Y12T100 什么是“准直”透镜，用在什么场景
发布时间：2026-04-09来源：光通信女人
这源于一个问题，问的是“准直器只用于相干光模块吗？”常用到的光纤准直器，打开后里边的核心器件是一个透镜，用于准直的透镜。光纤是波导，波导是受约束的光。类似于水管，光纤是用来给光波做“向导”的。家里装修的水管的管线设计是给水的流向规定路径的。光模块里有很多光波导的的设计，DFB激光器的下图红色的部分是光波导方向，可以是直波导，也可以是“斜”波导。EML是DFB与EAM的集成，其中的波导结构，也分了很多小类，举个例子，倒台型结构，可以降低RC常数提高带宽。VCSEL的光波导结构，大多数通过侧氧化设计的圆形、幅轮形、椭圆形等结构。PD探测器的光波导结构，有垂直波导（正照背照等），有水平波导（硅光集成锗硅波导型PD）....还有咱们的硅光集成芯片，比如集成的微环调制器，有“波导”结构的设计。薄膜铌酸锂集成调制器的波导设计，有刻蚀波导，异质波导等等。波导是受约束的，且不同的光学材料、不同的光学结构，其波导的尺寸是不一样的。就像咱们买水管，有粗有细，有方有圆。带有不同波导结构不同大小的芯片，之间的光路耦合，就很有难度了。从波导出来，或进入波导，我们的光路设计本质上就是解决这两件事。解决的方式有三大类。 波导与波导对接，比如光纤与硅光芯片的对接耦合，光纤与光纤的对接。波导与波导通过倏逝波耦合，比如硅波导与氮化硅波导的“倏逝波”耦合...准直器件或者说准直透镜，指的是波导的空间耦合方式的一种类型。从约束到“不约束”，有几个难点，第一个光从波导出来会发散这个发散是由于光学衍射现象形成的，咱们的初中物理的课程，小孔衍射现象或狭缝衍射现象，有个衍射角，或者也叫发散角。光从波导出来发散，那要把发散的光导入波导，这就太难了。空间光学的光，看箭头，按传输方向与光纤形态分为三类，发散、平行与会聚。最简单的一种方式，就是将波导进入空间的发散光，通过透镜会聚到另一波导。但是，有些光路的设计非常非常非常的“长”，比如无数次用的Z block，把这个Z字“捋直”，可长的光路。在长光路里，把发散光转为平行光，就可以避免光过度发散。这就是准直器。一个透镜可以用来准直，也可以用来会聚，起什么作用，就叫什么透镜。俗称为反射透镜，实际并不透的镜子，同样可以用于“准直”，或用于“会聚”，习惯称为准直透镜或会聚透镜。刚才提到准直透镜，可以解决“长”耦合光路的问题，还有一个常用的场景是解决耦合效率的问题。硅光芯片的损耗很大且需要很高的耦合精度，Y10T325 硅光调制器的损耗很大，都损耗在哪里了？通常需要考虑更高的耦合效率，还不想使用非常高精度的耦合设备，这个时候用双透镜的耦合光路就可以实现“兼顾”特性。激光器光波导输出的光，经过一个“透镜”准直为平行光，另一个透镜将平行光会聚为一点，导入硅光芯片的波导中（~~，硅光芯片中的波导，可以是氮化硅波导作为耦合波导）。起准直作用的透镜就叫做准直透镜，起会聚作用的透镜就叫做会聚透镜。但是硅光芯片和光纤的耦合，有些光是从光纤出来进入到硅光芯片中如Rx信号或ELSFP外置激光器，有些则是从硅光芯片出来进入到光纤中如Tx信号。这种方式的耦合，可以用波导直接对接，单透镜或双透镜。如果是双透镜，总有一个透镜起到“准直”的作用。叫法就比较随性，一个准直另一个就叫会聚。类似的无法区分光方向的，还有光纤与光纤的耦合也会采用平行光路，或类似上图的水平平行光透镜，也可以用反射透镜，都可以的。也是其中一个透镜叫准直，那另一个透镜就叫做会聚。再看一下更复杂的准直透镜。相干光模块里的光路更复杂一些，有些场景会在一个光路中用两个以上的透镜。里边有两个透镜的作用，都是准直，第二个准直透镜起到的作用是将平行光的光斑尺寸的大小调整一下，一个大光敏面的准直透镜用来兼顾生产误差的冗余性，另一个准直透镜来提高耦合效率。准直光路的应用场景通常是在复杂光路中避免光的过度发散，或是精益求精的提高耦合效率。4月11日，《人工智能AI大算力驱动的高速光模块/引擎发展趋势》，三个小时，可详询18140517646
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