CN100394231C - 用于双向光学收发器的系统、方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一个使用单一光纤作为双向光学通信的光学数据链。双向光学收发器与具有二个光学通信开口的单一光纤接合。在每个光学收发器中的光学组件在双向光学收发器中多路化光发射信号并解多路化光接收信号。该光学组件包括一个反射至少一个波长的光并允许透射另一波长的光的滤光器的光学区块。并描述了具有滤光器的光学区块的实施例。

Description

用于双向光学收发器的系统、方法和装置
技术领域
本发明总的涉及光学数据链和光学收发器模块。具体来说，本发明涉及将光耦合进入和导出光缆的装置。
背景技术
为了接入网络布设，比如光纤到户(FTTH)或光纤到路边(FTTC)，人们通常希望仅使用一条光缆或导波器来降低成本。在此种布设下尤其如此，因为在这样的布设中缆线的长度可到达20千米，而传统方式使用具有双重纤维的双光纤收发器会更加昂贵。然而，在跨越如此距离的单一光纤上使用光子或光信号提供双向通信却很具有挑战性。
在单一光缆上的双向通信中，发送和接收光子或光信号是在相同的单一光缆或导波器上进行的。为了达到这个目的，用具有不同波长和频率的两种光使发射数据和接收数据在单一光缆上多路复用。输入或发射数据多路复用进入光缆而输出或接收数据从光缆上多路分解。使用一种波长光的输入或发射数据的路径通常被称做发射信道。使用另一波长光的输入或接收数据的路径通常被称做接收信道。在单一光缆的每一端，数据多路复用进入发射信道，并从输出信道中多路分解。
在典型的光学数据链的每一端为光学收发器，用来分别在发射和接收信道上发射和接收数据。在每一端的光学收发器都需要支持单一光纤上的双向通信以用于此种布设方式。为了在同一单一光缆上提供有效的双向通信，需要在发射和接收信道之间将光串扰减到最小，并在光学收发器中提供良好耦合并降低其生产成本。
发明内容
本发明提供了一种用于在单一光纤上进行光发射和光接收的双向光学收发器，该双向光学收发器包括：一个整合的光学区块，具有：用于与单一光纤对准的一个光纤端口，用于接纳一光发射器的一个发射器端口，用于接纳一光接收器的一个接收器端口，用于接纳一滤光器的一个槽，一个与槽相联的槽开口，用于将滤光器保持在槽中的接合到槽开口中的止动件，在光纤端口中的一个第一透镜，在发射器端口中的一个第二透镜，以及在接收器端口中的一个第三透镜；接合到光学区块的发射器端口中的光发射器，用于将具有第一波长的第一光束发射到所述单一光纤；接合到光学区块的接收器端口中的光接收器，用于从所述单一光纤接收具有第二波长的所述第二光束；接合到光学区块的槽中的滤光器，该滤光器对于第一和第二光束中的一个是透射性的，且对于第一和第二光束中的另一个是反射性的。
本发明还提供了一种用于在单一光纤上进行光发射和光接收的双向光学收发器，该双向光学收发器包括：一个光学区块，具有：用于与单一光纤对准的一个光纤端口，用于接纳一光发射器的一个发射器端口，用于接纳一光接收器的一个接收器端口，在光纤端口中的一个第一透镜，在发射器端口中的一个第二透镜，以及在接收器端口中的一个第三透镜；接合到光学区块的发射器端口中的光发射器，用于发射具有第一波长的第一光束；接合到光学区块的接收器端口中的光接收器，用于接收具有第二波长的所述第二光束；其中该光学区块包括：一个第一光学区块半部件，包括所述光纤端口、第一对角平面、以及：所述发射器端口和所述接收器端口两者之一；第二光学区块半部件，具有：与第一光学区块半部件的第一对角平面相接合的第二对角平面，以及所述发射器端口和所述接收器端口两者中的另外一个，从而第一和第二光学区块半部件在它们之间沿着第一和第二对角平面形成一个槽；接合到所述槽中的滤光器，该滤光器对于第一和第二波长中的一个是透射性的，且对于光的第一和第二波长中的另一个是反射性的。
附图说明
参考对本发明的细节描述，本发明的特点将显而易见，其中：
图1A是典型的光学数据链的框图。
图1B是典型的光纤到户系统的框图。
图1C是典型的光纤到路边系统的框图。
图2A-2B是光学子组件的实施例的剖面图，包括一光学区块以及耦合在其中的部件。
图3A是形成光学区块的蛤壳法的图示。
图3B是形成光学区块的单一或整合方法的图示。
图4A-4G是说明双向光学收发器的蛤壳光学区块的形成过程的图示。
图5A-5E是说明双向光学收发器的单一或整合的光学区块的形成过程的图示。
图6A-6F是说明双向光学收发器的一个示例组件的图示。
图7A-7D是在光学区块中使用的滤光器的实施例的图解。
图中相似的标号和标识表示提供相似的功能的相似元件。
具体实施方式
在下面本发明的详细描述中，列出了许多具体细节来帮助完全理解本发明。然而，本发明也可以在没有这些具体细节的情况下被实施。在其它情况下，广为人知的方法，程序，组件和电路没有被详细描述，避免使本发明不必要地难以理解。
在本发明的一个实施例中用光学子组件(OSA)的光学区块的塑料模技术提供一个低成本的双向光学收发器。双向光学收发器更容易以低成本生产并更加可靠。
现参考图1A，其说明了一个典型光学数据链。一个光学数据链包括一个光学收发器100A，一个光学收发器100B，和一个单一光缆102。光学收发器100A和100B均为与单一光纤102通过接口连接的双向光学收发器。光纤102包括一个第一个插头104A和一个第二插头104B。光学收发器100A的典型功能块元件包括一个凸头或光纤插座110，一个光学区块112，光电器件114，发射和接收电子设备116，和插脚、端子、触片或连接件118。凸头或光纤插座110接收光纤接头104A。光学收发器100A与主机系统106接合。为了达到此目的，主机系统106可包括插孔、端子、触片或连接件120来与光学的收发器100A的插脚、接线端、触片或连接件118分别接合。光学区块112用于在光电器件114和光纤102之间耦合光。光纤插座110固定与光学区块对准的插头104A。光电器件114在电信号(比如，电压或电流)和光信号(比如，光或光子)之间进行转换。发射和接收电子设备116恰当的控制光电器件114来产生光信号或接收光信号以及通过插脚、端子、触片或连接件118收发电信号。光学收发器的插脚、端子、触片或连接件118用于接合到主机系统106上。
现参考图1B，其表示了光纤到户(FTTH)系统。光纤102在房屋130中与光学收发器100A接合。光纤102另一端的光学收发器100B是光纤服务提供商(OSP)的光纤网络的一部分。
现参考图1C，其表示了光纤到路边(FTTC)系统。该光纤102在路边131与光学收发器100A相接合。从位于路边131的光学收发器100A到房屋130中形成了一个电连接132。
为了接入网络布设，比如光纤到户(FTTH)系统或光纤到路边(FTTC)系统，需要具有一个与单模光纤耦合的单模光学收发器来降低光纤布设成本。此种布设方式的距离可以达到20km。上传(发射)和下载(接收)是通过使用单模光纤102来完成的。在一个实施例中，在单一模式光纤上用于两个信道的两个波长是1310纳米(nm)和1550nm。ONU(光纤网络单元，即，光收发器100A)的光源或发射器在客户房屋处(即住户130处)为1310nm的波长。在光学的网络服器上的OLT(光线路终端，即，收发器100B)的光源或发射机的波长为1550nm。两个波长允许在光学收发器100A和100B的两个信道中解耦或多路分解。即在收发器100A或100B中的光接收器可以是相同的，因为它们可以接收大范围的频率，光源或发射器将在不同中心波长下工作以允许数据在单一光纤上的两个光通信信道中多路复用，或多路分解。在另一个实施例中，单一光纤为多模光纤并不是单模光纤。
通常在包括本发明在内的在每个端点具有一对光学收发器的光通信系统中，在单一光纤的第一端上的第一光源能产生波长范围为1200nm到1400nm的光或光子，在单一光纤的第二端上的第二光源能产生波长范围为1450nm到1650nm的光或光子。在第一端上的第一光接收器能接收来自第二光源的波长范围为1450nm到1650nm的光或光子。在第二端点上的第二光接收器能接收来自第一光源的波长范围为1200nm到1400nm的光或光子。光学收发器的每一端包括一个光学子组件，其包括了具有滤光器的光学区块。
光学区块有一个固定滤光器的槽，滤光器与光学区块的光轴对准。在光学通信系统的一端，滤光器对第一光源产生的光或光子透明但反射第二光源产生的光或光子。在光学通信系统的相反一端，滤光器对第二光源产生的光或光子透明和但反射第一光源产生的光或光子。
图2A表示了一个光学子组件(OSA)，其包括一个光学区块200和一个光源或发射器(TX)202，一个光接收器或光电探测器(RX)204，一个滤光器206，一个光学端口207，包括一个套管(ferrule)208，三个光区块开口209A-209C，以及如图所示接合在一起的透镜210A-210C。该光学区块200包括一个槽来固定滤光器206。在一个优选实施例中，光学区块200由固体材料比如塑料制成。可选择地，光学区块200可以由任何固体材料，比如玻璃、金属、陶瓷、或任何其它固体制成。形成光学区块的固体材料具有开口、孔、槽、或者空穴，以及一个槽，它们或者是没有材料填充，或者是对沿着光轴上的光路中的光透明。在一个实施例中，光学区块是通过将材料模铸而成形的，比如将塑料模铸为模铸塑料。在另一实施例中，光学区块是通过蚀刻或钻孔、和/或切割材料来成形的。在一个实施例中，在光学区块200的装配过程中，有一个开口允许滤光器206插入到槽中。即，光学区块200可以被认为包括了滤光器206。
光学区块中的槽按照光发射器202光轴的方向、光接收器204的方向、以及与光学端口207和套管208相配合的单一光纤的方向来确定滤光器206的方向。在一个实施例中，滤光器206和光学区块中的端口或开口被导向，使入射光纤与光纤的光轴所成角为45度。随着对滤光器和光区块中的端口或开口的再定位，获得入射光与光纤的光轴所形成的其它入射角。
在一个实施例中，滤光器206对光源202产生的具有一个中心波长如1310nm的出射光或发射光束(箭头211所示)透明或可透射。发射光束211代表了光发射信号。同时，滤光器206反射具有不同中心波长，比如1550nm的入射光束或接收光束(箭头212所指示)。接收光束212代表了光学接收信号。光接收器204所接收的接收光束的中心波长在通信信道的相反端由不同的发射器所产生。
发射光束211和接收光束212具有与双向通信中使用的单一光纤208相同的光轴201A。然而，光源202和光接收器204与在光区块200内的不同光轴对准。在一个实施例中，光源202和光接收器204具有互相基本垂直的光轴。光源202与光轴201A对准，而发射光束211在光轴201A上传播。光接收器204与光轴201B对准，在其中接收光束212被滤光器206，比如被其反射面，重新导向。
现参考图2B，光源202和光接收器204可作为选择地被交换，并按图示使用一个不同的滤光器206’。在此种情况下，发射光束211被滤光器206从光轴201B上再导向并被滤光器206’再导向到光轴201A中，而接收光束212仍然通过滤光器206’与光轴201A对准。透镜210A和210B的光轴与光轴201A对准。套管208的光轴与光轴201A对准。透镜210C的光轴与光轴201B对准。
一个包括了具有反射和透射样本波长的滤光器的光学收发器可以用在例如光纤网络单元(ONU)的客户房屋处。在一个可选择的实施例中，滤光器206或206’被设计为对1550nm波长的光透明并反射1310nm波长的光，以便在OLT中与产生1550nm波长光的光源一起使用。
滤光器206和206’可以由玻璃以外的材料形成，并具有标准电介质涂覆材料来允许一个波长的光透射而将另一波长的光反射。也就是说，滤光器206可以是镀膜玻璃，使其对于一个中心波长(例如1310nm)附近的光具有高透射性并对于一个不同的中心波长(例如1550nm)附近的光具有高反射性。可选择地，也可以使用在刚性衬底上的具有合适透射和反射特性的任何其它薄膜。需要注意的是，滤光器不可以是不透明或透明的并且可以透射多于一个中心频率或波长的光，无论该光在或不在可见光谱内。
暂时参考图7A-7D，其表示了滤光器206或206’的例子。图7A表示了滤光器的206或206’的一个主视图。图7B表示滤光器206或206’的俯视图。滤光器206或206’可以为如图所示的方形或矩形来分别插入到方形或矩形的槽中。可选择地，滤光器可以为卵形或圆形来分别插入到卵形或圆形的槽中。
图7C为滤光器206或206’实施例的放大图。该滤光器206或206’包括一个衬底材料700，比如玻璃、石英、或塑料，以及在衬底材料700的任何一侧或两侧的第一材料层702和/或第二材料层704。也就是说，图7C中表示的滤光器206或206’可以包括衬底700和材料层702、衬底700和材料层704、或衬底700和材料层702以及704。材料层702和/或704中的每一个的厚度都可以与需要反射和/或透射的光的波长成正比。材料层702和/或704可以为标准电介质涂覆材料，以允许一个波长的光透射而将另一波长的光反射。
材料层702和/或材料层704将具有第一波长(λR)的入射光束712a反射到被反射的出射光束712b中。材料层702和/或材料层704将允许具有第二波长(λP)的入射光束711a象出射光束711b一样透过滤光器206或206’。
图7D表示了滤光器206或206’的另一实施例的放大图。滤光器206或206’包括衬底材料700，比如玻璃或塑料，以及在衬底材料700的任一侧或两侧的第一多对交替材料层702a-702n和/或第二多对交替材料层704a-704n。也就是，图7D中所表示的滤光器206或206’可包括在衬底上每一对应侧上的：衬底700和第一多对交替材料层702a-702n、衬底700和多对交替材料层704a-704n、或衬底700和多对交替材料层702a-702n以及704a-704n。多对交替材料层702a-702n和/或704a-704n中的每一对都可以具有与要反射或透射的光的波长成正比的厚度。交替的多对材料层702a-702n和/或704a-704n可以为标准电介质涂覆材料，其允许一个波长的光透射并反射另外一个波长的光。
多对交替材料层702a-702n和/或多对交替材料层704a-704n将具有第一波长(λR)的入射光束722a反射到被反射的出射光束722b中。多对交替材料层702a-702n和/或多对交替材料层704a-704n允许具有第二波长(λP)的入射光束721a象出射光束721b一样透射滤光器206或206’。
滤光器的样例在第5,241,417；5,341,238；5,399,298；6,115,180；和6,278,549号美国专利中介绍。提供滤光器的其它样例手段在第4,229,066；5,056,099；5,272,332；5,410,431；和5,475,531号美国专利中介绍。
回过来参考图2A-2B，光源(TX)202和光接收器(RX)204为在光信号和电信号之间转换的光电器件。也就是，光源(TX)202将电信号转换成光信号而光接收器(RX)204将光信号转换成电信号。光源202也可以称为光学发射器、光发射器、或光电发射器，比如激光器。光接收器204也可以称为光学接收器、光接收器、或光电接收器，比如光电二极管。
光源(TX)202为一个封装的透射光源，比如半导体激光器。光源(TX)202耦合进入或毗邻光区块开口或端口209A。光源(TX)202可使用各种保护封装和组件，包括TO-can、引线框(leadframe)封装、或其它封装类型。在一个实施例中，光源(TX)202为一个1310nm或1550nm的法布里(Fabry Perot)器件或封装在TO-can或其它类型的封装件，例如，封装在引线框封装中的分布反馈(DFB)激光器。也可使用垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、边缘发射半导体激光器、或发光二级管(LED)作为具有相似封装类型的光源202。
光源(TX)202可产生某个中心波长附近的一个波长的光子或光，比如1310nm或1550nm，与广播电台或电视台的载波频率相似。
光接收器(RX)204为一个封装的光接收器，比如半导体光电二级管或光检测器。光接收器(RX)204接合进或毗邻光学区块开口或端口209C中。光接收器(RX)204可以为封装的PIN光电二级管或APD光电二级管，其由例如INGaAsP的材料制成，或由任何其它响应于被利用的波长的半导体材料制成。光接收器(RX)204可以使用各种保护封装和组件，包括TO-can、引线框封装或其它封装类型。
在一个实施例中，透镜210A-210C被模铸到光学区块200中。透镜210A-210C可以是具有相似曲率的球面或非球面透镜。在可选实施例中，非连续透镜可以成型并分开封装和插入光学区块的端口或开口209A-209C中，或可选择地与光源202或光接收器204的封装件整合，该光源202或光接收器204随后将插入在光学区块200的端口或开口209A和209C中或接合在与其相邻的位置。
光学区块200的端口或开口209A-209C的每一个都可包括一个在其中模制的金属套。每一个金属套都可用来分别与光源、光接收器、或光学端口207相接合。
在一个实施例中，光学端口207的纤维套管或光学套管208为单模光学套管来，用作与单模光纤连接的接口。在一个可选择实施例中，光学套管可以为多模光学套管，以与多模光纤接合。在一个实施例中，光学套管附着或接合在光学区块200的一端，并以单模耦合精度与光源(TX)202和光接收器(RX)204对准。该光学套管可以被环氧树脂粘连到光学端口207和/或开口209B。可选择地，该光学套管可以焊接到光学端口207和/或开口209B中。套管的相反一端与光纤102的光纤接头相连接，例如MU、SC或LC标准光纤接头。在双向通信中应用的单一光纤102，其端部的光纤接头为一个与双向光学收发器相连的单工光纤接头。
在一个优选实施例中，光源(TX)202、光接收器(RX)204、和套管208通过透镜210A-210C互相对准，并用环氧树脂或其它粘胶永久粘连或接合到模制的光学区块200。按照此种方式用环氧树脂或其它粘胶来接合光学元件，在光学区块200的组装过程中提供了低生产成本。
在光学区块200的组件的可选实施例中，可结合在模制过程中模制到三个光学区块开口209A-209C中的金属套筒。光源(TX)202、光接收器(RX)204、和套管208可以在不用环氧树脂胶的情况下焊接到金属套筒上。用此种方法进行组装成本更高，但可以由使用模制塑料制造OSA所补偿，而制造OSA的成本占了成本的很大部分。
在此公开两种光学子组件的组装、成形和构建的实施例，光学子组件包括用于支持在单一光纤上进行双向通信的光学区块。
图3A为一个光学区块300A的蛤壳状设计的框图。光学区块300A包括第一半部件302A和第二半部件302B。第一半部件302A和第二半部件302B沿着光学区块300A的对角面接合。此种情况下，固定滤光器的槽也为蛤壳状设计。该滤光器206或206’位于光学区块中第一半部件上的凹槽中，并被光学区块的第二半部件包裹住。蛤壳状光学区块300A的第一半部件302A和第二半部件302B可利用环氧树脂通过化学粘胶和几何干涉规律连接在一起。
图3B为一种光学区块300B的单式、整合式、单一式、或称整件式设计的框图。该光学区块300B并不是分瓣成型，而是在其中具有空腔其它开口来使组件能够安置在其中，与光学区块装配成完整的光学子组件。在此种情况下，槽在整块光学区块300B中成型。此时，滤光器掉落到光学区块300B的槽中，并可使用环氧树脂通过化学粘胶和几何干涉规律牢固定位。
包括光学区块300A的光学子组件的装配情况在图4A-4G中示出，其中两半部件包裹了滤光器206。
在图4A中，光学端口组件400被成型。光学端口组件400包括在第一端具有开口或端口402、在第二端具有透镜开口404的空心圆柱体401。该开口402和透镜开口404中没有材料或对光轴的光路上的光透明。开口402可容纳一个套管。开口404中容纳一个被压入其中的球形透镜410。球形透镜410提供了与上述透镜210B相似的功能。球形透镜410为呈球形的透镜，并对所需波长的光透明，以便使其恰当的汇聚。
在图4B中，光学端口组件400通过将其压入开口422中来组装到凹光学区块半部件420上。该凹光学区块半部件420包括一个凸边424来与凸头或光纤插座对准并配合。该凹光学区块半部件420还包括开口426以接纳光源或光接收器。此外，该凹光学区块半部件420包括在开口426中的透镜开口427。该开口426和透镜开口427中没有材料或对沿着光轴的光路的光透明。该凹光学区块半部件420在一侧有一个对角面428来与凸光学区块半部件中的对角面相配合。
在图4C中，一个第二球形透镜410插入到凹光学区块半部件420的透镜开口427中。该透镜开口427中没有材料或对沿着光轴的光路上的光透明。球形透镜410提供了与上述透镜210C相似的功能并对所需波长的光透明。
在图4D中为凹光学区块半部件420的仰视图，一个滤光器206插入到凹光学区块半部件420中的槽430中。该槽430中没有材料或对沿着光轴的光路的光透明。如前所述，滤光器206至少允许第一波长的光透射或对其透明，同时对于与第一波长不同的第二波长的光是反射性的。在这种方式下，第一波长的光能够通过滤光器206而第二波长的光却被滤光器反射。
在图4E中，表示了插入凸光学区块半部件440的俯视图。该凸光学区块半部件440有一个对角面442来与凹光学区块半部件的对角面428配合。凸光学区块半部件440包括开口444来接纳光源或光接收器。一个透镜开口445在凸光学区块半部件440的开口444中成型。开口444和透镜开口445中没有材料或对沿着光轴的光路的光透明。一个第三球形透镜410插入到凸光学区块半部件440中的透镜开口445中。该第三球形透镜410提供了与上述透镜210A相似的功能并对所需波长的光透明。
在图4F中，凸光学区块半部件440和凹光学区块半部件420连接或接合在一起。凸光学区块半部件440和凹光学区块半部件420的形状使得它们扣合在一起以形成光学区块300A。否则，对角面442和428上的环氧树脂或粘胶可以用来将凸光学区块半部件440和凹光学区块半部件420固定在一起成为光学区块300A。
在图4G中，光源202和光接收器204接合到光学区块300A的开口中并在其中对准。在一个实施例中，光源202和光接收器204分别接合进开口426和444中。在另一实施例中，光源202和光接收器204分别接合到开口444和426中。光源202和光接收器204可以用环氧树脂或粘胶接合进光学区块300A的开口中，对准并固化在固定位置中。可选择地，光源202和光接收器204可以对准并焊接在光学区块300A的开口或端口中。
包括光学区块300B的光学子组件的第二实施例的组件在图5A-5E中示出，其中整块光学区块的设计包括用来插入滤光器206的槽。
在图5A中为第一透视图，该光学区块300B包括开口502A-502C。开口502A-502C中没有材料或对沿着光轴的光路的光透明。透镜504A和504C被压入到各自的端口开口502A和502C的透镜开口中。光学区块300B的透镜开口或者没有材料或者对沿着光轴的光路上的光透明。透镜504A-504C对所需波长的光透明来使其沿着光轴正确汇聚。该光学区块300B还包括没有材料的开口510和槽512，用于接收滤光器206。
在图5B中，透镜504B被插入到光学端口组件400的端口404中。透镜504B可以为一个球形透镜410或与透镜504A和504C相似的另一透镜。光学端口组件400在上面已经详细描述。
在图5C中为光学区块300B的一个俯视图，光学端口组件400接合进光学区块300B的开口502B中。滤光器206被插入到光学区块300B的开口510中，以停留在槽512中。槽512没有额外的材料或光学透明，因此光可以沿着光轴的光路传播。环氧树脂和粘胶可以用来将滤光器206粘在槽512中。
在图5D中为从第一透视图旋转生成的第二透视图，一个止动部件520滑动到开口510中以停留在滤光器206的顶部，并将其固定在槽512中。一个粘胶或环氧树脂可以用来使止动部件520固定到位并关闭开口510。否则，止动部件520可能会摩擦配合到开口510中。
在图5E中，光源202和光接收器204接合进光学区块300B的开口中，并在其中对准。在一个实施例中，光源202和光接收器204分别接合进开口502A和502C中。在另一实施例中，光源202和光接收器204分别接合进开口502C和502A中。光源202和光接收器204可以用环氧树脂或粘胶接合进光学区块300B的开口中，对准并允许固化在一个固定位置上。可选择地，光源202和光接收器204可以对准并焊接在光学区块300B的开口或端口中。
光学子组件(即，包括滤光器和光电元件的光学区块)被装配为更高等的组件，该更高等的组件可被称做光纤模块、光学数据链、光学收发器、双向收发器、或双向光纤收发器模块。
图6A-6F表示了双向光学收发器600的组件示例，包括一个光学区块200的一个实施例，例如光学区块300A或光学区块300B，以便在单一光纤上提供双向光学通信。双向光学收发器的组件可以被认为包括了机械子组件，电学子组件，和光学子组件。光学子组件可以与单一光纤的光纤插座通过接口连接。
该光学子组件可以被认为具有三个光学端口。第一端口可以具有与其连接或接合的套管，以便与单一光纤通过接口连接。第二端口可具有与其接合的光源。第三端口可具有与其接合的光接收器。在一个可选实施例中，第二端口可具有与其接合的光接收器，而第三端口可具有与其接合的光源。在每个端口中为一透镜。在第一端口和第二端口中的第一透镜和第二透镜各自与同一光轴对准。第三端口中的第三透镜的光轴基本与第一透镜和第二透镜的光轴垂直。
在图6A中，一个套管208与光学区块或OSA 200、300A或300B的光学端口组件400相接合。光学区块200、300A或300B包括滤光器206以反射一个中心波长的光并允许一个不同中心波长的光透射。
在图6B中，一个凸头组件或光纤插座110与光学子组件(OSA)或光学区块200、300A或300B在凸边424或其侧边处接合。该凸头组件110用来接收光纤接头，例如LC、SC或MU标准光纤接头。
在图6C中，光源或光学发射器202以及光接收器或光学接收器204分别接合到光学区块中的发射端口开口和接收端口开口中，并与套管208和凸头组件110对准。
在图6D中，通过利用连接到插脚606的透孔连接进行焊接，或通过利用插脚606和PCB 600上的线路之间的跨线装配连接(straddle mountconnection)进行焊接，一个具有发射器电子设备602和接收器电子设备604或其结合(形成电学子组件(ESA))的印刷电路板(PCB)600接合到光源或光学发射器202和光接收器或光学接收器204上。发射器电子设备602和接收器电子设备604包括例如激光驱动IC、接收器放大IC、电阻、电容器等电子元件。
为了用主机系统收发电信号，印刷电路板608可包括：边缘连接件、输入/输出电接口插脚608、或与其接合的电插头。该输入/输出插脚608可以焊接或接合到印刷电路板600上，以形成固定的或不可插型光学收发器。可选择地，在印刷电路板600的边缘或凸舌处，印刷电路板600可包括触片610，从而形成边缘连接件或可插连接件，以分别允许插入到主机印刷电路板的边缘连接件或第二个可插连接件中。
此外，信号、电源和接地触片、触头、或电子线路，相互之间以及与印刷电路板之间可以具有不同的偏移量或错开量(staggering)，以提供光学收发器的热可插性。从而当插入到启动了的或热主机系统时，首先建立接地连接，其次为电源连接，最后为信号连接。可选择地，一个热可插电插头可以连到电学子组件的印刷电路板600，其具有与电源和接地插脚相偏移或错开的信号插脚。
在图6E中，双向光学收发器100的盖或外壳620在光学区块200、300A、或300B和电路板600的周围接合以保护其中的部件。盖或外壳620可以包括一个或多个接头片来连到印刷电路板600和/或双向光学收发器的其它部件上。盖或外壳620可以由塑料、金属或喷涂了金属的塑料制成。接地后，金属或喷涂了金属的盖可以提供ESD保护和EMI遮蔽。
在图6F中为一个仰视图，一个底座或底盖630可以连到双向光学收发器100的子组件上，来进一步封闭光学区块200、300A、或300B以及印刷电路板600来保护其中的部件。底座或底盖630可以由塑料、金属或喷涂了金属的塑料制成。
在附图中描述并表示了某实施例的示例，需要清楚的是，这些实施例仅供说明使用，并不限制发明的范围，且本发明并不被限制在所显示和描述的具体构造和配置中，因此在技术领域中可以进行各种其它的改进。此外，本发明可以根据下面的权利要求书进行理解。

Claims (12)

1.一种用于在单一光纤上进行光发射和光接收的双向光学收发器，该双向光学收发器包括：
一个整合的光学区块，具有：用于与单一光纤对准的一个光纤端口，用于接纳一光发射器的一个发射器端口，用于接纳一光接收器的一个接收器端口，用于接纳一滤光器的一个槽，一个与槽相联的槽开口，用于将滤光器保持在槽中的接合到槽开口中的止动件，在光纤端口中的一个第一透镜，在发射器端口中的一个第二透镜，以及在接收器端口中的一个第三透镜；
接合到光学区块的发射器端口中的光发射器，用于将具有第一波长的第一光束发射到所述单一光纤；
接合到光学区块的接收器端口中的光接收器，用于从所述单一光纤接收具有第二波长的所述第二光束；
接合到光学区块的槽中的滤光器，该滤光器对于第一和第二光束中的一个是透射性的，且对于第一和第二光束中的另一个是反射性的。
2.如权利要求1所述的双向光学收发器，其中
第一光束由光发射器产生，
第二光束由光接收器接收，并且
所述滤光器定向在光学区块中的光轴上，以便在第一透镜和第三透镜之间以一角度反射第二波长的第二光束，并在第一透镜和第二透镜之间透射第一波长的第一光束。
3.如权利要求1所述的双向光学收发器，其中
第一光束由光发射器产生，
第二光束由光接收器接收，并且
所述滤光器定向在光学区块中的光轴上，以便在第一透镜和第二透镜之间以一角度反射第二波长的第二光束，并在第一透镜和第三透镜之间透射第一波长的第一光束。
4.如权利要求1所述的双向光学收发器，还包括：
一个与光发射器和光接收器相接合的印刷电路板，该印刷电路板与主机系统相接合并在主机系统与光发射器和光接收器之间收发电信号；和
一个光纤插座，用于接收并固定与光学区块的光纤端口对准的单一光纤。
5.如权利要求4所述的双向光学收发器，还包括：
一个接合在印刷电路板周围的盖子。
6.如权利要求5所述的双向光学收发器，还包括：
一个接合在光学区块和光纤插座之间的凸边。
7.如权利要求1中所述的光学区块，其中
用环氧树脂将止动件定位在槽开口中。
8.如权利要求1所述的双向光学收发器，其中
第一光束具有一第一波长，
第二光束具有一第二波长，且
第一光束的第一波长不同于第二光束的第二波长。
9.如权利要求4所述的双向光学收发器，其中
印刷电路板包括插脚，以接合到主机系统的主机印刷电路板上。
10.如权利要求4所述的双向光学收发器，其中
印刷电路板包括一个连接器，以接合到主机系统的连接器。
11.如权利要求4所述的双向光学收发器，其中
印刷电路板包括一个边缘连接器，以接合到主机系统的边缘连接器。
12.如权利要求11所述的双向光学收发器，其中
该印刷电路板的边缘连接器包括错开的接地、电源和信号触片，从而在与主机系统的边缘连接器接合时提供热可插性。
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