光纤基础器件及工艺实现介绍
TOSA基本结构与工艺原理
TOSA基本结构与工艺原理TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly)是一种光发射器件,它通常用于光纤通信中的光发送功能。
TOSA的基本结构主要包括激光器、调制器、光学耦合器和连接器等关键组件。
下面将详细介绍TOSA的基本结构与工艺原理。
1.激光器激光器是TOSA的核心组件,它能够将直流电信号转换为光信号。
常用的激光器类型有半导体激光器和纤维激光器。
在TOSA中,半导体激光器是最常用的光源,它由P-N结构的半导体材料构成,通过外加电压激发电子和空穴重新组合,产生光子。
激光器通常需要进行温度控制,以确保其稳定性和性能。
2.调制器调制器是用于将电信号转换为光信号的关键部件。
珠宝可以分为直接调制器和外调制器两种类型。
直接调制器直接在光源中修改光的属性,而外调制器通过在光源前添加电光调制器来控制光的强度或相位。
在TOSA 中,调制器通常使用直接调制器,它的工作原理是通过改变电压来改变光的强度,实现光信号的调制。
3.光学耦合器光学耦合器用于将激光器产生的光束耦合到光纤中,以实现光信号的传输。
光学耦合器通常由透镜、波导和光纤连接器等构成。
在TOSA中,透镜用于聚焦光束,波导用于将光束引导到光纤中,光纤连接器则用于将光纤与TOSA的光学系统连接。
4.连接器连接器用于将TOSA与其他光纤通信设备相连,以实现光信号的传输。
常用的连接器类型有SC、FC和LC等。
连接器通常由金属套筒和陶瓷套管等构成,通过精确的机械对位和光学连接来保证光信号的传输质量。
TOSA的制造工艺原理主要包括光学元件制备、精确对位和器件封装等步骤。
1.光学元件制备在TOSA制造过程中,需要制备激光器、调制器、透镜和波导等光学元件。
制备光学元件通常涉及材料选择、器件设计和工艺参数的优化等方面。
材料选择过程中,需要考虑元件的特性需求和制造成本等因素。
器件设计过程中,需要根据具体要求确定器件的尺寸、结构和参数等。
工艺参数的优化涉及到制备过程中的温度、压力和时间等因素,以确保元件的成形和性能。
光器件封装工艺
光器件封装工艺1. 引言光器件封装工艺是指将光学元件(如激光二极管、光纤等)与电子元件(如芯片、电路板等)相结合,形成完整的光电子系统的过程。
在光通信、激光加工、医疗设备等领域中,光器件封装工艺起到至关重要的作用。
本文将详细介绍光器件封装工艺的流程、材料选择、常见问题及解决方案。
2. 光器件封装工艺流程2.1 设计和制造基板在进行光器件封装之前,首先需要设计和制造基板。
基板的设计应考虑到电路布局、信号传输和散热等因素。
常用的基板材料有陶瓷基板和有机基板,选择合适的材料可以提高整个系统的性能。
2.2 焊接焊接是将光学元件与电子元件相连接的关键步骤。
常见的焊接方法包括手工焊接和自动化焊接。
手工焊接适用于小批量生产,而自动化焊接适用于大规模生产。
在焊接过程中,需要注意温度控制、焊接时间和焊接质量的检测。
2.3 封装封装是将光学元件和电子元件放置在封装盒中,并固定在基板上的过程。
封装盒的选择应考虑到光学元件的保护、信号传输和散热等因素。
常见的封装盒材料有金属、陶瓷和塑料等。
不同的封装方式适用于不同的应用场景,如TO-Can、SMD等。
2.4 测试与质量控制完成光器件封装后,需要进行测试与质量控制。
测试包括光学性能测试、电气性能测试和可靠性测试等。
通过测试可以评估光器件封装的质量,并对不合格产品进行筛选和修复。
3. 光器件封装工艺材料选择3.1 基板材料选择基板材料在光器件封装中起到承载电子元件和传输信号的作用。
常见的基板材料有陶瓷基板(如铝氮化铝)和有机基板(如FR-4)。
陶瓷基板具有优异的导热性能和耐高温性能,适用于高功率应用;而有机基板成本较低,适用于一般应用。
3.2 封装盒材料选择封装盒的材料选择与光学元件的保护、信号传输和散热等因素密切相关。
金属封装盒具有良好的散热性能和电磁屏蔽性能,适用于高功率应用;陶瓷封装盒具有优异的耐高温性能和机械强度,适用于特殊环境下的应用;塑料封装盒成本较低,适用于一般应用。
通信光缆资料
通信光缆
一、引言
通信光缆是信息传递的重要载体,其作用在于进行光信号的传输和传递。
在现
代社会中,通信光缆已经成为不可或缺的基础设施之一。
本文将就通信光缆的发展历史、结构组成、工作原理以及未来发展进行探讨。
二、发展历史
通信光缆的应用始于20世纪70年代,当时人们逐渐认识到光纤传输的巨大优势。
而随着技术的不断发展,通信光缆迅速普及。
从最初的单模光缆到现在的多模光缆,通信光缆的种类也在不断演进,为信息传递提供了更多的选择。
三、结构组成
通信光缆主要由光纤芯、包层和外护套三部分组成。
光纤芯负责光信号的传输,包层则保护光纤芯不受外部环境的影响,外护套则起到保护整个光缆的作用。
这三部分共同构成了通信光缆的基本结构。
四、工作原理
通信光缆的工作原理是利用光的全反射特性,将光信号通过光纤芯传输。
当光
信号传输到光纤芯的边界时,由于光密介质和光疏介质的折射率不同,光信号会发生全反射并一直沿着光纤芯传输。
这样就实现了高速、稳定的光信号传输。
五、未来发展
随着信息技术的不断发展,通信光缆作为信息传输的重要工具将继续发挥着重
要作用。
未来的通信光缆将更加智能化,能够适应更多的应用场景。
同时,通信光缆在数据传输速度、带宽增加以及安全性等方面也将得到进一步的提升。
六、结语
通信光缆作为现代通信领域的核心技术之一,对信息社会的发展起着至关重要
的作用。
通过不断的技术革新和应用创新,通信光缆将为我们带来更便捷、更安全的信息传递方式,促进信息社会的健康发展。
光纤技术基础(单模光纤)
5G/6G移动通信
单模光纤作为5G/6G移动通信网络的重要传输媒介,可实现低时延、 高可靠性的通信服务。
传感领域的应用
光纤传感器
利用单模光纤的传光性能和抗干扰能力,可制成高灵敏度、高精度的光纤传感器,应用于温度、压力、应变等物 理量的测量。
光信号的传输质量产生影响。
03 单模光纤的制造工艺
预制棒制备
气相沉积法
利用高温将四氯化硅等原料气体在纯 净的石英管内进行化学反应,生成一 层层的玻璃微粒,逐渐形成透明的石 英玻璃棒。
溶液法
将高纯度的石英砂溶解在特定的溶剂 中,通过控制温度和压力等条件,使 溶液中的石英析出并沉积在石英管内 壁上,形成预制棒。
使用近场扫描显微镜或远场扫描显微 镜进行测试。
其他测试方法
还包括偏振模色散(PMD)测试、 回波损耗(RL)测试等,用于全面 评估单模光纤的性能指标。
05 单模光纤的应用及市场前 景
通信领域的应用
长距离通信
单模光纤具有低损耗、高带宽的特性,适用于长距离的光纤通信, 如跨洋光缆、城际光缆等。
高速数据传输
故障排查与维护保养
故障定位与排查
利用光时域反射仪(OTDR)等测试设备对光纤进行故障定位和 排查。
清洁与保养
定期对光纤连接器和端面进行清洁,保持干燥、无尘的环境。
备份与替换
对于关键部位的光纤,建议备份并标记好替换光纤,以便在故障时 及时更换。
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感谢您的观看
绿色环保成为重要发展方向
环保意识的提高将促使单模光纤产业 向更加环保的方向发展,如无卤素光 纤、生物降解光纤等。
光纤生产流程及工艺流程
光纤生产流程及工艺流程光纤是一种用于传输光信号的高性能通信介质,其制造过程需要经过多个工艺步骤。
本文将详细介绍光纤的生产流程及工艺流程。
一、前期准备工作光纤的生产需要准备一些原材料和设备。
原材料包括二氧化硅、掺杂剂等。
设备包括拉制机、熔融炉、涂布机等。
在准备工作完成后,可以开始光纤的制造过程。
二、制备光纤前体棒将二氧化硅和掺杂剂粉末按一定比例混合,并通过熔融炉加热熔化。
然后,将熔融的物料注入拉制机中的石英坩埚,控制温度和拉速度,使其形成光纤前体棒。
光纤前体棒是光纤制备的基础材料。
三、拉制光纤将光纤前体棒放入拉制机中,通过加热和拉伸的方式,逐渐将光纤前体棒拉制成细长的光纤。
拉制过程中,要控制温度、拉速度和拉力等参数,确保光纤的质量和性能。
同时,还要进行在线监测和控制,及时发现和修复可能出现的缺陷。
四、涂覆光纤将拉制好的光纤通过涂布机进行涂覆。
涂布机会在光纤表面涂覆一层保护层,用于保护光纤,并提高其机械强度和耐用性。
涂覆过程需要控制涂布剂的喷涂厚度和速度,以及烘干温度和时间等参数,确保保护层的质量和性能。
五、光纤测试与检验制备好的光纤需要进行测试和检验,以确保其质量和性能达到要求。
常用的测试方法包括光学测试、机械测试和物理测试等。
光学测试主要包括衰减、插入损耗和模场直径等指标的测量。
机械测试主要包括抗弯曲、拉伸和挤压等强度测试。
物理测试主要包括热膨胀系数和折射率等参数的测量。
六、打包和交付测试合格的光纤经过打包处理,包装成卷状或束状,并进行标识和记录。
然后,按照客户订单和要求进行交付。
总结:光纤的生产流程及工艺流程包括前期准备工作、制备光纤前体棒、拉制光纤、涂覆光纤、光纤测试与检验以及打包和交付等步骤。
每个步骤都需要严格控制工艺参数,以确保光纤的质量和性能。
光纤的生产过程需要多种设备和测试仪器的配合,同时也需要专业的技术人员进行操作和监控。
通过对光纤生产流程及工艺流程的研究和改进,可以不断提高光纤的制造效率和质量,满足不断增长的通信需求。
十常见光无源器件制作工艺
十常见光无源器件制作工艺光无源器件,也被称为光波导器件或光学器件,是光通信领域中至关重要的组成部分。
光无源器件主要包括光纤、光耦合器、分束器、滤波器、波长分复用器等。
这些器件在光通信系统中起到了传输、分配、滤波等关键作用。
下面将介绍光无源器件制作的一般工艺流程。
1.光纤制作工艺光纤是光通信系统中最基础的无源器件。
光纤的制作工艺主要包括:预制棒拉制法、外气流法、内气流法和PCVD法。
其中,最常用的方法是PCVD法(Plasma Chemical Vapor Deposition),即等离子体化学气相沉积法。
PCVD法利用预制的石英玻璃作为基材,将基材放入反应室中,在高温下加入反应气体,通过化学反应和热反应生成二氧化硅,从而在玻璃表面形成纳米级别的光纤芯。
然后通过拉伸和涂覆等工艺,制作出具有高纯度、低损耗的光纤。
2.光耦合器制作工艺光耦合器用于将光信号从一个光波导传输到另一个光波导,是光通信系统中常见的无源器件。
光耦合器的制作工艺主要包括:硅基法、焕射损耗法和金属/微透镜法等。
其中,硅基法是最常见的制作工艺。
硅基法利用硅基材料作为基底,通过刻蚀技术制作出光波导结构,再利用电子束光刻技术和离子束刻蚀技术进行微结构的制作。
通过这些工艺步骤,可以实现光耦合器的制作。
3.分束器制作工艺分束器是将入射的光信号等比例地分离到不同的输出通道中的器件。
分束器的制作工艺主要包括:多模段法、多波长法、光纤法等。
其中,多模段法是最常用的制作工艺。
多模段法利用光波导的多模特性,通过调整光波导的宽度和长度等参数,实现光信号的分束效果。
此外,多波长法则是利用不同波长的光信号在光波导中的传输特性差异,实现光信号的分束。
4.滤波器制作工艺滤波器用于选择性地传输特定波长的光信号,常用于光通信系统中的波分复用和波长切换。
滤波器的制作工艺主要包括:干涉滤波器法、光波导滤波器法等。
干涉滤波器法利用光的干涉效应,通过将不同波长的光信号引入波导滤波器中,通过干涉效应来实现波长选择性的滤波。
光纤通信用光器件介绍
• FP: Fabry-Perot, 法布里-珀罗激光二极管
• DFB: Distributed Feedback Laser, 分布反馈式激光二极管
• VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser, 垂直腔面发射激光器
• PIN: Positive Intrinsic Negative, 同质PN结光电二极管
光纤通信用光器件介绍
主要内容
• 光纤通信系统 • 缩略语 • LD的基本工作原理及其关键性能指标 • TOSA分类及其基本结构 • TOSA生产工艺 • TOSA测试原理 • PD的基本工作原理及其关键性能指标 • ROSA的分类及基本结构 • ROSA的生产工艺 • ROSA测试原理 • TOSA/ROSA常见问题 • BOSA - 单纤双向应用
有源区 (增益介质)
反射镜面 (解理面)
R1
Z=0
注入电流
有源区 (增益介质)
P
激光发射
N
反射镜面
(解理面)
R2
Z=L
2011-3-27
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LD基本工作原理-激光产生的基本条件(4)
• 阈值条件:
¾ 由于谐振腔中存在损耗及通过反射镜子的光辐射,受激辐射产生的光 子将不断消耗。只有当增益等于或超过总损耗时,才能建立起稳定的 振荡,这一临界增益称为阈值增益。为达到阈值增益所需的注入电流 称为阈值电流。
• E2入射光 hf = E2 - E1
E1
E2
•
E1
•受激辐射光
hf = E2 - E1
受激辐射产生的过程
2011-3-27
增益/损耗
f1
f0
f2 频率(Hz)
SFP,TOSA,BOSA,光纤,Rosa,光模块,GB_Link光通信模块基础培训教材
常规光纤损耗随波长变化曲线图
损
耗
dB/km5
多
4
模
光
3
纤
(
2
1
O波段 E波段 S C L U OH-
850~900nm
) 900
波长不同,损耗不同
1200 1300 1400 1500 1600
1380nm附近由于氢氧根粒子吸收,光纤损耗急剧加大,俗称水峰
ITU-T将单模光纤在1260nm以上的频带划分了O、E、S、C、L、U几个波段
TOSA 生产工艺流程
领料
金属件清洗 组装
压配
耦合
端面清洗
功率调整
初测
温循
激光打标
终测
目检焊点 外观目检
每款TOSA的生产至少需要15道工 序,1000pcs/3天,其中温循工序占用16小时.
激光焊接 品检 入库
BOSA 生产工艺流程
领料
端面清洗 接收耦合 终测发射
金属件清洗 组装
功率调整 接收初测
色散:G.653的零色散波长在1550nm附近,在 1525-1575nm范围内,最大色散系数是
3.5ps/nm-km,在1550nm窗口,特别是在
C_band,色散位移光纤的色散系数太小或可能
为零;
非零色散位移光纤
SDH/DWDM系 衰减:1310nm波段:ITU-T无规定。1550nm波
(NZDSF),将色散零点 统均可,但更适 段:<0.35dB/km,目前一般在0.19-0.25dB/km。
G.655
的位置从1550nm附近移开 合DWDM系统的 色散:当1530nm <λ< 1565nn,0.1ps/nm-km <
关于光纤的知识点总结
关于光纤的知识点总结光纤的基本结构包括纤芯、包层和包覆层。
纤芯是光信号传输的主要部分,包层是用来保护纤芯并起到光波导的作用,包覆层则是用来保护光纤整体并增强其机械性能。
光纤的基本工作原理是利用全反射来限制光信号在纤芯内传输,并且减少光信号的衰减。
光纤的优点主要有带宽大、传输速度快、信号衰减小、抗干扰性强等。
这些优点使得光纤在通信领域得到广泛应用,如长距离通信、高速宽带接入、光纤传感等。
此外,光纤还被广泛应用于医疗和工业领域,如光纤内窥镜、光谱分析和激光焊接等。
在光纤通信领域,光纤传输系统主要包括光源、光纤、检测器和探测器等组件。
其中,光源主要用于产生光信号,光纤用于传输光信号,检测器用于接收和解码光信号,探测器用于监测光纤系统的工作状态。
光纤传输系统通过这些组件的相互配合,可以实现高速、稳定、安全的光信号传输。
光纤的制造工艺主要包括拉制法、浸镀法和溅射法等。
拉制法是最常用的光纤制造工艺,其主要过程包括预制棒制备、预拉制备、拉制和收线,并通过这一系列工艺流程,可以制备出高质量的光纤。
而浸镀法主要是利用光纤预拉制备的玻璃棒浸入气相腔中,通过化学反应得到光纤。
溅射法是一种将材料溅射到基片上的制备方法,通过控制溅射材料和基片的相对位置和温度,可以得到所需的光纤材料。
光纤的性能主要包括传输损耗、带宽、波长、色散和非线性等。
传输损耗是光信号在光纤中传输过程中损失的光功率,带宽是光纤支持的频率范围,波长是光信号的波长范围,色散是光信号在光纤中传输过程中频率的扩散,非线性是光信号在高功率或长距离传输过程中的非线性效应。
通过对这些性能的研究和优化,可以提高光纤的传输效率和性能稳定性。
光纤的发展趋势主要包括高带宽、长距离传输、低成本和多功能化等。
随着通信需求的增加,对光纤传输系统的带宽和距离要求也越来越高,因此未来光纤的应用将更加趋向于高速、稳定和长距禿传输。
而随着光纤制造技术的不断发展,光纤制造成本将会降低,使光纤技术的普及更加便宜。
光通信原理及光器件介绍
1400
光波长(nm)
全波光纤
1600
1800
9
光纤通讯系统知识介绍-光纤结构
光纤
光纤的结构
涂敷层
包层 纤芯
10
光纤结构
光纤(Optical Fiber)是由中心的纤芯和外围的包层同轴 组成的圆柱形细丝。
纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量 主要在纤芯内传输。
包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机 械保护作用。
突变型多模光纤(Step-Index Fiber, SIF) 渐变型多模光纤(Graded-Index Fiber, GIF) 单模光纤(Single-Mode Fiber, SMF) 相对于单模光纤而言,突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径 都很大,可以容纳数百个模式,所以称为多模光纤。
13
横截 面
偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统, 这种系统 最大优点是提高接收灵敏度,增加传输距离。
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光纤传输优点
1、通信容量大 从理论上讲,一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路 2、中继距离长 3、保密性能好 光波在光纤中传输时只在其芯区进行,基本上没有光“泄露”出去,因 此其保密性能极好 4、适应能力强 适应能力强是指,不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀,可挠性强 5、体积小、重量轻、便于施工维护 光缆的敷设方式方便灵活,既可以直埋、管道敷设,又可以水底和架空 6、原材料来源丰富,潜在价格低廉 制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子,而砂子在大自然界中 几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的
DFB LD module
Dual-baalog)
DFB LD module
1x4 Splitter
光纤预制棒pcvd的的原理_概述说明以及概述
光纤预制棒pcvd的的原理概述说明以及概述1. 引言1.1 概述光纤预制棒PCVD(Plasma Chemical Vapor Deposition)是一项关键的技术,用于生产光纤预制棒。
光纤预制棒作为光纤的前体材料,对最终光纤的质量和性能具有重要影响。
因此,研究光纤预制棒PCVD的原理和概述是十分必要的。
1.2 文章结构本文将从引言、光纤预制棒PCVD的原理、概述说明以及结论等几个方面进行阐述。
首先将简要介绍PCVD技术和光纤预制棒的概念与作用,然后详细讲解光纤预制棒PCVD的基本原理。
接着将在第三部分概述说明中,探讨原始材料选择与准备、预制棒成型过程以及PCVD工艺参数调控与优化等关键问题。
最后,在结论部分总结主要观点和论点,并展望了光纤预制棒PCVD未来的发展方向。
1.3 目的本文旨在全面深入地介绍光纤预制棒PCVD的原理和概述,并通过对原始材料选择与准备、成型过程以及工艺参数调控与优化等要点的说明,提供一个全面的了解。
同时,通过对光纤预制棒PCVD未来发展的展望,为读者提供对该技术发展的前景和挑战的理解。
以上是本文“1. 引言”部分的详细内容。
2. 光纤预制棒PCVD的原理2.1 PCVD技术介绍PCVD(Plasma Chemical Vapor Deposition,等离子体化学气相沉积)是一种重要的光纤预制棒生产技术。
它利用等离子体反应平衡来沉积材料,并通过控制工艺参数来实现所需光纤预制棒的性能。
2.2 光纤预制棒的概念与作用光纤预制棒是指在光纤生产中用于包覆和保护传输光信号的材料。
它具有良好的热稳定性和化学稳定性,能够有效防止光信号的损耗和干扰。
2.3 光纤预制棒PCVD的基本原理光纤预制棒PCVD主要依靠等离子体反应来进行材料沉积。
其基本过程包括以下几个步骤:首先,将合适的原始材料选择并准备好。
通常情况下,这些原始材料是有机硅化合物、氧化合物等。
然后,在预制棒成型过程中,将原始材料加热到较高温度,使其分解生成活性气体。
光模块生产工艺及流程培训
光模块生产工艺及流程培训
一、背景介绍
光模块是光电元器件的重要组成部分,用于光通信系统中的信号传输和接收。
本文旨在介绍光模块生产工艺及流程,为相关人员提供培训。
二、光模块生产工艺流程
1.原材料准备
–选用优质光电元器件,确保产品品质。
–准备适量的基板、封装材料等辅助材料。
2.器件制备
–芯片制备:利用微纳加工技术,在芯片上加工电路。
–激光器封装:将激光器芯片封装在金属壳体中。
3.组装测试
–SMT贴片:通过自动贴片机将电路元器件贴装在PCB板上。
–焊接固定:将各部件进行焊接固定。
–光纤耦合:将光纤与模块连接,保证信号传输效果。
4.成品测试
–光功率测试:检测模块输出的光功率。
–频响特性测试:测试模块在不同频率下的响应情况。
三、光模块生产工艺关键点
•工艺稳定性:保证各工序参数稳定,生产出一致品质的产品。
•设备精度:选用高精度设备,保证生产质量。
•人员技能:培训生产人员熟练操作各项工艺。
•质量管控:建立质量管理体系,对每道工序进行严格管控。
四、光模块生产流程培训
1.理论培训
–光模块结构原理介绍。
–生产工艺流程概述。
2.实操培训
–设备操作培训。
–工艺流程演示和练习。
3.质控培训
–质量检测标准介绍。
–不良品处理方法培训。
五、结语
光模块生产工艺及流程培训是提高生产效率和产品质量的关键一环。
通过本文所述培训内容,相信能够帮助相关人员更好地掌握光模块生产技术,生产出更优质的光电产品。
SFP,TOSA,BOSA,光纤,Rosa,光模块,GB-Link光通信模块基础培训-PPT资料47页
大纲
TOSA/BOSA基础知识介绍 光纤基础知识介绍 ROSA基础知识介绍 光模块基础及相关知识点
gb-linksalesgb-link
光收发模块结构
结构由以下:
1. 光器件
外壳
2. PCBA
3. 机械
TOSA
Laser driver
LC 光纤接口
电接口金手指 PCBA
限幅放大器
ROSA
另:10G XFP 产品还包含CDR CHIP X2/XENPAK/SGMII 包含 physical PHY-IC
• 因为C波段和L波段这两个传输窗口的传输衰耗最小,所以DWDM系统中信号光选择 在C波段和L波段 • 粗波分由于传输距离短,衰耗并非主要限制因素,所以CWDM系统中信号光跨越多 个波段(1311~1611nm)
gb-linksalesgb-link
光纤中的色散特性
光脉冲中的不同频率或模式在光纤中的群速度不同,因而这些频率成分和模 式到达光纤终端有先有后,使得光脉冲发生展宽,这就是光纤的色散
色度色散系数就是单位波长间隔内光波长信号通过单位长度光纤所产生的时延差,用 D表示,单位是ps/nm.km。偏振模色散系数则用PMDQ来表示,单位是ps/kmⁿ (n为1/2)
gb-linksalesgb-link
色散对传输的影响
从TDM角度上说,色散将导致码间干扰
T
T+ΔT
λ3 λ1 λ3 λ1
gb-linksalesgb-link
WDM中信号光窗口范围
波段 O波段 E波段 S波段 C波段 L波段 U波段
说明 原始 扩展 短波长 常规波长 长波长 超长波长
范围(nm) 1260~1360 1360~1460 1460~1525 1525~1565 1565~1625 1625~1675
400g光模块_cob工艺__理论说明
400g光模块cob工艺理论说明1. 引言1.1 概述本篇文章旨在对400g光模块cob工艺进行理论说明。
光模块是光纤通信领域的重要组成部分,而cob工艺则是一种新型的封装工艺,具有很多优势和应用领域。
通过本文,我们将介绍光模块的结构与原理,并深入分析cob工艺在400g 光模块中的应用案例。
最后,我们将总结已有研究结果,并展望未来该领域的发展方向。
1.2 文章结构本文共分为五个章节,每个章节都围绕着光模块cob工艺展开讨论。
具体来说,第二章将介绍光模块的基本概念及cob工艺的概述;第三章将详细探讨当前光模块发展状况、组成部分及功能介绍,以及cob工艺在光模块中的应用原理解析;第四章将通过案例分析,阐述cob工艺在400g光模块中性能提升、制造成本控制和可靠性提高方面的应用实例;最后一章则对已有研究结果进行总结,并对未来该领域的发展方向进行展望。
1.3 目的本文的目的是增进读者对光模块cob工艺的理解,探索其在400g光模块中的应用价值。
通过对光模块结构、原理以及cob工艺具体案例的介绍和分析,旨在为相关领域研究者和工程师提供参考和借鉴,推动该领域技术水平的进一步提高。
2. 400g光模块cob工艺理论说明2.1 光模块简介光模块是一种将光电器件和电子器件集成在一起的组件,用于实现光信号的传输和接收。
400g光模块是指支持400G数据传输速率的光模块,其具备较高的带宽和传输能力。
2.2 cob工艺概述cob工艺(Chip on Board)是一种将芯片直接封装在基板上的技术。
相比传统SMT(Surface Mount Technology)工艺,cob工艺可以实现芯片与基板间更短的信号传输距离和更稳定的连接,提高了芯片封装的可靠性和性能。
2.3 cob工艺的优势和应用领域cob工艺具有以下优势:- 小型化:由于cob工艺可实现紧凑型封装,因此可以减小光模块体积,提高密度。
- 散热效果好:采用cob工艺后,芯片与基板之间直接接触,散热更加有效,在高速传输时有利于降低温度。
光纤合束器介绍 -回复
光纤合束器介绍-回复光纤合束器是一种可以将多根光纤束聚焦到一个输出光纤上的器件。
它可以应用于广泛的领域,包括通信、医疗、工业和科学研究等。
在本文中,我们将一步一步介绍光纤合束器的原理、应用和制造过程。
一、光纤合束器的原理光纤合束器通过光学透镜和光纤阵列将多个光纤束聚焦到一个输出光纤上。
它的核心组件是光学透镜,它可以改变光束的传播方向和聚焦度。
光纤阵列是由多根光纤排列而成,用来将多个光纤束集中到一个点上。
在光纤合束器中,输入光纤会被光学透镜聚焦到一个点上,而输出光纤则位于该点。
光纤阵列的作用是将多个输入光纤的光束按照一定的规律排列,使其能够经过光学透镜进行聚焦。
通过调整光学透镜的位置和焦距,可以实现对聚焦点的调整和控制。
二、光纤合束器的应用光纤合束器在通信领域中具有广泛的应用。
例如,在光纤通信中,多个输入光纤可以合束到一个输出光纤中,从而实现信号的复用和传输。
此外,光纤合束器也可以用于光纤传感器中,将多个传感器的信号聚集到一个输出光纤中进行检测和监测。
在医疗领域中,光纤合束器可以用于光学显微镜和光学相干断层扫描(SDOCT)等设备。
它可以将多根光纤束合并到一个输出光纤上,从而实现更高的图像分辨率和更广的观测范围。
通过光纤束的合并,可以同时观察多个位置的细胞和组织结构。
在工业领域中,光纤合束器常用于激光加工和光纤传感器等设备。
在激光加工中,光纤合束器可以将多个激光束聚焦到一个小的区域,从而提高加工效率和精度。
光纤合束器还可以用于光纤传感器中,将多个传感器的信号集中到一个通道,方便信号的读取和处理。
三、光纤合束器的制造过程光纤合束器的制造过程主要包括光纤排列和光学透镜的制备。
首先,需要将多根光纤按照一定的距离和排列方式进行固定,形成一个光纤阵列。
可以使用粘合剂或机械固定的方式将光纤固定在基座上。
然后,通过抛光和研磨等工艺,使光纤的端面形成平整的表面,以减小光损耗和反射。
接下来是光学透镜的制备。
光学透镜可以采用多种制造方法,包括激光加工、热压和光刻等。
光模块工艺流程
光模块工艺流程光模块是一种集成了光电转换器件、光学元件和电子元件的模块化光通信设备。
它广泛应用于光通信、数据中心、光纤传感等领域。
光模块的制造过程涉及到多个步骤和流程,下面将详细介绍光模块的工艺流程。
1. 设计和工艺规划光模块的制造首先需要进行设计和工艺规划。
设计包括光学元件的选型、布局设计、电路设计等。
工艺规划则包括材料的选择、工艺参数的确定、工艺流程的制定等。
2. 光学元件加工光学元件是光模块的重要组成部分,常见的光学元件包括激光二极管、光纤连接器、波分复用器等。
光学元件加工的主要步骤包括:2.1 激光二极管制备激光二极管是光模块的光源,其制备过程包括外延生长、切割、极性标定、腐蚀等步骤。
2.2 光纤连接器制备光纤连接器用于将光纤与光模块的光学元件连接起来,其制备过程包括光纤切割、研磨、粘接等步骤。
2.3 波分复用器制备波分复用器用于实现光信号的多路复用和解复用,其制备过程包括光栅制备、光纤封装等步骤。
3. 光电转换器件制备光电转换器件是光模块的核心部件,常见的光电转换器件包括光电二极管、光电探测器等。
光电转换器件制备的主要步骤包括:3.1 半导体材料生长光电转换器件的关键材料是半导体材料,常用的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。
半导体材料的生长过程包括外延生长、离子注入等步骤。
3.2 光电转换器件制作光电转换器件的制作过程包括光刻、腐蚀、金属化等步骤,用于形成光电转换器件的结构和电路。
4. 光学元件组装光学元件组装是将光学元件按照设计要求进行组装,形成光模块的基本结构。
光学元件组装的主要步骤包括:4.1 清洗和检验光学元件在组装前需要进行清洗和检验,以确保其表面干净且无缺陷。
4.2 接合和固定光学元件的接合和固定可以使用粘接剂、焊接等方法,以确保元件之间的位置和相对角度的精确性。
4.3 封装和封装测试光学元件组装完成后,需要进行封装和封装测试。
封装是将光学元件组装到封装盒中,以保护光学元件不受外界环境的干扰。
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Fiber
几种典型的折射率分布曲线
常见于单模光纤
常见于多模光纤 色散位移光纤
Fiber
❖数值孔径NA
NA(1310nm)=0.1246 NA(1550nm)=0.1244
Fiber
❖方法1:化学汽相沉积法(MCVD:Modificated Chemical Vapour Deposition)
❖方法2:汽相轴向沉积法(VAD:Vapour Phase Axial Deposition)
❖以SiCl4为原料,参杂GeCl4,PoCl3,BCl3。GeO2构成纤芯, B2O3构成包层
成缆
250um Bare Fiber 无这两步
Fiber
❖ 光纤的参量 1.折射率分布以及结构尺寸(a,n) 2.数值孔径NA、归一化频率v和传播模式 3.光纤的损耗与工作波长 4.光纤的色散 5.Oplink常用光纤 6.光纤-光纤的耦合损耗
Fiber
❖ 折射率分布以及相对折射率
相对折射率Δ =(n1- n2)/ n1;
Capillary
3路隔离器使用
三线毛细管
Capillary
间距最大128um,最小124um Switch,HWDM
四线毛细管
Pigtail
❖Oplink pigtail加工工艺 ❖pigtail的质量评价 ❖存在的工艺问题和后续改善
Pigtail
❖Oplink pigtail加工工艺-一般产品
❖归一化频率,反映光纤结构特征的参数
结论: 调整光纤的a或NA即可调节V参数; 阶跃光纤若想获得单模传输,则V<=2.405; 在保证单模传输情况下,V值越高越好,以保证有很小的弯曲损耗。事实 上V<3仍然可以保证单模工作(高阶模短暂出现,然后急剧衰减消逝)。
Fiber
❖传播模式,与光纤的a,NA,V值,工作 波长等边界条件相关
对于无折射率匹配接头,q t 0.47q e ;
端面倾斜 0.5o ~ 1o 将引起 0.05 ~ 0.2dB 的连接损耗。
Capillary
❖简介 ❖毛细管种类与用途
Capillary
❖ 毛细管是常规器件中重要的结构件,因为裸光 纤是不易操作的,例如研磨,耦合光路,封装 等。
❖ 材质:硼硅酸盐玻璃 ❖ 产家:NEG/F&D ❖ Oplink所用品种:单/双/三/四线,
SMF-28e在1300nm下, 传播模式只有一个,即保
持单模传输。
场能量分布x-y
Fiber
此2图中反映1300nm光,在 SMF-28e光 纤单模传输500um之后,接着在一段包
层中发散传播的情况。
Fiber
阶跃光纤模数 M=V^2/2 SMF-28e在1250nm下, 传播模式增加至3个,即 多模传输。
❖ 伴轴子午光线矢量在介质中的传输变换为线性变换,即变换方 程为:
r' = Ar+Bq
矩阵表示为
q' =Cr+Dq
qr''=C AD Bqr,M=C AD B
称矩阵M为介质的光线变换矩阵。
Lens
❖ 若光线连续通过变换矩阵为M1,M2…Mn的光学系 统
r q
M1
M2
…….
Mn
r q
则,
=
r q
Mn*….M2*M1
④单模光纤的内部损耗因子归结为唯一的参数:基模模场 半径W0; 单模光纤芯径小,对横向偏移和角向偏移敏感,要使 损耗小于0.05dB,调整误差应在零点几纳米以内。
Fiber
⑤菲涅尔反射损耗(单面)
( ) Ggap
= -10 lg 4ng nco ng + nco
2
ng:端面间隙材料折射率,
nc:o 纤芯轴线处材料折射率,
(dB )
( a) 横 向 偏 移 ( b) 纵 向 偏 移 ( c) 角 向 偏 移
Fiber ( ) ( ) ( ) F = r0 k gWT2 ; G = z0 kgWT2 ; = WR WT 2
:光纤倾斜方向与包含光纤纤轴和横向位移的平面之间
的夹角; r0: 横 向 偏 移 量 。
在其它参数偏差为零,各个单个损耗因子引起的损耗:
外部损耗因子
r / a ——横向偏移 z / a ——纵向偏移
q / a ——角向偏移
端面处理的质量
端面反射损耗
Fiber
①内部因子引起的损耗是非互易的,
Δ 小 →Δ 大:损耗小; Δ 大 →Δ 小:损耗大;
.
②横向失准和角详失准对连接损耗的影响比纵向失准大得 多,且难调整。
③多模光纤 D 、a引起的损耗大,可达0.05~0.2dB。
Lens
❖高斯矩阵变换 ❖G-lens ❖C-lens ❖G-Lens/C-lens制作工艺
Lens
❖近轴子午光学系统的变换矩阵
❖
任一伴轴子午光线可由两个坐标参数表征为矢量 一个是光线离轴线的距离r,
r q
另一个是光线与轴线的夹角theta,我们规定光线出射方向在轴 线上方时,theta为正,反之为负。
❖工艺关键点:提纯去除OH离子,Cr3+,Fe2+等,以获得低损耗 ;无气泡,裂纹,灰尘;折射率分布。
❖将预制棒的顶端部分熔融,熔融的同时将顶端的软化部分拉出, 类似制作“糖人”。然后再用UV胶涂覆,形成裸纤。
❖工艺关键点:温度;包层和涂覆层尺寸的控制;熔融部分的位置 控制等;
套塑
❖形成900um Tight Buffer或者形成带状光纤,涂覆材料: PVC;Polyester;PVDF
MFD增大,NA和Δ减小
目的: MFD匹配 Minimize ω 0 PDL 经验获得,扩束有效长度不超 过0.6mm。Pigtail返工研磨不 能超过2次。 工艺控制点:气流、温度、时间 ,切断位置,BeamScaner测试。
Fiber
❖光纤-光纤的耦合损耗
a
内部损耗因子 相对折射率差Δ
失配
折射率分布参数g
sinA z n 0 c o s A z
A tr0 0
❖ G-lens的参数定义
入主
主出
物
射平
平射
象
面
面面
面面
面
O
F A H H B F I
-l
L
l
Lens
以入射面A点为基点 O→A的矩阵描述:
tr11=10 -1ltr00
A→B的矩阵描述:
(()) (()()) tr2 2 = - n 0 c o A ssiA n LA Lsinc A o s LA L n 0 A tr 1 1
Pigtail
❖Oplink pigtail加工工艺-双线TEC
开始
烧制
测试MFD
抽测光斑
用可见光光斑监控来料的 MFD
并纤装管
烧制时,光纤由于重力作用,会有微弯。并纤的作用就是使得两光 纤尽可能微弯方向一致。并且烧制后,光纤直径变小。并纤使 得光纤往毛细管的管壁靠拢。如果不采取并纤。两光纤将形成 微小空间角,从而影响IL。
1 Δ——相对折射率差;a——透镜的半径;
( ) () nr
=n11-2Dra
2
2
n0——透镜轴线处的折射率
自聚焦透镜在原理上是一段自聚焦光纤,只不过pitch短,NA较大0.2~0.6,离子交换。
Lens
❖ G-lens的近轴子午光线在透镜内的传输变换矩阵
(()) (( )()) r t = - n 0 c o A ssiA nzA z
装夹研磨
研磨时,要求被研磨光纤研磨量 不要超过0.2mm,且整盘光 纤需对其光纤,而不是对其
毛细管。从而最大限度保证 两光纤MFD匹配。
Pigtail
❖Oplink pigtail加工工艺-PM 双线
标志线
PM转猫眼
去应力
用来消除研磨过程中给PM光纤带来的应力
DH168
消除初期断纤的隐患
测猫眼角度
洗→断纤,拉力,TDL,管裂等
端面表面质量→磨料质量;环境;压力;时间;抛光液 配比;清洗→IL,RL,ER
研磨角度→夹具质量;装夹力度和对齐;压力→RL,IL 光纤排列→夹具质量;装夹对齐→IL,角度匹配
镀膜质量→清洁;膜厚;膜层致密性;膜料→RL,IL, 长期可靠性,PDL,IS,CT,ER
毛细管品质→来料,IPQC→IL,管裂等
测试猫眼方向,5度以上 报废
Pigtail
❖Oplink pigtail加工工艺-Mini SW 3线
做终端
使得加棱镜后,2线即使有光,亦可被消逝掉, 而不会有光返回。特别是针对1:1保护。
灌胶
光纤与刀片的切割角度为40°-60°
Pigtail
❖Pigtail的质量评价vs控制点vs影响
光纤长度、种类和外观→管理;记号→功能失效 光纤与毛细管的胶合质量→胶的品质和固化,毛细管清
B→I的矩阵描述:
r 1 t =0
l1tr22
总的传输矩阵:
(())(( )()) r t = 1 0l1 - n 0 c o A ss iA n L A Ls inc A o s LA L n 0A 1 0- 1 l tr 0 0
Lens
Lens
❖Sqrt(A)
Oplink Collimator/Pigtail Technics Instruction
Zhan Bi 2010-8-2
Content
❖Fiber ❖Capillary ❖Pigtail ❖Lens ❖Collimator ❖Reference