400GSR8光模块应用中关于MT及MPO连接器的Core Dip指标研究
400GSR8光模块应用中关于MT及MPO连接器的Core Dip指标研究
摘要：市场需求是一切技术进步的推动力，光模块产品正在迎接400G以及5G等新市场需求的到来，产品技术的变革是必然趋势，有源与无源的技术协调及整合也将更为紧密。苏州天孚光通信线缆连接器产品线及战略规划部专家张雨对400G SR8光模块应用中关于MT及MPO连接器的Core Dip指标展开研究。
1) Core Dip描述：由于光纤的纤芯相对于包层材质较软，因此在研磨过程中更容易被切削，从而形成纤芯(相对于包层)的凹陷，称之为“Core Dip”。如下图所示，即多模MT/MPO产品的光纤纤芯“Core Dip”
2) Core Dip影响：光纤纤芯的内凹陷会造成MT/MPO产品端接时，光纤之间形成“Air Gap空隙间隙”，从而直接(主要)影响到系统“Return Loss回波损耗”指标
3) Core Dip指标的测量：基于IEC 61300-3-30定义如下所示，推荐使用红光，至少绿光干涉仪，更适合测量微观连续曲面，能提高测量的精度，以及重复性和再现性。
备注：Core Dip指标正数表示“凹陷”，负数表示“凸出”
备注：Return Loss定义为相同规格的MT/MPO产品对接测试，而不是对直接对空气的反射
· 随着高速光模块的信号制式由NRZ信号过渡到PAM4信号，从眼图上可以直观的看到，系统对于“噪声”更为敏感，而降低系统端接处的背向反射Back-reflection(即提升Return Loss回波损耗)成为一个不得不去考虑的重要因素。
· 多模高速光模块在客户使用端的实际“端接”回波损耗由两个因素决定：
· 因此，我们正真看到基于PAM4信号的400G SR8光模块上，未解决系统回波损耗隐患的一个折中方案趋势，就是由多模MT/PC研磨形式，调整为多模MT/APC研磨形式，描述如下：
1) 常规LC/SC/FC等连接器用的陶瓷插芯，一个插芯里一根光纤，为了能够更好的保证对接时光纤完全接触，因此陶瓷插芯采用的“球面研磨技术”，如下图所示：
2) 而MPO/MTP连接器内的MT插芯由于是光纤阵列结构，如果采购球面研磨，那么势必造成中间的光纤能够对接，两侧的光纤就接触不到了。因此MPO/MTP产品只能采用的“平面研磨”。
3) MPO采用平面研磨，又会带来一个问题：我们虽然说磨PC面，就是0度，但其实都是有公差的，即+/-0.2度，而且是长轴和短轴两个方向都存在角度公差。那么两个MPO产品(平面)对接的时候，因为存在研磨角度公差，光纤之间就会无法接触，而形成“对接间隙”。
4) 研磨角度公差是必然存在的，那么怎么样才可以解决光纤对接间隙问题。因此就需要让光纤凸出MT插芯端面，如下图所示为IEC 61755-3-3对于光纤高度的定义，以及MT干涉仪测量的光纤高度3D/2D图形：
5) 为了在研磨过程中实现光纤凸出MT插芯端面来，一般用绒布进行研磨。因为光纤材质硬，而MT插芯是PPS塑料材质，软一些。因此绒布研磨过程中，绒毛+研磨颗粒，能轻松实现对塑料MT插芯的切削量比光纤要大，于是就形成了“凸纤”效果。
6) 但是，鉴于绒毛+研磨颗粒的研磨方式，会对材质“软硬度”区别形成差异，那么光纤纤芯Fiber Core比光纤包层Cladding要软，因此在研磨凸纤的过程中，也就顺带产生了Core Dip的凹陷，是“nm级单位”，这就是Core Dip的产能机理。
· Back-cut研磨工艺：即通过增加一道SiO/CeO抛光研磨，将Fiber球面区域尽量磨平，降低Core Dip纤芯凹陷，如下图示意，还可以形成纤芯略凸的状态。
市场需求是一切技术进步的推动力，光模块产品正在迎接400G以及5G等新市场需求的到来，产品技术的变革是必然趋势，有源与无源的技术协调及整合也将更为紧密。
天孚光通信，作为国内光无源器件领域的领军者，正在利用我们多年的技术经验沉淀，理论分析能力，试验平台优势等资源，助力高端有源光模块客户将新一代产品更快速的推向市场，这是天孚人自始秉承的经营理念。
苏州天孚光通信 线缆连接器产品线及战略规划部 张雨
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