CN105044863B - 光组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光组件，该光组件包括由透光材质制成的主体元件和座体；主体元件上开设有一安装槽，座体插入安装槽中，在座体内部嵌入一光隔离器，以使激光器发射的光单向入射至光纤中。本发明提供的光组件，在主体元件上开设一安装槽，该安装槽中插设有内嵌光隔离器的座体，光隔离器可以对光纤断面反射回来的光进行隔离，使得激光器发射的光线能够单向入射至光纤中，以防止该反射光进入激光器，从而能够避免激光器受到反射回来的光的影响，相对现有技术而言能够提高激光器的性能。另外，由于光隔离器的体积较大，内嵌到安装槽中则不会受到光线会聚孔大小的限制，因此，便于安装，提高了光组件的安装效率。

Description

光组件

本申请是2014年02月10日日提出的发明名称为“光组件”的中国发明专利申请201410046932.X的分案申请。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术，尤其涉及一种光组件。

背景技术

在光纤通信领域中，需用到光组件，光组件是一种可实现光电或电光转换的光器件。

图1为现有技术中一种光组件，该光组件包括主体元件1、激光器2、光接口4。主体元件1由透光材料构成，主体元件1一端设有空腔5，空腔5置有激光器2，光接口4设置在主体元件1另一端，在光接口4中安装有光纤。在光接口4一侧设有一光线会聚孔（在图中未示出），光线会聚孔一端的主体元件1为曲面结构，形成凸透镜3。一般情况下从激光器2发射的光是发散光，进入主体元件1，经凸透镜3会聚后耦合进光纤。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

激光器发出的光在耦合到光纤的过程中，会有一部分经过光纤断面反射回来，反射回来的光会有一部分再次进入到激光器中，如果激光器采用1310和1550nm的DFP激光器，那么受反射回来的光的影响会比较大，导致激光器发光的性能变差。

而光隔离器是保证光单向传输的必要器件，在激光源和光纤之间安装一个光隔离器，可以在很大程度上减少反射光对光源的光谱输出功率稳定性产生的不良影响，也可以消除反向传输光产生的附加噪声。这样就需要在该结构中添加光隔离器。

如果在光组件中设置光隔离器，本领域技术人员通常会采用如下方式：将光隔离器安装在主体元件中光线耦合进入光纤之前的位置，即图1所示结构中的光线会聚孔中，但是由于光隔离器的体积较大，受光线会聚孔大小的限制，无法安装在光线会聚孔中。

发明内容

本发明提供一种光组件，用于克服现有技术结构下存在的缺陷，实现现有技术结构中光隔离器的安装。

本发明提供一种光组件，该光组件包括由透光材质制成的主体元件和座体；所述主体元件上开设有一安装槽，所述座体插入所述安装槽中，所述座体一侧向内开设有一个盲孔，在所述盲孔中固定有光隔离器，以使激光器发射的光单向入射至光纤中；所述主体元件设有一空腔，所述激光器位于所述空腔中，所述座体中面向所述激光器的一侧设有第一凸透镜面，以使所述激光器发射的光经过所述第一凸透镜面进行准直后进入所述光隔离器中。

本发明提供的光组件，在主体元件上激光器和光纤之间的部分开设一安装槽，该安装槽中插设有内嵌光隔离器的座体，光隔离器可以对光纤断面反射回来的光进行隔离，使得激光器发射的光线能够单向入射至光纤中，以防止该反射光进入激光器，从而能够避免激光器受到反射回来的光的影响，相对现有技术而言能够提高激光器的性能。另外，由于光隔离器的体积较大，内嵌到安装槽中则不会受到光线会聚孔大小的限制，因此，便于安装，提高了光组件的安装效率。

并且，在座体中面向激光器的一侧设有第一凸透镜面，无需将第一凸透镜面设在主体元件上，不会导致第一凸透镜面在拔模时会受损，在主体元件上加工第一凸透镜面时脱模较难，采用一个模具无法完成，因此也避免了第一凸透镜面的成型带来脱模困难以及加工困难的问题；座体在形成第一凸透镜面时可以顺利通过模具脱模生成，易于成型加工，避免了第一凸透镜面的受损，从而提高了成品率。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的光组件结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的光组件中座体的主视图；

图4为图3的右视图；

图5为图3中沿A-A向剖视图；

图6为发明实施例一提供的光组件中座体与隔离器安装的剖视图；

图7为本发明实施例一提供的一种光组件中座体的剖视图；

图8为本发明实施例一提供的另一种光组件中座体的剖视图；

图9为本发明实施例二提供的光组件的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图2所示，本发明实施提供一种光组件，包括：由透光材质制成的主体元件1和座体6；主体元件1上开设有一安装槽11，座体6插入安装槽11中，在座体6内部嵌入一光隔离器7，以使激光器2发射的光单向入射至光纤中。

本发明提供的光组件，在主体元件上激光器和光纤之间的部分开设一安装槽11，该安装槽11中插设有内嵌光隔离器的座体6，光隔离器7可以对光纤断面反射回来的光进行隔离，可以在很大程度上减少反射光对光源的光谱输出功率稳定性产生的不良影响，也可以消除反向传输光产生的附件噪声。使得激光器2发射的光线能够单向入射至光纤中，以防止该反射光进入激光器，从而能够避免激光器2受到反射回来的光的影响，相对现有技术而言能够提高激光器2的性能。另外，由于光隔离器7的体积较大，内嵌到安装槽11中则不会受到光线会聚孔大小的限制，因此，便于安装，提高了光组件的安装效率。

图2中在座体6上自其一侧向内开设有一个盲孔61，光隔离器7固定在盲孔61中。当然，盲孔61可以设置在座体6的其他任意位置，只要能满足光隔离器7使激光器2发射的光单向入射至光纤中即可。例如：盲孔61可以自座体6中朝向激光器2的一侧开设，或者，也可以自座体6中朝向光纤的一侧开设。

这里的透光材质只是对座体的材质从功能和性质上进行限定，具有透光性的材料即可，可以是透明材质、也可以是透明材质与衰减材质的混合材质等等，在此不对材料的组成进行限定，既可以是单一材质、又可以是多种材质的混合，只要混合后满足透光要求即可。如果盲孔61自座体6中朝向光纤的一侧开设，即图2所示的情况，由于座体6均由透明材质制成，因此，激光器2发出的光能够透过座体6进入安装在盲孔61中的光隔离器7中。

隔离器的形状呈圆柱体，该圆柱体为磁铁，圆柱体的中间部分为通孔，其上的环形面由波片构成。一方面，光纤断面反射回来的光能够被磁铁遮挡；另一方面，从激光器2出射的光进入波片后会发生45度偏转，而光纤断面反射回来的光进入波片再次发生45度偏转，相当于反射光经过波片后相对于激光器2原始出射的光偏转了90度，因此被波片完全隔离掉。而激光器2发出的光呈发散状，但如果进入隔离器的光线过于发散，则很多激光器2入射的光线也会被磁铁遮挡，从而使进入到光纤的光会变的很少。因此，作为优选方案，如图2所示，主体元件1设有一空腔5，激光器2位于空腔5中，安装槽11与空腔5连通，座体6中面向激光器2的一侧设有第一凸透镜面8且第一凸透镜面8暴露在空腔5中，以使激光器2发射的光经过第一凸透镜面8进行准直后进入光隔离器7中。需要说明的是，在座体6中面向激光器2的一侧设有第一凸透镜面8的情况下，则盲孔61为自座体6中朝向光纤的一侧开设。

本发明提供的光组件，一方面，安装槽11与主体元件空腔5连通，该安装槽11中插设座体6，该座体6中面向激光器2的侧面上加工第一凸透镜面8且该第一凸透镜面8暴露在空腔5中，从而使得激光器2发出的光能够照射到该第一凸透镜面8上，该第一凸透镜面8能够对激光器2发出的光进行准直出射，即激光器2发出的发散光经过该第一凸透镜面8的准直作用后变为平行光束进入光隔离器7中，能够减少磁铁对光纤的遮挡，从而能够使更多的光线能够进入到光纤中。另一方面，只要光纤的入射光处与第一凸透镜面8在主体元件1中的高度一致，便可以保证平行光束进入光纤中，无需将第一凸透镜面8设在主体元件1上，主体元件1成型后无需进行拔模，不会导致第一凸透镜面8在拔模时会受损，在主体元件1上加工第一凸透镜面时脱模较难，采用一个模具无法完成，因此也避免了第一凸透镜面8的成型带来脱模困难以及加工困难的问题；座体6在形成第一凸透镜面8时可以顺利通过模具脱模生成，易于成型加工；避免了第一凸透镜面8的受损，从而提高了成品率。

进一步的，为了减小在光路传输过程中光能量的损失，激光器2、第一凸透镜面8和光隔离器7同轴设置。具体是指激光器2的光源发射孔中心线2a与第一凸透镜面中心线8a以及光隔离器7的中心线7a重合。

激光器的光源发射孔中心线2a与第一凸透镜面中心线8a的同轴度越高，经激光器2光源发射孔发出的发散光束经过第一凸透镜面8折射后形成的准直光束越接近于平行光束，平行光束是光在主体元件中长距离传输时的理想光束，因为理论上平行光束可以在主体元件中传输的距离为无限长；第一凸透镜面中心线8a与光隔离器中心线7a的同轴度越高，越能保证平行光束全部通过光隔离器而被单项传输，受反射回来到达激光器的光的影响会越小，激光器发光的性能越好；激光器2发出的光照射到该第一凸透镜面8上，经第一凸透镜面8准直后再经过光隔离器7，在激光器2的发散角、激光器2与第一凸透镜面8之间的距离、第一凸透镜面8的形状和大小、光隔离器7的形状和大小均固定的情况下，能保证激光器2发出的绝大部分光单向传输，最终进入光纤。本实施例中座体可以是棱柱形、圆柱形、圆锥形、锥台形等。此外，作为实施例的扩展方式，第一凸透镜面中心线8a与光纤的中心线4a也可同轴设置，第一凸透镜面中心线8a与光纤的中心线4a的同轴度越高，在选用光纤直径与准直光束直径等同的情况下，接收到的光束范围越大，并且易于在准直光束在进入光纤之前再次会聚，以减小光束在光纤中传输过程中的衰减。

上述实施例一中，使用时只需将光隔离器7固定嵌设在座体6的盲孔61中，光隔离器7与盲孔61间隙配合，光隔离器7与盲孔内壁之间可以通过胶层粘结固定，再将座体6与光隔离器7组装后形成的光隔离器组件插入安装在主体元件1的安装槽11内即可，由于第一凸透镜面8的位置相对主体元件1固定，因此第一凸透镜面中心轴线8a与设在主体元件上的安装槽11底面距离一定；而第一凸透镜面8与光隔离器3的对准位置关系可以通过在加工座体6时得以保证，只要将盲孔61与光隔离器7的配合误差控制在预定范围内即可保证第一凸透镜面8与光隔离器7的对准，经第一凸透镜面8后形成的准直光束能够通过光隔离器7单向传输，光隔离器能够方便、准确地固定在所需要的位置。

另外，上述实施例一中，由于将第一凸透镜面8加工在与主体元件1分离的座体6上，同时该座体6上还具有用于安装光隔离器7的盲孔61，采用上述结构的座体6，首先，在制作座体6时就可以保证第一凸透镜面8与盲孔61的位置关系，只要保证盲孔61与光隔离器7的配合误差控制在预定范围内，就能满足第一凸透镜面8在准直光束法平面20上的投影位于光隔离器内孔71在准直光束法平面20上的投影内，以确保经第一凸透镜面8后形成的准直光束能够全部通过光隔离器的内孔71单向传输，减小光在传播过程中的衰减。

在上述实施例的基础上，如图3-5所示，进一步提供了座体的结构示意图，座体6可以呈长方体形，盲孔的开口端61a设在座体的其中一个侧面6a上，第一凸透镜面8设在座体6上与上述侧面6a平行的侧面6b上。方便加工和定位，并且易于控制第一凸透镜面8与盲孔61的相对位置以及各自的形状和尺寸，方形的座体安装到主体元件中时也容易定位，且不易转动。

作为优选方式，第一凸透镜面的中心线8a与盲孔的中心线61b的同轴设置。在制作座体6时，可通过模具的形位公差控制第一凸透镜面的中心线8a与盲孔的中心线61b的同轴度，只要将光隔离器与盲孔的配合公差控制在合理范围内，就能保证经第一凸透镜面折射形成的准直光束全部经过光隔离器内孔71，实现单向传输。因此，本方案的安装更为便捷。图6为理想状态，第一凸透镜面的中心线8a与盲孔的中心线61b以及光隔离器中心线7a重合。

如图7所示，作为上述实施例的优选方案，如图7所示，座体6中面向激光器的一侧、在第一凸透镜面8的上方设有凸台62，以便于设有第一凸透镜面8的座体6插设至安装槽11中。第一凸透镜面8相对于侧面6b向外凸伸，第一凸透镜面8上方的凸台62相对于侧面6b也向外凸伸。凸台62相对于所在的座体侧面6b的垂直距离，大于或等于所述第一凸透镜面8相对于所述侧面的垂直距离。

在安装光隔离器组件时，为了使得座体6的侧面与安装槽11侧面充分接触并固定，设置凸台62，通过凸台62的侧面与安装槽11内壁接触并固定，既能避免第一凸透镜面8在安装过程中磨损，又能使得座体6与安装槽11内壁充分接触；此外，固定座体6时，需要在座体6上涂敷胶水，通过胶水粘结固定座体6与主体元件1，在安装过程中，凸台62保护了第一凸透镜面8的表面不被涂敷在凸台62上的胶水污染。凸台62相对于所在的座体6侧面的垂直距离，大于或等于第一凸透镜面8相对于所述侧面的垂直距离，能够更好地定位座体6和保护第一凸透镜面8。图8为座体6的另一种变形结构，座体6上具有一凹槽，在该凹槽的底面上形成第一凸透镜面8。也可以这样理解，在第一凸透镜面8上方和下方均具有凸台62，容易安装。

实施例二

如图9所示，主体元件1中设有光纤安装孔12，光纤安装在光纤安装孔12中；主体元件1中在光纤安装孔12的一侧设有光线会聚孔13，光线会聚孔13与光纤安装孔12连通。

作为具体方案，光线会聚孔13为盲孔，光线会聚孔13一端的主体元件1为曲面结构，形成第二凸透镜面9，以使第一凸透镜面8准直的光经过第二凸透镜面9进行会聚后进入光线会聚孔13中。

第二凸透镜面9暴露于光线会聚孔13中用于将传输于主体元件中的平行光束进行会聚，在光线会聚孔13中会聚后再进入光纤，防止平行光束经主体元件出来直接进入光纤后造成光的大量衰减。

在制作主体元件1时，空腔5和安装槽11的成型如图9所示，均可通过拔模成型，正常脱模，不存在困难，光纤安装孔12和光线会聚孔13的成型均可通过一个模具成型，向右拔模正常脱模，也不存在困难。

作为优选方案，光隔离器7与光线会聚孔13和光纤安装孔12同轴。

为了保证经主体元件1出来的光束在光纤中的传输质量，主体元件1上远离第一凸透镜11的一端自该端面向内依次具有一用于安装光纤的安装孔12和一光线会聚孔13；安装孔12与光线会聚孔13同轴设置；光线会聚孔13位于座体6与光纤之间；光线会聚孔13的底面为用于将传输于主体元件1中的准直光束会聚在光线会聚孔13的第二凸透镜9；第二凸透镜9与主体元件1一体设置；第二凸透镜的中心线9a与座体6上的第一凸透镜中心线8a同轴设置。

经激光器2发射出的发散光束经第一凸透镜面8折射后形成准直平行光束，经座体6出来时，由于准直光束垂直于座体6折射面，因此光线方向不会发生改变，经光隔离器内孔71进入主体元件1时，由于准直光束垂直于主体元件1的折射面，因此光线方向依然不会发生改变，经第二凸透镜9后在光线会聚孔13中会集呈一点，最后进入光纤，有利于光线在光纤中的高效传输。

在安装激光器2时，需要调整激光器2的高低位置，使得光源发射孔的中心线位于一定高度，这个高度需要结合安装槽11的底面高度以及座体上的第一凸透镜面的中心线8a的高度而定，才能达到要求；同时也需要调整激光器2与第一凸透镜面8的水平位移，使得经激光器2右侧光源发射孔发出的发散光束能够正好全部打在第一凸透镜面8上，从而避免光在长距离传输过程中造成的损失，在激光器2下面设置在垫体30，以便调整激光器2的垂直位移和水平位移。保证光隔离器安装位置的准确无误和激光器2发出的发散光束能够全部通过第一凸透镜面8被准直呈平行光束。

为方便安装，光隔离器7与座体6之间、座体6与主体元件1之间、以及光纤与主体元件1之间均通过胶层粘结固定。

主体元件的空腔5中设置有垫体30，激光器2设置在垫体30上。垫体30用于支撑激光器2，并根据实际需求调整激光器2的位置，以满足激光器2与第一凸透镜面8的同轴设置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种光组件，其特征在于，包括：由透光材质制成的主体元件和座体；

所述主体元件上开设有一安装槽，所述座体插入所述安装槽中，所述座体一侧向内开设有一个盲孔，在所述盲孔中固定有光隔离器，以使激光器发射的光单向入射至光纤中；

所述主体元件设有一空腔，所述激光器位于所述空腔中，在所述座体中面向所述激光器的一侧面上设有第一凸透镜面，以使所述激光器发射的光经过所述第一凸透镜面进行准直后进入所述光隔离器中。

2.根据权利要求1所述的光组件，其特征在于，所述激光器、所述第一凸透镜面和所述光隔离器同轴设置。

3.根据权利要求1所述的光组件，其特征在于，所述主体元件中设有光纤安装孔，所述光纤安装在所述光纤安装孔中；所述主体元件中在所述光纤安装孔的一侧设有光线会聚孔，所述光线会聚孔与所述光纤安装孔连通。

4.根据权利要求3所述的光组件，其特征在于，所述光线会聚孔为盲孔，所述光线会聚孔一端的主体元件为曲面结构，形成第二凸透镜面，以使所述第一凸透镜面准直的光经过所述第二凸透镜面进行会聚后进入所述光线会聚孔中。

5.根据权利要求3所述的光组件，其特征在于，所述光隔离器与所述光线会聚孔和所述光纤安装孔同轴。

6.根据权利要求1所述的光组件，其特征在于，所述座体与所述第一凸透镜面相对的一侧开设有盲孔，所述光隔离器设置在所述盲孔中。

7.根据权利要求1所述的光组件，其特征在于，所述座体中面向所述激光器的一侧、在所述第一凸透镜面的上方设有凸台，以便于设有所述第一凸透镜面的所述座体插设至所述安装槽中。

8.根据权利要求7所述的光组件，其特征在于，所述凸台相对于所在的座体侧面的垂直距离，大于或等于所述第一凸透镜面相对于所述侧面的垂直距离。

9.根据权利要求1所述的光组件，其特征在于，所述主体元件的空腔中设置有垫体，所述激光器设置在所述垫体上。