CN105676365A - 一种光耦合结构及一种插拔式光组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光纤通信领域，特别涉及一种光耦合结构及一种插拔式光组件。所示光耦合结构包括：光纤，所述光纤具有与光纤轴方向垂直的面呈一定夹角α的前端面，α＞0度；第一传输介质，与所述前端面连接，用于将光通过所述前端面耦合入所述光纤；所述光纤相对于入射光线弯曲或倾斜设置，从而使得入射光线与所述前端面法线的夹角θ＞α。本发明提供的光耦合结构及插拔式光组件通过将具有预设倾斜角度倾斜前端面的光纤倾斜或弯曲设置，使得入射光线与光纤的前端面之间的夹角更小，从而进一步的减少入射光线的反射，同时通过倾斜或弯曲设置光纤，使得光纤前端面所在的端头一段的轴向与进入光纤中的折射光线之间的角度减小，从而将光耦合效率提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤通信领域，特别涉及一种光耦合结构及一种插拔式光组件。
背景技术
在光通信领域，经常会遇到光从一种传输介质进入另一种传输介质的情况(如光从光发生器件进入光纤)，当两种传输介质的折射率不同时，光在两种传输介质的交界面上会同时出现光的折射和反射现象，毫无疑问，我们希望尽量减少光的反射现象，因此，在现有的一些涉及光纤的光耦合结构中，通过将光纤端头的端面设置一定的倾斜角度来减小光的反射，即光纤端头的端面不再是与光纤轴线垂直的面，而是与该与光纤轴线垂直的面呈一定的角度α的倾斜面，通常，这个角度α越大，则光在该端面发生的反射越少(即，光在入射光纤时的反射角越大，反射回发光芯片的几率越小，于此同时，光在从光纤内部出射的时候反射回光纤的光强比例越小)；但是，在实践中我们同时发现，随着光纤端面倾斜度的增加，在光的反射减少的同时，光线进入光纤内的折射光线与光纤轴向的角度逐渐增大，从而使得光的耦合效率也在同步减小，这就给器件的设计造成了一定的困扰。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中通过将光纤端头的端面设置为倾斜面时，减小了光的反射的同时也降低了光的耦合效率的问题，提供一种既能减少光的反射，同时又不使光的耦合效率降低的光耦合结构
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种光耦合结构，包括，
光纤，所述光纤具有与光纤轴方向垂直的面呈一定夹角α的前端面，α＞0度；
第一传输介质，与所述前端面连接，用于将光通过所述前端面耦合入所述光纤；
所述光纤相对于入射光线弯曲或倾斜设置，从而使得入射光线与所述前端面法线的夹角θ＞α。
一些实施例中，所述第一传输介质的折射率n介质与光纤的折射率n光纤不同。
进一步的，入射光线与所述前端面法线的夹角θ的取值范围为：
优选的，入射光线与所述前端面法线的夹角
另外一些实施例中，入射光线与所述前端面法线的夹角θ的取值范围为：α＜θ＜2α。
本发明同时提供一种光入射光线时反射光少，同时光耦合效率高的插拔式光组件，包括壳体及设置在壳体中心的光纤，所述光纤露出壳体的自由端具有与光纤轴方向垂直的面呈一定夹角α的前端面，α＞0度；所述光纤相对于入射光线弯曲或倾斜设置，从而使得入射光线与所述前端面法线的夹角θ＞α。
一些实施例中，入射光线与所述前端面法线的夹角θ的取值范围为：其中n介质为光线进入光纤前的介质的折射率，n光纤为光纤的折射率。
优选的，所述入射光线与所述前端面法线的夹角
另外一些实施例中，入射光线与所述前端面法线的夹角θ的取值范围为：α＜θ＜2α
进一步的，所述光组件还包括用于将光纤固定在壳体内的陶瓷插芯。
进一步的，所述光纤包括倾斜或弯曲设置的第一光纤段及与陶瓷插芯连接的第二光纤段，所述第二光纤段与所述陶瓷插芯同轴设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供的光耦合结构及插拔式光组件通过将具有预设倾斜角度倾斜前端面的光纤倾斜或弯曲设置，使得入射光线与光纤的前端面之间的夹角更小，从而进一步的减少入射光线的反射，同时通过倾斜或弯曲设置光纤，使得光纤前端面所在的端头一段的轴向与进入光纤中的折射光线之间的角度减小，从而将光耦合效率提高。
附图说明：
[图1为现有技术中典型的光组件结构剖视图。
图2是本发明提供的光耦合结构示意图。
图3是本发明提供的光组件结构示意图。
图中标记：1-光纤，11-第一光纤段，111-前端面，100-与入射光线平行参考面，101-入射光线，102-折射光线，103-与光纤轴向垂直面，104-前端面法线，12-第二光纤段，2-壳体，3-陶瓷插芯。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1：如图2所示，本实施例提供一种光耦合结构，包括，
光纤1，所述光纤1具有与光纤轴方向垂直的面(简称光纤轴向垂直面103)呈一定夹角α的前端面111，α＞0度；优选的，α的取值范围为0度＜α＜15度，如可以为4度，6度，8度、9度、10度、11度。
第一传输介质，与所述前端面111连接，用于将光通过所述前端面111耦合入所述光纤1；本实施例中，所述第一传输介质为空气或透光胶水，如，通常的光发生器件通过空气将入射光线101耦合入光纤1。
所述光纤1相对于与入射光线101弯曲或倾斜设置(或者说光纤1相对于与入射光线的平行参考面100弯曲或倾斜设置)，从而使得入射光线101与所述前端面法线104的夹角θ＞α，此时，入射光线101与所述前端面111的实际夹角＝90-θ，而非现有技术中的90-α，由于θ＞α，因此入射光线101与所述前端面111之间的夹角实际减小了，也由此，入射光线101的反射会进一步的减小，但同时，由于所述前端面111相对于光纤轴向垂直面103的夹角α并未改变，因此光的耦合效率并不会降低。
一些实施例中，所述第一传输介质的折射率n介质与光纤的折射率n光纤不同，通常第一传输介质为空气，其折射率小于光纤1的折射率n光纤，应注意的是，一般在需要将光线耦合入光纤1的具体应用场景中，第一传输介质的光折射率通常均是小于光纤1的折射率的，如最常见的空气或透光胶水。此时，的取值是大于α的；入射光线101与所述前端面法线104的夹角θ可在如下范围内选取，
要实现最大的光耦合效率，则要求经两介质接触面折射入光纤1的折射光线102是沿光纤1的轴方向传播，，根据光线折射定律n介质×sinθ＝n光纤×sinα；即，当入射光线101与所述前端面法线104的夹角时，进入光纤1的折射光线102是沿光纤的轴方向传播，可实现理论上第一传输介质与光纤1之间的最大的光耦合效率。
通过上段我们也可以得知，θ在的范围内由小变大时，发生在光纤前端面111的光反射越来越少，同时光的耦合效率逐渐增加，直到时，光的耦合效率达到最佳，同时，在的范围内，随着θ的继续增大，光的反射虽然会继续减小，但是光的耦合效率却会相较于时有所降低，但是其实际耦合效率依然会高于如图1所示的现有技术中的设置方法(现有技术中，入射光线101与前端面法线104的夹角θ等于前端面的倾斜角α)。
实施例2：实施例1中我们给出了将入射光线101与所述前端面法线104的夹角θ范围设定为的方案，但是，在实际应用中，光纤1的耦合效率并不是一个线性对称增长或下降的过程，因此，本实施例中不考虑第一传输介质的影响而直接将入射光线101与所述前端面法线104的夹角θ范围设定为α＜θ＜2α，具体的，如设置或等，均可有效实现在减小光的反射的同时，提高光的耦合效率的效果。
实施例3：如图3所示，本实施例提供一种光入射光线时反射光少，同时光耦合效率高的插拔式光组件，包括壳体2及设置在壳体2中心的光纤1，所述光纤1露出壳体2的自由端具有与光纤轴方向垂直的面(简称光纤轴向垂直面103)呈一定夹角α的前端面111，α＞0度；所述光纤1相对于入射光线101弯曲或倾斜设置，从而使得入射光线101与所述前端面法线104的夹角θ＞α。
一些实施例中，入射光线101与所述前端面法线104的夹角θ的取值范围为：其中n介质为光线进入光纤前的传输介质的折射率，n光纤为光纤1的折射率；优选的，所述入射光线101与所述前端面法线104的夹角
另外一些实施例中，所述入射光线101与所述前端面法线104的夹角θ的取值范围为：α＜θ＜2α。
进一步的，所述光组件还包括用于将光纤1固定在壳体2内的陶瓷插芯3。
进一步的，所述光纤1包括倾斜或弯曲设置的第一光纤段11及与陶瓷插芯连接的第二光纤段12，所述第二光纤段12与所述陶瓷插芯3同轴设置。
Claims (10)
1.一种光耦合结构，包括，
光纤，所述光纤具有与光纤轴方向垂直的面呈一定夹角α的前端面，α＞0度；第一传输介质，与所述前端面连接，用于将光通过所述前端面耦合入所述光纤；其特征在于，所述光纤相对于入射光线弯曲或倾斜设置，从而使得入射光线与所述前端面法线的夹角θ＞α。
2.如权利要求1所述的光耦合结构，其特征在于，所述第一传输介质的折射率n介质与光纤的折射率n光纤不同。
3.如权利要求2所述的光耦合结构，其特征在于，入射光线与所述前端面法线的夹角θ的取值范围为：
4.如权利要求3所述的光耦合结构，其特征在于，入射光线与所述前端面法线的夹角
5.如权利要求1所述的光耦合结构，其特征在于，入射光线与所述前端面法线的夹角θ的取值范围为：α＜θ＜2α。
6.一种插拔式光组件，其特征在于，包括壳体及设置在壳体中心的光纤，所述光纤露出壳体的自由端具有与光纤轴方向垂直的面呈一定夹角α的前端面，α＞0度；所述光纤相对于入射光线弯曲或倾斜设置，从而使得入射光线与所述前端面法线的夹角θ＞α。
7.如权利要求6所述的光组件，其特征在于，入射光线与所述前端面法线的夹角θ的取值范围为：其中n介质为光线进入光纤前的介质的折射率，n光纤为光纤的折射率。
8.如权利要求6所述的光组件，其特征在于，入射光线与所述前端面法线的夹角θ的取值范围为：α＜θ＜2α。
9.如权利要求6所述的光组件，其特征在于，所述光组件还包括用于将光纤固定在壳体内的陶瓷插芯。
10.如权利要求9所述的光组件，其特征在于，所述光纤包括倾斜或弯曲设置的第一光纤段及与陶瓷插芯连接的第二光纤段，所述第二光纤段与所述陶瓷插芯同轴设置。
Priority Applications (1)
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2016
- 2016-03-29 CN CN201610189002.9A patent/CN105676365A/zh active Pending
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