光通信应用解决方案

作者： vch14484171

发布于： 2025-12-26 11:10

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来源：泰丰瑞电子

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光通信应用解决方案

光纤透镜，又称光纤透镜或透镜光纤，是将光纤的尖端加工成某种透镜的形状而制成的。它用于改变光学系统中的光路或转换光学模式。

不同的领域对不同的光纤透镜要求。从透镜的形状上看，可分为斜面、楔形（双斜面，或四斜面）、球形、圆锥形等，如下图所示。而且，光纤透镜根据光纤透镜的形式还可以分为单光纤透镜和光纤透镜组合。本文主要介绍了不同类型光纤透镜的原理和应用。

图1

斜面光纤透镜可以倾斜6°~10°，倾斜40°~50°以上。6°~10°倾斜光纤透镜用于防止反射光返回光路造成的干扰或损坏;40°~50°以上的斜透镜光纤阵列可以改变光路甚至在光路中形成全反射，还可以增加光纤的光面积，使更多的光进入光纤。至于这种光纤透镜，主要用于光纤激光器、光纤通信、传统光学、光纤传感等。

楔形光纤透镜的组合通常用于光路耦合。其中，有楔形光纤透镜前端制成的微柱形光纤透镜、四斜角光纤透镜和斜楔形光纤透镜，统称为楔形光纤透镜。

LD的光束光斑大多是椭圆形的，椭圆的长短轴之比与输出功率成正比。通常，该比例为3~5。对于大功率LD，它可以超过10甚至高达50。显然，这样的光束很难耦合到光纤中。为了适应LD输出光束的形状，可以使用楔形光纤透镜，将两个大楔形对应LD的大发散角，从而提高LD耦合到光纤中的效率。

普通楔形透镜需要AR镀膜来最大限度地减少反射光，但对于楔形光纤透镜，由于特殊的几何形状，LD与光纤透镜之间形成折射角，从而进一步避免了LD反射光的影响，并消除了反射光引起的噪声。与普通楔形光纤透镜电镀AR镀膜工艺相比，降低了成本和镀膜工艺控制不善带来的不稳定性。

图2

球面光纤透镜

球面光纤透镜的应用可以应用于许多领域，如光学耦合、生物学领域、医学、传感等。在球面光纤透镜上重新制造斜角透镜可以应用于OCT这种近年来发展迅速的成像诊断技术

图3

锥形光纤透镜

由于锥形光纤透镜可以达到扩大光纤数值孔径和增加光接收能力的目的，因此锥形光纤透镜非常适合与输出光束横截面为圆形或近圆形的LD、DFB、SLD激光器或VCSEL耦合。高精度锥形光纤透镜还用于医疗激光显微外科系统和微照明系统。

图4

泰丰瑞电子拥有一流的光纤透镜加工技术，我们还自主研发了成套光纤透镜打磨设备，可生产各种形状的光纤透镜，成本低，精度高。借助研磨设备，我们还可以测试镜头的光学光斑、远场等参数。还可以在透镜上添加金属化、抗反射（AR）涂层、连接器端接等不同处理，此外，还可以将多个光纤透镜组装成光纤透镜阵列。

泰丰瑞电子专门为商业和研究市场提供透镜光纤，包括光纤透镜系统和电信应用。泰丰瑞电子光纤透镜是用于改善透镜光纤耦合的高耦合性能组件。

光纤透镜可应用于光纤通信、光纤激光器、工业激光系统、医疗激光系统等。针对不同的应用场合，开发了不同结构和形状的光纤透镜，一些典型的应用实例如下图所示：

图5 用于硅片耦合的MFD透镜光纤

图6 锥形纤维金属化透镜纤维

微透镜

微透镜是光通信系统的核心部件，确保关键光学元件之间的高效数据传输。泰丰瑞电子光学元器件产品的优势：

• 根据系统需求量身定制光学和机械设计，实现更佳性能

• 晶圆级生产工艺，经济、高效的大规模制造

• 匹配客户端的生产集成工艺，提供多种功能设计，如凹面透镜、对准标记、 V型槽、棱镜、胶水槽等

Microlens Arrays with Reflective Mirror｜SUMITA OPTICAL GLASS, Inc.

CWDM光学组件中实现光路耦合功能的单透镜和微透镜阵列

光通信模块

微纳光学元器件产品能够在光模块中高效实现半导体激光器、探测器与光纤之间的光路耦合。微纳光学技术进一步优化了数据传输效率，使得高速数据网络更加高效节能。

光子集成电路

在赋能AI技术的硅光子和磷化铟(InP)光子集成电路(PIC)中，微纳光学是800Gb和1.6Tb光收发模块的核心组成部分。这些光收发模块依赖高精度的微透镜和微棱镜，在半导体激光器、PIC波导与光纤之间实现低损耗光耦合，大幅提升数据传输效率。

半导体激光光源到PIC的高效光路耦合

V型槽、盖板、光纤透镜阵列单元

光纤阵列单元FAU

泰丰瑞电子为光通信客户提供构成光纤阵列单元(FAU)的关键光学元器件，如精密设计V型槽阵列、盖板等，用于确保光纤的精确定位，维持一致的间距与对准状态，从而优化信号传输效率，增强组件的耐久性与稳定性。泰丰瑞电子拥有光学元器件大批量生产制造能力和自动化光学组装能力，满足现代光通信系统对高精度、高可靠性、高通道数及大规模量产的严苛要求。

波长开关WSS/光路开关OCS

波长选择开关(WSS)是可重构光通信网络中的关键组件。光路开关(OCS)是构建异构数据机架:进而实现可扩展网络架构的关键。利用先进的微纳光学技术，光开关的尺寸将进一步缩小，相同尺寸下的光通道数量和数据传输带宽也将获得更大的提升和拓展空间。

光路开关(OCS)

光纤准直和光纤连接的微透镜阵列

光纤连接器

光纤连接器在电信和数据通信网络中起着连接硬件的关键作用，从而实现无缝且高质量的信息传输。为此，泰丰瑞电子设计并制造微纳光学透镜阵列，以确保光束在单模和多模光纤阵列中实现更佳的准直与耦合效果。

共封装光学CPO

共封装光学(CPO)是面向未来数据中心和高性能计算的重要创新技术，通过将光引警与电子交换芯片紧密集成，实现更高带宽、更低功耗和更优信号质量。微透镜和微透镜阵列在CPO系统中至关重要，帮助实现高效光纤耦合、精确光束控制和严苛对准要求。泰丰瑞电子凭借先进的微光学设计与制造能力，提供高性能、高一致性的CPO微光学解决方案，助力客户打造更快、更节能、更可靠的光互连系统。