抖圈为赌而生

光通信中只要有光路传输的地方几乎都市用到要害部件——透镜。在耦合光路中
，透镜主要起到发散光汇聚的作用
，将汇聚到光纤、探测器、硅波导等等上。凭据我们的光通信产物应用
，大部门有源器件产物会用到1颗或者2颗
，乃至3颗透镜。本篇文章主要给各人讲述单双透镜在移动通信5G产物上的应用
，性能特点
，以及光路封装结构。

一、单透镜产物及在5G光�？橹杏τ�

单透镜的种类较多
，形状有球面
，非球面
，材质主要有玻璃、硅、塑料等介质。在差异的光器件产物应用中
，所需要的透镜的类型及封装结构也完全纷歧样。单透镜主要特点是光路路程短
，器件封装结构尺寸小
，结构简单
；缺点是单透镜耦合效率较低
，一般来说球透镜耦合效率10~15%
，非球透镜30~50%。图1给出了球面透镜和非球面透镜的光路示意。

从移动通信5G承载光�？橛τ贸【凹靶枨罄纯�
，目前前传传输速率主要以25Gb/s为主。光纤直连和有源WDM/OTN设备间接纳短距灰光�？�
；点到点WDM、无源WDM方案中AAU到DU之间的连接则接纳彩光�？�。这些�？橹械钠骷庾靶问揭话阋訲O同轴封装为主。功耗低
，尺寸小
，成本低
，是器件和�？榈牟欢≡�。 

5G通信用的25G器件结构多数接纳TO-can同轴封装单透镜结构。透镜接纳跟管帽烧结的方式形成一体
，再将管帽电阻焊形式与TO-header焊接形成气密性光器件。

单透镜除了与TO管帽相结合的方式
，另外还有方形透镜
，柱形透镜等在数据中心产物、5G中回传50G器件上也有广泛应用。

如数据中心的非气密性器件400G,800G短距离传输
，使用环境不是太严苛
，对于芯片多数使用DML类型
，器件光路较为简单
，单透镜则可满足耦合效率要求。

二、双透镜的应用场所及性能特点

为了解决单透镜的耦合效率低
，光程短不易放入其他光路元器件
，所以需要再增加一颗透镜
，接纳准直光路延长光程
，同时也能进一步提高耦合效率
，另外对于透镜的耦合容差也有所提升。在我们的多通道波分复用组件（TFF BLOCK/ AWG）都是接纳双透镜光路。这种产物的耦合工艺较单颗透镜亦要庞大得多。

双透镜的典型应用包罗：

1.多通道波分复用产物

在100G、200G波分复用产物中
，将多种波长集成到1根光纤进行传输
，则需要使用双透镜的光路方案。实现方式一般有两种。第一种接纳薄膜滤波片（TFF）方式（如上图）
，在LENS1与LENS2的准直光路中间加入一个Z-BLOCK无源器件
，实现CWDM
，DWDM, LWDM多波长的复用�
；褂幸恢衷蚪幽傻统杀�
，集成度较高的阵列波导光栅（AWG）方案, 但插损
，带宽
，温度稳定性都比TFF的差。所以一般客户都不会将AWG方式作为TX端使用
，而是配合TFF
，将AWG作为RX端使用。

2.50G BIDI的双透镜光路应用

在5G中回传的50G传输距离40km的应用需求中
，可以接纳LAN-WDM两波上进行对接传输。这种应用中如果接纳BOX 封装结构
，则器件成本较为高昂。那可不行以接纳BIDI的低成本结构呢
，答案是可以的。但是在激光器的TX端则需要使用双透镜方式。

为什么不能接纳通例BOSA 45°Filter方式单透镜方案进行设计呢？那是因为45°Filter做不到。通例的灰光�？�BOSA 波长接纳的是1270nm跟1310nm
，中间间隔40nm带宽
，对于45°Filter的通止带隔离度来说制作就容易得多。目前45°Filter的能做到波长的最小间隔在20nm。而对于50G的BIDI波长来讲
，间隔只有15nm左右。那只能接纳一个措施减小Filter的角度来适用较小间隔的两波长。

抖圈为赌而生通信新推出的50G ER BIDI光器件产物支持到50G10km、40km的应用
，设计上接纳双透镜
，耦合效率到达60%以上。一方面减少光纤的用量
，节约成本
，另一方面单纤双向BIDI消除光纤差池称性延时
，同时接入层接纳50G PAM4 BIDI更好的满足带宽
，同步等指标的要求。该产物以卓越的产物性能和市场体现在2020光连接大会上
，荣获“2020年度最具影响力光组件产物”奖项。

从以上应用实例我们可以看到
，激光芯片到光纤直连
，光程短
，无其他光学元器件
，耦合效率要求不是太高
，则接纳单颗透镜
，封装类型TO封装、BOX封装
，以TO封装应用最为广泛
，而在波分复用场所
，光程长有较多光路元器件
，需要较高耦合效率提升传输距离应用产物上
，则必须接纳双透镜的设计光路。

文章来源于：抖圈为赌而生通信研发部提供
，未经允许禁止转载
，若转载请标明出处
，若未标明出处将追究执法责任。