目前100G SR4 光模块主要采用COB 封装技术，在光电芯片键合（bonding）阶段，首先使用银胶将光芯片、电芯片精准固定在电路板规定位置上，该工序即为元件键合（die bonding）；然后采用打线机进行金线键合（wire bonding），完成光模块内部的电气连接。在光路耦合阶段，采用8路阵列透镜组完成光路90°弯折及聚焦，并采用有源耦合的工艺进行光路的最终确认，该设计方案工艺简单、高效，借助全自动贴片机、打线机和耦合台就可实现100G SR4 光模块的大批量生产。

一、总体框图

按照100G SR4 光模块协议要求，该光模块包括4路发射和接收，可实现4路25Gbps电信号的电光和光电转换。在发射端4路25Gbps电信号通过金手指进入光模块VCSEL驱动芯片，驱动芯片输出偏置电流、调制电流驱动VCSEL阵列发光，完成电光转换。在接收端4路25Gbps光信号通过光纤阵列将4路光信号耦合到光电二极管PD阵列上，将4路光信号转换成4路电信号，4路电信号经过跨阻放大器转换成4路电压信号，完成光电转换。

控制芯片MCU与VCSEL、TIA/LA 间采用IIC通讯，其主要工作包括：对VCSEL、TIA/LA进行初始化配置；SFF8636标准协议的嵌入，通过AD采样完成光模块内部工作电压、温度、偏置电流、发射光功率、接收光功率的实时监控，按照协议与外部交换机进行IIC通讯。

二、电路部分

1、发射电路

在发射端采用MALA37045的4通道VCSEL驱动芯片，单通道最高调制速率为28Gbps，可提供15mA偏置电流、12.8mA调制电流，另外还具有均衡EQ、时钟恢复CDR等功能。如下图1所示。

图1发射功能框图

2、接收部分

在接收端在发射端采用MATA37044 的4通道跨阻放大器芯片，该芯片具有预加重、时钟恢复CDR等功能,。4路光信号通过PD阵列将光信号转换成弱电流信号，跨组放大器芯片将电流信号转换成电压信号，再经过预加重、时钟恢复电路对电压信号中高频部分进行补偿优化及时钟的矫正，从而提高光模块的接收灵敏度，如下图2所示。

图2接收功能框图

三、光路部分

在光路设计上采用光弯折的有源耦合技术，其中光弯折是通过阵列透镜组完成的，阵列透镜是一个整体，其中包含8个通道，4通道为发射通道；4通道为接收通道。其中一个通道的示意图如图3所示。

图3光路图

其中两个透镜、一个45°反射镜。在工作时，由VCSEL芯片发出的光束经透镜1准直后到达45°反射镜，再经透镜2汇聚后耦合进光纤。有源耦合是在耦合过程中借助光功率计和上位机软件对耦合过程中的数据进行实时监控，找出发射端4通道发射光功率和接收端4通道PD响应度都处于最大值90%以上范围内时阵列透镜的位置，该位置就是最佳耦合点，然后对阵列透镜进行点胶和固化。

采用COB技术对100G SR4 并行光收发模块进行设计，光路上采用光弯折及有源耦合工艺，测试产品商温性能，同时也可以验证前期bonging工艺、光路耦合工艺的可行性。