目前100G SR4 光模塊主要采用COB 封裝技術，在光電芯片鍵合（bonding）階段，首先使用銀膠將光芯片、電芯片精準固定在電路板規定位置上，該工序即為元件鍵合（die bonding）；然后采用打線機進行金線鍵合（wire bonding），完成光模塊內部的電氣連接。在光路耦合階段，采用8路陣列透鏡組完成光路90°彎折及聚焦，并采用有源耦合的工藝進行光路的最終確認，該設計方案工藝簡單、高效，借助全自動貼片機、打線機和耦合臺就可實現100G SR4 光模塊的大批量生產。

一、總體框圖

按照100G SR4 光模塊協議要求，該光模塊包括4路發射和接收，可實現4路25Gbps電信號的電光和光電轉換。在發射端4路25Gbps電信號通過金手指進入光模塊VCSEL驅動芯片，驅動芯片輸出偏置電流、調制電流驅動VCSEL陣列發光，完成電光轉換。在接收端4路25Gbps光信號通過光纖陣列將4路光信號耦合到光電二極管PD陣列上，將4路光信號轉換成4路電信號，4路電信號經過跨阻放大器轉換成4路電壓信號，完成光電轉換。

控制芯片MCU與VCSEL、TIA/LA 間采用IIC通訊，其主要工作包括：對VCSEL、TIA/LA進行初始化配置；SFF8636標準協議的嵌入，通過AD采樣完成光模塊內部工作電壓、溫度、偏置電流、發射光功率、接收光功率的實時監控，按照協議與外部交換機進行IIC通訊。

二、電路部分

1、發射電路

在發射端采用MALA37045的4通道VCSEL驅動芯片，單通道最高調制速率為28Gbps，可提供15mA偏置電流、12.8mA調制電流，另外還具有均衡EQ、時鐘恢復CDR等功能。如下圖1所示。

圖1發射功能框圖

2、接收部分

在接收端在發射端采用MATA37044 的4通道跨阻放大器芯片，該芯片具有預加重、時鐘恢復CDR等功能,。4路光信號通過PD陣列將光信號轉換成弱電流信號，跨組放大器芯片將電流信號轉換成電壓信號，再經過預加重、時鐘恢復電路對電壓信號中高頻部分進行補償優化及時鐘的矯正，從而提高光模塊的接收靈敏度，如下圖2所示。

圖2接收功能框圖

三、光路部分

在光路設計上采用光彎折的有源耦合技術，其中光彎折是通過陣列透鏡組完成的，陣列透鏡是一個整體，其中包含8個通道，4通道為發射通道；4通道為接收通道。其中一個通道的示意圖如圖3所示。

圖3光路圖

其中兩個透鏡、一個45°反射鏡。在工作時，由VCSEL芯片發出的光束經透鏡1準直后到達45°反射鏡，再經透鏡2匯聚后耦合進光纖。有源耦合是在耦合過程中借助光功率計和上位機軟件對耦合過程中的數據進行實時監控，找出發射端4通道發射光功率和接收端4通道PD響應度都處于最大值90%以上范圍內時陣列透鏡的位置，該位置就是最佳耦合點，然后對陣列透鏡進行點膠和固化。

采用COB技術對100G SR4 并行光收發模塊進行設計，光路上采用光彎折及有源耦合工藝，測試產品商溫性能，同時也可以驗證前期bonging工藝、光路耦合工藝的可行性。