光模块概述
光模块是实现光电 / 电光转换的核心器件,其内部结构高度集成且精密,主要由光学组件、电路组件、封装结构三大部分组成。
光学组件
光学组件作为光信号的处理核心,主要负责将光信号产生、调制传输与探测,是光模块实现“光 - 电”的基础。
发射端光学组件
(1)激光发射器:光模块的“光源”,根据应用场景选择类型也不同
- VCSEL(垂直腔面发射激光器) :体积小、成本低、功耗低,发射 850nm 波长光,适用于多模光纤短距传输。
- DFB(分布反馈激光器):射 1310nm/1550nm 波长光,光谱纯度高、稳定性强,适用于单模光纤中距传输。
- EML(电吸收调制激光器):集成“激光器 + 电吸收调制器”,可直接调制光信号,发射 1550nm 波长光,适用于单模光纤长距传输。
- FP 激光器(法布里 - 珀罗激光器) :早期低速光模块使用,光谱宽、噪声大,现逐渐被 VCSEL/DFB 替代。
(2)光隔离器(Isolator)
防止反射光返回激光发射器,避免激光器频率漂移或损坏,保证光信号稳定性(常见于长距光模块)。
(3)光耦合透镜(Coupling Lens)
将激光发射器发出的发散光聚焦成平行光,高效耦合进光纤纤芯(减少光功率损耗)
接收端光学组件
(1)光电探测器(Photodetector) :光模块的“光 - 电转换器”,核心是半导体器件。
- PIN(光电二极管) :结构简单、响应速度快,将光信号转换为微弱电流,适用于中短距传输。
- APD(雪崩光电二极管) :在高反向偏压下,光生载流子发生雪崩倍增,灵敏度比 PIN高 10~100倍,适用于长距传输。
(2)光滤波器(Filter) :过滤掉光纤中的杂散光,只让目标波长的光到达光电探测器,提高信噪比(常见于
WDM 波分复用光模块)。