C‑Lens 在光模块（800G/1.6T）中的应用
C‑Lens（球面柱状准直透镜）是高速光模块自由空间光路里关键无源元器件，广泛用于 800G/1.6T 高速数通、相干光模块内部光路耦合。 K ; e R)
一、C‑Lens 基础结构原理： "9 v4'"
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C‑Lens vs G‑Lens 光路： Dk^T _7{
C‑Lens 为均质玻璃圆柱透镜：一端球面聚光、另一端常规研磨 8° 斜切面（抑制端面反射、提升回损；部分项目可定制 6°/10° 楔角），核心两大功能： PK&\pkX
准直：光纤 / 激光器发散光→平行光束； E4cPCQyeH
聚焦耦合：平行光束收拢耦合进光纤纤芯 / PD 光敏面； '},
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主流规格：Φ0.8mm、Φ1.0mm、Φ1.8mm，1550nm 镀增透膜透过率＞99.9%；对比 G‑Lens（自聚焦透镜），工作距离更长、插入损耗更低、长距光路适配性更强，是 800G/1.6T 无源自由空间光路首选耦合元件。呈欣光电在高速光器件元器件工艺验证过程中，也针对 C‑Lens 的楔角、面型、镀膜一致性开展大量实测验证工作。 7L4~yazmK
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二、800G/1.6T 光模块五大核心应用场景 t%fc p
1、TOSA 发射端：EML 激光耦合（用量最大） VBN=xg}
800G/1.6T 普遍采用 8 通道 EML 调制激光器（PAM4 高速调制，对反射极其敏感） eJy}W /
光路逻辑：EML 出射发散激光→C‑Lens 准直平行光→经过隔离器 / WDM 薄膜片→第二片 C‑Lens 聚焦耦合进单模光纤； DX(!G a
速率升级要求： BCI[jfd 7
800G：单模块 TOSA 配置 4~8 颗 C‑Lens，整机耦合效率≥70%（受装配与光路匹配条件影响），回波损耗≥55dB； c na/?V
1.6T（OSFP‑XD/QSFP‑DD 高密度封装）：通道翻倍，8~16 颗 C‑Lens，耦合容差压缩至 ±0.05μm，抑制高速 PAM4 抖动、波长漂移； >mW*K _~
斜 8° 端面设计杜绝光反射打回 EML 芯片，避免激光器啸叫、功率漂移失效。 Vpe\Okt:
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2、ROSA 接收端：光电探测器聚光耦合 :>*0./hG
接收侧光纤入射发散光，依靠 C‑Lens 收拢光斑精准打在 PD/APD 光敏面： 2DX V~>
DR 短距、ZR/ZR + 相干长距 1.6T 模块标配； x>Gx yVE
多路并行接收阵列方案可采用 C‑Lens 阵列匹配 PD 阵列，提升接收灵敏度、降低光路插损，是 1.6T 相干接收 DSP 偏振解复用前置必备光路，并非全部接收方案都会使用阵列透镜。 lcR1FbJ2'
3、内置无源器件：隔离器、环形器、PBS 偏振器件光路（搭配 YVO₄晶体协同） d",VOhW7)S
结合 YVO₄钒酸钇晶体形成成套光路： *3A)s
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光隔离器：两端 C‑Lens 做光束准直 / 汇聚，中间 YVO₄偏振楔 + 法拉第旋光片构成单向隔离光路；800G 隔离度≥40dB，1.6T 提升至≥45dB，抑制链路回反射； H$k2S5,,z
光环形器：双向 BIDI 单纤收发模块核心，C‑Lens 完成光束整形，配合 YVO₄双折射实现收发光路分离； 7m. >2U
PBS 偏振分束器：1.6T 相干光模块 X/Y 偏振分光，C‑Lens 保障平行光入射 YVO4分光晶体，偏振消光比指标达标。呈欣光电在无源光路开发实践中，也重点关注 C‑Lens 与钒酸钇晶体的光路匹配公差。 D16w!Mnz{K
4、LWDM/CWDM 波分复用 MUX/DEMUX 光路 fA"9eUu
800G/1.6T ER8/ZR8 八波分方案内部： )ZMR4U$+v
多路不同波长激光经各自 C‑Lens 准直→TFF 薄膜滤波片合束→总路 C‑Lens 耦合进光纤； -+z 8bZ
解复用端反向分光，C‑Lens 保证各路光束平行度，降低串扰、通道不均衡损耗，适配 1.6T 超密集波长复用。 y4N2gBTKu
5、硅光 / CPO 光引擎外部耦合过渡 uWkn}P
1.6T 硅光模块、下一代 CPO 共封装光学过渡方案： 0]Qk *u<
硅光芯片波导出光发散角大，C‑Lens 做光束模式匹配，完成芯片自由空间光→光纤耦合； 1xDh[:6
CPO 短距光引擎方向，微型 C‑Lens 阵列属于重点研究方案，尚未实现大规模商用落地，可替代传统分立透镜，缩小封装体积、适配算力交换机高密度端口布局。 bWg !/K55
三、800G 升级 1.6T 对 C‑Lens 的硬性技术升级要求 ho%G
尺寸微型化：从传统 Φ1.8mm 主力转向 Φ1.0mm、Φ0.8mm 超小口径，适配 OSFP‑XD 紧凑内腔空间； VJSkQ\KD
曲率精度提升：面型轮廓公差、焦距公差收紧，耦合对准精度由 0.1μm 提升至 0.05μm； 62 9g_P )
高低温稳定性：‑40℃~125℃温循下耦合效率波动＜3%，匹配 1.6T 大功率散热工况； K)#6&\0tT
低插损定制：端面镀膜优化，单透镜插入损耗＜0.15dB，抵消多通道光路总损耗累积； eZ |_wB'r
量产工艺迭代：传统研磨产能受限，模压成型 C‑Lens 可实现批量放量，一定程度缓解 1.6T 透镜供应链压力；但小口径 Φ0.8mm 模压透镜在材料、模具、良率层面仍存在行业难点。针对微型透镜良率提升，呈欣光电也同步开展相关工艺调研与测试工作。 hiw>Q7W
四、C‑Lens vs G‑Lens 在 800G/1.6T 选型差异 FVWHiwRU,
五、产业链用量总结 n um2HtU&%
注：以下为理论参考用量，会随模块内部光路方案不同发生浮动。 /Q2HN(Y
单支 800G QSFP‑DD/OSFP：4~8 颗 C‑Lens； )W>9{*4 m
单支 1.6T OSFP‑XD：8~16 颗 C‑Lens，用量近乎翻倍，是 AI 算力光模块上游高景气核心元器件。国内包括呈欣光电在内的多家元器件企业，均在跟进高速光模块配套透镜相关技术研究。
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