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图五热电模块于电子及光电组件之应用(a)IC package (b) AWG (c) Transceiver(d) IR sensor

散热设计(七)蝶型封装模块环境温度对光耦合效率之影响评估

张渊仁,吴文进,陈逸明

内容标题导览:|前言|问题分析|模拟过程|蝶形封装模块热流分析结果|蝶形封装模块光学仿真结果|结论|

本文研究重点主要针对蝶型封装模块(butterfly package module)之整体热传效应对于雷射光耦合效应之影响,做一初步之探讨。

由前人的文献得知,光通讯模块之质量,主要关键在于模块封装时之光纤精确对准过程,但是当模块经由精确的组装程序完成之后,所要面对的即是长时间使用的寿命问题,这当中影响使用寿命的关键因素,即是由于环境温度变化所造成各组件变形与位移的问题。

因此在本文中,使用商业软件,进行仿真整个蝶型模块之环境温度场变化对于光纤套管变形量与光纤位移量之影响,并将模拟所得到之位移量,使用光学软件进行评估耦光效率的变化。

前言

EDFA掺铒光纤放大器

由于光纤通讯具有频宽大、传输损耗低、不受电磁干扰等优点,故已被广泛运用在长距离传输而成为全球网络基础之骨干。一般而言,在光纤通讯网路中主要是以光纤作为传递信息的介质,但是在整个光纤通讯网路中,尚须搭配其它光通讯组件来达到光讯号增强,衰减,分支与转换的目的。例如,每一段光纤的分支需要靠光耦合器;而长距离传递光讯号造成讯号的衰弱,所以必须要靠光放大器将讯号做增强。到了最终端用户,要靠光收发模块将光讯号转换成为电讯号,才能将信息传递到计算机或者其它设备做进一步的处理与运用。

在光纤通讯中,具有光讯号放大能力的光放大器,最典型的是EDFA(Er-Doping Fiber Amplifier),翻译做掺铒光纤放大器。如图1所示,是一个典型的光放大器(EDFA)的示意图,光的讯号经由光放大器加以放大之后,可以传送至更远的距离。由图中可知,高功率的帮浦雷射(Pump Laser)是EDFA(Erbium –doped fiber amplifiers)光放大器中的主要组件之一,由于未来光纤网络的发展,朝向高频宽高效能,这需更高效能的光放大器来加以实现,因此,更高功率的帮浦雷射的发展,成为光放大器的关键技术。

图1:EDFA掺铒光纤放大器示意图