CN108254837A - 一种多路复用光接收器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多路复用光接收器件,包括:光纤适配器,套筒、光窗、以及管壳,管壳包含:准直透镜、基座、光敏元件。本申请通过在多路复用光接收器件中设置多个可以单独调节对应光路的调节透镜,不仅可以解决现有技术中提前焊接的阵列聚焦透镜和阵列准直透镜存在的结构复杂的问题,还可以避免由于该阵列排布的聚焦透镜和准直透镜无法独立分路调,导致在后期光功率耦合过程中出现相互干扰的问题,从而极大提升了光传输效率。
Description
技术领域
本申请设计光通信技术领域,特别涉及一种多路复用光接收器件。
背景技术
随着通信时代的发展,光通信技术存在于世界上的每一个角落,其中光通信(Optical Communication)是以光波为载波的通信方式,或者可以说是利用光向对方传输信息的技术。由于光通信技术具有传输距离长,经济节能,通信速度快的特点,所以大部分的通信基站与机房间的通信传输都是基于光通信技术进行信息传输的。
光通信技术基于光通信器件,其中光通信器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的器件,是光传输系统的关键。传统的光接收器件只能接收一路光线,且接收速率较低,因此现在的通信领域上大都采用多路复用光接收器件,如图1所示,为传统的四路复用光接收器件的原理图:包含一个光纤适配器、一个准直透镜和一个将一路光分为四路光的光复用组件、阵列排布的四个准直透镜,阵列排布的四个聚焦透镜和四个阵列排布的光敏元件。光束通过光纤适配器传输到准直透镜,准直透镜将光准直后,光复用组件将四路合在一起的不同波长的光分为四路光,经过四个准直透镜和四个聚焦透镜处理后进入对应的光敏元件。
但是,传统的多路复用光接收器件需要多个结构器件才可完成多波长光的传输,例如当光接收器件为四路复用光接收器件时,需要4个准直透镜与4个聚焦透镜才可实现上述步骤,因此,如何减少传统的多路复用光接收器件的复杂结构以及高成本,成为本领域技术人员迫待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种多路复用光接收器件,其特征在于,包括:光纤适配器,套筒、光窗、以及管壳,管壳包含:准直透镜、基座、光敏元件,基座的一面与管壳底部相连接,基座的另一面与反光镜,光复用组件,位移棱镜以及多个调节透镜相连接,其中:
套筒的一端与光纤适配器相连接,套筒的另一端与光窗的一端相连接,套筒可伸缩,套筒用于调节光纤适配器以使光敏元件可以接收到最大光源;
管壳和光窗的另一端相连接;
位移棱镜设置于准直透镜和光复用组件之间,准直透镜与管壳的前端相连接;
调节透镜设置于光复用组件和反光镜之间,调节透镜用于调节经光复用组件折射的对应光路的光源,以使调节透镜对应光路的光敏元件可以接收到最大光功率。
优选的,管壳还包含:陶瓷基座,其中:
陶瓷基座设置于反光镜的后端,陶瓷基座的一面与光敏元件相连接,陶瓷基座的另一面与管壳底部相连接。
优选的,还包括:
套筒与光纤适配器在确定位置后与光窗的一端相连接。
优选的,还包括:
各调节透镜在确定位置后与基座相连接。
优选的,还包括:
光复用组件为基于薄膜滤波片技术的光复用组件。
优选的,还包括:
光敏元件的数量与调节透镜的数量相同。
相应的,本申请还提出了一种光模块,具体包括上述任一项的多路复用光接收器件。
本申请通过在多路复用光接收器件中设置多个可以单独调节对应光路的调节透镜,不仅可以解决现有技术中提前焊接的阵列聚焦透镜和阵列准直透镜存在的结构复杂的问题,还可以避免由于该阵列排布的聚焦透镜和准直透镜无法独立分路调节,导致在后期光功率耦合过程中出现相互干扰的问题,从而极大提升了光传输效率。
附图说明
图1为现有技术中多路复用光接收器件的光路图;
图2为本发明提出的一种多路复用光接收器件的立体结构示意图;
图3为本发明提出的一种光复用组件的光传播原理图;
图4为本发明提出的一种多路复用光接收器件的立体结构示意图。
图例说明:
1.光纤适配器,2.套筒,3.光窗,4.位移棱镜,5.基座,6.光复用组件,7.调节透镜,8.反光镜,9.管壳,10.准直透镜,11.调节透镜,12.陶瓷基座。
具体实施方式
有鉴于现有技术中的问题,本发明提出了一种多路复用光接收器件。
以下结合附图对本申请作进一步的描述,但不作为对本申请的限定,下文为了描述方便,所引用的“上”、“下”、“左”、“右”等于附图本身的上、下、左、右等方向一致,下文中的“第一”、“第二”等为描述上加以区分,并没有其他特殊含义。
如图2所示为本申请实施例提出的一种多路复用光接收器件的立体结构示意图
由图2可知,本申请实施例提出的一种多路复用光接收器件,其特征在于,包括:光纤适配器1,套筒2、光窗3、以及管壳9,所述管壳包含:准直透镜10、基座5、光敏元件11,所述基座5的一面与所述管壳9底部相连接,所述基座5的另一面与反光镜8,光复用组件6,位移棱镜4以及多个调节透镜7相连接,其中:
套筒2的一端与光纤适配器1相连接,套筒2的另一端与光窗3的一端相连接,套筒2可伸缩,套筒2用于调节光纤适配器1以使光敏元件11可以接收到最大光源;
管壳9和光窗3的另一端相连接;
位移棱镜4设置于准直透镜10和光复用组件6之间,准直透镜10与管壳9的前端相连接;
调节透镜7设置于光复用组件6和反光镜8之间,调节透镜用于调节经光复用组件6折射的对应光路的光源,以使调节透镜对应光路的光敏元件11可以接收到最大光功率。
本申请中的一种多路复用光接收器件为适用于任意路数的复用光接收器件(例如4路复用和8路复用),为了方便描述,在此本申请实施例中以本申请为4路复用光接收器件来具体举例说明。
本申请实施例中,首先将光纤安装于光纤适配器1中,随后将光纤适配器1与套筒2的一端进行连接,并将连接好的光纤适配器1与套筒2采用耦合方式确定光纤适配器的位置后,将套筒2的另一端与光窗3的一端相连接,光窗3的另一端与管壳9前端外部相连接。
在具体的应用场景中,耦合方式可以为有源耦合方式,对应的,由于光束需通过光纤适配器1传输至光敏元件11,因此,通过调节光纤适配器1的位置可以使光敏元件11最大化的接收到光源,例如,可以根据预先编写好的程序,将光纤适配器1在当前位置中以x方向,y方向或是z方向的三个方向和以z方向为转轴的一个转动方向进行位移,并同时观察光敏元件11接收到光源的变化。本申请中,首先将光纤适配器1与套筒2的一端相连接。由于套筒2可伸缩,因此通过调节套筒2可以改变光纤适配器1的位置,具体的,在调节套筒2以改变光纤适配器1的位置过程中,当发现光纤适配器1在某一位置时,光敏元件11可以接收到最大光源,则记录该处位置,并在此位置将与光纤适配器1连接的套筒2的另一端通过胶水固化或是激光焊接等方式连接在光窗3的一端处。
本申请实施例中,将光纤适配器1与套筒2相连接是为了通过套筒2对光纤适配器1进行调节,与现有技术中光纤适配器为固定装置无法调节不同。本申请通过调节光纤适配器1可以将光束以更合适的角度和位置传输给光敏元件11,进而使光敏元件11接收最大化光源。
本申请实施例中,光束通过光纤适配器1,套筒2,光窗3传输至准直透镜10,其中,准直透镜10与管壳9内部的前端相连接,准直透镜10将传输过来的发散光汇聚为平行光(也即将传输的发散光经准直透镜10准直),汇聚后的平行光传输至位移棱镜4中,其中,位移棱镜4在管壳9的内部并设置于准直透镜10的后端,位移棱镜4与基座5的一面相连接,基座5的另一面与管壳9内部的底部相连接。
在具体的应用场景中,位移棱镜4与基座5以第一预定角度相连接,需要说明的是,申请实施例中对第一预定角度不做限定,即第一预定角度可以是30度,或者第一预定角度也可以是45度。进一步的,位移棱镜4与基座5的连接角度根据具体设计要求而确定。具体的,当经准直透镜10准直后的光束传输到位移棱镜4后,位移棱镜4将光束偏移到光复用组件6中,本申请通过调节位移棱镜4与基座5的连接角度,使得光复用组件可以最大化的接收到经位移棱镜4传输的光束。
本申请实施例中,光复用组件6设置于位移棱镜4的后端,其中,光复用组件6与基座5的一面相连接,当光复用组件6接收到经位移棱镜4偏移的光束时,光复用组件6将四路合在一起的不同波长的光束分为四路光,其中,需要说明的是,本申请采用的光复用组件6是基于薄膜滤波片(TFF)技术的光复用组件。
优选的,如图3所示,为本申请的光复用组件6的原理图,包含一个侧面镀有增透膜(AR Coating)和高反膜(HR Coating)的斜方棱镜,4个贴装在斜方棱镜另一个侧面的TFF膜片。工作原理简述如下:从光纤适配器传输的一路不同波长的光束从增透膜(AR Coating)处入射进入光复用组件,其中,第一个波长的光束λ1从膜片TFF1处出来;第二个波长的光束λ2被膜片TFF1反射至WDM组件,再经HR膜片反射后从WDM组件的TFF2处出来;依次类推,第三个波长的光λ3从膜片AR Coating处入射经2次折返后从WDM组件的TFF3处出来,第四个波长的光λ4从膜片AR Coating处入射经3次折返后从WDM组件的TFF4处出来。
本申请实施例中,多个调节透镜7设置于光复用组件6和反光镜8之间,并在确定位置后与基座5的一面相连接。具体的,当光复用组件6将光分为4路不通波长的光后,在每一路均设置有一个对应的调节透镜接收并反射该路的光束,该路光束经对应路调节透镜聚焦后,在经过反光镜8反射后进入光敏元件11,其中反光镜8的一端悬空并与基座5的一面相连接。
具体的,反光镜8与基座5以第二预定角度相连接,需要说明的是,申请实施例中对第二预定角度不做限定,即第二预定角度可以是30度,或者第二预定角度也可以是45度。进一步的,反光镜8与基座5的连接角度根据具体设计要求而确定。为了方便描述,本申请以第二预定角度为45°为例进行以下说明。具体的,反光镜8可以为45°反光镜,反光镜8与基座5后端固定位置连接后,可以将经多个调节透镜7传输来的光转向90°反射到光敏元件的表面。
如图4所示,更进一步的,光敏元件11与陶瓷基座12均设置于反光镜8的后端。其中,陶瓷基座12的一面与光敏元件11相连接,陶瓷基座12的另一面与管壳9内部的底部相连接。
需要说明的是,本申请中的多路复用光接收器件中存在多个光敏元件11。在具体的应用场景中,当光复用组件6将光分为4路不通波长的光束后,每一路均设置有一个对应的调节透镜接收该路的光,并将对应路的光聚焦后经反光镜8反射进入到对应的光敏元件11中,本申请中,通过对调节透镜进行调节位置的行为,可以使对应路的光敏元件接收到最大光功率。需要说明的是,其中,调节透镜的数量与光敏元件的数量一致,也即当在4路复用光接收器件时,光敏元件和调节透镜的数量都为4。而在8路复用光接收器件时,光敏元件和调节透镜的数量都为8。
优选的,在通过调节调节透镜7的位置以使对应路的光敏元件11可以接收到最大光功率的过程中,首先可以选择光路最长的一路光作为基准光(例如在图4中光复用组件6里折返次数最多的一路光λ4),由图4可以看出,本申请实施例以基准光为λ4为例,设置对应的调节透镜为“调节透镜(λ4)”,对应的光敏元件为“光敏元件(λ4)”。具体的,当光复用组件6传输λ4时,采用有源方式调节该路的调节透镜λ4,并同时监测该路光敏元件(λ4)接收光功率的变化,当监测到光敏元件(λ4)接收到最大光功率时,记录调节透镜(λ4)此时的位置,并将调节透镜(λ4)在此位置与基座5相连接。
当调节透镜(λ4)确定位置后,可以进而调节λ3所在路,设置λ3对应的调节透镜为“调节透镜(λ3)”,对应的光敏元件为“光敏元件(λ3)”,当光复用组件6传输λ3时,采用有源方式调节该路的调节透镜λ3,并同时监测该路光敏元件(λ3)接收光功率的变化,当监测到光敏元件(λ3)接收到最大光功率时,记录调节透镜(λ3)此时的位置,并将调节透镜(λ3)在此位置与基座5相连接。
同样的,当调节透镜(λ3)确定位置后,可以进而调节λ2所在路,设置λ2对应的调节透镜为“调节透镜(λ2)”,对应的光敏元件为“光敏元件(λ2)”,当光复用组件6传输λ2时,采用有源方式调节该路的调节透镜λ2,并同时监测该路光敏元件(λ2)接收光功率的变化,当监测到光敏元件(λ2)接收到最大光功率时,记录调节透镜(λ2)此时的位置,并将调节透镜(λ2)在此位置与基座5相连接。
进一步的,当调节透镜(λ2)确定位置后,可以进而调节λ1所在路,设置λ1对应的调节透镜为“调节透镜(λ1)”,对应的光敏元件为“光敏元件(λ1)”,当光复用组件6传输λ1时,采用有源方式调节该路的调节透镜λ1,并同时监测该路光敏元件(λ1)接收光功率的变化,当监测到光敏元件(λ1)接收到最大光功率时,记录调节透镜(λ1)此时的位置,并将调节透镜(λ1)在此位置与基座5相连接。通过上述步骤,可以确定所有调节透镜的位置,进而使得所有光敏元件11均可以接收到最大化的光功率。
相应的,本申请还提出了一种光模块,具体应用于上述实施例的多路复用光接收器件。
本申请实施例通过在多路复用光接收器件中设置多个可以单独调节对应光路的调节透镜,不仅可以解决现有技术中提前焊接的阵列聚焦透镜和阵列准直透镜存在的结构复杂的问题,还可以避免由于该阵列排布的聚焦透镜和准直透镜无法独立分路调节,导致在后期光功率耦合过程中出现相互干扰的问题,从而极大提升了光传输效率。
Claims (7)
1.一种多路复用光接收器件,其特征在于,包括:光纤适配器,套筒、光窗、以及管壳,所述管壳包含:准直透镜、基座、光敏元件,所述基座的一面与所述管壳底部相连接,所述基座的另一面与反光镜,光复用组件,位移棱镜以及多个调节透镜相连接,其中:
所述套筒的一端与所述光纤适配器相连接,所述套筒的另一端与所述光窗的一端相连接,所述套筒可伸缩,所述套筒用于调节所述光纤适配器以使所述光敏元件可以接收到最大光源;
所述管壳和所述光窗的另一端相连接;
所述位移棱镜设置于所述准直透镜和所述光复用组件之间,所述准直透镜与所述管壳的前端相连接;
所述调节透镜设置于所述光复用组件和所述反光镜之间,所述调节透镜用于调节经所述光复用组件折射的对应光路的光源,以使所述调节透镜对应光路的所述光敏元件可以接收到最大光功率。
2.如权利要求1所述的一种多路复用光接收器件,其特征在于,所述管壳还包含:陶瓷基座,其中:
所述陶瓷基座设置于所述反光镜的后端,所述陶瓷基座的一面与所述光敏元件相连接,所述陶瓷基座的另一面与所述管壳底部相连接。
3.如权利要求1所述的一种多路复用光接收器件,其特征在于,所述套筒与所述光纤适配器在确定位置后与所述光窗的一端相连接。
4.如权利要求1所述的一种多路复用光接收器件,其特征在于,各所述调节透镜在确定位置后与所述基座相连接。
5.如权利要求1所述的一种多路复用光接收器件,其特征在于,所述光复用组件为基于薄膜滤波片技术的光复用组件。
6.如权利要求1所述的一种多路复用光接收器件,其特征在于,所述光敏元件的数量与所述调节透镜的数量相同。
7.一种光模块,其特征在于,包括权利要求1-6任一项所述的多路复用光接收器件。
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