CN102364364A - 单波长单纤双向光收发模块组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单波长单纤双向光收发模块组件，包括发射端、接收端、公共端、光学镜组；所述光学镜组包括第一、二、三偏振分光器、反射镜、45°半波片、磁环、磁旋光片、22.5°半波片；发射端偏振光束经第一偏振分光器、磁旋光片、22.5°半波片、第二偏振分光器后由公共端接收；公共端入射的平行方向偏振光经第二偏振分光器、磁旋光片、22.5°半波片、第一偏振分光器、45°半波片、第三偏振分光器后由接收端接收，垂直方向偏振光经第二偏振分光器、反射镜、第三偏振分光器后由接收端接收。本发明在光功率，隔离度，接收灵敏度等主要性能上完全满足国家及国际标准，在外型上完全与现行的标准模块兼容。

Description

单波长单纤双向光收发模块组件

技术领域

本发明涉及光纤通讯技术领域中的一种光收发模块组件，尤其是涉及一种单波长单纤双向光收发模块组件。

背景技术

随着光纤网络的应用越来越普及，尤其是世界各地光纤接入FTTH(Fiber To The Home)项目逐步实施，以及点对点的数据传输,市场上对于单纤双向组件的需求也越来越大。目前市场上的单纤双向组件都是双波长的，即发射和接收的光信号是不同波长的光。通过一根光纤实现光信号的双向传输的话，需要两个不同的模块组件配合才能实现,如图1所示,即其中一个模块用波长1发射信号,用波长2接收信号; 另外一个模块就必须是用波长1接收信号, 用波长2发射信号。在网络系统安装的过程中,非常容易出现模块用混用错的情况，导致网络通讯无法实现。目前还可以通过双纤同一波长来实现光信号的双向传输,如图2所示,但在网络系统安装过程中,也是非常容易出现跳线插错的情况, 导致网络通讯无法实现。如使用同一波长的模块组件，来实现光信号的双向传输的话，如图3所示，则可以避免上述情况的发生，因此单波长单纤双向的光收发模块组件的使用是未来点对点数据传输发展的必然趋势。

传统的双波长单纤双向光收发模块组件的原理如图4所示，光信号通过光纤由公共端2进入光学镜组，在光学镜组中，第一滤波片11与光路呈45度角，光束经过第一滤波片11发生90度反射，再经过第二滤波片12滤波，然后光束由接收端3接收。接收端3采用PD-TIA或者APD-TIA组件，PD(Photo Diode光电二极管) 或者APD（Avalanche Photo Diode，雪崩光电二级管）为一种光探测器，用于光电转换，TIA(Trans Impedance Amplifier，跨阻放大器)用于电信号放大。发射端1采用DFB（Distributed Feed Back，分布反馈型）激光器，发射端1光束经过光隔离器10（由一个磁环、两个偏振片、一个磁旋光片组成）后经过第一滤波片11透射进入公共端2。由于第一滤波片11只能实现不同波长的透射和反射，发射和接收端使用不同波长的光，因此此结构的光收发模块组件只能是双波长的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单波长单纤双向光收发模块组件，有力避免了网络系统安装过程中用混用错光收发模块组件以及插错跳线头，使得整个网络系统安装简单很多。

本发明的特征在于：一种单波长单纤双向光收发模块组件, 包括发射端、接收端、公共端、光学镜组，其特征在于:所述的光学镜组包括第一偏振分光器、第二偏振分光器、第三偏振分光器、反射镜、45°1/2波片、磁环、磁旋光片、22.5°1/2波片；所述发射端的激光二极管发出的偏振光束经第一偏振分光器、磁环内的22.5°1/2波片、磁旋光片、第二偏振分光器后由公共端接收；所述公共端输入的是任意偏振态光束,其中的平行方向偏振光,经第二偏振分光器、磁环内的磁旋光片、22.5°1/2波片、第一偏振分光器、45°1/2波片、第三偏振分光器后由接收端的光电探测器接收，其中的垂直方向偏振光,经第二偏振分光器、反射镜、第三偏振分光器后由接收端的光电探测器接收。

本发明的优点：本发明提出的单波长单纤双向光收发模块组件在光功率，接收灵敏度、隔离度等主要性能上完全满足国家及国际标准，在外型上完全与现行的标准模块兼容。

附图说明

图1现有的一种单纤双向双波长传输示意图。

图2现有的一种双纤双向单波长传输示意图。

图3本发明的一种单波长单纤双向传输示意图。

图4 现有的一种单纤双向双波长光收发模块组件结构示意图。

图5本发明中第一种单波长单纤双向光收发模块组件结构示意图。

图6本发明中第二种单波长单纤双向光收发模块组件结构示意图。

图7本发明中第三种单波长单纤双向光收发模块组件结构示意图。

图8本发明中第四种单波长单纤双向光收发模块组件结构示意图。

图9本发明中输入输出端为透镜与跳线头结构的结构示意图。

图10本发明中的一种光束偏振方向变换示意图。

图11本发明中的另一种光束偏振方向变换示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

一种单波长单纤双向光收发模块组件, 包括发射端、接收端、公共端、光学镜组，所述的光学镜组包括第一偏振分光器、第二偏振分光器、第三偏振分光器、反射镜、45°1/2波片、磁环、磁旋光片、22.5°1/2波片；所述发射端的激光二极管发出的偏振光束经第一偏振分光器、磁环内的22.5°1/2波片、磁旋光片、第二偏振分光器后由公共端接收；所述公共端输入的是任意偏振态光束,其中的平行方向偏振光,经第二偏振分光器、磁环内的磁旋光片、22.5°1/2波片、第一偏振分光器、45°1/2波片、第三偏振分光器后由接收端的光电探测器接收，其中的垂直方向偏振光,经第二偏振分光器、反射镜、第三偏振分光器后由接收端的光电探测器接收。

上述发射端和接收端的光信号是同一波长。

上述光学镜组中的第二偏振分光器、磁环、磁旋光片、22.5°1/2波片、第一偏振分光器对发射端的激光二极管起到隔离器作用。

上述公共端根据发射端上透镜的焦距大小为跳线连接头或准直器。

上述发射端和接收端为自带耦合透镜或外置耦合透镜。

另外，本发明中的一种单波长单纤双向光收发模块组件中的发射端、接收端、公共端也可以是透镜与跳线头结构的输入输出结构，如图9所示。

具体实施过程：请参考图5，本发明提出了第一种单波长单纤双向的光收发模块组件。包括发射端、接收端、公共端、光学镜组。此结构中发射端和接收端在垂直方向。所述的光学镜组包括第一偏振分光器、第二偏振分光器、第三偏振分光器、反射镜、45°1/2波片、磁环、磁旋光片、22.5°1/2波片。由发射端激光二极管1发出的平行方向偏振光束经第一偏振分光器41透射后，到达磁环7内的22.5°1/2波片9，经过磁环7内的22.5°1/2波片9和磁旋光片8后，平行方向偏振光束到达第二偏振分光器42，经第二偏振分光器42透射后由公共端2接收。由公共端2输入的是任意偏振态光束,其中的平行方向偏振光束,经第二偏振分光器42透射后到达磁环7内的磁旋光片8，经过磁环7内的磁旋光片8和22.5°1/2波片9后，变为垂直方向偏振光束，垂直方向偏振光束经第一偏振分光器41反射后到达45°1/2波片6，经45°1/2波片6透射后为平行方向偏振光束，平行方向偏振光束到达第三偏振分光器43后，经第三偏振分光器43透射由接收端光电探测器3接收；其中的垂直方向偏振光束经第二偏振分光器42反射后到达反射镜5，经反射镜5反射后到达第三偏振分光器43，经第三偏振分光器43反射后由接收端光电探测器3接收。

请参考图6，本发明还提出了第二种单波长单纤双向的光收发模块组件。包括发射端、接收端、公共端、光学镜组。此结构中发射端和接收端在平行方向。所述的光学镜组包括第一偏振分光器、第二偏振分光器、第三偏振分光器、反射镜、45°1/2波片、磁环、磁旋光片、22.5°1/2波片。由发射端激光二极管1发出的平行方向偏振光束经第一偏振分光器41透射后，到达磁环7内的22.5°1/2波片9，经过磁环7内的22.5°1/2波片9和磁旋光片8后，平行方向偏振光束到达第二偏振分光器42，经第二偏振分光器42透射后由公共端2接收。由公共端2输入的是任意偏振态光束,其中的平行方向偏振光束,经第二偏振分光器42透射后到达磁环7内的磁旋光片8，经过磁环7内的磁旋光片8和22.5°1/2波片9后，变为垂直方向偏振光束，垂直方向偏振光束经第一偏振分光器41反射后到达第三偏振分光器43, 经第三偏振分光器43反射后由接收端光电探测器3接收；其中的垂直方向偏振光束经第二偏振分光器42反射后到达反射镜5，经反射镜5反射后到达45°1/2波片6，经45°1/2波片6透射后为平行方向偏振光束，平行方向偏振光束到达第三偏振分光器43，经第三偏振分光器43透射后由接收端光电探测器3接收。

请参考图7，本发明还提出了第三种单波长单纤双向的光收发模块组件。包括发射端、接收端、公共端、光学镜组。此结构中发射端和接收端在垂直方向。所述的光学镜组包括第一偏振分光器、第二偏振分光器、第一反射镜、第二反射镜、磁环、磁旋光片、22.5°1/2波片。由发射端激光二极管1发出的垂直方向偏振光束经第一偏振分光器41反射后到达第二反射镜52，由第二反射镜52反射后到达磁环7内的22.5°1/2波片9，经过磁环7内的22.5°1/2波片9和磁旋光片8后，变为平行方向偏振光束，平行方向偏振光束到达第二偏振分光器42后，经第二偏振分光器42透射后由公共端2接收。由公共端2输入的是任意偏振态光束,其中的平行方向偏振光束经第二偏振分光器42透射后到达磁环7内的磁旋光片8，经过磁环7内的磁旋光片8和22.5°1/2波片9后，平行方向偏振光束到达第二反射镜52，经第二反射镜52反射后到达第一偏振分光器41，经第一偏振分光器41透射后由接收端光电探测器3接收；其中的垂直方向偏振光,经第二偏振分光器42反射后到达第一反射镜51，经第一反射镜51反射后到达第一偏振分光器41，经第一偏振分光器41反射后由接收端光电探测器3接收。

请参考图8，本发明还提出了第四种单波长单纤双向的光收发模块组件。包括发射端、接收端、公共端、光学镜组。此结构中发射端和接收端在垂直方向。所述的光学镜组包括第一偏振分光器、第二偏振分光器、第一反射镜、第二反射镜、磁环、磁旋光片、22.5°1/2波片。由发射端激光二极管1发出的垂直方向偏振光束经第一偏振分光器41反射后到达磁环7内的22.5°1/2波片9，经过磁环7内的22.5°1/2波片9和磁旋光片8后，变为平行方向偏振光束，平行方向偏振光束到达第二偏振分光器42后，经第二偏振分光器42透射后由公共端2接收。由公共端2输入的是任意偏振态光束,其中的平行方向偏振光束经第二偏振分光器42透射后到达磁环7内的磁旋光片8，经过磁环7内的磁旋光片8和22.5°1/2波片9后，平行方向偏振光束到达第一偏振分光器41，经第一偏振分光器41透射后由接收端光电探测器3接收；其中的垂直方向偏振光,经第二偏振分光器42反射后到达第一反射镜51，经第一反射镜51反射后到达第二反射镜52，由第二反射镜52反射后到达第一偏振分光器41，经第一偏振分光器41反射后由接收端光电探测器3接收。

另外，对本发明中的光束偏振方向变换作进一步详细的说明。

请参考图10，本发明提出了一种光束偏振方向变换形式。一偏振光束从左向右传输时，经过磁旋光片8后，偏振光束顺时针旋转45°，经过22.5°1/2波片9后又顺时针旋转45°，输出光束较输入光束旋转了90°。当一偏振光束从右到左传输时,经过22.5°1/2波片9后,偏振光束逆时针旋转45°,经过磁旋光片8后又顺时针旋转45°,因此输出光较输入光偏振方向没有改变。

请参考图11，本发明提出了另一种光束偏振方向变换形式。一偏振光束从左向右传输时，经过磁旋光片8后，偏振光束顺时针旋转45°，经过22.5°1/2波片9后又逆时针旋转45°，因此输出光较输入光偏振方向没有改变。当一偏振光束从右到左传输时,经过22.5°1/2波片9后,偏振光束顺时针旋转45°,经过磁旋光片8后又顺时针旋转45°, 输出光束较输入光束旋转了90°。

要达到以上偏振变换效果，波片和磁旋光片有多种组合方式，不一一列举说明。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种单波长单纤双向光收发模块组件, 包括发射端、接收端、公共端、光学镜组，其特征在于:所述的光学镜组包括第一偏振分光器、第二偏振分光器、第三偏振分光器、反射镜、45°1/2波片、磁环、磁旋光片、22.5°1/2波片；所述发射端的激光二极管发出的偏振光束经第一偏振分光器、磁环内的22.5°1/2波片、磁旋光片、第二偏振分光器后由公共端接收；所述公共端输入的是任意偏振态光束,其中的平行方向偏振光,经第二偏振分光器、磁环内的磁旋光片、22.5°1/2波片、第一偏振分光器、45°1/2波片、第三偏振分光器后由接收端的光电探测器接收，其中的垂直方向偏振光,经第二偏振分光器、反射镜、第三偏振分光器后由接收端的光电探测器接收。

2.根据权利要求1所述的单波长单纤双向光收发模块组件，其特征在于：所述发射端和接收端的光信号是同一波长。

3.根据权利要求1所述的单波长单纤双向光收发模块组件，其特征在于：所述光学镜组中的第二偏振分光器、磁环、磁旋光片、22.5°1/2波片、第一偏振分光器对发射端的激光二极管起到隔离器作用。

4.根据权利要求1所述的单波长单纤双向光收发模块组件，其特征在于：所述公共端根据发射端上透镜的焦距大小为跳线连接头或准直器。

5.根据权利要求1所述的单波长单纤双向光收发模块组件，其特征在于：所述发射端和接收端为自带耦合透镜或外置耦合透镜。

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