高速光模块多通道光学耦合对准技术研究

唐绍宇，曾 鹏，伍 颖，汤 科，陈国帅

（中国电子科技集团公司第三十四研究所，广西 桂林）

引言

高速数字光模块目前广泛应用于数字光通信系统，随着AI 及移动互联网的发展，通信容量的需求不断提升，通信机房里的光模块通道数量也在不断增加，数字光模块产品封装已经从单通道的SFP 封装转变为QSFP28 等多通道封装形式[1-2]。在光模块的制造过程中，光信号的输入输出问题是必须解决的，而要想实现光信号的输入输出，必须解决多通道的光学芯片的发光面或者接收面与阵列光纤一一耦合对准。耦合对准的质量好坏直接决定了光模块的生产良品率[3]。

耦合对准的问题，从数学角度分析就是在多通道光学芯片装配位置确定前提下，找到多通道光纤阵列最佳摆放位置。在寻找最佳摆放位置的过程中，不同的策略对应不同的工装夹具及寻优算法，也就意味着实现的难易程度及实现成本不一样。目前业内主流的位置寻优技术有手动寻优耦合和自动化寻优耦合两种，借助多维的光学调节架，夹持阵列光纤，在多个空间维度不断调节光纤的摆放位置，直至找到最佳位置停止，固定光纤从而完成真个光学耦合过程。

本文从光学芯片的布局、阵列光纤的设计加工和耦合寻找最优耦合位置三个方面进行研究，介绍了多通道的光学耦合对准技术，并对耦合后的效果进行测试分析。

1 多通道光学芯片布局

以4 路的高速光模块为例，其主要由4 通道VCSEL 激光器驱动芯片、4 通道PIN 探测器驱动芯片、4 通道VCSEL 激光器和4 通道PIN 探测芯片组成。……