CN103513344A - 光学耦合透镜以及光学通讯装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学耦合透镜，包括入射面、第一全反射面、第二全反射面以及出射面。该入射面、第一全反射面、第二全反射面及出射面依次首尾相连。该第入射面上设置有第一准直部以及第二准直部，该出射面上设置有第三准直部。该第一准直部用于将光信号发射源所发射的光信号转换为平行光束。该第一全反射面用于将该平行光束反射至该第二全反射面与该出射面的交界处。该第二全反射面用于将该平行光束的一部分转折至该第二准直部。该第二准直部用于将该部分平行光束聚焦至光侦测器。该第三准直部用于将该平行光束的另一部分耦合至该光纤。本发明还涉及一种具有所述光学耦合透镜的光学通讯装置。

Description

光学耦合透镜以及光学通讯装置
技术领域
本发明涉及一种光学耦合透镜以及光学通讯装置，尤其设计一种具有光信号反馈功能的光学耦合透镜以及具有该光学耦合透镜的光学通讯装置。
背景技术
在光学通讯领域，光学通讯装置包括光信号发射端以及光信号接收端，所述光信号发射端一般包括光信号发射源、传输光信号的光纤以及设置于所述光信号发射源以及所述光纤之间的光学耦合透镜。所述光学耦合透镜用于将所述光信号发射源所发射的光信号耦合至所述光纤。
现有的光学通讯装置，所述光信号发射源发射的光信号直接被所述光学耦合透镜耦合至所述光纤，并无法得知所述光信号是否符合预期，例如光信号强度以及光信号的稳定性情况，如果光信号不符合预期，将导致所述光学通讯装置的效率以及稳定性。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可以保证光学通讯效率及稳定性的光学耦合透镜以及光学通讯装置。
一种光学耦合透镜，用于将光信号发射源发射的光信号分为分别耦合至光纤以及光侦测器的两部分。所述光学耦合透镜包括一个入射面、一个第一全反射面、一个第二全反射面以及一个出射面。所述入射面、所述第一全反射面、所述第二全反射面以及所述出射面依次首尾相连。所述第入射面上设置有一个第一准直部以及一个第二准直部，所述出射面上设置有一个第三准直部。所述第一准直部用于将所述光信号发射源所发射的光信号转换为平行光束。所述第一全反射面用于将所述平行光束反射至所述第二全反射面与所述出射面的交界处。所述第二全反射面用于将所述平行光束的一部分转折至所述第二准直部。所述第二准直部用于将该部分平行光束聚焦至所述光侦测器。所述第三准直部设置于所述出射面与所述第二全反射面交界的一端，用于将所述平行光束的另一部分耦合至所述光纤。
一种光学通讯装置包括一个光信号发射单元、一个光学耦合透镜、一个光纤以及一个光侦测器。所述光学耦合透镜用于将所述光信号发射源发射的光信号分为分别耦合至光纤以及光侦测器的两部分。所述光学耦合透镜包括一个入射面、一个第一全反射面、一个第二全反射面以及一个出射面。所述入射面、所述第一全反射面、所述第二全反射面以及所述出射面依次首尾相连。所述第一全反射面上设置有一个第一准直部以及一个第二准直部。所述出射面上设置有一个第三准直部。所述第一准直部用于将所述光信号发射源所发射的光信号转换为平行光束。所述第一全反射面用于将所述平行光束反射至所述第二全反射面与所述出射面的交界处。所述第二全反射面用于将所述平行光束的一部分转折至所述第二准直部。所述第二准直部用于将该部分平行光束聚焦至所述光侦测器。所述第三准直部设置于所述出射面与所述第二全反射面交界的一端，用于将所述平行光束的另一部分耦合至所述光纤。
相对于现有技术，所述的光学通讯装置藉由所述光学耦合透经所述光信号发射源发射的光信号分为两部分，并将其中一部分光信号耦合至所述光纤，将另一部分光信号转至所述光侦测器，因此能够实时对所述光信号发射源所发射的光信号进行侦测。所述光信号发射源依据所述光侦测器反馈的侦测结果，调整其所发射的光信号，因此能够确保所述光学通讯装置的效率以及稳定性。
附图说明
图1是本发明实施方式的光学通讯装置的结构示意图。
主要元件符号说明
光学通讯装置 100
光信号发射源 10
光学耦合透镜 20
入射面 21
第一全反射面 22
第二全反射面 23
出射面 24
第一准直部 25
第二准直部 26
第三准直部 27
光纤 30
光侦测器 40
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作一具体介绍。
请参阅图1，为本发明实施方式的光学通讯装置100的示意图，所述光学通讯装置100包括一个光信号发射源10、一个光学耦合透镜20、一个光纤30以及一个与所述光信号发射源10电连接的光侦测器40。
所述光信号发射源10用于将电信号转换为相应的光信号并将所述光信号发射向所述光学耦合透镜20。所述光信号发射源10为可以为激光光源或者其它类型的光源，本实施方式中，所述光信号发射源10为表面垂直腔面激光发射器（vertical cavity surface emitting laser: VCSEL）。
所述光学耦合透镜20用于将所述光信号发射源10发射的光信号的一部分耦合至所述光纤30并将另一部分转至所述光侦测器40。所述光学耦合透镜20包括一个入射面21、一个第一全反射面22、一个第二全反射面23以及一个出射面24。所述入射面21、所述第一全反射面22、所述第二全反射面23以及所述出射面24依次首尾相连，所述第一全反射面22、所述第二全反射面23与所述入射面21之间的夹角均为45度，且所述第一全反射面22与所述第二全反射面23之间的夹角为90度，所述出射面24与所述第二全反射面23相连并与所述入射面21相互垂直。所述入射面21上设置有一个第一准直部25以及一个第二准直部26，所述第一准直部25与所述第二准直部26相互间隔，并且所述第二准直部26设置于所述入射面21与所述第二出射面24交界的一端。所述出射面24上靠近所述第二全反射面23设置有一个第三准直部27。所述第一准直部25与所述光信号发射源10相互对准，用于将所述光信号发射源10发射的光信号转换为平行光束。所述第二准直部26用于将光信号耦合至所述光纤30。所述第三准直部27设置于所述出射面24与所述第二全反射面23交界的一端，用于将光信号聚焦至所述光侦测器40。
本实施方式中，所述第一准直部25、所述第二准直部26以及所述第三准直部27均为凸透镜，当然，所述第一准直部25、所述第二准直部26以及所述第三准直部27也可以为菲涅尔透镜（Fresnel lens）。进一歩地，所述第一准直部25圆形镜片，所述第二准直部26以及所述第三准直部27为沿直径剖切而成的半圆形镜片，并且，所述第二准直部26的剖切面位于所述入射面21与所述出射面24的交界位置，所述第三准直部27的剖切面位于所述第二全反射面23与所述出射面24的交界位置。
本实施方式中，所述第一准直部25以及所述第二准直部26均与所述入射面21一体成型，所述第三准直部27与所述出射面24一体成型。
所述光纤30设置于所述光学耦合透镜20的出射面24一侧，用于传输光信号。所述光纤30的一端朝向所述出射面24并且与所述第三准直部27相互对准。
所述光侦测器40位于所述光学耦合透镜20的入射面一侧并且与所述第二准直部26相互对准。所述光侦测器40用于侦测所述光信号发射源10所发射的光信号，并将侦测反馈至所述光信号发射源10。本实施方式中，所述光侦测器40为光电二极管（photodiode）。所述光侦测器40可以侦测所述光信号的强度以及稳定性。
所述光学通讯装置100的工作原理如下：所述光信号发射源10将电信号转换为相应的光信号，并将所述光信号射向所述光学耦合透镜20；所述第一准直部25将所述光信号发射源10发射的光信号转换为平行光束；所述平行光束在所述光学耦合透镜20行进至所述第一全反射面22后经所述第一全反射面22反射后折向所述第二全反射面23以及所述出射面24的交界处；经所述第一第一全反射面22反射后的光束一部分经所述第三准直部27耦合至所述光纤30，另一部分经所述第二全反射面23反射后射向所述入射面21；经所述第二全反射面23反射后的光束经由所述第二准直部26聚焦至所述光侦测器40；所述光侦测器40对所述光信号进行侦测，并将侦测结果反馈至所述光信号发射源10；所述光信号发射源10依据所述光侦测器40的侦测结果调整所发射的光信号。
所述的光学通讯装置藉由所述光学耦合透经所述光信号发射源发射的光信号分为两部分，并将其中一部分光信号耦合至所述光纤，将另一部分光信号转至所述光侦测器，因此能够实时对所述光信号发射源所发射的光信号进行侦测。所述光信号发射源依据所述光侦测器反馈的侦测结果，调整其所发射的光信号，因此能够确保所述光学通讯装置的效率以及稳定性。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种光学耦合透镜，用于将光信号发射源发射的光信号分为分别耦合至光纤以及光侦测器的两部分，其特征在于：所述光学耦合透镜包括一个入射面、一个第一全反射面、一个第二全反射面以及一个出射面，所述入射面、所述第一全反射面、所述第二全反射面以及所述出射面依次首尾相连，所述入射面上设置有一个第一准直部以及一个第二准直部，所述出射面上设置有一个第三准直部，所述第一准直部用于将所述光信号发射源所发射的光信号转换为平行光束，所述第一全反射面用于将所述平行光束反射至所述第二全反射面与所述出射面的交界处，所述第二全反射面用于将所述平行光束的一部分转折至所述第二准直部，所述第二准直部用于将该部分平行光束聚焦至所述光侦测器，所述第三准直部设置于所述出射面与所述第二全反射面交界的一端，用于将所述平行光束的另一部分耦合至所述光纤。
2.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一全反射面、所述第二全反射面与所述入射面之间的夹角均为45度，且所述第一全反射面与所述第二全反射面之间的夹角为90度，所述出射面与所述入射面相互垂直。
3.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第二准直部设置于所述出射面与所述第二全反射面交界的一端。
4.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一准直部、所述第二准直部以及所述第三准直部为凸透镜。
5.如权利要求4所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一准直部圆形镜片，所述第二准直部以及所述第三准直部为沿直径剖切而成的半圆形镜片，所述第二准直部的剖切面位于所述入射面与所述出射面的交界位置，所述第三准直的剖切面位于所述第二全反射面与所述出射面的交界位置。
6.一种光学通讯装置，其包括一个光信号发射单元、一个光学耦合透镜、一个光纤以及一个光侦测器，所述光学耦合透镜用于将所述光信号发射源发射的光信号分为分别耦合至光纤以及光侦测器的两部分，其特征在于：所述光学耦合透镜包括一个入射面、一个第一全反射面、一个第二全反射面以及一个出射面，所述入射面、所述第一全反射面、所述第二全反射面以及所述出射面依次首尾相连，所述入射面上设置有一个第一准直部以及一个第二准直部，所述出射面上设置有一个第三准直部，所述第一准直部用于将所述光信号发射源所发射的光信号转换为平行光束，所述第一全反射面用于将所述平行光束反射至所述第二全反射面与所述出射面的交界处，所述第二全反射面用于将所述平行光束的一部分转折至所述第二准直部，所述第二准直部用于将该部分平行光束聚焦至所述光侦测器，所述第三准直部设置于所述出射面与所述第二全反射面交界的一端，用于将所述平行光束的另一部分耦合至所述光纤。
7.如权利要求6所述的光学通讯装置，其特征在于：所述第一全反射面、所述第二全反射面与所述入射面之间的夹角均为45度，且所述第一全反射面与所述第二全反射面之间的夹角为90度，所述出射面与所述入射面相互垂直。
8.如权利要求6所述的光学通讯装置，其特征在于：所述第二准直部设置于所述出射面与所述第二全反射面交界的一端。
9.如权利要求6所述的光学通讯装置，其特征在于：所述第一准直部、所述第二准直部以及所述第三准直部为凸透镜。
10.如权利要求9所述的光学通讯装置，其特征在于：所述第一准直部圆形镜片，所述第二准直部以及所述第三准直部为沿直径剖切而成的半圆形镜片，所述第二准直部的剖切面位于所述入射面与所述出射面的交界位置，所述第三准直的剖切面位于所述第二全反射面与所述出射面的交界位置。
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