突破密度极限！40通道磁吸可拆卸光连接器助力CPO技术革新

1、背景需求：CPO技术的关键瓶颈

随着数据中心向400G/800G高速互联演进，共封装光学（CPO）因能显著降低功耗和延迟成为关键技术。然而，传统光连接器存在两大痛点：

密度限制：12通道连接器仅实现1.2通道/mm的“边缘通道密度”工艺兼容性：需承受260℃回流焊温度且支持光纤可拆卸

2、技术突破：40通道磁吸式非接触连接器

古河电工团队指出“为避免光纤处理的复杂性，PIC-光纤连接必须支持光纤端可拆卸”。该团队创新设计如图1所示。

图1：可拆卸波导-光纤连接器设计概念

核心创新点：

双透镜阵列（LA）扩束：光束直径从9μm扩至60μm，对准容差提升6.5倍（0.2dB损耗下的偏移容忍度从1μm→6.5μm）；

磁吸非接触连接：抛弃传统物理接触（PC）弹簧结构；两侧磁铁提供2.2N吸力，实现毫米级自动对准；

材料工艺：定位件采用聚苯硫醚（PPS）注塑成型；支持260℃回流焊工艺（已通过验证）。

3、性能实测：打破损耗与密度记录

光纤-光纤直连性能：该团队在此前的研究中设计了一款支持回流焊12通道的磁吸光连接器。本文最新的研究将通道数拓展到了40通道。

尺寸：10.5mm(宽)×2.5mm(高)×14.3mm(长)

通道参数：127μm间距，ITU-T G.657光纤（MFD=8.6μm@1310nm）

图2：40通道连接器实物:

插入损耗：<0.4dB（10次插拔波动<±0.04dB）

图3：光纤-光纤插损测试:

串扰抑制：<-59dB（60μm光束+127μm窄间距下实现）

图4：串扰测试

波导-光纤连接性能：

图5：PLC-光纤连接配置

插入损耗：<0.6dB（PLC通过FA与连接器对接）

4、密度飞跃：边缘通道密度提升275%

通过40通道连接器在玻璃基板边缘阵列排布（图6b），实现3.3通道/mm超高密度（较此前12通道方案的1.2通道/mm提升175%）

图6：玻璃基板多通道串联方案

5、应用前景

该连接器已满足CPO三大核心需求：

高密度：40通道/10.5mm宽度高可靠性：磁吸非接触防尘设计工艺兼容：通过260℃回流焊验证 为下一代51.2T CPO交换机光引擎提供关键互连解决方案。项目支持：日本新能源产业技术开发机构（NEDO）项目号JPNP20017参考文献：Y. Fujimaki, S. Ikeda, K. Watanabe, T. Saito and M. Kotoku, "40-Channel Detachable Optical Connector Enabling Ultra-High Density Connectivity in Co-Packaged Optics," 2025 IEEE CPMT Symposium Japan (ICSJ), Kyoto, Japan, 2025, pp. 167-170, doi: 10.1109/ICSJ66986.2025.11302643.（以上内容为分享学习，如有侵权请联系删除）