Fiber Array，對於做無源器件的廠家來說並不陌生，即大家常說的FA，廣泛應用於光分路器等產品中，使用不同通道的PLC晶片+FA，即可製作出相應的1：4、1：8、1：16、1：32等不同分支比的splitter。12~13年FTTH市場啟動時，曾經引發了無源器件的一個小高潮，但隨著市場的回落，FA器件廠家一度難以維持，舉步維艱。
從15年起，40G、100G光器件的需求開始增長，FA似乎又迎來了新一輪的春天。今天，我就來跟大家一起聊聊FA在高速光通信市場中的應用。
Fiber Array，一般採用4芯、8芯、12芯的光纖帶，配合全石英材質刻有V槽的基板，組裝成為連接光器件和光纖之間的重要耦合組件。用於Splitter的FA一般要求FA與端面齊平，與PLC器件水平耦合，採用普通的研磨工藝即可達到。但用於40G/100G有源產品的FA，主要用於雷射器、探測器等與光纖之間的耦合，絕大部分是採用垂直耦合，因此FA要求光纖突出基板0.2mm左右。下圖為採用45°全反射實現光路耦合的FA的實物照片和原理圖。
圖1： 武漢耀晟互連45°FA實物照片與原理示意圖
在40G、100G產品中，高密度、小體積成為業界共同追求的目標，因此陣列晶片已經成為高速產品的唯一選擇。對於長距傳輸的DFB、FP雷射器，由於材料和工藝本身的限制，加工成為陣列非常困難，行業裡很難見到DFB陣列晶片或者FP陣列晶片。但是對於PD和VCSEL來說，加工成為陣列相對容易很多。
從原理上可以很容易看出，45°FA將光纖傳輸的光實現了全反射，轉向90°後，直接導向光器件表面；同理光器件發出的光也可以經過90°轉角後，進入光纖進行傳輸。因此對於VCSEL陣列和PD陣列來說是非常匹配的一種解決方案。
FA由於加工工藝複雜，成本高，導致在10G及10G速率為主導的市場中無用武之地。但對於40G和100G產品來說，在研發前期，難以找到非常匹配的塑料透鏡來進行驗證；尤其是市場還沒有完全起量，透鏡研發及生產的投入難以回收成本的情況下，採用45°FA是非常高效、實用的一種光學解決方案。
相對於透鏡方案（基本原理如下圖），45°FA也具有無可比擬的優勢：
1，45°FA採用的光學原理非常簡單，是教科書中的公理，因此不存在專利糾紛。而透鏡方案由於目前國際大廠的控制，導致透鏡創新設計困難，稍不留神就可能陷入國際專利糾紛中。
2，45°FA所使用的基板和蓋板，全是石英玻璃材質，不存在光通道上的光學老化效應（雷射器的能量密度很高，長時間會導致塑料老化，從而使得透鏡失效），更有可能用於對環境要求溫度較高的場景中，如-40~+85℃。
圖2： 透鏡耦合原理示意圖
當然，FA自身的工藝決定，FA的生產過程較為複雜，相對透鏡來說成本非常高。尤其是，由於45°FA的原理是要在光纖端面上實現全反射，而不是傳統光纖跳線的透射，所以其加工工藝與傳統光纖端面處理有非常大的區別，其端面處理對於光模塊的耦合效率以及接收機靈敏度有非常大的影響。可能不同廠家提供的參數一模一樣的FA，生產出來的光模塊卻差異較大。目前市面上45°FA大部分還是由無源廠家來進行生產，對於後端光模塊性能的驗證較為薄弱，所以在選用FA時還需進行較多的驗證。
目前行業中，45°FA已經在40G QSFP SR4模塊、100G QSFP SR光模塊、40G PSM模塊的陣列接收以及100G LR光模塊的陣列接收中廣泛應用。