CN108873199A - 一种单纤双向转换器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单纤双向转换器结构，其包括环行器和封装壳体，所述的环行器为三端口光纤环行器，其固定于封装壳体内，所述封装壳体的侧面设有三个与其内部连通且与环行器的三个端口一一对应相对的信号端口，该方案特别适用于光通信中双向光收发器的简化结构结构设计，实现低成本化，快速升级的单纤双向的应用，通过环形器核心部件与接插件集成的思路，有效节省了一半的光纤用量，且可灵活定制双纤端端口间距，以满足不同的规格需求，还特别适用于数据中心、机房等双纤双向收发模块密集应用场合的光纤连接升级管理。
Description
技术领域
本发明涉及光通讯器件领域，尤其是一种单纤双向转换器结构。
背景技术
双向收发是光通信模组（transceiver）的基本结构构成，但在常规的结构中，信号发送端口和信号接收端口是分离成两个端口的（如图1所示）。由于发射和接收是两个端口，使得其必然需要采用两个输入和输出两路光纤。在收发器密集使用的场合，如数据中心或者机房，会造成光线束过多，影响管理，也同时增加了成本。
在考虑到上述的问题，现在BIDI（单纤双向）的设计也在部分厂家的收发器中实现。但这类的BIDI器件通常是在模块内部集成了一个光学环形器结构，占用了宝贵的模块封装尺寸，不利于产品的升级开发。
发明内容
针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种结构简单、实施可靠，改变了器件直接集成单纤双向功能的思路，转而将单纤双向的功能通过外加转接口的方式来实现的单纤双向转换器结构。
为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：
一种单纤双向转换器结构，其包括环行器和封装壳体，所述的环行器为三端口光纤环行器，其固定于封装壳体内，所述封装壳体的侧面设有三个与其内部连通且与环行器的三个端口一一对应相对的信号端口。
作为本发明的环行器的其中一种实施结构方式，所述的环行器包括依序固定连接的第一PBS棱镜、旋光机构、第二PBS棱镜；所述的第一PBS棱镜上设有将其入射面和出射面分为上下两部分的第一偏振分光膜；所述的第二PBS棱镜上设有将其与旋光机构连接面分为上下两部分的第二偏振分光膜；第一PBS棱镜的上端面和下端面均镀设有高反膜，第二PBS棱镜的下端面镀设有高反膜，信号端口的其中两个分别与第一PBS棱镜的入射面上下部一一对应且相对，另一信号端口与第二PBS棱镜远离旋光机构的端面相对。
作为本发明的环行器的另一种实施结构方式，所述的环行器包括一反射棱镜和依序固定连接的第一PBS棱镜、旋光机构、第二PBS棱镜；所述的第一PBS棱镜上设有将其入射面和出射面分为上下两部分的第一偏振分光膜；所述的第二PBS棱镜上设有将其与旋光机构连接面分为上下两部分的第二偏振分光膜；第一PBS棱镜的上端面和第二PBS棱镜的下端面镀设有高反膜，所述第一PBS棱镜的下端面镀设有高透膜且所述的反射棱镜与第一PBS棱镜的下端面相对；信号端口的其中两个分别与第一PBS棱镜的入射面上部分和反射棱镜一一对应且相对，另一信号端口与第二PBS棱镜远离旋光机构的端面相对。
作为旋光机构的其中一种优选实施方式，所述的旋光机构包括依序设于第一PBS棱镜和第二PBS棱镜之间的法拉第旋转器和波片。
作为旋光机构的另一种优选实施方式，所述的旋光机构包括依序设于第一PBS棱镜和第二PBS棱镜之间的波片和法拉第旋转器。
优选的，与第二PBS棱镜相对的信号端口为双向信号传输光纤。
优选的，与第一PBS棱镜相对的两个信号端口为公口结构连接头。
优选的，三个信号端口均为公口结构连接头。
采用上述一种单纤双向转换器结构的应用，将其与光通讯收发器件连接，使与光环行器相对且可双向信号传输的信号端口用于对外连接，另外两个信号端口分别与光通讯收发器件的接收端和发射端对接，令光通讯收发器件的双端口信号收发转换为单端口信号收发。
作为另外一种实施应用，可以将若干个单纤双向转换器结构阵列设置形成单纤双向转换器结构阵列,且通过封装壳体固定封装为一体。
采用上述的技术方案，本发明相较于现有技术，其具有的有益效果为：本发明方案通过利用了环形器作为核心部件使其与接插件集成的思路，有效节省了一半的光纤用量，且可灵活定制双纤端端口间距，以满足不同的规格需求，该转换器结构特别适用于数据中心、机房等双纤双向收发模块密集应用场合的光纤连接升级管理。本发明具有低成本化，可快速升级现有双向通道光收发器模块的特点，另外，本发明方案还通过改变了器件直接集成单纤双向功能的思路，转而将单纤双向的功能通过外加转接口的方式来实现，使得其在使用时，通讯收发器件仍旧可以保持传统的收发独立接口的设计，通过在该连接器件中集成环形器功能，实现双向的双接口转换为单个接口，从而使对外输入输出只需要1根光纤即可；使得其既可以实现BIDI的功能，又为通讯收发器件的升级设计留出了宝贵的内部空间。
附图说明
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述：
图1为市销传统SFP收发器的接口简要示意图；
图2为本发明方案实施例1的简要实施结构示意图和其中一光路的示意图；
图3为本发明方案实施例1的简要实施结构示意图和另一光路的示意图；
图4为本发明Receptacle插口（母口）的简要示意图；
图5为本发明方案实施例2的简要实施结构示意图和其中一光路的示意图；
图6为本发明方案实施例2的简要实施结构示意图和另一光路的示意图；
图7为本发明实施例2的简要实施原理示意图之一；
图8为本发明方案实施例3的简要实施结构示意图和其中一光路的示意图；
图9为本发明方案实施例3的简要实施结构示意图和另一光路的示意图；
图10为本发明实施例3的简要实施原理示意图之一；
图11为本发明方案的简要拓展应用原理示意图。
具体实施方式
实施例1
如图2至4之一所示，本实施例包括环行器和封装壳体1，所述的环行器为三端口光纤环行器，其固定于封装壳体1内，所述封装壳体1的侧面设有三个与其内部连通且与环行器的三个端口一一对应相对的信号端口（即port1、port2、port3）。
其中，所述的环行器具体包括依序固定连接的第一PBS棱镜2、旋光机构3、第二PBS棱镜4；所述的第一PBS棱镜2上设有将其入射面和出射面分为上下两部分的第一偏振分光膜21；所述的第二PBS棱镜4上设有将其与旋光机构3连接面分为上下两部分的第二偏振分光膜41；第一PBS棱镜2的上端面和下端面均镀设有高反膜，第二PBS棱镜4的下端面镀设有高反膜，信号端口的其中两个（port1、port3）分别与第一PBS棱镜2的入射面上下部一一对应且相对，另一信号端口（port2）与第二PBS棱镜4远离旋光机构的端面相对，其中旋光机构3由法拉第旋转器31和波片32组成，其顺序可以调换。
如图2所示，当信号光从信号端口port1入射至第一PBS棱镜2时，其被第一偏振分光膜21分为偏振态不同的P光和S光，S光被第一偏振分光膜21反射至第一PBS棱镜2的上端面并被其高反膜反射至旋光机构3中，经过旋光机构后的S光的偏振态发生改变，变成P光，然后入射到第二PBS棱镜4中并穿过第二PBS棱镜4的第二偏振分光膜41后，射出至信号端口port2，P光穿过第一偏振分光膜21，然后入射至旋光机构3，经过旋光机构3后的P光的偏振态发生改变，变成S光，然后入射到第二PBS棱镜4的下端面并被其下端面的高反膜反射至第二PBS棱镜4的第二偏振分光膜41中再次被反射，最后射出至信号端口port2。
如图3所示，当信号光从信号端口port2入射至第二PBS棱镜4时，其被第二偏振分光膜41分为偏振态不同的P光和S光，S光被第二偏振分光膜41反射至第二PBS棱镜4的下端面并被其高反膜反射至旋光机构3中，经过旋光机构后的S光的偏振态不发生改变，然后入射到第一PBS棱镜2中并被第一PBS棱镜2的第一偏振分光膜21反射后，射至第一PBS棱镜2下端面的高反膜上被再次反射，最后射出至信号端口port3，P光穿过第二偏振分光膜41，然后入射至旋光机构3，经过旋光机构3后的P光的偏振态不发生改变，然后入射到第一PBS棱镜2并被其上端面的高反膜反射至第一PBS棱镜2的第一偏振分光膜21后再次穿过，最后被第一PBS棱镜2下端面的高反膜反射并射出至信号端口port3。
其中，与第一PBS棱镜2相对的两个信号端口可以为公口结构连接头，另一为母口结构连接头，也可以三个信号端口均为公口结构连接头。图4给出了通讯常规连接器中母口结构连接头的示意结构，而公口结构连接头主要是带光纤的一个陶瓷插芯及配合和弹簧缓冲及固紧装置（为常规技术，未示出）。
实施例2
如图5至7之一所示，本实施例与实施例1大致相同，其不同之处在于所述的环行器包括一反射棱镜5和依序固定连接的第一PBS棱镜2、旋光机构3、第二PBS棱镜4；所述的第一PBS棱镜2上设有将其入射面和出射面分为上下两部分的第一偏振分光膜21；所述的第二PBS棱镜4上设有将其与旋光机构3连接面分为上下两部分的第二偏振分光膜41；第一PBS棱镜2的上端面和第二PBS棱镜4的下端面镀设有高反膜，所述第一PBS棱镜2的下端面镀设有高透膜且所述的反射棱镜5与第一PBS棱镜2的下端面相对；信号端口（port1、port2、port3）的其中两个（port1、port3）分别与第一PBS棱镜2的入射面上部分和反射棱镜5一一对应且相对，另一信号端口（port2）与第二PBS棱镜4远离旋光机构3的端面相对。
如图5所示，当信号光从信号端口port1入射至第一PBS棱镜2时，其被第一偏振分光膜21分为偏振态不同的P光和S光，S光被第一偏振分光膜21反射至第一PBS棱镜2的上端面并被其高反膜反射至旋光机构3中，经过旋光机构后的S光的偏振态发生改变，变成P光，然后入射到第二PBS棱镜4中并穿过第二PBS棱镜4的第二偏振分光膜41后，射出至信号端口port2，P光穿过第一偏振分光膜21，然后入射至旋光机构3，经过旋光机构3后的P光的偏振态发生改变，变成S光，然后入射到第二PBS棱镜4的下端面并被其下端面的高反膜反射至第二PBS棱镜4的第二偏振分光膜41中再次被反射，最后射出至信号端口port2。
如图6所示，当信号光从信号端口port2入射至第二PBS棱镜4时，其被第二偏振分光膜41分为偏振态不同的P光和S光，S光被第二偏振分光膜41反射至第二PBS棱镜4的下端面并被其高反膜反射至旋光机构3中，经过旋光机构后的S光的偏振态不发生改变，然后入射到第一PBS棱镜2中并被第一PBS棱镜2的第一偏振分光膜21反射后，由第一PBS棱镜2的下端面射入反射棱镜5中，并被反射棱镜5反射至信号端口port3，P光穿过第二偏振分光膜41，然后入射至旋光机构3，经过旋光机构3后的P光的偏振态不发生改变，然后入射到第一PBS棱镜2并被其上端面的高反膜反射至第一PBS棱镜2的第一偏振分光膜21后再次穿过，最后从第一PBS棱镜2下端面的高透膜透出并射出至反射棱镜5，最后射至信号端口port3。
图7为本实施例实施简要原理示意图，其中信号端口port1、port3为公口结构；port2为母口结构。
通过采用上述描述的转换器结构，即可设计得到一种单纤双向转换器结构，通过将光环形器核心光学部件的输入输出端口，直接与光连接器结构固化连接的方式，实现可硬式连接的小尺寸外置单纤双向转换器结构件，极大的增强了光器件连接的便利，并可降低光收发器件设计的难度。
实施例3
如图8至10之一所示，本实施例与实施例2大致相同，其不同之处在于，信号端口port2采用一双向信号传输光纤6进行替代，而其他结构均与实施例2相同且图8和图9对应的光路均相同，此处便不赘述，图10为本实施例实施简要原理示意图，其中信号端口port1、port3为公口结构。
实施例4
本实施例为实施例1、2或3的结构拓展原理示意图，可以将若干个单纤双向转换器结构阵列设置形成单纤双向转换器结构阵列,且通过封装壳体固定封装为一体。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依照本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆属于本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种单纤双向转换器结构，其特征在于：其包括环行器和封装壳体，所述的环行器为三端口光纤环行器，其固定于封装壳体内，所述封装壳体的侧面设有三个与其内部连通且与环行器的三个端口一一对应相对的信号端口。
2.根据权利要求1所述的一种单纤双向转换器结构，其特征在于：所述的环行器包括依序固定连接的第一PBS棱镜、旋光机构、第二PBS棱镜；所述的第一PBS棱镜上设有将其入射面和出射面分为上下两部分的第一偏振分光膜；所述的第二PBS棱镜上设有将其与旋光机构连接面分为上下两部分的第二偏振分光膜；第一PBS棱镜的上端面和下端面均镀设有高反膜，第二PBS棱镜的下端面镀设有高反膜，信号端口的其中两个分别与第一PBS棱镜的入射面上下部一一对应且相对，另一信号端口与第二PBS棱镜远离旋光机构的端面相对。
3.根据权利要求1所述的一种单纤双向转换器结构，其特征在于：所述的环行器包括一反射棱镜和依序固定连接的第一PBS棱镜、旋光机构、第二PBS棱镜；所述的第一PBS棱镜上设有将其入射面和出射面分为上下两部分的第一偏振分光膜；所述的第二PBS棱镜上设有将其与旋光机构连接面分为上下两部分的第二偏振分光膜；第一PBS棱镜的上端面和第二PBS棱镜的下端面镀设有高反膜，所述第一PBS棱镜的下端面镀设有高透膜且所述的反射棱镜与第一PBS棱镜的下端面相对；信号端口的其中两个分别与第一PBS棱镜的入射面上部分和反射棱镜一一对应且相对，另一信号端口与第二PBS棱镜远离旋光机构的端面相对。
4.根据权利要求2或3所述的一种单纤双向转换器结构，其特征在于：所述的旋光机构包括依序设于第一PBS棱镜和第二PBS棱镜之间的法拉第旋转器和波片。
5.根据权利要求2或3所述的一种单纤双向转换器结构，其特征在于：所述的旋光机构包括依序设于第一PBS棱镜和第二PBS棱镜之间的波片和法拉第旋转器。
6.根据权利要求2或3所述的一种单纤双向转换器结构，其特征在于：与第二PBS棱镜相对的信号端口为双向信号传输光纤。
7.根据权利要求6所述的一种单纤双向转换器结构，其特征在于：与第一PBS棱镜相对的两个信号端口为公口结构连接头。
8.根据权利要求2或3所述的一种单纤双向转换器结构，其特征在于：三个信号端口均为公口结构连接头。
9.根据权利要求1至3之一所述的一种单纤双向转换器结构的应用，其特征在于：将其与光通讯收发器件连接，使与光环行器相对且可双向信号传输的信号端口用于对外连接，另外两个信号端口分别与光通讯收发器件的接收端和发射端对接，令光通讯收发器件的双端口信号收发转换为单端口信号收发。
10.根据权利要求1至3之一所述的一种单纤双向转换器结构的应用，其特征在于：将若干个单纤双向转换器结构阵列设置形成单纤双向转换器结构阵列，且通过封装壳体固定封装为一体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ling Jiwu Inventor after: Zhang Shaofeng Inventor after: Huang Xingduan Inventor after: Hu Haocheng Inventor before: Ling Jiwu Inventor before: Zhang Shaofeng Inventor before: Huang Xingrui Inventor before: Hu Haocheng |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 350100 floor 5, building 19, phase II, innovation park, No. 7, middle wulongjiang Avenue, Shangjie Town, Minhou County, Fuzhou City, Fujian Province Patentee after: Fujian Haichuang Photoelectric Technology Co.,Ltd. Address before: 350005 room 505, 5 / F, zone B, Chuangye building, Haixi high tech Industrial Park, high tech Zone, Minhou County, Fuzhou City, Fujian Province Patentee before: FUJIAN HAICHUANG PHOTOELECTRIC CO.,LTD. |