近幾年來，隨著光纖到戶、全光網絡等熱點應用的興起，通信業正面臨帶寬和速度的雙重挑戰，大容量、高速率和高質量的光纖通信已成為信息產業發展的必然趨勢。光收發模塊是光網絡建設的重要組成部分，其核心功能就是在各種傳輸網絡之間提供光電接口，完成光電或電光轉換，確保通信網的連接。目前應用較廣的光模塊類型是小型化可熱插拔(SFP)模塊系列產品。在當前的主流通信容量和速率下，它基本能滿足通信的要求。但隨著一系列熱點應用的興起以及對光模塊產品低成本、高鏈路容量的進一步需求，緊湊型小型化可熱插拔(CSFP)光收發模塊便應運而生。在現在流行的SFP工業封裝基礎上，通過采用雙通道，甚至四通道的設計，CSFP不改變現有接口形式，但將外形尺寸縮小到現有標準的1/2或1/4，通過組合還可靈活配置通道數量。采用高集成度光電回路和封裝技術研制的CSFP光模塊繼承了SFP所有的技術優勢，大幅度減小光模塊和通信系統設備的外形尺寸，成倍提升端口密度及信息吞吐量的同時也降低了系統成本，商業價值巨大。本文旨在研究和設計出一種集成兩路傳統單纖雙向(BIDI)SFP的CSFP模塊，并對其性能進行測試，通過進一步分析數據結果，驗證產品性能，證實設計方案的可行性，為CSFP光模塊的實際生產提供理論依據。

2CSFP中的光電集成技術

光電集成技術的出現是光學器件和系統發展的必然趨勢，也是當今光電子學領域的前沿技術，它主要研究如何將光學器件與電子元件集成封裝在一起以完成傳統有源、無源光元件的功能。將半導體激光器、探測器等有源器件集成在同一平面襯底上，并用光波導、耦合器、隔離器和濾波器等無源器件連接起來，構成實現微型化、集成化和薄膜化的微型光學系統稱為集成光路。如果同時與如電阻、電容等電子元件集成，則構成混合光電集成系統。

混合光電集成可以實現作為基礎光元件體系的光波導和有源器件的自由結合，所以可以較容易制作出各種功能的光集成器件，生產成本較低，是目前最合適的實用集成途徑。它通過在硅襯底光波導上集成芯片，實現了一個雙向光通信收發器的混合光器件體系。半導體激光器、光探測器等有源器件和構成波導基礎光路所必需的無源元件，各自選擇最合適的材料，采用不同的制造工藝，組成最合適的器件形式，這是混合集成的最大特征。正因為如此，大多數混合集成元件在研究初期就可以具備滿足實用化條件的性能。

混合光集成的一個困難之處在于將光有源器件裝配到無源波導襯底上，目前通過平面光波回路(PLC)技術可有效解決這個難題。圖2是具有石英-硅臺面的PLC平臺結構。這種平臺用具有臺面區域的硅代替常規的平坦硅襯底，其主要由PLC區、器件裝配區和電導線區3部分組成。在PLC區中的埋入式光波導的傳輸損耗非常小(小于0.1dB/cm)，這是因為其形成在緊鄰臺面硅襯底的基平面附近。器件裝配區含有硅臺面，其對于光電子器件可以起到對準和散熱的作用。在硅臺面上形成厚度大約為0.5μm的二氧化硅(SiO2)電絕緣層，再在這個絕緣層上面做焊料圖型。由于在事先設計時已經使波導區與光電器件有源層距焊料表面的距離相同，所以將光電器件倒放在焊料上，SiO2光波導和光電器件便可以容易的實現垂直校準。導線區的一個主要優點就是導線可以做在石英層上，而不是在硅襯底上。通常硅襯底導線由于硅表面本身具有微弱導電性，所以在傳輸高速電信號時會有很大的損耗和電容。而這個問題可以用石英層導線解決。所以，PLC平臺還充當了光器件性能優異的導線基板。