CN108761672A - 单光纤的双收双发光路系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光纤通信技术领域，特别涉及单光纤的双收双发光路系统，其采用多组光收发组件分别对应多模激光器的不同波长的光发射/接收端口，由发射端准直透镜、发射端波片和设有倾角的主光轴波片实现由多模激光器的光发射端口到光纤端准直透镜和光纤端口的光发射光路，由上述主光轴波片、发射端波片、反射镜和接收端准直透镜实现由光纤端口、光纤端准直透镜到多模激光器的光接收端口的光接收光路。该单光纤的双收双发光路系统的一组光收发组件即可实现同波长光经由不同通道的光发射和光接收，采用一个具有双波长的多模激光器即可实现两个接收两个发射通道的四通道波分复用，解决了四通道采用四个DFB单模激光器使得成本高的问题。

Description

单光纤的双收双发光路系统
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域，特别涉及单光纤的双收双发光路系统。
背景技术
随着互联网、大数据、人工智能等技术的发展，市场对光纤网络数据的传输速率要求越来越高，从1G、10G发展到目前25G、40G、100G甚至400G。由于芯片本身材料限制和提升速率上的限制，导致单一芯片能够达到的最高传输速率提升过慢，目前主流芯片仅支持25G的传输速率，无法满足市场对高传输速率的需求。为了满足市场对高传输速率的需求，多通道波分复用系统被广泛使用，其将多个通道通过波分复用系统组合在一起，以此提升光纤网络整体的传输速率。目前主流的技术是四通道波分复用，如采用4*10G来实现40G的传输速率，采用4*25G来实现100G的传输速率。
目前，四通道波分复用技术主要有四个接收通道、或者四个发射通道、或者两个接收两个发射通道这几种，如图1所示，其每一个接收和发射通道都采用不同的波长来进行波分复用，四个通道需要提供四个不同的波长来进行波分复用，每个通道需要配备一个DFB单模激光器来产生特定波长，而DFB单模激光器成本较高，不利于批量生产。
发明内容
本发明的目的在于，避免上述现有技术中的不足之处而提供单光纤的双收双发光路系统，减少设备成本。
为实现上述目的，提供单光纤的双收双发光路系统，包括光纤端口、光纤端准直透镜、光收发组件和多模激光器，所述光收发组件包括发射端准直透镜、发射端波片、主光轴波片、反射镜和接收端准直透镜，所述主光轴波片与所述光纤端口、光纤端准直透镜设置在同一主光轴L上；
所述主光轴波片对准所述多模激光器的光发射端口且朝所述光纤端准直透镜倾斜，以使从该光发射端口射出的光依次经过发射端准直透镜和发射端波片后，经所述主光轴波片反射后沿所述主光轴L进入光纤端准直透镜；
自所述光纤端准直透镜射到所述主光轴波片上的光被反射回所述发射端波片，经所述发射端波片反射后进入所述多模激光器的与所述光发射端口对应的光接收端口；
所述光收发组件有多组，各组光收发组件分别对应所述多模激光器的不同波长的光发射/接收端口。
其中，所述发射端波片倾斜以使其反射到多模激光器的光接收端口的光与所述主光轴波片的位置错开。
其中，所述多模激光器的光发射端口和光接收端口设在所述主光轴L的同侧，所述光收发组件还包括反射面朝向该光接收端口的反射镜，经所述发射端波片反射后的光由该反射镜反射后进入所述多模激光器的光接收端口。
其中，所述反射镜设在主光轴L与所述多模激光器相对的一侧。
其中，所述反射镜的反射面与主光轴L平行，多组光收发组件共用该反射镜。
其中，主光轴波片的反射面与主光轴L的夹角为45度。
其中，发射端波片的反射面与主光轴L的夹角在15度到60度之间。
其中，发射端准直透镜和发射端波片之间设有用于阻挡透过发射端波片的光进入发射端准直透镜的隔离器。
其中，所述多模激光器为双波长多模VCSEL激光器。
有益效果：该单光纤的双收双发光路系统，采用多组光收发组件分别对应多模激光器的不同波长的光发射/接收端口，由发射端准直透镜、发射端波片和设有倾角的主光轴波片实现由多模激光器的光发射端口到光纤端准直透镜和光纤端口的光发射光路，由上述主光轴波片、发射端波片、反射镜和接收端准直透镜实现由光纤端口、光纤端准直透镜到多模激光器的光接收端口的光接收光路。该单光纤的双收双发光路系统的一组光收发组件即可实现同波长光经由不同通道的光发射和光接收，采用一个具有双波长的多模激光器即可实现两个接收两个发射通道的四通道波分复用，解决了四通道采用四个DFB单模激光器使得成本高的问题。
附图说明
图1是现有技术中基于四个DFB单模激光器的四通道双发双收光路的示意图。
图2是该单光纤的双收双发光路系统的四通道光路的示意图。
附图标记：1.多模VCSEL激光器、2.第一发射端准直透镜、3.第一隔离器、4.第一发射端波片、5.第一主光轴波片、6.光纤端准直透镜、7.光纤端口、8.反射镜、9.第一接收端准直透镜、10.第二发射端准直透镜、11.第二隔离器、12.第二发射端波片、13.第二主光轴波片、14.第二接收端准直透镜。
具体实施方式
如图2所示，该单光纤的双收双发光路系统采用双波长的多模VCSEL激光器1，其两个波长λ1和λ2分别为850nm和960nm，自右向左依次为波长为λ1的光路的第一光接收端口λ12和第一光发射端口λ11、波长为λ2的光路的第二光接收端口λ22和第二光发射端口λ21。波长为λ1的光路和波长为λ2的光路分别设有一组光收发组件，每组光收发组件由发射端准直透镜、发射端波片和设有倾角的主光轴波片实现由多模激光器的光发射端口到光纤端准直透镜6的光发射光路，由上述主光轴波片、发射端波片、反射镜8和接收端准直透镜实现由光纤端准直透镜6到多模激光器的光接收端口的光接收光路。发射端准直透镜和发射端波片之间设有用于阻挡透过发射端波片的光进入发射端准直透镜的隔离器。
具体的，该单光纤的双收双发光路系统包括用于连接到单光纤的光纤端口7，该光纤端口7左侧设有用于把平行光汇聚到该光纤端口7内并且把来自光纤端口7的光线转换成平行光输出的光纤端准直透镜6，该光纤端准直透镜6转换成的平行光所在轴线即为主光轴L。光纤端口7、光纤端准直透镜6和光收发组件的主光轴波片都设置在该主光轴L上，主光轴波片的反射面与主光轴L的夹角为45度，光收发组件的反射镜8设置在该主光轴L的上侧且其发射面与主光轴L平行，这两组光收发组件共用该反射镜8，多模VCSEL激光器1则设在主光轴L与反射镜8相对下侧，光收发组件的余下器件都设在主光轴L和多模VCSEL激光器1之间。
其中，发射端波片倾斜以使其反射到多模激光器的光接收端口的光与主光轴波片的位置错开，发射端波片的反射面与主光轴L的夹角在15度到60度之间。
该单光纤的双收双发光路系统，采用多组光收发组件分别对应多模激光器的不同波长的光发射/接收端口，每组光收发组件都可实现同波长光经由不同通道的光发射和光接收，采用一个具有双波长的多模激光器即可实现两个接收两个发射通道的四通道波分复用，解决了四通道采用四个DFB单模激光器使得成本高的问题。
波长为λ1的光发射光路λ11如图2右侧所示，第一光发射端口λ11内的LD(激光二极管)发光，通过第一发射端准直透镜2转换为竖直向上的平行光，该平行光依次穿过第一隔离器3和第一发射端波片4后到达第一主光轴波片5，并由第一主光轴波片5反射后沿着主光轴L射入光纤端准直透镜6，经光纤端准直透镜6聚焦后进入单光纤的光纤端口7向外传输。
波长为λ1的光接收光路λ12如图2右侧所示，传输到光纤端口7的光由光纤端准直透镜6转换为平行光后进入主光轴L，该平行光依次经过第一主光轴波片5、第一发射端波片4和反射镜8反射后射入第一接收端准直透镜9，经第一接收端准直透镜9聚焦后从竖直方向射到第一光接收端口λ12内的PD(光电二极管)。
波长为λ2的光发射光路λ21如图2左侧所示，第二光发射端口λ21内的LD(激光二极管)发光，通过第二发射端准直透镜10转换为竖直向上的平行光，该平行光依次穿过第二隔离器11和第二发射端波片12后到达第二主光轴波片13，并由第二主光轴波片13反射后沿着主光轴L透过第一主光轴波片5射入光纤端准直透镜6，经光纤端准直透镜6聚焦后进入单光纤的光纤端口7向外传输。
波长为λ2的光接收光路λ22如图2左侧所示，传输到光纤端口7的光由光纤端准直透镜6转换为平行光后进入主光轴L，该平行光透过第一主光轴波片5达到第二主光轴波片13后，依次经过第二主光轴波片13、第二发射端波片12和反射镜8反射后射入第二接收端准直透镜14，经第二接收端准直透镜14聚焦后从竖直方向射到第二光接收端口λ22内的PD(光电二极管)。
该单光纤的双收双发光路系统，第一光发射端口λ11、第一光接收端口λ12、第二光发射端口λ21和第二光接收端口λ22都是在主光轴的同一侧，外观整洁好看，便于模块布线；上述光接收/光发射端口形成的四个通道都是垂直主光轴L的，模具夹具制作成本低，良率高，成本低，容易实现量产。

Claims (9)

1.单光纤的双收双发光路系统，其特征在于，包括光纤端口、光纤端准直透镜、光收发组件和多模激光器，所述光收发组件包括发射端准直透镜、发射端波片、主光轴波片、反射镜和接收端准直透镜，所述主光轴波片与所述光纤端口、光纤端准直透镜设置在同一主光轴L上；
所述主光轴波片对准所述多模激光器的光发射端口且朝所述光纤端准直透镜倾斜，以使从该光发射端口射出的光依次经过发射端准直透镜和发射端波片后，经所述主光轴波片反射后沿所述主光轴L进入光纤端准直透镜；
自所述光纤端准直透镜射到所述主光轴波片上的光被反射回所述发射端波片，经所述发射端波片反射后进入所述多模激光器的与所述光发射端口对应的光接收端口；
所述光收发组件有多组，各组光收发组件分别对应所述多模激光器的不同波长的光发射/接收端口。
2.根据权利要求1所述的单光纤的双收双发光路系统，其特征在于，所述发射端波片倾斜以使其反射到多模激光器的光接收端口的光与所述主光轴波片的位置错开。
3.根据权利要求2所述的单光纤的双收双发光路系统，其特征在于，所述多模激光器的光发射端口和光接收端口设在所述主光轴L的同侧，所述光收发组件还包括反射面朝向该光接收端口的反射镜，经所述发射端波片反射后的光由该反射镜反射后进入所述多模激光器的光接收端口。
4.根据权利要求3所述的单光纤的双收双发光路系统，其特征在于，所述反射镜设在主光轴L与所述多模激光器相对的一侧。
5.根据权利要求4所述的单光纤的双收双发光路系统，其特征在于，所述反射镜的反射面与主光轴L平行，多组光收发组件共用该反射镜。
6.根据权利要求1所述的单光纤的双收双发光路系统，其特征在于，主光轴波片的反射面与主光轴L的夹角为45度。
7.根据权利要求2所述的单光纤的双收双发光路系统，其特征在于，发射端波片的反射面与主光轴L的夹角在15度到60度之间。
8.根据权利要求1所述的单光纤的双收双发光路系统，其特征在于，发射端准直透镜和发射端波片之间设有用于阻挡透过发射端波片的光进入发射端准直透镜的隔离器。
9.根据权利要求1所述的单光纤的双收双发光路系统，其特征在于，所述多模激光器为双波长多模VCSEL激光器。
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