CN103885133A - 光学通讯装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学通讯装置，包括至少一光发射元件、至少一光接收元件、一棱镜、至少两光纤以及至少一光侦测器。棱镜包括一设有至少两第一透镜的入射面、一第一全反射面、一设有至少两第二透镜的第一出射面、一第二全反射面及一设置有至少一第三透镜的第二出射面。每个光发射元件及每个光接收元件与一第一透镜相对设置。每个光纤与一第二透镜相对设置。每个光侦测器与一个第三透镜相对设置。第一透镜将光发射元件发射的光束转换为平行光束后投至第一全反射面，第一全反射面将平行光束反射至一第二透镜后耦合至一光纤以及反射至第二全反射面后经一第三透镜后耦合至一光侦测器。本发明通过光侦测器侦测第二光束来实现对光发射元件所发射的光束强度进行侦测。

Description

光学通讯装置
技术领域
本发明涉及一种光学通讯装置，尤其设计一种具有光信号反馈功能的光学通讯装置。
背景技术
在光学通讯领域，光学通讯装置一般包括光发射元件、光接收元件、传输光信号的光纤以及设置于所述光发射元件、光接收元件与所述光纤之间的棱镜。所述棱镜用于将所述光发射元件所发射的光束耦合至所述光纤或者将光纤传递的外部光束耦合至所述光接收元件。现有的光学通讯装置，所述光发射元件发射的光束直接被所述棱镜耦合至所述光纤，无法得知所述光发射元件发出的光束强度是否符合预期强度，导致无法保证光学通讯装置的稳定性。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可以保证光学通讯的稳定性的光学通讯装置。
一种光学通讯装置，包括至少一个光发射元件、至少一个光接收元件、一个棱镜、至少两个光纤以及至少一个电连接至所述至少一个光发射元件的光侦测器。所述棱镜包括一个入射面、一个连接至所述入射面的第一全反射面、一个连接至所述第一全反射面的第一出射面、一个连接至所述第一出射面的第二全反射面及一个连接至所述第二全反射面的第二出射面。所述第入射面上设置有至少两个第一透镜，每个所述至少一个光发射元件及每个所述至少一个光接收元件与相应一个第一透镜相对设置。所述第一出射面上设置有至少两个第二透镜，每个所述至少两个光纤与相应一个第二透镜相对设置。所述第二出射面设置有至少一个第三透镜，每个所述至少一个光侦测器与相应一个第三透镜相对设置。所述第一透镜将每个光发射元件所发射的光束转换为平行光束后投射至所述第一全反射面，所述第一全反射面将平行光束反射至所述第一出射面后分别投射至对应一个第二透镜以形成第一光束及投射至所述第二全反射面以形成第二光束。所述对应一个第二透镜将所述第一光束耦合至对应一个光纤。所述第二全反射面将所述第二光束反射至对应一个第三透镜后耦合至对应一个光侦测器。
相对于现有技术，所述光学通讯装置藉由所述棱镜将每个光发射元件所发射的光束分为第一光束及第二光束，并将第一光束耦合至对应一个光纤，将第二光束转至对应一个光侦测器，因此能够实时地对所述光发射元件所发射的光束进行侦测，并可根据侦测结果调整每个光发射元件所发射的光束强度，从而能够确保所述光学通讯装置的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施方式的光学通讯装置的立体示意图。
图2是图所示的光学通讯装置的另一角度的立体示意图。
图3是图1所示的光学通讯装置的左视图。
主要元件符号说明
光学通讯装置 100
光发射元件 10
光接收元件 20
棱镜 30
第一棱镜 31
入射面 311
第一全反射面 312
第一出射面 313
第一侧面 314
第二棱镜 32
组合面 321
切割面 322
第二全反射面 323
第二出射面 324
第二侧面 325
光纤 40
光侦测器 50
光束 L1
第一光束 L11
第二光束 L12
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及图2，为本发明实施方式的光学通讯装置100的立体示意图。所述光学通讯装置100包括两个光发射元件10、两个光接收元件20、一个棱镜30、四个光纤40以及两个光侦测器50。
所述光发射元件10用于将电信号转换为相应的光信号。所述光发射元件10可以为激光光源或者其它类型的光源，本实施方式中，所述光发射元件10为表面垂直腔面激光发射元件(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)。所述光接收元件20用于将光信号转换为相应的电信号，本实施方式中，所述光接收元件20为光电二极管(photoelectric diode, PD)。
所述棱镜30包括一个三棱柱状的第一棱镜31及一个四棱柱状的第二棱镜32。所述第一棱镜31包括依次首尾连接的一个入射面311、一个第一全反射面312及一个第一出射面313。所述入射面311及所述第一出射面313均与所述第一全反射面312之间成45度夹角相连接，所述入射面311垂直连接所述第一出射面313。所述第一棱镜31还包括两个第一侧面314，所述第一全反射面312垂直连接于所述两个第一侧面314之间。每个第一侧面314为等腰直角三形。在其他实施方式中，所述第一侧面314也可以不垂直所述第一全反射面312。所述入射面311设置有四个呈直线排列且间隔设置的第一透镜3111，每个第一透镜3111为一圆形凸透镜。每个光发射元件10及每个光接收元件20与对应的一个第一透镜3111间隔相对，其中，每个光发射元件10及每个光接收元件20的中心与对应一个第一透镜3111的中心对准。
请同时参阅图3，所述第一出射面313设置有四个呈直线排列且间隔设置的第二透镜3131，每个第二透镜3131为一个半圆形凸透镜并包括一个经过该第二透镜3131一直径方向的底面3132，所述底面3132平行于所述入射面311。每个光纤40与对应的一个第二透镜3131间隔相对，其中每个光纤的中心轴垂直于所述第一出射面313。本实施方式中，所述第一透镜3111及所述第二透镜3131均与所述第一棱镜31一体成型而成。
所述第二棱镜32包括依次首尾连接的一个组合面321、一个切割面322、一个第二全反射面323及一个第二出射面324。所述组合面321与所述第一出射面313相贴合，所述组合面321的面积小于所述第一出射面313的面积。本实施方式中，所述第一棱镜31与所述第二棱镜32一体成型制成，即所述第一出射面313与所述组合面321共面。所述切割面322垂直连接至所述组合面321且与每个第二透镜3131的底面3132重合。所述第二全反射面323连接至所述切割面322且与所述切割面322之间形成135度角，即所述第二全反射面323通过所述切割面322连接至所述第一出射面313。
所述第二出射面324连接在所述组合面321与所述第二全反射面323之间，所述第二出射面324与所述第二全反射面323之间成45度夹角且与所述组合面321垂直连接。所述第二棱镜32还包括两个第二侧面325。所述第二全反射面323垂直连接于所述两个第二侧面325之间。每个第二侧面325为直角梯形。在其他实施方式中，所述第二侧面325也可以不垂直所述第二全反射面323。所述第二出射面324设置有两个呈直线排列且间隔设置的第三透镜3241，每个第三透镜3241为一个圆形的凸透镜。本实施方式中，所述第二出射面324与所述入射面311共面，每个第三透镜3241设置于所述第二出射面324上并延伸至所述入射面311。在其他实施方式中，所述第二出射面324与所述入射面311也可不共面，每个第三透镜3241仅设置于所述第二出射面324上。
每个光侦测器50与对应的一个第三透镜3241间隔相对，其中，每个光侦测器50的中心与对应一个第三透镜3241的中心对准。本实施方式中，所述第三透镜3241与所述第二棱镜32一体成型制成。
所述光学通讯装置100的工作原理如下：如图3所示，每个光发射元件10发出发散的光束L1并将所述发散的光束L1射向所述棱镜30；对应一个第一透镜3111将所述发散的光束L1转换为平行的光束L1；所述平行的光束L1投向所述第一全反射面312，所述第一全反射面312将所述平行的光束L1分别反射至所述第一出射面313上对应一个第二透镜3131以形成第一光束L11及投射至所述第二全反射面323以形成第二光束L12。本实施方式中，将所述第一光束L11的光强度与所述第二光束L12的光强度的比例设定为1比1。所述对应的一个第二透镜3131将所述第一光束L11汇聚后耦合至对应一个光纤40，再由所述对应的光纤40将第一光束L11传输至其他光学元件(图未示)。所述第二全反射面323将所述第二光束L12反射至对应一个第三透镜3241。所述对应的一个第三透镜3241将所述第二光束L12汇聚至对应一个光侦测器50。所述光侦测器50将所述第二光束L12的强度反馈至所述光发射元件10。本实施方式中，由于所述第一光束L11的光强度与所述第二光束L12的光强度比例为1比1，因此，所述第二光束L12的强度即所述第一光束L11的强度。所述光发射元件10可以根据所述第二光束L12的强度调整其发出的光束L1的强度。
所述光学通讯装置100藉由所述棱镜30将每个光发射元件10所发射的发散的光束L1分为所述第一光束L11及所述第二光束L12，并将第一光束L11耦合至对应一个光纤40，将第二光束L12转至对应一个光侦测器50，因此能够实时地对所述光发射元件10所发射的光束进行侦测，并可根据侦测结果调整每个光发射元件10所发射的光束强度，从而能够确保所述光学通讯装置100的稳定性。
所述光发射元件10、所述光接收元件20及所述光纤40的数量并限于本实施方式，可以根据实际应用设置。例如，在其他实施方式中，所述光发射元件10、所述光接收元件20可以分别为一个、所述光纤40为两个，对应的，所述第一透镜3111、所述第二透镜3131均为两个、所述第三透镜3241为一个以及光侦测器50数量为一个，所述光发射元件10、所述光接收元件20与对应一个第一透镜3111相对设置，每个光纤40与对应一个第二透镜3131相对设置，所述光侦测器50与所述第三透镜3241相对设置。所述光发射元件10、所述光接收元件20及所述光纤40的数量均可以是两个以上，相应的，所述第一透镜3111的数量为所述光发射元件10及所述光接收元件20的数量之和，所述第二透镜3131的数量对应于所述光纤40的数量，所述第三透镜3111的数量为对应于所述光发射元件10的数量。
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)

1.一种光学通讯装置，包括至少一个光发射元件、至少一个光接收元件、一个棱镜、至少两个光纤以及至少一个电连接至所述至少一个光发射元件的光侦测器；其特征在于：所述棱镜包括一个入射面、一个连接至所述入射面的第一全反射面、一个连接至所述第一全反射面的第一出射面、一个连接至所述第一出射面的第二全反射面及一个连接至所述第二全反射面的第二出射面；所述第入射面上设置有至少两个第一透镜，每个所述至少一个光发射元件及每个所述至少一个光接收元件与相应一个第一透镜相对设置；所述第一出射面上设置有至少两个第二透镜，每个所述至少两个光纤与相应一个第二透镜相对设置；所述第二出射面设置有至少一个第三透镜，每个所述至少一个光侦测器与相应一个第三透镜相对设置；所述第一透镜将每个光发射元件所发射的光束转换为平行光束后投射至所述第一全反射面，所述第一全反射面将平行光束反射至所述第一出射面后分别投射至对应一个第二透镜以形成第一光束及投射至所述第二全反射面以形成第二光束；所述对应一个第二透镜将所述第一光束耦合至对应一个光纤；所述第二全反射面将所述第二光束反射至对应一个第三透镜后耦合至对应一个光侦测器。
2.如权利要求1所述的光学通讯装置，其特征在于：所述棱镜包括一个呈三棱柱状的第一棱镜；所述第一棱镜包括依次首尾连接的所述入射面、所述第一全反射面及所述第一出射面；所述入射面及所述第一出射面均与所述第一全反射面之间成45度夹角相连接，所述入射面垂直连接所述第一出射面。
3.如权利要求2所述的光学通讯装置，其特征在于：所述第一棱镜还包括两个第一侧面，所述第一全反射面垂直连接于所述两个第一侧面之间，每个第一侧面为等腰直角三形。
4.如权利要求2所述的光学通讯装置，其特征在于：所述至少两个第一透镜、至少两个第二透镜的数量及所述至少两个光纤的数量均为四个，所述至少一个光发射元件、至少一个光接收元件及至少一个光侦测器的数量均为两个，每个第一透镜及每个第三透镜均为圆形凸透镜，每个第二透镜均为半圆形凸透镜。
5.如权利要求4所述的光学通讯装置，其特征在于：每个第二透镜包括一个经过该第二透镜的一直径方向的底面，所述底面平行于所述入光面。
6.如权利要求5所述的光学通讯装置，其特征在于：所述棱镜还包括一个四棱柱状的第二棱镜，所述包括依次首尾连接的一个组合面、一个切割面、所述第二全反射面及所述第二出射面；所述组合面与所述第一出射面相贴合，所述切割面垂直连接至所述组合面且与每个第二透镜的底面重合，所述第二全反射面通过所述切割面连接至所述第一出射面，所述第二出射面连接在所述组合面与所述第二全反射面之间。
7.如权利要求6所述的光学通讯装置，其特征在于：所述第二全反射面切割面且与所述切割面之间成135度角相连接，所述第二出射面与所述组合面垂直连接且与所述第二全反射面成45度角。
8.如权利要求6所述的光学通讯装置，其特征在于：所述组合面的面积小于所述第一出射面的面积。
9.如权利要求6所述的光学通讯装置，其特征在于：所述第二棱镜还包括两个第二侧面，所述第二全反射面垂直连接于所述两个第二侧面之间，每个第二侧面为直角梯形。
10.如权利要求6所述的光学通讯装置，其特征在于：所述第二出射面与所述入射面共面，每个第三透镜设置于所述第二出射面上并延伸至所述出射面。
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