CN106353861A - 一种基于pon系统的密集型波分复用光收发组件 - Google Patents

一种基于pon系统的密集型波分复用光收发组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于PON系统的密集型波分复用光收发组件，包括半导体激光器、结构基件、光电检测器、插芯、以及多边形棱镜，其中多边形棱镜上镀有不同种类的镀膜，本发明通过使用小角度镀膜，降低由于入射角变化造成通阻带劣化的现象，实现在会聚光入射情况下滤波片对两种间隔较近波段的光的分离，并且将所有膜系集成到一个多边形棱镜的表面，便于安装，简化工艺，提高生产效率和结构件的加工精度，通过调整棱镜表面的倾角改变激光器入射角度，从而提高耦合效率。

Description

一种基于PON系统的密集型波分复用光收发组件
技术领域
本发明涉及通信工程领域，具体涉及光通信技术。
背景技术
BOSA既单纤收发双向组件，是光通信系统的核心部件，波分密集复用的BOSA组件对收发端波长间隔提出新的要求，一般的PON系统中收发端波长间隔在60nm以上，采用45°滤波片可以将两束带有8°发散角的光分开，但是当收发端光波长间隔减小至20nm左右时，45°滤波片就无法高质量的将这样两束带有8°会聚角的光分开，这是由于45°滤波片会随入射角的变化，通阻带严重畸变，使得透射光的透射率下降，发端出纤功率下降，反射光的反射率下降，收端灵敏度严重降低，而小角度（13°-22.5°）滤波膜的通阻带随入射角的变化比45°滤波膜小的多。
在收发一体的光组件中，45°滤波片起到将收端光路和发端光路分开的作用，但是45°滤波片的通阻带会随着入射角度的变化而严重劣化，当收发端波长小到20nm左右时，无法将收发端的光路分开且保证高隔离器度，如果采用将收发端光路准直的方案，又会带来复杂的结构和高昂的成本，此外，对于多个滤波片的结构，要通过装配多次，并进行多次胶固化过程，浪费了大量的时间且装配工艺复杂，结构加工也难以保证。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明采用一种将小角度滤波膜集成在一个多边形棱镜上的技术，实现窄波长间隔的分波，同时将半导体激光器、光电检测器以及插芯集合封装在结构基件中，提高了生产效率，降低了加工难度，并保证了产品的性能。
为实现发明目的，本发明的技术方案如下：一种基于PON系统的密集型波分复用光收发组件，包括半导体激光器、光电检测器、插芯、多边形棱镜以及结构基件组成，结构基件将多边形棱镜、半导体激光器、光电检测器、插芯装载在一个组件中。半导体激光器实现光电信号的转换，在整个BOSA组件结构中作为光源部分，是BOSA的发射端，提供高速率，窄谱宽，大功率的光信号；所述的光电检测器将光信号转化为电信号，由插芯输入的光信号，经过多边形棱镜上的小角度滤波膜和0︒滤波膜的反射进入光电检测器，并通过光电转换器将光信号转换成接收器可以识别的电信号，所述的插芯实现本组件与光纤之间的连接，半导体激光器发出的光耦合进插芯后通过光纤进行传输，光纤输入的光经过插芯射入本组件内部被探测器接收。
作为优选方案，所述的多边形棱镜的四个镜面上分别镀有小角度滤波膜，反射膜，0︒滤波膜和增透膜。
作为优选方案，所述的小角度滤波膜的入射角范围在13︒-22.5︒之间。
作为优选方案，所述的结构基件采用金属材质。
本发明的有益效果在于：
本发明通过在多边形棱镜上镀上一层小角度滤波膜（splitting film），设计出一种可以将两束窄波长间隔的光分开的光路，同时将两束光的损耗降到极低的水平，相对于准直光方案，此光路方案设计结构简单，易装配，工序简单，成本低廉，同时通过对棱镜光出射面的倾角设计，改变入射光的角度，提高光纤的耦合效率。
附图说明
图1是本发明内部的光路图
图2是本发明内部结构零件解析图
图3是常规45︒滤波片通阻带随入射角度变化图
图4是小角度滤波膜通阻带随入射角度变化图。
具体实施方式
为了更加清楚的理解本发明的技术方案及有益效果，下面结合附图对本发明进行更加详细的说明，但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。
如图2所示，一种基于PON系统的密集型波分复用光收发组件，由半导体激光器1、光电检测器3、插芯4、多边形棱镜5以及结构基件2组成，结构基件2将多边形棱镜5、半导体激光器1、光电检测器3、插芯4装载在一个组件中，其中本实施例所用的多边形棱镜5设计为不规则的五边形，根据镀膜和装配的需求可以增加多边形的边数，以该多边形棱镜5与光电检测器3的感光面相互平行的棱镜面为基准，该平行棱镜面上镀有一层0︒滤波膜53，0︒滤波膜53与半导体激光器1之间的棱镜面上镀有一层小角度滤波膜51，0︒滤波膜53与插芯4之间的棱镜面上镀有一层增透膜54，且该面与镀膜面51设计有一个夹角，用于调整光路入射到插芯面上的角度，以此提高光耦合功率。与增透膜54相邻的另一棱镜面上镀有一层反射膜52，剩余一个棱镜面作为结构体支撑整个多边形棱镜5的结构。
其中，半导体激光器1安装在多边形棱镜5的正前方，用以实现光电信号的转换，在整个光收发组件结构中作为光源部分，是光收发组件的发射端，提供高速率，窄谱宽，大功率的光信号，正对半导体激光器1的同一水平面空间内安装有插芯4，用以实现本组件与光纤之间的连接，半导体激光器发出的光耦合进插芯后通过光纤进行传输，光纤输入的光经过插芯射入本组件内部被探测器接收，多边形棱镜的正上方安装有光电加测器3，用以将光信号转化为电信号，或者由插芯输入的光信号，经过多边形棱镜上的小角度滤波膜51和0︒滤波膜53的反射进入光电检测器，并通过光电转换器将光信号转换成接收器可以识别的电信号。
本实施例利用小角度滤波片通阻带受入射角度变化影响很小的特性，专门设计了一种具有光集成功能的多边形棱镜5，在多边形棱镜5的四个面上分别镀上小角度滤波膜51，反射膜52和0°滤波膜53，实现了收发端波长间隔很窄的两束光的分路，并通过设计多边形棱镜5的增透膜54面的角度改变入射光的角度，匹配插芯的端面的倾角，提高耦合效率。
如图1，激光器发出的光水平入射到小角度滤波膜51上，进入多边形棱镜5，并从多边形棱镜5的增透膜54面射出，对多边形棱镜5的增透膜54面的倾角进行设计，使得出射光方向发生改变，与插芯4的斜面进行匹配，使得光在经过插芯斜面发生折射后，沿纤芯方向进入光纤，大大提高耦合效率，同时从光纤输入进来的光经过小角度滤波膜51反射后入射到反射膜52面上进行反射，再透过0°滤波膜面，进入到光电检测器3的感光面上，并将光信号转换为电信号，满足后续信号处理的需要。
图3是传统的45︒滤波片结构的光收发组件光隔离度的实验数据，图4是本实施例所述光收发组件光隔离度的实验数据，从两图的对比中可以看出，当波长大于1553nm时，无论是8︒会聚光还是平行光，隔离度均较传统的45︒滤波片结构的光收发组件效果得到了显著的提高。

Claims (4)

1.一种基于PON系统的密集型波分复用光收发组件，其特征在于，包括半导体激光器(1)、光电检测器（3）、插芯（4）、多边形棱镜（5）以及结构基件（2），所述的结构基件（2）将多边形棱镜（5）、半导体激光器（1）、光电检测器（3）、插芯（4）装载在一个组件中。
2.根据权利要求1所述的基于PON系统的密集型波分复用光收发组件，其特征在于，所述的多边形棱镜（5）的四个镜面上分别镀有小角度滤波膜（51），反射膜（52），0︒滤波膜（53）和增透膜（54）。
3.根据权利要求（2）所述的基于PON系统的密集型波分复用光收发组件，其特征在于所述的小角度滤波膜（51）的入射角范围在13︒-22.5︒。
4.根据权利要求（3）所述的基于PON系统的密集型波分复用光收发组件，其特征在于所述的结构基件（2）采用金属材质。
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