光模块/BOSA的基础介绍摘要：光通信在目前的通信链路中起着重要的作用，传统的双绞线、同轴线伴随着长布线需要高损耗和中间放大的电力需求，以及他们的带宽不能满足越来越高速的通信需求。 因此，光线路的传输越来越重要，但是光纤是传输光的介质，负责收发光的设备称为光模块，当然也有光收发器设备。 介绍光模块，当然那也是BOSA。
光学模块(optical module )由光电子器件、功能电路、光接口等构成，光电子器件由发送和接收2个器件构成。
光发射部分叫做TOSA，光接受部分叫做ROSA，两个合在一起就叫做BOSA。
关于光模块的构成，BOSA说了由TOSA和ROSA构成，让我具体说明一下。
电致发光TOSA 1、LD半导体激光器LD(laserdiode ) )。
作用：将电信号转换为光信号，用于光发射器。
2、发光原理：
激光二极管的P-N结由两个掺杂的砷化镓层形成。
这有两个平端的结构，一端平行有镜像(高反射面)和一个部分反射。 发射的光的波长正好与连接部的长度有关。 当P-N结被外部电压源正向偏置时，电子通过结移动，像普通二极管一样重新结合。 当电子和空穴复合时，就会发射光子。 这些光子撞击原子，释放出更多的光子。 随着正向偏置电流的增加，更多的电子进入耗尽区，发射更多的光子。 最终，一些在耗尽区内随机移动的光子垂直照射在反射表面上，并沿原路径反射回来。 反射的光子再次从结的另一侧反射。 从光子的一端到另一端的这种运动是多次连续的。 在光子运动过程中，由于雪崩效应，更多的原子释放出更多的光子。 这个反射和产生越来越多光子的过程会产生非常强的激光束。
3、要求：
在上述说明的发射过程中产生的各光子与能级、相位关系、频率的其他光子相同。 因此，发射过程提供单一波长的激光束。 为了产生激光，激光二极管的电流必须超过一定的阈值电流(Ith )。 低于阈值水平的电流使二极管表现为LED，发出相干光。
4、LD分型
法布里-珀罗(FP ) )。
支持的光纤为单/多模，功率高，带宽低，可作为长距离光源。 他要说普通二极管，前者是谐振空腔结构。 在提供的电流作用下，腔内的电子可以通过能级的跃迁发射电子，腔内的端面起到双端面反射镜的作用，在腔内聚集光子，能量积累到一定程度后被发射，因此需要临界电流。 分布反馈-DFB
DFB激光器结构和光反应特性与FB激光器相似，通信传输需要在临界电流之上，大部分波段在1550nm左右。 与FP不同，DFB沿着腔的外部设置格子，使得激光只有单一波长光源能够存在于腔内。 由于我们称为单纵模) SLMsinglelongitudinalmodinal的这一特性，产生特定的要求光比较容易，价格也比较高。 还有其他不常见的东西
5、LD常见参数
阈值电流
也就是说，激光管开始激光振荡的电流在一般的小功率激光管中为几十毫安左右的值，具有应变多量子阱结构的激光管的阈值电流低至10mA以下。 光谱(波长、光谱宽度) )
即激光管工作波长输出光功率
最大允许瞬时光功率输出。 这适用于连续或脉冲操作模式。 但是，如果持续高输出，发光二极管的寿命会下降，请注意。 电流监测
也就是激光管在额定输出时流入PIN管的电流。 作业参数
电流、电压、暗电流。 光电变换ROSA PD将光信号变换为电信号，经由跨阻抗放大器(TIA )变换为电压信号。
1、PD :Photo Dioder光电二极管，将光信号转换为电信号，用于接收侧。
2、分类
拼音
PIN是在PN结之间加入本征半导体
特性：暗电流导致噪声，PIN中噪声不可忽视。 另外，温度上升时光检测性能变弱，灵敏度降低。 APD-TIA
APD雪崩二极管
特性：内部电子雪崩对微弱的光电流有放大作用，即倍增效应。 因此，在电放大之前，具有很高的灵敏度。 暗电流很小，噪声可以忽略。 PIN二极管或雪崩光电二极管(APD )将接收到的光转换为信号电流。 PIN二极管比较便宜，在和其他电子部件相同的电压下工作。 但是，对于给定的光功率，产生的电子比APD少得多。 因此，APD接收机具有较高的灵敏度，发射机具有较长的传输距离。
TIA是指跨阻抗放大器，将电流信号转换为电压信号。
3、特性
光响应度r，R=Ip/Pi
Ip光检测器产生的光电流，Pi表示输入光检测器的光功率。 暗电流Id
在规定的反向电压下，光不入射时产生的电流。 反向击穿电压
不照射光时反向电流达到规定值10uA的反向电压。 灵敏度
在一定波长、错误率、速度下可以接收的最小光功率。 饱和度
在一定波长、错误率、速度下可接收的最大光功率。 BOSA实际介绍了一种光模块-BOSA，BOSA是由ROSA和TOSA组成，也就是发射光接收的功能模块。
BOSA设备框图：
剖视图，可以很好地看到BOSA的内部结构
图。：BOSA主要包含如下关键器件：
1、发射管芯LD和接收管芯PD-TIA；
2、滤光片，0度和45度；因为发射和接收光路导致需要这个器件。
3、隔离器，根据不同的光的波长选择不同的隔离器；但是现在厂商一般省掉这个器件（成本和工艺导致），直接导致的问题就是导致输出眼图抖动严重，需要外部自行添加。
4、适配和尾纤，根据成本和应用场景不同来选择。 BOSA的发展
BOSA的核心器件LD和PD这两个东西，看起来小小的，但实际是最为重要的两个芯片器件基本上被国外厂商垄断；国内厂商一般做的是组装，将LD和PD买回来，因为LD和PD技术被垄断。
因为要发展大速率、高带宽的5G等，所以好像现在国外可以做400G的光模块了。国内而言少部分可以做20G以下的，中间的我们可以组装，100G以上的基本上被国外垄断，国内做不了，人家要不卖你，我们也就被遏制了。
所以我们应该要像重视半导体一样，重视这部分的研发。
Reference1、百度文库BOSA介绍
2、BOOK118 BOSA介绍
2019-6-23 清夜无尘，月色如银。