CN105652395A - 一种多波长光收发组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多波长光收发组件,包括输入输出端、发射端、接收端、小入射角滤光片、转角棱镜，其主要特点在于：所述输入输出端输入的第一光信号经过小角度滤光片和转角棱镜后由接收端的光电探测器接收，所述发射端的激光二极管发出的第二光信号经过小角度滤光片后由输入输出端光纤接收，所述小入射角滤光片的入射角能透射和反射波长间隔极小的光信号，解决单纤三向组件和多波长组件的相邻波长之间的干扰和无法有效分开的问题，使得密集波长的光收发模块组件得以实现和有效使用，同时达到通过较短的光程获得较高的耦合效率，使得小空间内的密集波长的光收发能得以实现和有效使用。

Description

一种多波长光收发组件
技术领域
本发明涉及光纤通讯技术领域，尤其是涉及一种多波长光收发组件。
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(FiberToTheHome)项目逐步实施，以及点对点的数据传输，数据中心云计算/存储,4G移动通讯网络,特别是三网合一的推进，以及下一代光纤到户网络（XGPON），市场上对于单纤三向组件和多波长组件的需求也越来越大，尤其是某两个波长间隔很窄的的单纤三向组件和单纤四波长组件。
现有技术常见的有三种：第一种是XGPON标准里面的单纤三向组件，需要处理的波长为1270nm，1550nm和1577nm，相比原来GPON标准里的1310nm，1490nm和1550nm，波长间隔从原先的最窄60nm，变成最窄27nm实际过渡带从原先的40nm，变成15nm，相应的技术难度成倍增加；第二种是QSFP（QuadSmallForm-factorPlug-gable，四波长小型可插拔模块）标准里面的单纤四波长组件，需要处理的1270nm，1290nm，1310nm，1330nm等波长间隔为20nm的波长，实际过渡带从原先的40nm，变成10nm以内，相应的技术难度，成倍增加；第三种是CFP（CompactForm-factorPlug-gable，紧凑型可插拔模块）标准里面的单纤四波长组件，需要处理的波长间隔为3.2nm/400GHz，这时候，用普通的滤片方案，完全无法解决。
现有的一种入射角为45度的光收发模块组件的结构图，如图1所示，第一光信号由输入输出端进入光学组件，在光学组件中，大角度滤光片与光路呈45度角，光束经过大角度滤光片，第一光信号发生90度反射由接收端光电探测器接收；接收端为一种光探测器，用于光电转换，使光信号转化为电信号。发射端采用激光二极管，发射端发出的第二光信号经过大角度滤光片透射后由输入输出端接收。
但是在这种结构中，因为大角度滤光片是由45°入射来实现不同波长的透射和反射，所以要满足应用要求，发射和接收端的两个波长间隔就必须足够宽，否则就会导致透射波长信号或者反射波长信号无法有效分开。
本发明致力于解决现有技术中的问题，提出的一种多波长光收发组件，有效解决了相邻波长的干扰和无法有效分开的问题的同时，降低生产成本，更好的配合光纤的发展应用。
发明内容
本发明提供了一种多波长光收发组件，主要解决单纤三向组件和多波长组件的相邻波长之间的干扰和无法有效分开的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种多波长光收发组件,包括输入输出端、发射端、接收端、小入射角滤光片、转角棱镜，其主要特点在于：所述输入输出端输入的第一光信号经过小角度滤光片和转角棱镜后由接收端的光电探测器接收，所述发射端的激光二极管发出的第二光信号经过小角度滤光片后由输入输出端光纤接收，所述小入射角滤光片的入射角能透射和反射波长间隔极小的光信号。
进一步的，所述输入输出端输入的第一光信号和发射端的激光二极管发出的第二光信号为相邻波长的光信号。
进一步的，所述小入射角滤光片的入射角小于等于13°，能实现波长间隔窄的光信号，分开或者是合成。
进一步的，所述转角棱镜将小入射角滤光片反射的光信号转化成垂直光信号出射或者将垂直入射的光信号转化成光信号，并由小入射角滤光片反射回主光路中。
现有技术的一种入射角度为45°入射角的光收发模块组件相比，在这种结构中能够实现不同波长的透射和反射，但该组件发射和接收端的两个波长间隔要足够宽，才能有效分开透射波长和反射波长的信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种多波长光收发组件，其为入射角小于等于13°，在这种结构中能够实现相邻波长的透射和反射，满足应用要求；本发明主要是采用小入射角滤光片通过较短的光程获得较高的耦合效率，解决单纤三向组件和多波长组件的相邻波长之间的干扰和无法有效分开的问题，使得密集波长的光收发模块组件得以实现和有效使用，同时达到达到通过较短的光程获得较高的耦合效率，使得小空间内的密集波长的光收发能得以实现和有效使用。
附图说明
图1-现有的“一种入射角为45度的光收发组件”结构示意图；
图2-本发明专利方案实施例一的光收发组件示意图；
图3-本发明实施例二的对三个波长的光信号进行合成或分解示意图；
图4-本发明实施例三的对四个波长的光信号进行合成或分解示意图；
图5-本发明实施例四的光收发组件示意图；
图6-本发明实施例五的光收发组件示意图；
图7-本发明实施例六的对三个波长的光信号进行合成或分解示意图；
图8-本发明实施例七的对三个波长的光信号进行合成或分解示意图；
图9-本发明实施例八的对四个波长的光信号进行合成或分解示意图；
图10-本发明实施例九的对四个波长的光信号进行合成或分解示意图；
附图中：
1-输入输出端2-发射端3-接收端4-小入射角滤光片5-转角棱镜6-45度入射角滤光片7-反射镜21-第一发射端22-第三发射端23-第三发射端24-第四发射端41-第一小入射角滤光片42-第二小入射角滤光片43-第三小入射角滤光片51-第一转角棱镜52-第二转角棱镜53-第三转角棱镜71-第一反射镜72-第二反射镜73-第三反射镜。
具体实施方式
下面通过实施例对发明做进一步详细的说明。
如图2所示，一种多波长光收发组件,包括输入输出端1、发射端2、接收端3、小入射角滤光片4、转角棱镜5，其主要特点在于：所述输入输出端1输入的第一光信号经过小角度滤光片4和转角棱镜5后由接收端3的光电探测器接收，所述发射端2的激光二极管发出的第二光信号经过小角度滤光片4后由输入输出端3光纤接收，所述小入射角滤光片4的入射角能透射和反射波长间隔极小的光信号。
进一步的，所述输入输出端1输入的第一光信号和发射端2的激光二极管发出的第二光信号为相邻波长的光信号。
进一步的，所述小入射角滤光片4的入射角小于等于13°，能实现波长间隔窄的光信号，分开和合成。
进一步的，所述转角棱镜5将小入射角滤光片4反射的光信号转化成垂直光信号出射或者将垂直入射的光信号转化成光信号，并由小入射角滤光片4反射回主光路中。
实施例一：如图2所示，在输入输出端1处同时有不同波长的光信号的接收和发送，包括输入输出端1、发射端2、接收端3、小入射角滤光片4、转角棱镜5；小入射角滤光片4的入射角为θ，由输入输出端1输入的第一光信号到达小入射角滤光片4，光束与小入射角滤光片4的入射角为θ（小于等于13°，下同），经过小入射角滤光4反射后到达转角棱镜5，反射光的角度为180°-2θ，经转角棱镜5后，光束的角度发生转变为90°，然后垂直出射由接收端光电探测器3接收；由发射端2激光二极管发出的第二光信号经过小入射角滤光片4透射后由输入输出端1光纤接收，第一光信号和第二光信号的波长为相邻波长。
实施例二：如图3所示，本发明用于三波长激光光信号的耦合发送时，在输出端1处同时接受三个波长的激光信号输入，包括输出端1、第一发射端21、第二发射端22、第三发射端23、第一小入射角滤光片41、第二小入射角滤光片42、第一转角棱镜51、第二转角棱镜52，第一小入射角滤光片41和第二小入射角滤光片42入射角为θ且依次排列于输出端1的准直方向上，各个滤光片41、42的反射波段不同且互不重合。
由第一发射端21激光二极管发出的光信号光束垂直于输出端1，经过第一转角棱镜51后，光束的角度为180°-2θ，光束到达第一小入射角滤光片41，由第一小入射角滤光片41反射后由输出端1光纤接收；由第二发射端22激光二极管发出的光信号光束垂直于输入输出端1，经过第二转角棱镜52后，光束的角度为2θ，光束到达第二小入射角滤光片42，由第二小入射角滤光片42反射后到达第一小入射角滤光片41，经过第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收；第三发射端23在输出端1的准直方向上，由第三发射端23激光二极管发出的光信号光束经过第二小入射角滤光片42和第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收，第一发射端21和第二发射端22可以在输出端1同一侧也可以分别两侧。
实施例三：如图4所示，当本发明用于四波长激光光信号的耦合发送时，在输出端1处同时接受四个波长的激光信号输入，包括输出端1、第一发射端21、第二发射端22、第三发射端23、第四发射端24、第一小入射角滤光片41、第二小入射角滤光片42、第三小入射角滤光片43、第一转角棱镜51、第二转角棱镜52、第三转角棱镜53，第一小入射角滤光片41、第二小入射角滤光片42和第三小入射角滤光片43入射角为θ且依次排列于输出端1的准直方向上，各个滤光片41、42、43的反射波段不同且互不重合。
由第一发射端21激光二极管发出的光信号光束垂直于输出端1，经过第一转角棱镜51后，光束的角度为180°-2θ，光束到达第一小入射角滤光片41，由第一小入射角滤光片41反射后由输出端1光纤接收；由第二发射端22激光二极管发出的光信号光束垂直于输入输出端1，经过第二转角棱镜52后，光束的角度为2θ，光束到达第二小入射角滤光片42，由第二小入射角滤光片42反射后到达第一小入射角滤光片41，经过第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收；由第三发射端23激光二极管发出的光信号光束垂直于输入输出端1，经过第三转角棱镜53后，光束的角度为180°-2θ，光束到达第三小入射角滤光片43，由第三小入射角滤光片43反射后到达第二小入射角滤光片42，经过第二小入射角滤光片42和第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收；第四发射端24在输出端1的准直方向上，由第四发射端24激光二极管发出的光信号光束经过第三小入射角滤光片43、第二小入射角滤光片42和第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收，第一发射端21、第二发射端22和第三发射端23可以在输出端1同一侧也可以分别两侧，任何排列都属于本专利范围。
实施例二和实施例三，也可以用于多波长的合成；也可用于多波长的分解，其中输出端1是输入端，发射端就是接收端。
实施例四、五：如图5和图6所示，当本发明用于光信号的同时收发时，在输出端1处有不同波长的光信号的接收和发送，包括输入输出端1、发射端2、接收端3、小入射角滤光片4、反射镜7。
如图5所示，接收端3和反射镜7在输入输出端1的同一侧，小入射角滤光片4的入射角为θ。由输入输出端1输入的第一光信号到达小入射角滤光片4，光束与小入射角滤光片4的入射角为θ（小于45°），经过小入射角滤光4反射后到达反射镜7，反射光的角度为180°-2θ。反射镜的角度为135°-θ，经反射镜7反射后，光束垂直出射由接收端光电探测器3接收；由发射端2激光二极管发出的第二光信号经过小入射角滤光片4透射后由输出端1光纤接收，第一光信号和第二光信号的波长为相邻波长。
如图6所示，接收端3和反射镜7分别在输入输出端1的两侧，小入射角滤光片4的入射角为θ，由输入输出端1输入的第一光信号到达小入射角滤光片4，光束与小入射角滤光片4的入射角为θ（小于45°），经过小入射角滤光4反射后到达反射镜7，反射光的角度为180°-2θ，反射镜的角度为45°-θ，经反射镜7反射后，光束垂直出射由接收端光电探测器3接收；由发射端2激光二极管发出的第二光信号经过小入射角滤光片4透射后由输出端1光纤接收，第一光信号和第二光信号的波长为相邻波长。
实施例六、七：如图7和图8所示，当本发明用于三波长激光光信号的耦合发送时，在输出端1处同时接受三个波长的激光信号输入，包括输出端1、第一发射端21、第二发射端22、第三发射端23、第一小入射角滤光片41、第二小入射角滤光片42、第一反射镜71、第二反射镜72，第一小入射角滤光片41和第二小入射角滤光片42入射角为θ且依次排列于输出端1的准直方向上，各个滤光片41、42的反射波段不同且互不重合。
如图7所示，发射端和反射镜在输出端1同一侧，由第一发射端21激光二极管发出的光信号光束垂直于输出端1，第一反射镜71的角度为135°-θ，经过第一反射镜71反射后，光束的角度为180°-2θ，光束到达第一小入射角滤光片41，由第一小入射角滤光片41反射后由输出端1光纤接收；由第二发射端22激光二极管发出的光信号光束垂直于输入输出端1，第二反射镜72的角度为45°+θ，经过第二反射镜72反射后光束的角度为2θ，光束到达第二小入射角滤光片42，由第二小入射角滤光片42反射后到达第一小入射角滤光片41，经过第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收；第三发射端23在输出端1的准直方向上，由第三发射端23激光二极管发出的光信号光束经过第二小入射角滤光片42和第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收，第一发射端21和第二发射端22可以在输出端1同一侧也可以分别两侧。
如图8所示，发射端和反射镜分别在输出端的两侧，由第一发射端21激光二极管发出的光信号光束垂直于输出端1，第一反射镜71的角度为45°-θ，经过第一反射镜71反射后，光束的角度为180°-2θ，光束到达第一小入射角滤光片41，由第一小入射角滤光片41反射后由输出端1光纤接收；由第二发射端22激光二极管发出的光信号光束垂直于输入输出端1，第二反射镜72的角度为135°+θ，经过第二反射镜72反射后光束的角度为2θ，光束到达第二小入射角滤光片42，由第二小入射角滤光片42反射后到达第一小入射角滤光片41，经过第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收；第三发射端23在输出端1的准直方向上，由第三发射端23激光二极管发出的光信号光束经过第二小入射角滤光片42和第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收，第一发射端21和第二发射端22可以在输出端1同一侧也可以分别两侧。
实施例八、九：如图9和图10所示，当本发明用于四波长激光光信号的耦合发送时，在输出端1处同时接受四个波长的激光信号输入，包括输出端1、第一发射端21、第二发射端22、第三发射端23、第四发射端24、第一小入射角滤光片41、第二小入射角滤光片42、第三小入射角滤光片43、第一反射镜71、第二反射镜72、第三反射镜73。第一小入射角滤光片41、第二小入射角滤光片42和第三小入射角滤光片43入射角为θ且依次排列于输出端1的准直方向上，各个滤光片41、42、43的反射波段不同且互不重合。
如图9所示，发射端和反射镜在输出端1同一侧，由第一发射端21激光二极管发出的光信号光束垂直于输出端1，第一反射镜71的角度为135°-θ，经过第一反射镜71反射后，光束的角度为180°-2θ，光束到达第一小入射角滤光片41，由第一小入射角滤光片41反射后由输出端1光纤接收；由第二发射端22激光二极管发出的光信号光束垂直于输入输出端1，第二反射镜72的角度为45°+θ，经过第二反射镜72反射后光束的角度为2θ，光束到达第二小入射角滤光片42，由第二小入射角滤光片42反射后到达第一小入射角滤光片41，经过第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收；由第三发射端23激光二极管发出的光信号光束垂直于输出端1，第三反射镜73的角度为135°-θ，经过第三反射镜73反射后，光束的角度为180°-2θ，光束到达第三小入射角滤光片43，由第三小入射角滤光片43反射后到达第二小入射角滤光片42，经过第二小入射角滤光片42和第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收；第四发射端24在输出端1的准直方向上，由第四发射端24激光二极管发出的光信号光束经过第三小入射角滤光片43、第二小入射角滤光片42和第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收，第一发射端21、第二发射端22和第三发射端23可以在输出端1同一侧也可以分别两侧。
如图10所示，发射端和反射镜分别在输出端的两侧，由第一发射端21激光二极管发出的光信号光束垂直于输出端1，第一反射镜71的角度为45°-θ，经过第一反射镜71反射后，光束的角度为180°-2θ，光束到达第一小入射角滤光片41，由第一小入射角滤光片41反射后由输出端1光纤接收；由第二发射端22激光二极管发出的光信号光束垂直于输入输出端1，第二反射镜72的角度为135°+θ，经过第二反射镜72反射后光束的角度为2θ，光束到达第二小入射角滤光片42，由第二小入射角滤光片42反射后到达第一小入射角滤光片41，经过第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收；由第三发射端23激光二极管发出的光信号光束垂直于输出端1，第三反射镜73的角度为45°-θ，经过第三反射镜73反射后，光束的角度为180°-2θ，光束到达第三小入射角滤光片43，由第三小入射角滤光片43反射后到达第二小入射角滤光片42，经过第二小入射角滤光片42和第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收；第四发射端24在输出端1的准直方向上，由第四发射端24激光二极管发出的光信号光束经过第三小入射角滤光片43、第二小入射角滤光片42和第一小入射角滤光片41透射后由输出端1光纤接收，第一发射端21、第二发射端22和第三发射端23可以在输出端1同一侧也可以分别两侧。
实施例六、七、八和实施例九，也可以用于多波长的合成；也可用于多波长的分解，其中输出端1是输入端，发射端就是接收端。
本发明主要是采用小入射角滤光片通过较短的光程获得较高的耦合效率，解决单纤三向组件和多波长组件的相邻波长之间的干扰和无法有效分开的问题，使得密集波长的光收发模块组件得以实现和有效使用，同时达到降低成本的目的。
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，凡在本发明设计理念之内，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 (2)

1.一种多波长光收发组件,包括输入输出端（1）、发射端（2）、接收端（3）、小入射角滤光片（4）、转角棱镜（5），其特征在于：所述输入输出端（1）输入的第一光信号经过小角度滤光片（4）和转角棱镜（5）后由接收端（3）的光电探测器接收，所述发射端（2）的激光二极管发出的第二光信号经过小角度滤光片(4）后由输入输出端（3）光纤接收，所述小入射角滤光片（4）的入射角能透射和反射波长间隔极小的光信号；所述小入射角滤光片（4）的入射角小于等于13°，能实现波长间隔窄的光信号，分开或者是合成；所述转角棱镜（5）反射的光信号转化成垂直光信号出射，也可以将垂直入射的光信号转化成光信号，并由小入射角滤光片（4）反射回主光路中。
2.根据权利要求1所述的一种多波长光收发组件，其特征在于：所述输入输出端（1）输入的第一光信号和发射端（2）的激光二极管发出的第二光信号为相邻波长的光信号。
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