CN105717585A - 一种树形结构光接收组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种树形结构光接收组件，包括准直装置、波分解复用器(c)、反射镜片组、棱镜(g)以及设置于平行光路和垂直光路的多个光接收组件，所述波分解复用器(c)将准直装置传输的入射光按波长分束，一部分波长的光束经由反射镜片组中至少一个反射镜片的反射入射至垂直光路的对应光接收组件；另一部分波长的光束经由棱镜(g)两次全反射后传输至水平光路的对应光接收组件。本发明装置的树形结构光接收组件尺寸小、结构简单、成本低、工艺难度低。

Description

一种树形结构光接收组件
技术领域
本发明涉及一种光通信器件，尤其涉及一种树形结构的40G/100G光接收组件，本发明属于通信领域。
背景技术
随着通信行业的迅猛发展，光通信系统对光收发模块的体积要求越来越小，功耗越来越低，对于光模块内部的光发射组件和光接收组件的要求也越来越高，10G传输已远不能满足需求，40G/100G市场容量越来越大。
40G/100G光接收组件有几种结构方式，一种是集成的BOX结构，将集成的阵列PD芯片贴装到BOX中，用波分解复用器、硅基微透镜阵列与光口适配器进行耦合，这种结构虽然尺寸小，但阵列PD芯片与光口适配器需要成角度放置，工艺难度大且光路损耗大，而且这种BOX封装所用外壳、波分解复用器、硅基微透镜阵列、光口适配器都需要定制，价格比较昂贵；一种是用分立结构，将四个同样速率的同轴光接收组件TO-CAN焊接到电路板上，再用波分解复用器对每束光进行传输，此分立式结构成本低，工艺简单，但所占用的空间大，不利于小型化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种尺寸小、结构简单、成本低、工艺难度低的新型树形结构光接收组件。
本发明的技术方案是：
一种树形结构光接收组件，包括准直装置、波分解复用器(c)、反射镜片组、棱镜(g)以及设置于平行光路和垂直光路的多个光接收组件，所述波分解复用器(c)将准直装置传输的入射光按波长分束，一部分波长的光束经由反射镜片组中至少一个反射镜片的反射入射至垂直光路的对应光接收组件；另一部分波长的光束经由棱镜(g)传输至水平光路的对应光接收组件。所述反射镜片组采用薄膜反射镜片组，薄膜反射镜片组由针对选择波长光束进行全反射的薄膜反射镜片组成。
所述光接收组件采用第一光接收组件、第二光接收组件、第三光接收组件、第四光接收组件，所述波分解复用器将准直装置传输的入射光分为λ1、λ2、λ3、λ4；薄膜反射镜片组由第一薄膜反射镜片、第二薄膜反射镜片、第三薄膜反射镜片组成，第一薄膜反射镜片设置与通过波分解复用器的λ4光路相对应，将λ4反射到第一光接收组件中；第二薄膜反射镜片设置与通过波分解复用器的λ3光路相对应，将λ3光反射到第二光接收组件中；第三薄膜反射镜片设置与通过波分解复用器的λ1光路相对应，将λ1光反射到第四光接收组件中；棱镜设置与通过波分解复用器的λ2光路上，棱镜将λ2光两次全反射后传输至第三光接收组件。
所述波分解复用器包括玻璃支架、大玻璃片、第一小玻璃片、第二小玻璃片、第三小玻璃片、第四小玻璃片，大玻璃片固定于玻璃支架上，镀对λ1、λ2、λ3、λ4全反射膜系；第一小玻璃片、第二小玻璃片、第三小玻璃片、第四小玻璃片固定于玻璃支架另一侧，第一小玻璃片对λ1透射，对λ2、λ3、λ4的光全部反射；第二小玻璃片使λ2光全部透射并且反射λ3、λ4的光，第三小玻璃片透射λ3的光、反射λ4的光，第四小玻璃片只透射λ4的光。
所述准直装置采用带准直器的光口适配器。
所述第一光接收组件、第二光接收组件、第三光接收组件、第四光接收组件采用同轴探测器组件。
所述棱镜端面上镀有增透膜。
进一步包括管体，管体里设置有定位槽固定薄膜反射镜片组、棱镜，管体上设置有固定光接收组件的定位槽。
所述同轴探测器组件的速率采用10G或者25G。
本发明装置的优点是：
本发明装置的树形结构光接收组件尺寸小、结构简单、成本低、工艺难度低。
附图说明
图1为本发明中新型树形结构4×10G光接收组件实施例的结构示意图；
图2为本发明中实施例提供的金属管体b四个圆孔位置以及内部定位槽结构示意图；
图3为本发明中实施例提供的带光路准直功能的光口a示意图；
图4为本发明中实施例提供的波分解复用光组件c示意图；
图5为本发明中实施例提供的薄膜反射镜片i和镀膜棱镜g示意图；
图6为本发明实施例提供的同轴光接收组件hPD-TO的示意图；
图7为本发明中新型树形结构50G/125G光接收组件实施例的结构示意图；
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
在下面为了简明而清楚的说明本发明的实施例，附图可能并非按比例绘制，并且一些特征可能仅以示意性的方式标出。
本发明一种树形结构光接收组件包括准直装置、波分解复用器、反射镜片组、棱镜以及设置于平行光路和垂直光路的多个光接收组件，所述波分解复用器将准直装置传输的入射光按波长分束，每个波长对应入射至一个光接收组件；反射镜片组由与垂直光路的光接收组件对应的反射镜片组成，反射镜片将分束光反射到垂直光路的光接收组件中；棱镜设置与通过波分解复用器的平行光路上，将平行分束光两次全反射后传输至水平光路的光接收组件。本发明中反射镜片组采用薄膜反射镜片组，薄膜反射镜片组由采用针对选择波长光束进行全反射的薄膜反射镜片组成。
本发明提供一种新型树形结构的40G/100G光接收组件实施例，如图1所示，由带准直器的光口适配器a、圆柱形金属管体b、波分解复用器c、薄膜反射镜片组i、镀膜棱镜g及4个结构相同的同轴光接收组件10GPDTO(第一同轴光接收组件d、第二同轴光接收组件e、第三同轴光接收组件f、第四同轴光接收组件h)组成。第一同轴光接收组件d、第二同轴光接收组件e、第四同轴光接收组件h设置于垂直光路，第三同轴光接收组件f设置于平行光路。入射的四个波长λ1λ2λ3λ4复合而成一束光，经过带准直器的光口适配器a后，整形为一束准直光，准直光在一定的传输距离之内为一束平行光，这束准直光入射进波分解复用器c的一面，从另一面依次出射四束光，波长分别为λ1、λ2、λ3、λ4。出射光λ1被薄膜反射镜片i3反射进入第四同轴光接收组件h，λ2入射到镀膜棱镜g，经镀膜棱镜的两次全反射后入射到第三同轴光接收组件f，出射光λ3被薄膜反射镜片i2反射后进入第二同轴光接收组件e，λ4的出射光被薄膜反射镜片i1反射后进入第一同轴光接收组件d。四个同轴光接收组件h、f、e、d中均包括有PD芯片和TIA(Trans-impedanceamplifier)芯片，将接收的光信号转变成电信号进行高速传输。
圆柱形金属管体b是机加工金属管体，圆柱形金属管体b如图2所示，图2为圆柱形金属管体b上设置的四个圆孔位置以及内部定位槽结构示意图。金属管体上的四个圆孔用来相应的固定4个同轴光接收组件d、e、f、h，金属管体中内部有用来定位薄膜透镜组i和镀膜棱镜g相应的定位槽，定位槽用来放置薄膜滤波片组i及镀膜棱镜g，金属管体b中的四个圆孔位置及定位槽位置紧凑，是此树形结构40G/100G光接收组件的光接收组件小型化的核心，使工艺制作简单方便。图2中b1、b2、b3是在金属管体内部铣的三个定位槽。
图3为带准直器的光口适配器a的示意图，在光口适配器a中内嵌有准直器a1，它把由光纤输入的光整形为平行光以便于一定距离内准直平行传输，光口适配器a可以带插芯也可不用插芯，如果带插芯可以用单模插芯也可用多模插芯，光口适配器a可以为插拔型也可以尾纤型，具体结构可适应需求而定。
图4为波分解复用器c的示意图，其包括玻璃支架c1，玻璃支架c1一侧上设置有镀膜大玻璃片c2，另一侧上设置有与波长个数相对应的镀膜小玻璃片c3、c4、c5、c6，大玻璃片c2上镀有对λ1、λ2、λ3、λ4全反射膜系，镀膜小玻璃片c6对λ1透射、对λ2、λ3、λ4的光全部反射，镀膜小玻璃片c5使镀膜小玻璃片λ2光全部透射并且反射λ3、λ4的光，镀膜小玻璃片c4透射λ3的光反射λ4的光，c3只透射λ4的光，由此波分复用器c将入射的四波长复合成的一束光分成单独四路光波输出。
图5为薄膜反射镜片组i和镀膜棱镜g的示意图，其中薄膜反射镜片组i由第一薄膜反射镜片i1、第二薄膜反射镜片i2、第三薄膜反射镜片i3组成，薄膜反射镜片组i中的第一薄膜反射镜片i1设置与通过波分解复用器c的λ4光路相对应，第一薄膜反射镜片i1使入射的λ4波长的光反射到第一同轴光接收组件d中；第二薄膜反射镜片i2设置与通过波分解复用器c的λ3光路相对应，第二薄膜反射镜片i2反射λ3波长的光到第二同轴光接收组件e中；第三薄膜反射镜片i3设置与通过波分解复用器c的λ1光路相对应，第三薄膜反射镜片i3反射λ1波长的光到第四同轴光接收组件h中；棱镜g设置与通过波分解复用器c的λ2光路相对应，使λ2波长的光在棱镜g中经过两次全反射后被第三同轴光接收组件f接收。为了使λ2波长的光尽量低损耗入射到第三同轴光接收组件f中，棱镜g的两个端面需要镀有相对应的增透膜。
图6为同轴探测器组件h的PD-TO结构示意图，其由三部分组成，包括底座h1，设置在底座h1上的10GPD探测器芯片和TIA组件h2，以及带会聚功能的球帽h3，其它三个同轴光接收组件d、e、f的10GPD-TO的结构与同轴光接收组件h的结构相同，入射到同轴光接收组件h的光λ1经球帽h3汇聚到10GPD探测器芯片上，探测器芯片将接收的光信号转变称为电信号，电信号经过TIA组件放大后，将信号输出传输。
将第一薄膜反射镜片i1、第二薄膜反射镜片i2、第三薄膜反射镜片i3、棱镜g用胶固定在圆柱形金属管体b对应的定位槽中，把带准直器的光口适配器a用激光焊焊接在圆柱形金属管体b的一端，插入光纤，四个波长λ1λ2λ3λ4复合而成的一束光波经过带准直器的光口适配器a后，被整形为一束准直光，这束准直光入射进波分解复用器c。用六维调整架调整波分解复用器c的位置，使波分解复用器c把四个波长λ1λ2λ3λ4混合而成的这一束光分解成四束光分别为λ1、λ2、λ3、λ4，同时用六维调整架调整第一同轴光接收组件d和第三同轴光接收组件f的位置，使第一同轴光接收组件d和第三同轴光接收组件f的响应电流同时达到最大，左右移动波分解复用器c的位置，观察第一同轴光接收组件d和第三同轴光接收组件f的响应电流的变化值，只有第一同轴光接收组件d和第三同轴光接收组件f的变化相同时，才可以用胶固定波分解复用器c的位置，波分解复用c的位置固定好后，微调整第一同轴光接收组件d和第三同轴光接收组件f的位置，各自找到最佳点后，用胶固定第一同轴光接收组件d和第三同轴光接收组件f，之后用同样的方法找到第二同轴光接收组件e和第四同轴光接收组件h的最佳点后，将第二同轴光接收组件e和第四同轴光接收组件h固定。将金属管体b四周涂胶，进行预压盖，实现树形结构4×10G光接收组件的气密性封装。
本发明100G器件与40G器件结构一样，与40G实施例区别在于1)所用PD-TO不相同，40G所用同轴光接收组件PD-TO是10G，100G所用同轴光接收组件PD-TO为25G；2)100G所用波分解复用器c与40G所用波分解复用器c镀膜膜系和角度不同。本发明此结构可以扩展，变为多速率多通道光接收组件，如图7所示新型树形结构4×10G光接收组件实施例的扩展实施例5×10G/5×25G光接收组件，在图2金属管体b中增加一个定位槽b4，图4光波分解复用器c中增加一个镀膜小玻片c7，图5中增加薄膜反射镜i4，图6增加一个垂直光路的同轴光接收组件j，则可变为5通道5×10G/5×25G的光接收组件，即50G/125G的光接收组件；按照此种结构可以继续向上扩展。
虽然本发明已经详细示例并描述了相关的特定实施例做参考，但对本领域的技术人员来说，在阅读和理解了该说明书和附图后，在不背离本发明的思想和范围上，可以在多通道可调谐激光器的性能测试装置的结构和制作细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种树形结构光接收组件，其特征在于：包括准直装置、波分解复用器(c)、反射镜片组、棱镜(g)以及设置于平行光路和垂直光路的多个光接收组件，所述波分解复用器(c)将准直装置传输的入射光按波长分束，一部分波长的光束经由反射镜片组中至少一个反射镜片的反射入射至垂直光路的对应光接收组件；另一部分波长的光束经由棱镜(g)两次全反射后传输至水平光路的对应光接收组件。
2.根据权利要求1所述的一种树形结构光接收组件，其特征在于：所述反射镜片组采用薄膜反射镜片组(i)，薄膜反射镜片组(i)由针对选择波长光束进行全反射的薄膜反射镜片组成。
3.根据权利要求2所述的一种树形结构光接收组件，其特征在于：所述光接收组件采用第一光接收组件、第二光接收组件、第三光接收组件、第四光接收组件，所述波分解复用器(c)将准直装置传输的入射光分为λ1、λ2、λ3、λ4；薄膜反射镜片组(i)由第一薄膜反射镜片(i1)、第二薄膜反射镜片(i2)、第三薄膜反射镜片(i3)组成，第一薄膜反射镜片(i1)设置与通过波分解复用器(c)的λ4光路相对应，将λ4反射到第一光接收组件中；第二薄膜反射镜片(i2)设置与通过波分解复用器(c)的λ3光路相对应，将λ3光反射到第二光接收组件中；第三薄膜反射镜片(i3)设置与通过波分解复用器(c)的λ1光路相对应，将λ1光反射到第四光接收组件中；棱镜(g)设置与通过波分解复用器(c)的λ2光路上，棱镜(g)将λ2光两次全反射后传输至第三光接收组件。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种树形结构光接收组件，其特征在于：所述波分解复用器(c)包括玻璃支架(c1)、大玻璃片(c2)、第一小玻璃片(c6)、第二小玻璃片(c5)、第三小玻璃片(c4)、第四小玻璃片(c3)，大玻璃片(c2)固定于玻璃支架(c1)上，镀对λ1、λ2、λ3、λ4全反射膜系；第一小玻璃片(c6)、第二小玻璃片(c5)、第三小玻璃片(c4)、第四小玻璃片(c3)固定于玻璃支架(c1)另一侧，第一小玻璃片(c6)对λ1透射，对λ2、λ3、λ4的光全部反射；第二小玻璃片(c5)使λ2光全部透射并且反射λ3、λ4的光，第三小玻璃片(c4)透射λ3的光、反射λ4的光，第四小玻璃片(c3)只透射λ4的光。
5.根据权利要求3所述的一种树形结构光接收组件，其特征在于：所述准直装置采用带准直器的光口适配器(a)。
6.根据权利要求3所述的一种树形结构光接收组件，其特征在于：所述第一光接收组件、第二光接收组件、第三光接收组件、第四光接收组件采用同轴探测器组件。
7.根据权利要求3所述的一种树形结构光接收组件，其特征在于：所述棱镜(g)端面上镀有增透膜。
8.根据权利要求2或3所述的一种树形结构光接收组件，其特征在于：进一步包括管体，管体里设置有定位槽固定薄膜反射镜片组(i)、棱镜(g)，管体上设置有固定光接收组件的定位槽。
9.根据权利要求6所述的一种树形结构光接收组件，其特征在于：所述同轴探测器组件的速率采用10G或者25G。
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