明 的非限制性的實(shí)施例，其中

圖1是光纖模塊的前視圖； 圖2是圖1所示光纖模塊的分解視圖； 圖3是圖1所示光纖模塊的光學(xué)組件的前視圖； 圖4是第一可選的光學(xué)組件的圖 圖5是第三可選的光學(xué)組件的圖 圖6是第四可選的光學(xué)組件的圖 圖7是第五可選的光學(xué)組件的圖；以及 圖8是第六可選的光學(xué)組件的圖。
描述了各種實(shí)施方式，其中一些是其他實(shí)施方式的改進(jìn)。為了避 免重復(fù)，共同的元件使用相同的數(shù)字來(lái)表示，不再重復(fù)其描述。
圖1顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光纖模塊1。光纖模塊1具 有符合SFP規(guī)范(用于收發(fā)模塊的規(guī)范)的外部結(jié)構(gòu)。SFP規(guī)范趨向 于用于這樣一種收發(fā)模塊，該收發(fā)模塊包括能夠?qū)⑤斎牍庑盘?hào)轉(zhuǎn)換成 輸入電信號(hào)的接收器，和能夠?qū)⑤敵鲭娦盘?hào)轉(zhuǎn)換成輸出光信號(hào)的接收 器。
光纖模塊1的外部配置滿足SFP規(guī)范，內(nèi)部電子和光學(xué)元件被封裝在具有伸長(zhǎng)外形的外殼2中，使得能夠通過沿方向A滑動(dòng)插入到電 子底板中，下面將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)描述。
在外殼2的前端，光纖模塊1具有頭部3，頭部3是整體元件， 其中形成了符合SFP規(guī)范的第一和第二光學(xué)連接器4和5。第一和第 二光學(xué)連接器4和5是符合標(biāo)準(zhǔn)形狀的插座形式，能夠接受光纖8和 9的端部上提供的匹配插頭6和7。當(dāng)插頭6和7如箭頭B所示插入 到光學(xué)連接器4和5中時(shí)，第一光學(xué)連接器4被連接到第一光纖8， 用于接收來(lái)自第一光纖8的輸入光信號(hào)；類似地，第二光學(xué)連接器5 被連接到第二光纖9，用于沿第二光纖9傳送輸出光信號(hào)。
光纖模塊1的外殼2形成為具有基底IO和蓋體11，圖2所示是 移開蓋11的光纖模塊1的分解圖。在外殼2中，光纖模塊1包括用于 光學(xué)組件20(下面參考圖3進(jìn)行描述)的容器12,和安裝了控制電路 14的電路板13。光學(xué)組件20的元件密封在容器12中。
在光纖模塊1的尾部，電路板13形成有電并行連接器15,電并 行連接器15為位于電路板13的味部17上的觸點(diǎn)16形式。蓋體11 在光纖模塊的尾部是開放的，從而暴露出電并行連接器15。電并行連 接器15的物理結(jié)構(gòu)符合SFP規(guī)范。因此電并行連接器15能夠滑入外 殼并插入到根據(jù)SFP規(guī)范設(shè)置的電子底板19上的外部電連接器18， 從而外部電連接器18也能夠接納并使用符合SFP規(guī)范的光纖收發(fā)模 塊。這使得光纖模塊1能插入到現(xiàn)有的電子底板而無(wú)需其他設(shè)備。
下面描述示于圖3的容器12中的光學(xué)組件20。
根據(jù)SFP規(guī)范，收發(fā)模塊包括收發(fā)光學(xué)組件(ROSA)和獨(dú)立的 發(fā)射光學(xué)組件(TOSA)。收發(fā)光學(xué)組件(ROSA)被連接以從第一光 學(xué)連接器4接收第一光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成輸入電信號(hào)；獨(dú)立的發(fā)射光 學(xué)組件(TOSA)可被連接到第二光纖9，并將輸出電信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出 光信號(hào)沿第二光纖9傳送。
相反，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，光纖模塊1的光學(xué)組件20是雙端 的。特別地，光學(xué)組件20將在第一連接器4從第一光纖8輸入的光， 傳送到光學(xué)電路以在第二連接器5沿第二光纖9輸出。這樣，光纖模 塊的容器12和光學(xué)組件20置于光纖模塊1內(nèi)與收發(fā)模塊中的TOSA和ROSA的位置對(duì)應(yīng)的空間中。光學(xué)組件20可4吏用類似應(yīng)用于現(xiàn)有 TOSAS和ROSA的封裝技術(shù)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保持低成本和使用現(xiàn)有零 部件。
光學(xué)組件20包括安裝在基底31上的一系列光學(xué)元件，這些元件 自由間隔以形成光學(xué)電路，從而將第一連接器4沿著光路32從第一光 纖8"J妄收到的輸入光信號(hào)，傳遞通過SOA 21進(jìn)4亍i文大，以形成一i丈 大的光信號(hào)，然后將該放大的光信號(hào)沿光路33傳遞至第二光學(xué)連接器 5，并作為輸出光信號(hào)沿第二光纖9進(jìn)行傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，SOA 21在其線性領(lǐng)域操作，因此它能將輸入光信號(hào)放大以提供輸出信號(hào)而 不改變信號(hào)的內(nèi)容。這樣，光纖模塊1可例如在一定范圍的波長(zhǎng)上用 于預(yù)放大或者高功率信號(hào)的提升(boosting)。
元件之間的具有空間的光鏈設(shè)置提供了比使用連續(xù)波導(dǎo)設(shè)置要好 的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)考慮到下述冷卻要求時(shí)光學(xué)組件20的總體尺寸減小。這種 配置也提供了在光學(xué)組件20內(nèi)的更大的自由空間，從而能夠容納附加 的元件。
然而，光學(xué)組件20能夠可選地使用在其中光沿波導(dǎo)進(jìn)行傳遞的連 續(xù)波導(dǎo)設(shè)置，例如，形成為無(wú)源波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的形式。
光學(xué)連接器4和5分別終止于光纖端頭22和23，當(dāng)它們與光纖8 和9連接時(shí)分別與其光學(xué)耦合(如圖3中點(diǎn)劃線所示)。光纖端頭22 和23將光耦合到光學(xué)組件20形成的光學(xué)電路，和將光從其耦合出。
根據(jù)SPF規(guī)范光學(xué)連接器4和5并排設(shè)置，來(lái)自第一連接器4的 光纖端頭22的光沿者逆平行(anti-parallel)的方向傳遞到由第二連接 器5的光纖端頭23接收的輸出光信號(hào)的光。為了引起光的方向的必要 的改變，光學(xué)組件20包括一對(duì)反射器24和25，第一反射器24被設(shè) 置成反射來(lái)自第一連接器4的輸出光，第二反射器5被設(shè)置成將來(lái)自 第一反射器24的光反射至第二連接器5。連接器24和25以相對(duì)光軸 45。角設(shè)置，從而可以90。角反射入射光，原則上也可以使用其他角度 來(lái)改變光的方向。
下面將描述改變光的方向的其他方法，但是優(yōu)選使用反射器24 和25，因?yàn)樗鼈兲峁┝司o湊設(shè)置，在一個(gè)很小的容積里改變了光的方向。這使得光學(xué)組件20的外殼可與根據(jù)SFP規(guī)范的收發(fā)模塊的 TOSA和ROSA處于同一空間。
SOA 21置于一對(duì)反射器24和25之間。SOA 21的這個(gè)位置相對(duì)于 將其置于第一反射器24的輸入側(cè)或第二反射器25的輸出側(cè)來(lái)說(shuō)更為 便利，因?yàn)樗沟霉鈱W(xué)組件20的設(shè)置更為緊湊。實(shí)際上，這種將輸入 和輸出置于同 一封裝側(cè)的SOA的設(shè)置是不常見的，但是在本發(fā)明中這 能 夠?qū)崿F(xiàn)SFP格式。
SOA21為掩埋式異質(zhì)結(jié)構(gòu)SOA，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠降低功率消耗。 這在插入到根據(jù)SFP規(guī)范(其對(duì)單個(gè)模塊的功率消耗具有 一定的約束) 的相鄰收發(fā)模塊的電子底板19中的光纖模塊1中時(shí)更為有利。原則上 SOA 21也可以具有其他的設(shè)計(jì)。
SOA 21具有多棱面設(shè)置，與入射通路和反射光通路具有一個(gè)小的 角度以減小反射和耦合損失。
為了耦合光纖端頭22和23和SOA21之間的光，光學(xué)電路使用了 透鏡結(jié)構(gòu)。特別的，SOA21的輸入側(cè)上的兩個(gè)透鏡36和37將輸入光 引導(dǎo)至SOA21的波導(dǎo)處，在SOA21的輸出側(cè)上的兩個(gè)透鏡38和39 收集從SOA21的波導(dǎo)的光輸出。透鏡36相鄰于光纖端頭22,并將光 纖端頭22輸出的光4交準(zhǔn)為一光束，而透4竟37相鄰于SOA21,將來(lái)自 透鏡37的光束引導(dǎo)至SOA21上。同樣，透鏡38相鄰于SOA21，將 來(lái)自SOA21的光束出校準(zhǔn)為一光束，而透鏡39相鄰于光纖端頭23， 將來(lái)自透鏡38的光束導(dǎo)至光纖端頭23。盡管透鏡36至38的這種結(jié) 構(gòu)被校準(zhǔn)，這并不是必要的，通過透鏡之間的光也可以不校準(zhǔn)。類似 地，也可能使用不校準(zhǔn)的方式，包括在SOA 21的輸入側(cè)上設(shè)置單個(gè) 透鏡，在SOA21的輸出側(cè)上設(shè)置單個(gè)透鏡。
這種透鏡配置的優(yōu)點(diǎn)在于筒化了光學(xué)組件20的光學(xué)鏈設(shè)置。
由光學(xué)組件20提供的光學(xué)電路進(jìn)一步包括分別設(shè)置在SOA 21 的輸入側(cè)和輸出側(cè)的第一和第二隔離器28和29。這樣，從第一光纖8 接收的輸入光信號(hào)通過SOA 21前的第一隔離器28，從SOA 21輸出 放大的光信號(hào)在沿第二光線9傳送之前通過第二隔離器29作為輸出光 信號(hào)。隔離器28和29為光纖隔離器的形式。第一和第二隔離器28和29的特殊位置是在反射器24和SOA 21、反射器25和SOA 21之 間。第一和第二隔離器28和29也可以設(shè)置在光纖端頭22和23和反 射器24和25之間。
光學(xué)組件20還提供有功率抽頭(power tap)用于監(jiān)控輸入光信號(hào) 和輸出光信號(hào)的功率。功率抽頭是由安裝在反射器24和25尾部上的 光敏二極管34和35來(lái)實(shí)現(xiàn)的，反射器24和25將一'J、部分入射光傳 送到光敏二極管34和35。作為一種選擇，功率抽頭也可集成在隔離 器28和29上，或者以其他方式實(shí)施。
SOA21提供有熱電冷卻器30， SOA21安裝在其上，但是光學(xué)組件 20也可使用無(wú)冷卻的SOA21。熱電冷卻器30可包括熱敏電阻(未顯 示)，用于監(jiān)控SOA21的溫度。
如圖所示，熱電冷卻器30僅冷卻SOA21,以使SOA21和環(huán)境吸 收的熱量最小，并使熱電冷卻器30的尺寸最小，以及產(chǎn)生的熱輻射最 大。這是可能的，因?yàn)楣鈱W(xué)組件20的其他元件的光學(xué)鏈設(shè)計(jì)對(duì)與SOA 21的溫度差異關(guān)聯(lián)的這些元件的移動(dòng)提供了足夠的容錯(cuò)。另外，熱電 冷卻器30也可以冷卻相鄰于SOA 21的透鏡37和38，但是即使這種 情況下，熱電冷卻器30仍舊可以很小。由于暴露在光纖模塊21的前 端，包括光學(xué)連接器4和5的頭部3輻射光學(xué)組件21產(chǎn)生的熱量，光 纖模塊1的另外側(cè)在使用中相鄰其他模塊，例如收發(fā)模塊。
光學(xué)組件21的功率需求來(lái)自SOA 20的驅(qū)動(dòng)電流和熱電冷卻器30 的功率需求。SOA20的驅(qū)動(dòng)電流與其他光學(xué)放大器(諸如，摻雜光纖 (dopedfibre)放大器和摻雜波導(dǎo)放大器，特別是EDFA和EDWA) 相比較是相當(dāng)?shù)偷?。而且，這和上面討論的低冷卻需求一起意味著光 學(xué)組件可滿足SFP規(guī)范的功率限制。特別地，由SFP規(guī)范指定的最小 功率消耗是1W。還規(guī)定了 7(TC的最大操作溫度，但是有效的內(nèi)部溫 度將近80°C。這些要求都能滿足。在一個(gè)實(shí)施例中，熱電冷卻器30 的功率大約0. 5W，用于半冷卻操作(能夠?qū)OA 20冷卻至大約40°C ， 而不是2(TC)的驅(qū)動(dòng)SOA20的功率是0.3w。
另外，光學(xué)組件20的緊湊結(jié)構(gòu)允許它能夠配置在相應(yīng)于根據(jù)SFP 規(guī)范的收發(fā)4莫塊T0SA和R0SA提供的空間的間隔20內(nèi)。這個(gè)小的形狀因素是通過選擇SOA 21作為光學(xué)放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
如上所述，在電路板13上提供了控制電路14?？刂齐娐?4被設(shè) 置來(lái)驅(qū)動(dòng)并控制SOA21?？刂埔灶愃朴贒WDM激光器的方式發(fā)生， DWDM激光器是收發(fā)模塊的TOSA中使用的一種傳輸器類型?？刂齐?路14是由PIC (外圍接口控制器)微控制器實(shí)現(xiàn)的，并被連接于電并 行連接器15。相應(yīng)地，控制電路14接收來(lái)自電并行連接器15的控制 信號(hào)，相應(yīng)于該控制信號(hào)控制SOA21。
控制電路14設(shè)置承提供電子接口，其類似于根據(jù)SFP規(guī)范的收發(fā) 模塊的接口。具有光纖模塊1的電子接口符合SFP規(guī)范，除了需要根 據(jù)需要進(jìn)行改變以控制SOA21,而不是收發(fā)模塊的TOSA和ROSA。 這允許SOA 21的智能控制，這意味著可〗吏用SOA 21和光學(xué)組件20 的其他元件，而不用詳細(xì)了解如何使用它們。例如，控制電路14可實(shí) 現(xiàn)SOA 21的慢啟動(dòng)用于保護(hù)。類似地，也需要控制驅(qū)動(dòng)電流來(lái)保護(hù) SOA21避免高輸入功率的傷害。在檢測(cè)沒有輸入信號(hào)的情況下，在預(yù) 期到連接上的信號(hào)浪涌時(shí)，可關(guān)閉SOA21。可設(shè)置最大輸出功率條件。 可優(yōu)化SOA21的性能以避免功率飽和和信號(hào)失真。
類似地，控制電路14可提供監(jiān)控信號(hào)，該信號(hào)可將光纖模塊1識(shí) 別為包括光學(xué)放大器的模塊、或者可代表光學(xué)組件20特別是SOA 21 的操作參數(shù)。例如，監(jiān)控信號(hào)可報(bào)告光學(xué)輸入和輸出功率，誤差和/ 或其他操作參數(shù)。另外，監(jiān)控信號(hào)符合SFP規(guī)范，除非由于使用SOA 21需要有所差別。
使用中，典型地在機(jī)架中設(shè)置了一對(duì)電子底板19。該電子底板19 提供了大量外部電連接器18。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，電連接器18都接納收 發(fā)模塊。然而，光纖模塊1也可插入到一些外部電連接器18中。光纖 8和9可插入到光纖模塊1和收發(fā)模塊，以通過通過光纖模塊1路由 光信號(hào)到收發(fā)模塊，或路由來(lái)自收發(fā)模塊的光信號(hào)，從而使其操作來(lái) 通過將光信號(hào)放大到期望的水平提高收發(fā)模塊的光學(xué)性能。
盡管光纖模塊1是基于SFP規(guī)范的，對(duì)收發(fā)模塊來(lái)說(shuō)也可有等價(jià)的 符合任何其他標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的模塊。
下面描述光學(xué)組件20的其他設(shè)計(jì)。光學(xué)組件20的第一可選設(shè)計(jì)示于圖4。在該情況下，根據(jù)本發(fā)明 的第一方面，光學(xué)組件20是雙端的。SOA 21設(shè)置成與第一光學(xué)連接 器4成一直線(也可與第二連接器5成一直線)。該光學(xué)電路還包括 兩個(gè)光纖41和42,第一光纖41從SOA21連接到反射器43，第二光 纖42通過從反射器43連接到第二光學(xué)連接器5，從而與第一光纖41 串接。光反射器43可以是光纖反射器。反射器43的使用允許光的方 向倒轉(zhuǎn)，從而允許光從第一連接器4導(dǎo)引至第二連接器5。光纖反射 器43也可提供功率監(jiān)控。作為對(duì)兩個(gè)光纖41和43和反射器43的一 種替換，也可用單光纖從SOA21連接到第二反射器5，不過這需要使 用具有緊彎曲半徑的光纖。這種可選的方法能夠降低成本。
光學(xué)組件20的第二種設(shè)計(jì)方法是使用形成為反射放大器芯片的 SOA。在這種情況下， 一個(gè)可能的結(jié)構(gòu)是使用循環(huán)器(circulator)分 開與該芯片的一個(gè)光接口關(guān)聯(lián)的輸入光學(xué)信號(hào)和輸出光信號(hào)。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明第二方面的光學(xué)組件20的其他設(shè)計(jì)方法， 其中，光學(xué)組件20是單端的。特別地，在這些可選的設(shè)計(jì)中，之所以 說(shuō)光學(xué)組件20是單端的，是因?yàn)榻邮蛰斎牍庑盘?hào)的光的光纖和用于輸 出光信號(hào)的光的光纖是相同的。在這種結(jié)構(gòu)中，具有與放大器關(guān)聯(lián)的 單端口的循環(huán)器可用作外部元件以分離輸入光信號(hào)和輸出光信號(hào)。
光學(xué)組件20的第三可選實(shí)施例示于圖5。在該實(shí)施例中，SOA 21 通常操作在其線性區(qū)域，而非線性區(qū)域也是可能的。在一個(gè)應(yīng)用中， SOA21可放大輸入光信號(hào)來(lái)提供輸出信號(hào)，而不改變信號(hào)的內(nèi)容。在 另一個(gè)應(yīng)用中，在輸入光信號(hào)中無(wú)數(shù)據(jù)的時(shí)隙中，SOA21也可用來(lái)基 于時(shí)間復(fù)用的基礎(chǔ)上，調(diào)制信號(hào)以將數(shù)據(jù)傳送至上游。這樣，光纖模 塊1可在寬的波長(zhǎng)范圍上，例如用于預(yù)放大或高功率信號(hào)提升。
在第三可選的設(shè)計(jì)中，光學(xué)組件20使用第一連接器4接收來(lái)自光 纖8的輸入光信號(hào)，并將輸出光信號(hào)傳送到同一光纖8。這樣，光纖 模塊1的容器12和光學(xué)組件20置于光纖模塊1內(nèi)的一個(gè)空間，該空 間相應(yīng)于根據(jù)SFP規(guī)范的收發(fā)模塊中的TOSA和ROSA的位置。光學(xué) 組件20可使用類似用于現(xiàn)有TOSA和ROSA的封裝技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)，以 保持低成本和便于使用現(xiàn)有零部件。光學(xué)組件20包括安裝在基底31上的一系列光學(xué)元件，這些原件之 間具有自由空間以形成光學(xué)電路，該電路將在第一連接器4接收到的 輸入光信號(hào)的光沿光路51傳遞至SOA 21進(jìn)行放大，并將從SOA 21 輸出的輸出光信號(hào)的光以與輸入光信號(hào)相反方向沿同一光路51傳遞 至第一連接器4。 SOA 21設(shè)置有多個(gè)端面，與光路51具有一個(gè)小的 角度，以減小反射和耦合損失。元件之間具有一定間隔的光學(xué)鏈設(shè)置 提供了比使用連續(xù)波導(dǎo)設(shè)置更好的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)考慮到下述冷卻要求時(shí)， 可降低光學(xué)組件20的總體尺寸。這種結(jié)構(gòu)也使光學(xué)組件20內(nèi)的自由 空間增加，從而能夠容納更多附加元件。
然而可選地，光學(xué)組件20還可使用在其中沿波導(dǎo)引導(dǎo)光的連續(xù)波 導(dǎo)設(shè)置，其可以是無(wú)源波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的形式。
為了實(shí)現(xiàn)單端設(shè)計(jì)，光學(xué)組件20具有反射器52，它將通過SOA21 的光反射回SOA 21。該實(shí)施例中的反射器52與SOA 21凈皮集成到同 一個(gè)半導(dǎo)體芯片53上。 一個(gè)可能性是反射器52形成于半導(dǎo)體芯片53 的后棱面，例如作為鏡面涂層。另一個(gè)可能性是反射器52通過在半導(dǎo) 體芯片53中的格柵(grating)形成。這使得反射器52也能作為具有 特定的反射特性，諸如通帶的濾波器使用。這種波長(zhǎng)選擇性例如能夠 在SOA 21的輸出處截止不需要的波長(zhǎng)。這就降低了整體發(fā)射能量， 提高了信噪比。而且，截止的信號(hào)可在后棱面之外收集用于功率監(jiān)控， 或者，例如，用于檢測(cè)不同波長(zhǎng)的下游信號(hào)至上游的傳送。這里，下 游數(shù)據(jù)受益于在檢測(cè)前的預(yù)放大或取決于波長(zhǎng)的透明波導(dǎo)。
作為一種選擇，SOA 21本身也可在一特定時(shí)隙中基于時(shí)間復(fù)用， 反向偏置地用來(lái)檢測(cè)由輸入光信號(hào)代表的下游數(shù)據(jù)。
作為另外一種選擇，反射器52也可通過設(shè)置在SOA21后棱面后面 的獨(dú)立元件實(shí)現(xiàn)。
第一光學(xué)連接器4是由光纖端頭22終止的，該光纖端頭在光纖8 被連接時(shí)與之可選擇地耦合。光纖端頭22將光送入或引出光學(xué)組件 20形成的光學(xué)電路。
為了耦合光纖端頭22和SOA21之間的光，光學(xué)電路使用透鏡式結(jié) 構(gòu)。特別地，在第 一連接器4和SOA 21之間的光路52中提供透鏡54。該透鏡將來(lái)自第一連接器4的輸入光導(dǎo)入到SOA 21的波導(dǎo)，類似地， 收集從SOA 21的波導(dǎo)輸出的光將其導(dǎo)入到光纖端頭22。這種透鏡式 結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于使得光學(xué)組件20的光學(xué)鏈設(shè)置更為容易。
光學(xué)組件20還提供有光敏二極管55，用作監(jiān)控通過SOA的光信號(hào) 的能量的功率抽頭。光敏二極管55安裝在SOA21的后棱面，接收一 小部分沒有由反射器55反射的光。功率抽頭也可用其他方法實(shí)現(xiàn)。
可選地以及取決于環(huán)境和性能要求，SOA21設(shè)置有熱電冷卻器30， SOA21安裝于其上，盡管光學(xué)組件20可選地也可使用未冷卻的SOA 21。熱電冷卻器30可包括熱敏電阻(未顯示)，用于監(jiān)控SOA21的 溫度。
如圖所示，熱電冷卻器30僅冷卻SOA21以使SOA21和從環(huán)境吸 收的熱量最小，并使熱電冷卻器30的尺寸最小化，以及使產(chǎn)生的熱量 的輻射最大。這是可能的，因?yàn)楣鈱W(xué)組件20的其他元件的光學(xué)鏈設(shè)計(jì)， 對(duì)與SOA 21的不同溫度差異關(guān)聯(lián)的元件的移動(dòng)提供了足夠的容錯(cuò)。 作為一種選擇，熱電冷卻器30也可冷卻相鄰于SOA 21的透4竟37和 38，但是即使在這種情況下，熱電冷卻器30也可以相對(duì)小。包括光學(xué) 連接器4和5的頭部3暴露于光纖模塊21的前端，輻射光學(xué)組件21 產(chǎn)生的熱量；在使用中，光纖模塊1的其他側(cè)與其他模塊(例如收發(fā) 模塊)相鄰。
光學(xué)組件21的功率需求來(lái)自SOA 20的驅(qū)動(dòng)電流和熱電冷卻器30 的功率需求。SOA20的驅(qū)動(dòng)電流與其他光學(xué)放大器(諸如摻雜放大器 和摻雜波導(dǎo)放大器，特別是與EDFA和EDWA)相比較是相當(dāng)?shù)偷摹?這和上面討論的低冷卻需求一起意味著光學(xué)組件可滿足SFP規(guī)范的功 率限制。
另外，光學(xué)組件20具有緊湊結(jié)構(gòu)，允許它能夠配置在相應(yīng)于根據(jù) SFP規(guī)范為收發(fā)模塊的TOSA和ROSA提供的空間的間隔20內(nèi)。這個(gè)小 的形狀因素是通過選擇SOA21作為光學(xué)放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
圖5所示的第三可選設(shè)計(jì)中，光學(xué)組件實(shí)際上匹配了根據(jù)SPF規(guī)范 提供給收發(fā)模塊的TOSA和ROSA的空間的 一半。另 一半空間是供給 其它元件的。這個(gè)空間還可容納冷卻器。作為一種選擇，這個(gè)空間可容納包括第二 SOA21的第二光學(xué)電路，其等同于圖5的SOA21，但— 是可選擇地連接到第二連接器5，以連接到第二光纖9。圖6所示的例 子構(gòu)成了光學(xué)組件20的第四實(shí)施例。光學(xué)組件20的第五實(shí)施例示于圖5。第五實(shí)施例的設(shè)計(jì)等同于第 三實(shí)施例的設(shè)計(jì)，僅有如下的修改。這些修改是用來(lái)輔助SOA 21在 其非線性區(qū)域使用的。這些使用中，SOA 21可同時(shí)使用增益飽和能力來(lái)剝離(strip)由 輸入光信號(hào)代表的下游數(shù)據(jù)，和使用調(diào)制能力來(lái)傳送由輸入光信號(hào)所 代表的數(shù)據(jù)上游。為了分離并檢測(cè)由分離的輸入光信號(hào)所代表的下游 數(shù)據(jù)，光學(xué)組件包括9(TC反射器56， 90。C反射器56設(shè)置在第一連接 器56和SOA21之間的光路51中。該90。C反射器56將輸入信號(hào)的能 量部分反射到第二光敏二極管57，剩余的輸入光信號(hào)繼續(xù)沿光路51 到達(dá)SOA 21。第二光敏二極管57用作輸入能量監(jiān)控器以及作為由輸 入光信號(hào)所代表的下游數(shù)據(jù)的檢測(cè)器。在控制電路14的控制下，下游 數(shù)據(jù)由第二光敏二極管接收并以系列時(shí)隙輸出。下游數(shù)據(jù)通過電并行 連接器15從光纖模塊輸出。傳遞到SOA 21的輸入光信號(hào)的光使SOA 21飽和。這樣，輸入光 信號(hào)的調(diào)制被損失。然而，SOA21被操作來(lái)根據(jù)光纖模塊通過電并行 連接器15接收到的上游數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)制光，從而使得輸出的光信號(hào)代表了 上游數(shù)據(jù)。輸出能量可由第一光敏二極管55監(jiān)控?？蛇x地，光學(xué)組件可包括濾波器來(lái)分離下游和上游波長(zhǎng)，從而允許 波長(zhǎng)復(fù)用而不是如上所述的時(shí)間復(fù)用。在圖5示出的第五實(shí)施例中，光學(xué)組件實(shí)際上裝配于根據(jù)SPF規(guī)范 提供給收發(fā)模塊的TOSA和ROSA的空間的一半。另一半空間是供給 其它元件的。這個(gè)空間還可容納一個(gè)冷卻器。作為一種選擇，這個(gè)空 間可容納包括第二SOA21的第二光學(xué)電路，該電路等同于圖7的SOA 21，但是可選擇地連接到第二連接器5，以連接到第二光纖9。這樣的 實(shí)施例在圖8所示的構(gòu)成了光學(xué)組件20的第六實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.光纖模塊，具有符合光纖收發(fā)模塊的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的外部構(gòu)造，其中，所述光纖收發(fā)模塊具有電并行連接器和光學(xué)連接器，所述光學(xué)連接器能夠連接至第一和第二光纖，以從所述第一光纖接收輸入光信號(hào)和沿所述第二光纖傳送輸出光信號(hào)，其中，所述收發(fā)模塊能夠?qū)⑺鲚斎牍庑盘?hào)轉(zhuǎn)換成輸入電信號(hào)，以及將輸出電信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述輸出光信號(hào)，其中，所述光纖模塊包括第一和第二光學(xué)連接器，能夠連接到第一和第二光纖，以接收來(lái)自所述第一光纖的輸入光信號(hào)，并沿所述第二光纖傳送輸出光信號(hào)，所述第一和第二光學(xué)連接器符合所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；光學(xué)放大器；光學(xué)電路，設(shè)置成將從所述第一光纖接收到的所述輸入光信號(hào)傳遞到光學(xué)放大器用于放大，并將所述光學(xué)放大器放大的光信號(hào)傳遞到所述第二光學(xué)連接器，用于作為所述輸出光信號(hào)沿所述第二光纖傳送所述放大的光信號(hào)；電并行連接器，其物理結(jié)構(gòu)符合所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；以及控制電路，設(shè)置成接收來(lái)自電并行連接器的控制信號(hào)，并響應(yīng)于所述控制信號(hào)控制所述光學(xué)放大器的操作。
2. 如權(quán)利要求1所述的光纖模塊，其中，所述光學(xué)放大器是半導(dǎo) 體光學(xué)放大器。
3. 如權(quán)利要求2所述的光纖模塊，其中，所述光學(xué)電路包括一系 列光學(xué)元件，在所述光學(xué)元件之間具有自由空間。
4. 如權(quán)利要求3所述的光纖模塊，其中，所述第一和第二光學(xué)連 接器并排設(shè)置，且所述光學(xué)電路包括一對(duì)反射器，所述一對(duì)反射器被設(shè)置成將從所述第一光學(xué)連接器通過所述光學(xué)電路的光引導(dǎo)至所述第 二光學(xué)連接器。
5. 如權(quán)利要求4所述的光纖模塊，其中所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器設(shè) 置在所述一對(duì)反射器之間的所述光學(xué)電路中。
6. 如權(quán)利要求3至5的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中所述光學(xué) 電路在所述光學(xué)放大器的輸入側(cè)包括至少一個(gè)透鏡，以將所述輸入光 學(xué)信號(hào)的光引導(dǎo)至所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器，以及所述光學(xué)電路在所述 半導(dǎo)體光學(xué)放大器的輸出側(cè)包括至少一個(gè)透鏡，以收集來(lái)自所述半導(dǎo) 體光學(xué)放大器的輸出光信號(hào)的光。
7. 如權(quán)利要求3至6的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中，所述光 學(xué)電路包括第一和第二隔離器，所述光學(xué)電路被設(shè)置成將從所述第一 光纖接收到的輸入光信號(hào)在傳遞通過所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器前，傳遞 通過所述第一隔離器，并將從所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器輸出的放大的光 信號(hào)在傳遞通過所述第二光學(xué)連接器前，傳遞通過所述第二隔離器。
8. 如權(quán)利要求3至7的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中每個(gè)所述 光學(xué)連接器包括光纖端頭，當(dāng)光纖被連接時(shí)，所述光纖端頭能夠選擇 性地耦合至各自的光纖。
9. 如權(quán)利要求2至8的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，還包括熱電冷 卻器，其與所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器相鄰。
10. 如上述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中，所述控 制電路是PIC微控制器。
11. 如上述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中，所述控 制電路進(jìn)一步被設(shè)置成為所述電并行連接器提供代表模塊操作參數(shù)的監(jiān)控信號(hào)。
12. 如上述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中，所述電 并行連接器的結(jié)構(gòu)允許其插入到電子底板的外部電連接器上，所述電 子底板用于接納符合所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的光纖模塊。
13. 如權(quán)利要求12所述的光纖模塊，其中所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是XFP 規(guī)范、SFP規(guī)范、XPAK規(guī)范、SFF規(guī)范、XENPAK規(guī)范或X2規(guī)范。
14. 如權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中所述標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)范是XFP規(guī)范、SFP規(guī)范、XPAK規(guī)范、XENPAK規(guī)范或X2規(guī)范。
15. 如上述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中，所述第 一和第二光學(xué)連接器形成為整體元件。
16. 可插入式光纖模塊，包括電并行連接器，其具有的構(gòu)造使得其能夠被插入到用于接納光纖 收發(fā)模塊的底板的外部電連接器中，第一和第二光學(xué)連接器，能夠連接到所述第一和第二光纖，以接收來(lái)自所述第 一光纖的輸入光信號(hào)，并沿所述第二光纖傳送輸出光信號(hào)；光學(xué)放大器；光學(xué)電路，設(shè)置成使所述第一光學(xué)連接器從所述第一光纖接收到 的輸入光信號(hào)通過所述光學(xué)放大器形成放大的光信號(hào)，并將所述放大 的光信號(hào)傳遞到所述第二光學(xué)連接器，用于作為輸出光信號(hào)沿所述第 二光纖傳送；以及控制電路，連接至所述電并行連接器，并被設(shè)置成控制所述光學(xué) 放大器的操作。
17. 光纖模塊，具有符合光纖收發(fā)模塊的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的外部構(gòu)造， 其中所述光纖收發(fā)模塊具有電并行連接器和光學(xué)連接器，且所述光學(xué) 連接器能夠連接至第一和第二光纖，以從所述第一光纖接收輸入光信 號(hào)和沿所述第二光纖傳送輸出光信號(hào)，其中，所述光纖收發(fā)模塊能夠 將所述輸入光信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸入電信號(hào)，以及將輸出電信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述 輸出光信號(hào)，其中，所述光纖模塊包括光學(xué)連接器，能夠連接到光纖，以接收來(lái)自所述光纖的 輸入光信號(hào)，并沿所述光纖傳送輸出光信號(hào)，所述光學(xué)連接 器符合所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；光學(xué)放大器；反射器；光學(xué)電路，設(shè)置成將從所述光纖接收到的輸入光信號(hào)傳 遞至所述光學(xué)放大器，所述反射器被設(shè)置成將第一通過所述 光學(xué)放大器的光反射通過所述光學(xué)放大器，以及所述光學(xué)電 路被設(shè)置成將從第二次通過所述光學(xué)放大器后輸出的光引導(dǎo) 回到所述光學(xué)連接器，以沿所述光纖作為所述輸出光信號(hào)傳 送；電并行連接器，其物理結(jié)構(gòu)符合所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；和 控制電路，設(shè)置成接收來(lái)自所述電并行連接器的控制信 號(hào)，并響應(yīng)于所述控制信號(hào)控制所述光學(xué)放大器的操作。
18. 如權(quán)利要求17所述的光纖模塊，其中所述光學(xué)放大器是半導(dǎo) 體光學(xué)放大器。
19. 如權(quán)利要求18所述的光纖模塊，其中所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器 和所述反射器集成在共同的半導(dǎo)體芯片上。
20. 如權(quán)利要求18或19所述的光纖模塊，其中所述光學(xué)電路包 括一系列光學(xué)元件，所述一系列光學(xué)元件之間具有自由空間。
21. 如權(quán)利要求20所述的光纖模塊，其中，所述光學(xué)電路在所述 光學(xué)連接器和所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器之間包括至少一個(gè)透鏡，以將所 述輸入光信號(hào)的光引導(dǎo)至所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器，以及從所述半導(dǎo)體 光學(xué)放大器收集輸出光信號(hào)的光，并將收集的光引導(dǎo)至所述光學(xué)連接 器。
22. 如權(quán)利要求20或21所述的光纖模塊，其中，所述光學(xué)連接 器包括光纖端頭，當(dāng)連接光纖時(shí)，該光纖端頭可選地耦合到各光纖上。
23. 如權(quán)利要求18至22的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，還包括熱 電冷卻器，其與所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器相鄰。
24. 如權(quán)利要求17至23的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中所述 控制電路是PIC微控制器。
25. 如權(quán)利要求17至24的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中所述 控制電路被設(shè)置成為所述電并行連接器提供代表模塊的操作參數(shù)的監(jiān) 控信號(hào)。
26. 如權(quán)利要求17至25的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中所述 電并行連接器的結(jié)構(gòu)允許所述電并行連接器插入到電子底板的外部電 連接器中，所述電子底板用于根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范接納所述光纖收發(fā)模 塊。
27. 如權(quán)利要求26所述的光纖模塊，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是XFP 規(guī)范、SFP規(guī)范、XPAK規(guī)范、SFF規(guī)范、XENPAK規(guī)范或X2規(guī)范。
28. 如權(quán)利要求17至25的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，其中，所 述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是XFP規(guī)范、SFP規(guī)范、XPAK規(guī)范、XENPAK規(guī)范、或者X2規(guī)范。
29. 如權(quán)利要求17至28的任意一項(xiàng)所述的光纖模塊，還包括 第二光學(xué)連接器，能夠連接至第二光纖，以接收來(lái)自所述第二光纖的第二輸入光信號(hào)，并沿所述光纖傳送第二輸出光信號(hào)，所述第一 光學(xué)連接器和第二光學(xué)連接器符合所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；第二光學(xué)放大器；第二反射器；第二光學(xué)電路，設(shè)置成使得從所述第二光纖接收到的輸入光學(xué)信 號(hào)傳遞至所述第二光學(xué)放大器；第二反射器被設(shè)置成將第一次通過所 述第二光學(xué)放大器的光反射回所述第二光學(xué)放大器；第二光學(xué)電路被設(shè)置成將光學(xué)放大器的輸出光在第二次通過所述光學(xué)放大器后引導(dǎo)回 所述第二光學(xué)連接器，作為所述輸出光信號(hào)沿所述第二光纖傳送。
30. 如權(quán)利要求29所述的光纖模塊，其中所述第一和第二光學(xué)連 接器形成為整體元件。
31. 插入式光纖模塊，包括電并行連接器，其結(jié)構(gòu)允許其能夠插入到電子底板的外部電連接 器中，所述電子底板用于接納光纖收發(fā)模塊；光學(xué)連接器，能夠連接至光纖，以接收來(lái)自所述光纖的輸入光信 號(hào)，并沿所述光纖傳送輸出光信號(hào)；光學(xué)放大器；反射器；光學(xué)電路，設(shè)置成將來(lái)自所述光纖的輸入光信號(hào)傳遞至所述光學(xué) 放大器；所述反射器被設(shè)置成將第一次通過所述光學(xué)放大器的光反射 通過所述光學(xué)放大器；所述光學(xué)電路被設(shè)置成將光學(xué)放大器的輸出光 在第二次通過所述光學(xué)放大器后引導(dǎo)至所述光學(xué)連接器，作為所述輸 出光信號(hào)沿所述光纖傳送；以及控制電路，連接至所述電并行連接器，并被設(shè)置成控制所述光學(xué) 放大器的操作。
全文摘要
一種光纖模塊包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器，該光纖模塊與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范兼容，典型地為可插入式的。該模塊包括光學(xué)連接器，能夠能接到第一和第二光纖，并符合所述的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。第一光學(xué)連接器從第一光纖接收到的輸入光信號(hào)由半導(dǎo)體光學(xué)放大器放大后供應(yīng)給第二光學(xué)連接器，以沿第二光纖進(jìn)行傳送。該模塊還包括具有符合所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的物理結(jié)構(gòu)的電并行連接器和從電并行連接器接收控制信號(hào)的控制電路，用于控制光學(xué)放大器的操作。這樣，該模塊可連接到與光纖收發(fā)模塊并排的標(biāo)準(zhǔn)電子底板上來(lái)提高收發(fā)模塊的光學(xué)性能。
文檔編號(hào)H04B10/40GK101317114SQ200680044522
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月28日
發(fā)明者克雷格·湯姆柏鈴, 安東尼·愛德華·凱利, 羅伯特·威廉·普瑞斯 申請(qǐng)人:安福托尼克斯有限公司