CN103676022B - 光纤耦合透镜及光纤连接器 - Google Patents
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Abstract
一种光纤耦合透镜，包括一个主体，该主体包括一个第一端面以及一个底面，该第一端面用于接入至少一个输出光纤以及至少一个输入光纤。该主体上开设有一个凹槽，该凹槽与该主体交界处形成一个反射面。该反射面用于将至少一个光信号元件发射的光信号转折至对应的输出光纤以及将来自该输入光纤的光信号转折至至少一个对应至光信号接收元件。该光纤耦合透镜包括一个设置于该光信号发射元件发射的光信号经该反射面转折后的传输路径上的分光元件。该分光元件使得该光信号的一部分沿原光路继续前进进入该输出光纤，另一部分转折至光信号侦测元件。本发明还涉及一种具有所述光纤耦合透镜光纤连接器。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤耦合透镜以及具有该光纤耦合透镜的光纤连接器。
背景技术
光纤连接器用于将光信号发射装置与光纤之间或者光纤与光信号接收装置之间进行连接，实现光信号的耦合以及光信号与电信号之间的相互转换。先前的光纤连接器一般包括连接器壳体、设置于所述壳体内的电路板、设置于所述电路板上的光信号发射装置及/或光信号接收装置、光纤以及耦合透镜。现有的光学耦合透镜直接将所述光信号发射装置的信号耦合至所述光纤，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模块的效率以及稳定性降低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够降低成本的光纤连接器。
一种光纤耦合透镜，用于将光信号在光信号发射元件与输出光纤之间、输入光纤与光信号接收元件之间作耦合。所述光纤耦合透镜包括一个主体，所述主体包括一个第一端面以及一个底面，所述第一端面用于将所述输出光纤以及所述输入光纤接入所述光纤耦合透镜，所述底面朝向所述光信号发射元件以及所述光信号接收元件。所述主体上开设有一个凹槽。所述凹槽与所述主体交界处形成一个反射面，所述反射面用于将所述光信号元件发射的光信号转折至对应的输出光纤以及将来自所述输入光纤的光信号转折至所述光信号接收元件。所述光纤耦合透镜包括一个分光元件。所述分光元件设置于所述光信号发射元件发射的光信号经所述反射面转折后的传输路径上。所述分光元件使得所述光信号的一部分沿原光路继续前进进入所述输出光纤，另一部分转折至至少一个光信号侦测元件。
一种光纤连接器，包括一个电路板、至少一个光信号发射元件、至少一个光信号接收元件、一个光纤耦合透镜、至少一个对应于所述光信号发射元件的输出光纤以及至少一个对应所述光信号接收元件的输入光纤。所述光信号发射元件以及所述光信号接收元件电连接地设值与所述电路板上。所述光纤耦合透镜覆盖所述光信号发射元件以及所述光信号接收元件设置于所述电路板上。所述光纤耦合透镜包括一个主体，所述主体包括一个第一端面以及一个底面，所述输出光纤以及所述输入光纤自所述第一端面接入所述光纤耦合透镜，所述底面朝向所述光信号发射元件以及所述光信号接收元件。所述主体上开设有一个凹槽。所述凹槽与所述主体交界处形成一个反射面，所述反射面用于将所述光信号元件发射的光信号转折至对应的输出光纤以及将来自所述输入光纤的光信号转折至所述光信号接收元件。所述光纤连接器包括一个光信号侦测元件。所述光纤耦合透镜包括至少一个分光元件。所述分光元件设置于所述光信号发射元件发射的光信号经所述反射面转折后的传输路径上。所述分光元件使得所述光信号的一部分沿原光路继续前进进入所述输出光纤，另一部分转折至所述光信号侦测元件。所述光信号侦测元件用于侦测所述光信号发射元件所发射光信号，并将侦测结果回馈至所述光信号发射元件。
相对于现有技术，所述的光纤耦合透镜以及光纤连接器采用所述分光元件将所述光信号发射元件所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信号侦测元件，因此能够实时对所述光信号发射元件所发射的光信号进行侦测。所述光信号发射元件依据所述光信号侦测元件回馈的侦测结果，调整其所发射的光信号，因此能够确保所述光学通讯模块的效率以及稳定性。
附图说明
图1是本发明实施方式的光纤连接器的分解图。
图2是图1的光纤连接器的光纤耦合透镜的另一角度视图。
图3是图1的光纤连接器组装完成后的示意图。
图4是图3的光纤连接器沿IV-IV的剖视图。
主要元件符号说明
| 光纤连接器 | 100 |
| 电路板 | 10 |
| 安装面 | 11 |
| 光信号发射元件 | 20 |
| 光信号接收元件 | 30 |
| 光信号侦测元件 | 40 |
| 光纤耦合透镜 | 50 |
| 主体 | 51 |
| 第一端面 | 511 |
| 第二端面 | 512 |
| 底面 | 513 |
| 支撑部 | 5131 |
| 顶面 | 514 |
| 第一凹槽 | 501 |
| 第一表面 | 51a |
| 凸起部 | 515 |
| 固定槽 | 5151 |
| 第二表面 | 51b |
| 第二凹槽 | 502 |
| 固定面 | 51c |
| 卡槽 | 516 |
| 第一斜面 | 51d |
| 第三凹槽 | 503 |
| 第二斜面 | 51e |
| 第一准直部 | 52 |
| 第二准直部 | 53 |
| 分光元件 | 54 |
| 分光面 | 541 |
| 分光膜 | 542 |
| 卡块 | 543 |
| 输出光纤 | 60 |
| 输入光纤 | 70 |
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。
图1至图4所示为本发明的光纤连接器100的结构图，所述光纤连接器100包括一个电路板10、两个光信号发射元件20、两个光信号接收元件30、两个分别对应于所述光信号发射元件20的光信号侦测元件40、一个光纤耦合透镜50、两个分别对应于所述光信号发射元件20的输出光纤60以及两个分别对应于所述光信号接收元件30的输入光纤70。
所述电路板10具有一个安装面11。所述电路板10内设印刷电路（图未示），所述印刷线路用于传输电信号以及驱动所述光信号发射元件20、所述光信号接收元件30以及所述光信号侦测元件40。
所述光信号发射元件20、所述光信号接收元件30以及所述光信号侦测元件40均设值于所述电路板10的安装面11上，并且均与所述电路板10内的印刷电路电性相连。其中，所述光信号发射元件20以及所述光信号接收元件30沿一直线排列，所述光信号侦测元件40沿与所述直线平行的方向排列，并且每一个所述光信号侦测元件40与对应的光信号发射元件20沿垂直于所述直线方向排列。所述光信号发射元件20用于发射光信号至所述输出光纤60，所述光信号接收元件30用于接收自所述输入光纤70输入的光信号，所述光信号侦测元件40用于侦测对应的光信号发射元件20所发射的光信号，并将侦测结果回馈至对应的光信号发射元件20。
所述光纤耦合透镜50覆盖所述光信号发射元件20、所述光信号接收元件30以及所述光信号侦测元件40设置于所述电路板10的安装面11上，用于将光信号在所述光信号发射元件20以及所述输出光纤60之间、所述光信号接收元件30以及所述输入光纤70之间作耦合。所述光纤耦合透镜50包括一个主体51、多个形成于所述主体51上的第一准直部52、多个形成于所述主体51上的第二准直部53以及一个分光元件54。
所述主体51大致呈方形，包括一个第一端面511、一个与所述第一端面511相背的第二端面512、一个底面513以及一个与所述底面513相背的顶面514。所述主体51上开设有一个第一凹槽501、一个第二凹槽502以及一个第三凹槽503。所述第一凹槽501贯穿所述顶面514以及所述第一端面511，并在与所述主体51交界处形成一个平行于所述顶面514的第一表面51a以及一个平行于所述第一端面511的第二表面51b。所述第一表面51a上形成一个凸起部515，所述凸起部515上开设有多个与所述输出光纤60以及输入光纤70一一对应的固定槽5151。所述第二凹槽502以及所述第三凹槽503开设于所述顶面514上，其中所述第二凹槽502位于所述第一凹槽501以及所述第三凹槽503之间。所述第二凹槽502呈狭长形，所述第二凹槽502的长度足以使所述第二凹槽502覆盖所述光信号侦测元件40。所述第二凹槽502与所述主体51交界处形成两个相对的固定面51c以及一个位于所述固定面51c之间的第一斜面51d。所述每一个固定面51c上形成一个卡槽516。所述第一斜面51d靠近所述第三凹槽503并且与所述底面513大致呈45度的夹角。所述第三凹槽503与所述主体51交界处形成一个第二斜面51e，所述第二斜面51e靠近所述第二凹槽502，所述第二斜面51e与所述底面513大致呈45度的夹角并且与所述第一斜面51d大致垂直。所述主体51还包括一个凸设于所述底面513上的支撑部5131。
所述第一准直部52形成于所述第二表面51b上且分别与所述输出光纤60以及所述输入光纤70一一对应。所述第二准直部53形成于所述主体51的底面513上且分别与所述光信号发射元件20、所述光信号接收元件30以及所述光信号侦测元件40一一对应。本实施方式中，所述第一准直部52以及所述第二准直部53均为凸透镜，并且所述第一准直部52以及所述第二准直部53与所述主体51为一体成型。每一个所述第一准直部52的光轴平行于所述底面513，每一个所述第二准直部53的光轴垂直于所述底面513。对应于所述光信号侦测元件40的第二准直部53的光轴与对应的第一准直部52的光轴相交于所述第一斜面51d上，对应于所述光信号发射元件20的第二准直部53的光轴与对应的第一准直部52的光轴相交于所述第二斜面51e上。
所述分光元件54的形状对应于所述第二凹槽502，包括一个分光面541，所述分光面541上镀设有一层分光膜542。所述分光膜542使得入射的光线部分透射、另一部分反射。所述分光膜542的可以依据不同需求采用不同材质或者不同材质的组合，以实现光线的特定透射、反射比例。所述分光元件54的相对两端各形成一个卡块543，所述卡块543对应于所述卡槽516。所述分光元件54设置于所述第二凹槽502内，所述分光面541与所述第一斜面51d相互重迭。所述卡块543分别卡入对应的卡槽516内。
所述主体51覆盖所述光信号发射元件20、所述光信号接收元件30以及所述光信号侦测元件40设置于所述电路板10上，所述支撑部5131与所述电路板的安装面11相接，所述第二准直部53分别与对应的光信号发射元件20、光信号接收元件30以及所述光信号侦测元件40光学对准。
所述输出光纤60以及所述输入光纤70的端部分别固定于对应的固定槽5151内，并且与对应的第一准直部52光学对准。
在使用时，所述光信号发射元件20发射光信号，所述光信号经对应的第二准直部53进入所述光纤耦合透镜50；所述光信号到达所述第二斜面51e后被所述第二斜面51e反射转向所述第一斜面51d；到达第一斜面51d的光信号一部分穿透所述分光膜542进入所述分光元件54，另一部分被所述分光膜542反射转向对应的第二准直部53；穿透所述分光膜542的光信号传输至对应的第一准直部52并经对应的第一准直部52进入对应的输出光纤60；被所述分光膜542反射的光信号经对应的第二准直部53进入对应的光信号侦测元件40，所述光信号侦测元件40可通过所接收的光信号分析对应的光信号发射元件20所发射的光信号是否符合预期，得到一侦测结果，并将所述侦测结果回馈至所述光信号发射元件20，所述光信号发射元件20依据所述侦测结果调整所发射的光信号。来自所述输入光纤70的光信号经对应的第一准直部52进入所述光纤耦合透镜50，所述光信号传输至所述第二斜面51e时被所述第二斜面51e反射转向对应的第二准直部53，所述光信号经所述第二准直部53射向对应的光信号接收元件30。
上述实施方式中，所述光信号发射元件20、所述光信号接收元件30、所述光信号侦测元件40、所述输出光纤60以及所述输入光纤70的数量均为两个，因此所述光纤连接可实现光信号的二进二出。当然，依据不同需求，所述光信号发射元件20、所述光信号接收元件30、所述光信号侦测元件40、所述输出光纤60以及所述输入光纤70的数量也可以均为一个或者多于两个。
所述的光纤耦合透镜以及光纤连接器采用所述分光元件将所述光信号发射元件所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信号侦测元件，因此能够实时对所述光信号发射元件所发射的光信号进行侦测。所述光信号发射元件依据所述光信号侦测元件回馈的侦测结果，调整其所发射的光信号，因此能够确保所述光学通讯模块的效率以及稳定性。
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 (9)
1.一种光纤耦合透镜，用于将光信号在光信号发射元件与输出光纤之间、输入光纤与光信号接收元件之间作耦合，所述光纤耦合透镜包括一个主体，所述主体包括一个第一端面以及一个底面，所述第一端面用于将所述输出光纤以及所述输入光纤接入所述光纤耦合透镜，所述底面朝向所述光信号发射元件以及所述光信号接收元件，所述主体上开设有一个凹槽，所述凹槽与所述主体交界处形成一个反射面，所述反射面用于将所述光信号发射元件发射的光信号转折至对应的输出光纤以及将来自所述输入光纤的光信号转折至所述光信号接收元件，其特征在于：所述光纤耦合透镜包括一个分光元件，所述分光元件设置于所述光信号发射元件发射的光信号经所述反射面转折后的传输路径上，所述分光元件使得所述光信号的一部分沿原光路继续前进进入所述输出光纤，另一部分转折至至少一个光信号侦测元件，所述主体上还开设有一个第二凹槽，所述分光元件收容、固定于所述第二凹槽内，所述第二凹槽与所述主体交界处形成两个相对的固定面以及一个位于所述固定面之间的斜面，每一个固定面上形成一个卡槽，所述分光元件的相对两端各形成一个卡块，所述卡块分别卡入对应的卡槽内。
2.如权利要求1所述的光纤耦合透镜，其特征在于：还包括至少多个第一准直部以及多个第二准直部，所述第一准直部用于将所述光纤耦合透镜与所述输出光纤以及所述输入光纤之间光学对准，所述第二准直部用于将所述光纤耦合透镜与所述光信号发射元件以及所述光信号接收元件之间光学对准。
3.如权利要求2所述的光纤耦合透镜，其特征在于：所述主体包括一个与所述第一端面相背的第二端面以及一个与所述底面相背的顶面。
4.如权利要求3所述的光纤耦合透镜，其特征在于：所述主体开设有一个第一凹槽，所述第一凹槽贯穿所述顶面以及所述第一端面，并在与所述主体交界处形成一个平行于所述顶面的第一表面以及一个平行于所述第一端面的第二表面，所述第一准直部形成于所述第二表面上。
5.如权利要求4所述的光纤耦合透镜，其特征在于：所述第一表面上形成一个凸起部，所述凸起部上开设有多个与所述输入光纤以及输出光纤一一对应的固定槽。
6.如权利要求4所述的光纤耦合透镜，其特征在于：所述第二凹槽开设在该顶面上且位于所述第一凹槽以及所述凹槽之间，所述第二凹槽的大小及形状对应于所述分光元件。
7.如权利要求1所述的光纤耦合透镜，其特征在于：所述分光元件包括一个分光面，所述分光面上镀设有一层分光膜，所述分光膜使得入射的光线部分透射、另一部分反射。
8.如权利要求7所述的光纤耦合透镜，其特征在于：所述分光面与所述斜面相互重迭。
9.一种光纤连接器，包括一个电路板、至少一个光信号发射元件、至少一个光信号接收元件、一个光纤耦合透镜、至少一个对应于所述光信号发射元件的输出光纤以及至少一个对应所述光信号接收元件的输入光纤，所述光信号发射元件以及所述光信号接收元件电连接地设值与所述电路板上，所述光纤耦合透镜覆盖所述光信号发射元件以及所述光信号接收元件设置于所述电路板上，所述光纤耦合透镜包括一个主体，所述主体包括一个第一端面以及一个底面，所述输出光纤以及所述输入光纤自所述第一端面接入所述光纤耦合透镜，所述底面朝向所述光信号发射元件以及所述光信号接收元件，所述主体上开设有一个凹槽，所述凹槽与所述主体交界处形成一个反射面，所述反射面用于将所述光信号发射元件发射的光信号转折至对应的输出光纤以及将来自所述输入光纤的光信号转折至所述光信号接收元件，其改进在于：所述光纤连接器包括至少一个光信号侦测元件，所述光纤耦合透镜包括一个分光元件，所述分光元件设置于所述光信号发射元件发射的光信号经所述反射面转折后的传输路径上，所述分光元件使得所述光信号的一部分沿原光路继续前进进入所述输出光纤，另一部分转折至所述光信号侦测元件，所述主体上还开设有一个第二凹槽，所述分光元件收容、固定于所述第二凹槽内，所述第二凹槽与所述主体交界处形成两个相对的固定面以及一个位于所述固定面之间的斜面，每一个固定面上形成一个卡槽，所述分光元件的相对两端各形成一个卡块，所述卡块分别卡入对应的卡槽内，所述光信号侦测元件用于侦测所述光信号发射元件所发射光信号，并将侦测结果回馈至所述光信号发射元件。
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Granted publication date: 20161221 Termination date: 20170830 |
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