本实用新型涉及100g光模块技术领域，尤其涉及一种100g光模块耦合器件。
背景技术：
100g光模块是为了适应网络市场由10g逐渐向40g、100g发展的趋势而诞生的光模块产物，传输速率为100g，在构建100g网络系统中发挥了至关重要的作用。qsfp28型封装的100gsr4光模块以其低功耗，成本低的特点得到广泛应用。
多模光纤的传输性能主要受限于多模光纤中的差分模式延迟(differentialmodedelay，dmd)现象。多模光纤在传输过程中，光脉冲会发散展宽，当这种发散严重到一定的程度后，前后脉冲会相互叠加，使得接收探测器无法分辨出每一个光脉冲信号。
在qsfp28型封装的4x25gsr4多模光路耦合中，传统的耦合方法是使用直径为50um的8条耦合跳线与直径50um光纤mt-mt连接线对接，将光模块的一端与mt-mt连接线连接，将4条耦合跳线与vcsel光源连接组成下行光信号的耦合输入，将4条耦合跳线与光功率计连接组成上行光信号的耦合输出，以此形成qsfp28型封装的4x25gsr4多模光路耦合。
但是这种方式很难将大部分vcsel光源有针对性的控制在vcsel光源的环形通量内,且容易产生dmd现象，降低耦合效率。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于针对上述100g光模块产生dmd现象，降低耦合效率的问题。提出一种减小dmd现象，提高耦合效率的100g光模块耦合器件。
本实用新型通过如下技术方案实现：一种100g光模块耦合器件。100g光模块耦合器件包括：
100g光模块本体；
用于发射出下行光信号的vcsel光源；
用于接收100g光模块本体发出的上行光信号的光功率计；以及
跳线组件，前述跳线组件包括用于连接前述vcsel光源与前述100g光模块本体的下行跳线，以及用于连接前述光功率计与前述100g光模块本体的上行跳线，
前述下行跳线和前述上行跳线的直径范围均为39um-45um。
进一步地，前述下行跳线和前述上行跳线的直径均为40um。
进一步地，前述100g光模块本体包括：电路板，设于前述电路板上的pd芯片，设于前述电路板上的vcsel芯片，以及透镜；
前述pd芯片，前述vcsel芯片设于前述透镜的同一侧；
前述透镜用于将下行光信号转换成准直光束后进入前述pd芯片耦合，以及用于将vcsel芯片发出的上行信号转换成准直光束；
进一步地，前述100g光模块本体与前述跳线组件之间还连接有mt-mt连接线，前述透镜的一侧设有插口，前述mt-mt连接线的一端插设于前述插口内，前述mt-mt连接线的另一端分别与前述下行跳线的第一连接端和前述上行跳线的第三连接端连接。
进一步地，前述mt-mt连接线的直径范围为39um-45um。
进一步地，前述mt-mt连接线的直径为40um。
进一步地，前述下行跳线的第一连接端和前述上行跳线的第三连接端分别与mt转接头连接，前述mt转接头与前述mt-mt连接线插设于前述插口内相反的另一端相连接；
前述下行跳线的第二连接端通过fc连接头与前述vcsel光源连接，前述上行跳线的第四连接端通过fc连接头与前述光功率计连接。
进一步地，前述100g光模块本体还包括耦合供电板，前述耦合供电板与前述电路板电连接用于为前述电路板供电。
实施本实用新型的有益效果至少包括：通过将当下行跳线和上行跳线的直径均设置为39um-45um，一方面使得40um跳线组件更好与vcsel光源环形通量相匹配；另一方面减少光纤的直径，将原来光纤中40-50um区域内的光过滤掉，减小光脉冲发散的程度，从而减小dmd现象，提高耦合效率。
附图说明
图1为本实用新型的100g光模块耦合器件一个实施例的结构示意图；
图2为图一的连接顺序的第一个步骤的结构示意图；
图3为图一的连接顺序的第二个步骤的结构示意图；
图4为图一的连接顺序的第三个步骤的结构示意图；
图5表示vcsel光源进入50um的多模光纤的环形通量示意图；
图6表示vcsel光源进入40um的多模光纤的环形通量示意图；
附图标记：
100g光模块耦合器件-100；100g光模块本体-10；vcsel光源-20；光功率计-30；跳线组件-40；下行跳线-41；上行跳线-42；耦合供电板-50；电路板-11；pd芯片-12；vcsel芯片-13；透镜-14；插口-141；mt-mt连接线-60；mt转接头-43；fc连接头-44；第一连接端-411；第二连接端-412；第三连接端-421；第四连接端-422；vcsel光源进入50um的多模光纤的环形通量-70；vcsel光源进入40um的多模光纤的环形通量-80。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中，vcsel的全名为垂直腔面发射激光器(verticalcavitysurfaceemittinglaser)，以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于led(发光二极管)和ld(laserdiode，激光二极管)等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。
在本文中，pd代表光电二极管(photo-diode)，光电二极管是由一个pn结组成的半导体器件，具有单方向导电特性。光电二极管是在反向电压作用之下工作的，在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
请参照图6，在本文中，vcsel的环形通量(encircledflux，ef)用于定义vcsel发射传输的光特征。vcsel激射的光斑为圆形光斑，其沿多模光纤传播的近场光强呈圆形状分布，光纤纤芯中心的光强接近等于零。对于一般的通信系统，小于30％的光能量分布在9um直径的圆圈内，大于86％的光能量分布在38um直径的圆圈内，即图6中vcsel光源进入40um的多模光纤的环形通量80阴影圆环部分所示。
请参照图1，一种100g光模块耦合器件，本实用新型应用在qsfp28型封装的4x25gsr4光模块中，其中100g光模块耦合器件包括：
100g光模块本体10；
用于发射出下行光信号的vcsel光源20；
用于接收100g光模块本体10发出的上行光信号的光功率计30；以及
跳线组件40，所述跳线组件40包括用于连接所述vcsel光源20与所述100g光模块本体10的下行跳线41，以及用于连接所述光功率计30与所述100g光模块本体10的上行跳线42，
所述下行跳线41和所述上行跳线42的直径范围均为39um-45um。在本实施例中，优选的，所述下行跳线41和所述上行跳线42的直径均为40um。
请参照图6，在所述vcsel光源20的发射光信号中，小于30％的光能量分布在18um直径的圆内，大于86％的光能量分布在38um的圆内，即图6中阴影圆环部分为vcsel光源的环形通量。
请参照图5，vcsel光源20进入50um的多模光纤小于30％的的光功率会集中在光纤中心直径30um的圆圈内，大于86％的光能量集中在直径48um的圆圈内。即图5中vcsel光源20进入50um的多模光纤的环形通量70阴影部分所示。因此与vcsel光源20的环形通量(即9um到38um)不匹配，dmd现象较严重，影响耦合效率。
当所述下行跳线41和所述上行跳线42的直径均设置为40um，一方面，可以使得40um跳线组件40更好与vcsel光源20的环形通量相匹配。
另一方面，由于多模光纤在传输过程中，光脉冲会发散展宽，当这种发散严重到一定的程度后，前后脉冲会相互叠加，使得pd芯片12无法分辨出每一个光脉冲信号。因此当所述下行跳线41和所述上行跳线42的直径均设置为40um，减少光纤的直径，将原来光纤中40-50um区域内的光过滤掉，减小光脉冲发散的程度，从而减小dmd现象，提高耦合效率。
所述100g光模块本体10包括：电路板11，设于所述电路板11一侧的pd芯片12，设于所述pd芯片12同一侧的vcsel芯片13，以及透镜14。
所述透镜14用于将下行光信号转换成准直光束后进入所述pd芯片12耦合，以及用于将vcsel芯片13发出的上行信号转换成准直光束。
在本实施例中，所述透镜14设于所述pd芯片12的下行信号输入光路上，以及所述vcsel芯片13的上行信号输出光路上。
所述100g光模块本体10与所述跳线组件40之间还连接有mt-mt连接线60，所述透镜14的一侧设有插口141，所述mt-mt连接线60的一端插设于所述插口141内，所述mt-mt连接线60的另一端分别与所述下行跳线41的第一连接端411和所述上行跳线42的第三连接端421连接。
在本实施例中，所述mt-mt连接线60为两端为mt接口的光纤连接线。
在本实施例中，所述下行跳线41的第一连接端411和所述上行跳线42的第三连接端421分别与mt转接头43连接。所述mt转接头43与所述mt-mt连接线60插入所述插口141相反的另一端连接。下行跳线41的第二连接端412的fc连接头44与所述vcsel光源20连接组成下行光信号的耦合输入。上行跳线42的第四连接端422的fc连接头44与所述光功率计30连接组成上行光信号的耦合输出。
所述mt-mt连接线的直径范围为39um-45um。在本实施例中，优选的，所述mt-mt连接线的直径为40um。即所述mt-mt连接线的直径与所述下行跳线41的直径和所述上行跳线42的直径匹配相等。
在本实施例中，所述下行跳线41的数量为四条，所述上行跳线42的数量为四条。所述vcsel光源20为与所述下行跳线41的数量匹配的四通道输出光源。所述光功率计30为与所述上行跳线42的数量匹配的四通道光功率计。
在本实施例中，在所述电路板11的后侧插接有耦合供电板，该耦合供电板与电路板电连接用于给所述电路板11供电，使得所述电路板11上的vcsel芯片13发射出vcsel光源从而完成将上行光信号耦合到所述光功率计30。
请参照图2至图4，本实施例的100g光模块耦合器件的连接顺序为：
首先，将mt-mt连接线的任意一端插入所述电路板11的插口141；
接着，将连接下行跳线41的第一连接端411和所述上行跳线42的第三连接端421的mt转接头43与mt-mt连接线的自由端连接；
最后，将下行跳线41的第二连接端412的fc连接头44与所述vcsel光源20连接组成下行光信号的耦合输入，将上行跳线42的第四连接端422的fc连接头44与所述光功率计30连接组成上行光信号的耦合输出。
所述vcsel光源20发出的四路光信号通过下行跳线41的传输入射到mt-mt连接线60，再通过mt-mt连接线60入射到所述透镜14，经过透镜14后的与所述pd芯片耦合，从而完成下行光信号的耦合输入。
所述vcsel芯片13发出的四路光信号通过所述透镜14转换成准直信号，通过mt-mt连接线60入射到所述上行跳线42，再经过上行跳线42的传输进入与所述光功率计30耦合，从而完成上行光信号的耦合输出。
实施本实施例的有益效果至少包括：
通过将当下行跳线和上行跳线的直径均设置为39um-45um，在优选的实施例中将当下行跳线和上行跳线的直径均设置为40um。一方面使得40um跳线组件更好与vcsel光源的环形通量相匹配；另一方面减少光纤的直径，将原来光纤中40-50um区域内的光过滤掉，减小光脉冲发散的程度，从而减小dmd现象，提高耦合效率。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
1.一种100g光模块耦合器件(100)，其特征在于，100g光模块耦合器件(100)包括：
100g光模块本体(10)；
用于发射出下行光信号的vcsel光源(20)；
用于接收100g光模块本体(10)发出的上行光信号的光功率计(30)；以及
跳线组件(40)，所述跳线组件(40)包括用于连接所述vcsel光源(20)与所述100g光模块本体(10)的下行跳线(41)，以及用于连接所述光功率计(30)与所述100g光模块本体(10)的上行跳线(42)，
所述下行跳线(41)和所述上行跳线(42)的直径范围均为39um-45um。
2.根据权利要求1所述的100g光模块耦合器件(100)，其特征在于，所述下行跳线(41)和所述上行跳线(42)的直径均为40um。
3.根据权利要求1所述的100g光模块耦合器件(100)，其特征在于，所述100g光模块本体(10)包括：电路板(11)，设于所述电路板(11)上的pd芯片(12)，设于所述电路板(11)上的vcsel芯片(13)，以及透镜(14)；
所述pd芯片(12)，所述vcsel芯片(13)设于所述透镜(14)的同一侧；
所述透镜(14)用于将下行光信号转换成准直光束后进入所述pd芯片(12)耦合，以及用于将vcsel芯片(13)发出的上行信号转换成准直光束。
4.根据权利要求3所述的100g光模块耦合器件(100)，其特征在于，所述100g光模块本体(10)与所述跳线组件(40)之间还连接有mt-mt连接线(60)，所述透镜(14)的一侧设有插口(141)，所述mt-mt连接线(60)的一端插设于所述插口(141)内，所述mt-mt连接线(60)的另一端分别与所述下行跳线(41)的第一连接端(411)和所述上行跳线(42)的第三连接端(421)连接。
5.根据权利要求4所述的100g光模块耦合器件(100)，其特征在于，所述mt-mt连接线(60)的直径范围为39um-45um。
6.根据权利要求5所述的100g光模块耦合器件(100)，其特征在于，所述mt-mt连接线(60)的直径为40um。
7.根据权利要求4所述的100g光模块耦合器件(100)，其特征在于，所述下行跳线(41)的第一连接端(411)和所述上行跳线(42)的第三连接端(421)分别与mt转接头(43)连接，所述mt转接头(43)与所述mt-mt连接线(60)插设于所述插口(141)内相反的另一端相连接；
所述下行跳线(41)的第二连接端(412)通过fc连接头(44)与所述vcsel光源(20)连接，所述上行跳线(42)的第四连接端(422)通过fc连接头(44)与所述光功率计(30)连接。
8.根据权利要求3所述的100g光模块耦合器件(100)，其特征在于，所述100g光模块本体(10)还包括耦合供电板(50)，所述耦合供电板(50)与所述电路板(11)电连接用于为所述电路板(11)供电。
技术总结