无源器件与耦合

光纤阵列

Fiber Array / Fiber Array Unit · FA / FAU
2026 高频词图解FA / FAU

定义

把多根光纤按精确间距固定成阵列的无源器件,是光纤与硅光芯片耦合的关键接口。

图解

光纤怎么成束、怎么对接 · 通道越多,对准精度越要命FAU 光纤阵列(4 通道示意)V 型槽基板把光纤按固定间距排列间距精度直接决定耦合损耗CPO 需要可拆卸、可现场端接的方案LC 双工(2 芯)配合 WDM,2 芯可承载 8 波布线密度受限场景常用MPO-16(16 芯并行)8 收 8 发,400G/800G SR8 与 DR8 的基础芯数越多,插损与清洁度要求越高光纤 Shuffle 与 ELS Shuffle 则是「在机箱内部重新分配光纤走向」的定制化部件,随 CPO/NPO 一起成为新品类。
光纤阵列与连接器 光纤阵列 FAU 是把多根光纤按微米级精度排列并固定的部件,它是「芯片—光纤」之间的最后一环。通道数越多、间距越小,对准精度要求越高,这也是为什么高速并行方案(800G SR8/DR8、CPO)的良率难点常常落在这个看似不起眼的部件上。
把光纤里的光送进芯片,两条路 · 一个从上面进,一个从侧面进光栅耦合(垂直)硅光芯片 · 波导层光栅结构光纤垂直贴近优点:可在晶圆上任意位置布点便于整片晶圆级测试(不必切割)缺点:带宽窄、偏振敏感端面耦合(水平 / 倒锥)硅光芯片 · 波导层倒锥结构光纤水平对接优点:带宽宽、偏振不敏感、损耗低高性能模块与 CPO 的主流选择缺点:只能布在芯片边缘,对切割与对准要求高
光栅耦合与端面耦合 光栅耦合从芯片表面垂直进光,位置自由、便于晶圆级测试;端面耦合从芯片侧面水平进光,带宽与偏振表现更好,但只能布在边缘。高带宽场景(如 1.6T 与 CPO)通常选端面耦合,这也是光纤阵列 FAU 精度要求越来越高的原因。

说明

光纤阵列(FAU)是把多根光纤按微米级精度排列并固定在基板上的部件,通常采用 V 型槽结构保证间距一致性。它是「芯片—光纤」之间的最后一环,直接决定耦合效率。

为什么 FAU 如此关键?因为通道数越多、间距越小,对准精度要求就越高。800G SR8/DR8 需要 8 收 8 发共 16 芯,CPO 场景更要求高密度与可拆卸性,任何一点位置偏差都会转化为插入损耗。

在 CPO/NPO 时代,FAU 还面临新的工程要求:既要满足高精度对准,又要支持可现场端接与拆卸(否则维修性无法保障)。这些要求把 FAU 从「不起眼的小件」推到了良率与成本的关键位置。

关键数字

V 型槽常用的定位结构
16 芯800G 级并行方案的典型规格
微米级对准精度要求量级

关键要点

  • 对准精度直接决定耦合损耗,是 CPO 与硅光模块的良率关键环节。
  • CPO/NPO 对高精度大通道 FAU 需求上升,国内已有厂商推出面向 CPO 的高精度大通道 FAU 组件。
  • 精密封装设备的贴装精度已推进到 ±0.2μm–±1μm 量级。
  • CPO 与 NPO 方案对同一客户而言,物料差异主要就在 FAU 上。
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