CN112698450A - 一种光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光模块,其中光收发组件包括壳体、第一光纤适配器、第二光纤适配器、光发射部、第一光接收部和第二光接收部;壳体内的分光片用于将光发射部射出的发射光分为反射光和透过光;反射光通过第一滤波片和第一光分合器件进入第一光纤适配器。透过光通过第二光分合器件进入第二光纤适配器。来自第一光纤适配器的光信号通过第一光分合器件进入第一光接收部;来自第二光纤适配器的光信号通过第二光分合器件进入第二光接收部。光发射部射出的发射光的波长分别与来自第一光纤适配器和第二光纤适配器的光信号的波长相同。本发明提供的光模块,可实现数据光与反射光的分离和同波长光的传输,减小数据光对反射光的串扰,提高光接收性能。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域,尤其涉及一种光模块。
背景技术
随着光通信发展越来越迅速,光纤铺设越来越多,对光纤资源进行智能监控已经越来越迫切,因此,大多的光模块都开始内置OTDR(Optical Time Domain Reflectometer,光时域检测)功能,通过OTDR技术对光纤性能进行监测,以判断光纤熔接点、连接器或断裂等事件。
OTDR利用其激光光源向被测光纤发送一光脉冲,光脉冲在光纤本身及各特征点上会有光信号反射回OTDR,反射回的光信号又通过定向耦合到OTDE的接收器,并在这里转换成电信号,最终在显示屏上显示出结果曲线。因此,在光模块中内置OTDR需要一种单纤双向、同波长光收发组件,传统的方案为:45°滤波片+吸光片的滤波方式,45°滤波片为半透射半反射波片,吸光片位于滤波片的下方,激光光源发射的光到达滤波片后部分光透过滤波片,部分管被反射,反射后的光被吸光片吸收,之后进入OTDR进行检测。
但是,为了保障数据能够长距离高速传输,一种双纤三向的光模块应运而生。双纤三向的光模块与现有光模块的区别在于包括两个光接收器件和两个光纤适配器。但在将现有的OTDR应用在双纤三向的光模块中时,现有的OTDR无法适应双纤三向光模块的结构特点,且为了保证同波长传输,使得光收发组件的波长相同,激光光源发射的光会对反射回的光造成串扰,这种串扰会影响OTDR的衰减盲区,造成OTDR的衰减盲区较大,严重影响OTDR光接收器件的性能。
发明内容
本发明提供了一种光模块,以解决目前同波长光收发组件间的串扰影响OTDR光接收性能的问题。
本发明提供了一种光模块,包括:电路板和与所述电路板连接的光收发组件,所述光收发组件包括壳体,设置在所述壳体右端的第一光纤适配器和第二光纤适配器,设置在所述壳体左端的光发射部,设置在所述壳体上端的第一光接收部,以及,设置在所述壳体下端的第二光接收部;
所述壳体内设有第一光分合器件、第二光分合器件、分光片和第一滤波片;
所述分光片位于所述光发射部的出光口处,所述分光片用于将所述光发射部射出的发射光分为反射光和透过光;所述第一滤波片位于所述分光片的反射光的传播路径上;所述反射光在所述第一滤波片上发生反射后传播进所述第一光分合器件,所述第一光分合器件用于对反射光进行偏振分光合光,得到第一偏振光,所述第一偏振光传播进所述第一光纤适配器;
所述透过光传播进所述第二光分合器件,所述第二光分合器件用于对透过光进行偏振分光合光,得到第二偏振光;所述第二偏振光传播进所述第二光纤适配器;
来自所述第一光纤适配器的光信号经过所述第一光分合器件进行偏振分光合光后形成第三偏振光,所述第三偏振光传播进所述第一光接收部;来自所述第二光纤适配器的光信号经过所述第二光分合器件进行偏振分光合光后形成第四偏振光,所述第四偏振光传播进所述第二光接收部;
所述光发射部射出的发射光的波长分别与来自所述第一光纤适配器和所述第二光纤适配器的光信号的波长相同。
由以上技术方案可知,本发明实施例提供的一种光模块,具体为一种具有OTDR功能的双纤三向的光模块。该光模块包括电路板和与电路板连接的光收发组件。光收发组件包括壳体,设置在壳体右端的第一光纤适配器和第二光纤适配器,设置在壳体左端的光发射部,设置在壳体上端的第一光接收部,以及,设置在壳体下端的第二光接收部;壳体内设有第一光分合器件、第二光分合器件、分光片和第一滤波片。分光片位于光发射部的出光口处,分光片用于将光发射部射出的发射光分为反射光和透过光;第一滤波片位于分光片的反射光的传播路径上以对反射光再次产生反射后传播进第一光分合器件,第一光分合器件用于对反射光进行偏振分光合光,得到第一偏振光;第一偏振光传播进第一光纤适配器。透过光传播进第二光分合器件,第二光分合器件用于对透过光进行偏振分光合光,得到第二偏振光;第二偏振光传播进第二光纤适配器。来自第一光纤适配器的光信号传播进第一光分合器件,经过第一光分合器件进行偏振分光合光后,形成的第三偏振光传播进第一光接收部;来自第二光纤适配器的光信号传播进第二光分合器件,经过第二光分合器件进行偏振分光合光后,形成的第四偏振光传播进第二光接收部;光发射部射出的发射光的波长分别与来自第一光纤适配器和第二光纤适配器的光信号的波长相同。本发明提供的光模块,针对双纤三向的结构特点,通过分光片、第一滤波片和两个光分合器件实现数据光与反射光的分离,实现同波长光的传输;并在利用其中一个光接收部实现OTDR功能的同时,减小数据光对反射光的串扰,缩短OTDR的衰减盲区,更清晰的测得光纤反射的光,极大地提高光模块的OTDR光接收性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的光模块的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的光模块的分解结构示意图;
图3为本发明实施例提供的光模块的局部结构示意图;
图4为本发明实施例提供的光收发组件的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的光收发组件的分解结构示意图;
图6为本发明实施例提供的光收发组件的立体结构图;
图7为本发明实施例提供的光分合组件的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的光收发组件的发射光传输路径图;
图9为本发明实施例提供的光收发组件的接收光传输路径图;
图10为本发明实施例提供的光分合组件的分解结构示意图;
图11为本发明实施例提供的第一光分合器件的结构示意图;
图12为本发明实施例提供的第一光分合器件的分解结构示意图;
图13为本发明实施例提供的第一光分合器件的发射光传输路线图;
图14为本发明实施例提供的第一光分合器件的接收光传输路线图;
图15为本发明实施例提供的第二光分合器件的发射光传输路线图;
图16为本发明实施例提供的第二光分合器件的接收光传输路线图。
具体实施方式
光纤通信的核心环节之一是光电信号的转换,光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导中传输,利用光在光纤中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输。而计算机等信息处理设备采用的是电信号,这就需要在信号传输过程中实现电信号与光信号的相互转换。
光模块在光纤通信技术领域中实现上述光电转换功能,光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接,主要的电连接包括供电、I2C信号、传输数据信号以及接地等,金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的标准方式,以此为基础,电路板是大部分光模块中必备的技术特征。
光模块的光口与外部光纤连接,与外部光纤建立双向的光信号连接;光模块的电口接入光网络单元中,与光网络单元建立双向的电信号连接;光模块实现光信号与电信号的相互转换,从而实现在光纤与光网络单元之间建立连接。具体地,来自外部光纤的光信号由光模块转换为电信号后输入至光网络单元中,来自光网络单元的电信号由光模块转换为光信号输入至外部光纤中。光模块是实现光电信号相互转换的工具,不具有处理数据的功能,在上述光电转换过程中,信息并未发生变化。
图1为本发明实施例提供的光模块的结构示意图;图2为本发明实施例提供的光模块的分解结构示意图。
参见图1,本发明实施例提供的一种光模块,包括上壳体10、下壳体20、解锁手柄30、电路板40及光收发组件50,其中,上壳体10与下壳体20形成具有两个开口的包裹腔体,具体可以是在同一方向的两端开口(60、70),也可以是在不同方向上的两处开口;其中一个开口为电口70,用于插入光网络单元等上位机中,另一个开口为光口60,用于外部光纤接入以连接内部光纤,电路板40、光收发组件50等光电器件位于包裹腔体中。电路板40和光收发组件50电连接,实现光电信号的转换。
上壳体10和下壳体20一般采用金属材料,利于实现电磁屏蔽以及散热;采用上壳体、下壳体结合的装配方式,便于将电路板等器件安装到壳体中。一般不会将光模块的壳体做成一体结构,这样在装配电路板等器件时,定位部件、散热以及电磁屏蔽结构无法安装,也不利于生产自动化。
解锁手柄30位于包裹腔体/下壳体20的外壁,拉动解锁手柄的末端可以使解锁手柄在外壁表面相对移动;光模块插入上位机时,由解锁手柄30将光模块固定在上位机的笼子里,通过拉动解锁手柄以解除光模块与上位机的卡合关系,从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。
图3为本发明实施例提供的光模块的局部结构示意图;图4为本发明实施例提供的光收发组件的结构示意图。
参见图3和图4,本发明实施例提供的光模块的光收发组件50,包括壳体506,设置在壳体506右端的第一光纤适配器501和第二光纤适配器502,设置在壳体506左端的光发射部505,设置在壳体506上端的第一光接收部503,以及,设置在壳体506下端的第二光接收部504。本实施例提供的光收发组件50包括两个光接收部、一个光发射部和两个光纤适配器,可以实现双纤三向的信号传输。
第一光纤适配器501和第二光纤适配器502并排设置在壳体506的右端,光发射部505的设置位置与第二光纤适配器502相对,即设置在壳体506的左端,光发射部505处设有激光发射组件,通过激光发射组件发射同波长的数据光和检测光,发射的检测光和数据光通过壳体506内的光分合组件80分别传输至第一光纤适配器501和第二光纤适配器502。光分合组件80用于实现光发射部505的发射光(数据光或检测光)的分光,以分别进入第一光纤适配器501和第二光纤适配器502。
第一光接收部503处连接有光传导组件和探测接收组件,第一光接收部503与第一光纤适配器501连接。第一光接收部503用于通过光传导组件接收第一光纤适配器501传输的数据光,以及,通过探测接收组件接收光发射部505发射的检测光在第一光纤适配器501处产生的反射回来的检测光。探测接收组件接收到反射回来的检测光,用于检测光纤内是否出现断点。第二光接收部504处连接有光传导组件,其与第二光纤适配器502连接。第二光接收部504用于通过光传导组件接收第二光纤适配器502传输的数据光。
由于第一光接收部503设置在壳体506的上端,与其连接的第一光纤适配器501设置在壳体506的右侧,因此,来自第一光纤适配器501的光信号的传播路径与进入第一光接收部503的光信号的传播路径相互垂直。同样,由于第二光接收部504设置在壳体506的下端,与其连接的第二光纤适配器502设置在壳体506的右侧,因此,来自第二光纤适配器502的光信号的传播路径与进入第二光接收部504的光信号的传播路径相互垂直。为实现接收光信号的传播路径的改变,本实施例中,通过光分合组件80来实现光路转折。
图5为本发明实施例提供的光收发组件的分解结构示意图;图6为本发明实施例提供的光收发组件的立体结构图;图7为本发明实施例提供的光分合组件的结构示意图;图8为本发明实施例提供的光收发组件的发射光传输路径图;图9为本发明实施例提供的光收发组件的接收光传输路径图。
参见图5、图6和图7,为使光分合组件80在光发射过程中实现分光,以及,在光接收过程中实现光路转折,本实施例中,壳体506内的光分合组件80包括第一光分合器件81、第二光分合器件82、分光片84、第一滤波片85、第二滤波片86、第一棱镜87和第二棱镜88。
分光片84位于光发射部505的出光口处,由于光发射部505射出的发射光需要分为两束,一束进入第一光纤适配器501,另一束进入第二光纤适配器502,因此,分光片84可实现一部分光穿过并继续沿原传播路径传播,另一部分光在分光片84的入光面发生反射,即分光片84用于将光发射部505射出的发射光分为反射光和透过光,透过光沿发射光的传播路径继续向前传播,而反射光则沿与原传播路径垂直的方向传播。
由于光发射部505发出的发射光为分散光,为避免发射光在传播路径上出现光损耗,可在发射光的传播路径上设置准直透镜组件83,由准直透镜组件83对发射光进行准直,使得准直后的发射光再传播到分光片84上,以保证光传播效率。
具体地,壳体506内还设有准直透镜组件83,准直透镜组件83位于光发射部505和分光片84之间,光发射部505与准直透镜组件83同光轴设置。准直透镜组件83的入光面靠近光发射部505的出光口,准直透镜组件83的出光面靠近分光片84的入光面。
如图8所示,为实现光反射,分光片84倾斜设置,倾斜方向为沿光发射部505至第二光分合器件82的方向倾斜,即分光片84的入光面朝向第一光接收部503的所在方向。光发射部505的发射光经过准直透镜组件83传播到分光片84后分成反射光和透过光,反射光的传播路径转折90度,向第一光接收部503的所在方向传播。而由于第一光纤适配器501设置在壳体506的右端,为使朝向壳体506上端传播的反射光进入第一光纤适配器501,需在反射光的传播路径上设置第一滤波片85,使得分光片84的入光面朝向第一滤波片85。
第一滤波片85用于实现反射光再次发生反射,以改变来自分光片84的反射光的传播路径,使其朝向第一光纤适配器501的方向传播,因此,第一滤波片85也倾斜设置,倾斜方向沿光发射部505至第一光纤适配器501的方向倾斜,即第一滤波片85的反射面与分光片84的入光面相对,第一滤波片85与分光片84相互平行。第一滤波片85位于分光片84的反射光的传播路径上,该反射光再次在第一滤波片85处产生反射,实现光转折,使二次反射光朝向第一光纤适配器501的方向传播,二次反射光的传播路径与透过光的传播路径平行。
为了实现光收发组件50的双纤三向、同波长传输,壳体506内设有第一光分合器件81和第二光分合器件82,第一光分合器件81的出光面靠近且正对第一光接收部503,第二光分合器件82的出光面靠近且正对第二光接收部504。第一光分合器件81设置在二次反射光的传播路径上,即第一滤波片85的倾斜方向为沿光发射部505至第一光分合器件81的方向倾斜,使得第一滤波片85的反射面朝向第一光分合器件81的入光面,进而使得经过第一光分合器件81处理的光信号能够朝向第一光纤适配器501传播。经过分光片84后的反射光在第一滤波片85上发生反射后传播进第一光分合器件81,第一光分合器件81用于对反射光进行偏振分光合光,得到第一偏振光,第一偏振光传播进第一光纤适配器。
第二光分合器件82设置在透过光的传播路径上,第二光分合器件82的入光面朝向分光片84的出光面,透过光传播进第二光分合器件82,第二光分合器件82用于对透过光进行偏振分光合光,得到第二偏振光,第二偏振光传播进第二光纤适配器。第一偏振光与第二偏振光的传播方向相同。
第一光分合器件81与第二光分合器件82的结构相同,均包括一个入光面、一个出光面和一个收发光面,入光面与收发光面相对,收发光面朝向对应的光纤适配器。第一光分合器件81与第二光分合器件82上下贴合设置在一起,以减小壳体506的体积。不同之处在于第一光分合器件81与第二光分合器件82的设置方向相反,第一光分合器件81的用于接收来自第一光纤适配器501的光信号射出的出光面朝向第一光接收部503,第二光分合器件82的用于接收来自第二光纤适配器502的光信号射出的出光面朝向第二光接收部504。
光发射部505发射的发射光(数据光或检测光)经过准直透镜组件83准直后,再分别经过分光片84分光和第一滤波片85反射,形成的二次反射光经过第一光分合器件81的入光面进入第一光分合器件81,在经过第一光分合器件81的偏振分光合光后,形成的第一偏振光由第一光分合器件81的收发光面射出,射出方向朝向第一光纤适配器501,并传播进第一光纤适配器。光发射部505的发射光经过分光片84后的透过光经过第二光分合器件82的入光面进入第二光分合器件82,在经过第二光分合器件82的偏振分光合光后,形成的第二偏振光由第二光分合器件82的收发光面射出,射出方向朝向第二光纤适配器502,并传播进第二光纤适配器。
在光信号传播进第一光纤适配器501和第二光纤适配器502之前,为了保证同波长光信号的传播,需要在第一偏振光和第二偏振光的出射路径上设置第二滤波片86,即在第一光分合器件81和第一光纤适配器501之间,以及,第二光分合器件82和第二光纤适配器502之间设有共用的第二滤波片86。第二滤波片86为0°滤波片,第二滤波片86与第一偏振光(第二偏振光)的传播路径相互垂直,第二滤波片86用于实现指定波长的光通过,使得光收发组件实现同波长传输。第二滤波片86可实现第一偏振光和第二偏振光的共同穿过,即可同时对第一偏振光和第二偏振光进行光波长筛选。
由于第一光分合器件81和第二光分合器件82在对光信号进行偏振分光合光时,会改变光信号的出射位置,使得偏振光的出射方向无法正对光纤适配器的入光面。因此,本实施例中,利用棱镜实现光信号的位移,使得经过棱镜位移后的光信号能够朝向对应光纤适配器的入光面。
具体地,在第一光分合器件81和第一光纤适配器501之间设有第一棱镜87,第一棱镜87用于改变第一偏振光的传播路径,改变传播路径后的第一偏振光传播进第一光纤适配器501。而为保证第一偏振光的波长满足光模块需求,以对符合波长要求的第一偏振光进行位移,可将第一棱镜87设置在第二滤波片86和第一光纤适配器501之间,第一棱镜87的入光面与第二滤波片86的出光面相对且平行,第一棱镜87的出光面与第一光纤适配器501的入光面相对。第一偏振光经过第二滤波片86筛选波长后得到的光信号进入第一棱镜87后,第一棱镜87的改变第一偏振光传播路径的方向为朝向第一光接收部503的方向,即光信号的出射位置向上移动,朝向第一光纤适配器501的所在位置移动,使得由第一棱镜87射出的光信号能够传播进第一光纤适配器501。
在第二光分合器件82和第二光纤适配器502之间设有第二棱镜88,第二棱镜88用于改变第二偏振光的传播路径,改变传播路径后的第二偏振光传播进第二光纤适配器502。。而为保证第二偏振光的波长满足光模块需求,以对符合波长要求的第二偏振光进行位移,可将第二棱镜88设置在第二滤波片86和第二光纤适配器502之间,第二棱镜88的入光面与第二滤波片86的出光面相对且平行,第二棱镜88的出光面与第二光纤适配器502的入光面相对。第二偏振光通过第二滤波片86筛选波长后得到的光信号传播进第二棱镜88后,第二棱镜88的改变第二偏振光传播路径的方向为朝向第二光接收部504的方向,即光信号的出射位置向下移动,朝向第二光纤适配器502的所在位置移动,使得由第二棱镜88射出的光信号能够传播进第二光纤适配器502。
在光接收过程中,来自光纤适配器的光信号再次经过棱镜、第二滤波片86和光分合器件后发生光转折,使得两个光接收部能够分别接收到来自对应光纤适配器的光信号或在光纤适配器发生反射的反射光。
由于本实施例中包括两个光接收部,为使光模块具有OTRD功能,将其中一个光接收部配置为具有OTRD功能,即由该光接收部对在对应的光纤适配器反射回来的检测光进行检测分析,同时,该接光接收部也正常接收来自对应光纤适配器传播过来的光信号;另一个光接收部只接收来自对应光纤适配器传播过来的光信号。本实施例中,将第一光接收部503配置为具有OTDR功能并进行详细说明,而在实际应用中,也可将第二光接收部504配置为具有OTDR功能,相应的信号传输过程可参照第一光接收部503的内容,此处不再赘述。
如图9所示的光收发组件的接收光传输路径图,来自第一光纤适配器501的光信号经过所第一光分合器件81进行偏振分光合光后形成第三偏振光,第三偏振光传播进第一光接收部503;来自第二光纤适配器502的光信号经过第二光分合器件82进行偏振分光合光后形成第四偏振光,第四偏振光传播进第二光接收部504。光发射部505射出的发射光的波长分别与来自第一光纤适配器501和第二光纤适配器502的光信号的波长相同,以实现光模块的同波长传输。
具体地,来自第一光纤适配器501的光信号依次通过第一棱镜87和第二滤波片86传播进第一光分合器件81,经过第一光分合器件81进行偏振分光合光后形成第三偏振光,第三偏振光传播进第一光接收部503;来自第二光纤适配器502的光信号依次通过第二棱镜88和第二滤波片86传播进第二光分合器件82,经过第二光分合器件82进行偏振分光形成第四偏振光,第四偏振光传播进第二光接收部504。其中,光信号包括来自对应光纤适配器的光信号和光发射部505发出的检测光在对应光纤适配器处产生的反射光。第三偏振光与第四偏振光的传播方向相反。
由于光纤适配器在接收光接收部505发出的发射光(数据光或检测光)时,会在光纤适配器内的光纤断面处产生反射,为保证反射光能够被光接收部接收到以进行断点检测,需要将反射光转换为平行光。同时,来自光纤适配器的光信号为会聚光,为保证光信号的传输效率,需将会聚光转换为平行光,再传播进光接收部。因此,本实施例中,在光纤适配器和对应的光接收部之间设置会聚透镜组件。
具体地,壳体506内还设有第一会聚透镜组件801和第二会聚透镜组件802,第一会聚透镜组件801位于第一棱镜87和第一光纤适配器501之间,第一会聚透镜组件801和第一光纤适配器501同光轴设置;第二会聚透镜组件802位于第二棱镜88和第二光纤适配器502之间,第二会聚透镜组件802和第二光纤适配器502同光轴设置。
在光接收过程中,来自第一光纤适配器501的光信号,或者在第一光纤适配器501处产生反射的检测光的反射光,先经过第一会聚透镜组件801进行会聚成平行光,传播进第一棱镜87,经过第一棱镜87进行光信号位移后,光信号射出位置向下移动,即朝向远离第一光接收部503的方向移动。射出的光信号经过第二滤波片86筛选光波长后,符合波长要求的光进入第一光分合器件81,经过第一光分合器件81进行偏振分光合光后,改变光的传播路径,实现光转折,形成第三偏振光,并朝向第一光接收部503的方向传播,被第一光接收部503内的探测接收组件接收光中的第三偏振光进行光纤断点检测,由光传导组件接收光信号以进行光电信号的转换。
来自第二光纤适配器502的光信号经过第二会聚透镜组件802进行会聚成平行光,传播进第二棱镜88,经过第二棱镜88进行光信号位移后,光信号射出位置向上移动,即朝向远离第二光接收部504的方向移动。射出的光信号经过第二滤波片86筛选光波长后,符合波长要求的光进入第二光分合器件82,经过第二光分合器件82进行偏振分光合光后,改变光的传播路径,实现光转折,形成第四偏振光,并朝向第二光接收部504的方向传播,被第二光接收部504内的光传导组件接收后进行光电信号的转换。
图10为本发明实施例提供的光分合组件的分解结构示意图;图11为本发明实施例提供的第一光分合器件的结构示意图;图12为本发明实施例提供的第一光分合器件的分解结构示意图。
为说明第一光分合器件81和第二光分合器件82的偏振分光合光过程,参见图10、图11和图12,本实施例中,第一光分合器件81包括第一偏振分光棱镜组件811、第一磁块812、第一半波片813、第二偏振分光棱镜组件814和第一法拉第旋转片815。
第一偏振分光棱镜组件811用于实现偏振分光和合光,第一偏振分光棱镜组件811的入光面朝向第一滤波片85,第一偏振分光棱镜组件811的出光面设置第一磁块812,第一法拉第旋转片815设置在第一磁块812上。第一磁块812为U型结构,因此可采用嵌入的方式,使得第一法拉第旋转片815嵌在U型的第一磁块812内。在第一磁块812施加的磁场作用下,对偏振分光后的光按照传播方向的不同分别进行顺时针偏振方向旋转或逆时针偏振方向旋转。第一磁块812的出光面设置第一半波片813,第一半波片813的出光面设置第二偏振分光棱镜组件814,第二偏振分光棱镜组件814用于实现偏振合光和分光。
第一偏振分光棱镜组件811、第一磁块812、第一半波片813和第二偏振分光棱镜组件814可相互胶合,第一偏振分光棱镜组件811、第一磁块812、第一半波片813、第二偏振分光棱镜组件814分别通过底座803安装于壳体506内。第一偏振分光棱镜组件811、第一磁块812、第一半波片813和第二偏振分光棱镜组件814之间也可存在间隙,通过底座803安装于壳体506内。第一法拉第旋转片815在磁场的作用下改变光的偏振方向,第一磁块812的作用是提供第一法拉第旋转片815所需的磁场,提供磁场的磁块可以是U型,也可以是其他形状。
本实施例中,第一光分合器件81的入光面为第一偏振分光棱镜组件811的光接收面;第一光分合器件81的收发光面为第二偏振分光棱镜组件814的光出射面、光接收面(第二偏振分光棱镜组件814的光出射面、光接收面为同一光面,光接收面用于接收来自第一光纤适配器501的光信号);第一光分合器件81的出光面为第一偏振分光棱镜组件811的反射光出射面。
第一偏振分光棱镜组件811可由第一偏振分光棱镜8111与第二偏振分光棱镜8112组合而成,第一偏振分光棱镜8111位于第一滤波片85的出光方向上;第一偏振分光棱镜8111的入光面设有偏振分光膜816,第二偏振分光棱镜8112设有反射膜。第二偏振分光棱镜8112的光轴平行于第一偏振分光棱镜8111,即经过第一滤波片85反射的二次反射光经过第二偏振分光棱镜8112的入光面进入第一偏振分光棱镜8111,第一偏振分光棱镜8111对二次反射光进行分光,其中,二次反射光可为数据光或检测光。
第二偏振分光棱镜组件814包括:第三偏振分光棱镜8141与第四偏振分光棱镜8142,第三偏振分光棱镜8141位于第一光纤适配器501的入光方向上,具体为第二滤波片86的入光方向上;第三偏振分光棱镜8141的入光面设有偏振分光膜817,第四偏振分光棱镜8142设有反射膜。第四偏振分光棱镜8142的光轴平行于第三偏振分光棱镜8141的光轴,即第一滤波片85反射的二次反射光进入第一偏振分光棱镜8111分光,之后数据光或检测光依次经过第一法拉第旋转片815、第一半波片813与第二偏振分光棱镜组件814,在第三偏振分光棱镜8141合光,合光后由第三偏振分光棱镜8141的出光面射出,经过第二滤波片86、第一棱镜87和第一会聚透镜组件801后进入第一光纤适配器501内。
数据光在第一光纤适配器501内的光纤中进行传输,而检测光在光纤内发生反射,依次经过第一会聚透镜组件801、第一棱镜87和第二滤波片86的反射后的检测光再次进入第一光分合器件81,依次经过第二偏振分光棱镜组件814、第一半波片813、第一法拉第旋转片815与第一偏振分光棱镜组件811,反射光由第一偏振分光棱镜8111的出光面射出,进入第一光接收部503。
本实施例中,第一偏振分光棱镜8111与第四偏振分光棱镜8142同光轴设置,第二偏振分光棱镜8112与第三偏振分光棱镜8141同光轴设置,以实现光的偏振分光与偏振合光。
第一偏振分光棱镜组件811与第二偏振分光棱镜组件814也可由偏振分光棱镜与高反射镜组合而成,偏振分光棱镜用于将入射光分为P偏光与S偏光,高反射镜用于将P偏光或S偏光反射,实现光的分光与合光。
第一偏振分光棱镜8111的入光面上设有偏振分光膜816,用于将入射的非偏振光分成两束垂直的线偏光,即P偏光与S偏光。第一法拉第旋转片815能在U型的第一磁块812施加的磁场作用下使通过它的光的偏振方向在光传播方向进行顺时针或旋转(优选旋转45°),即第一磁块812对第一法拉第旋转片815施加外加磁场,第一法拉第旋转片815在外加磁场作用下将P偏光与S偏光在正向通过时进行顺时针旋转(优选旋转45°),在逆向通过时进行逆时针旋转(优选旋转45°),光传输方向不变。
第一半波片813将光在正向或逆向通过时进行顺时针旋转(优选旋转45°),即光由第一法拉第旋转片815向第一半波片813方向传播时,顺时针旋转(优选旋转45°)后的P偏光与S偏光继续顺时针旋转(优选旋转45°),使得旋转后的P偏光与未旋转前的P偏光的偏振方向相互垂直,P偏光变换为S偏光,旋转后的S偏光与未旋转前的S偏光的偏振方向相互垂直,S偏光变换为P偏光。
光由第一半波片813向第一法拉第旋转片815方向传播时,P偏光与S偏光经过第一半波片813后顺时针旋转(优选旋转45°),之后旋转后的P偏光与S偏光进入第一法拉第旋转片815,第一法拉第旋转片815在外加磁场作用下将旋转后的P偏光与S偏光进行逆时针旋转(优选旋转45°),如此,P偏光经过第一半波片813与第一法拉第旋转片815后其偏振方向未发生改变,仍为P偏光,S偏光经过第一半波片813与第一法拉第旋转片815后其偏振方向未发生改变,仍为S偏光。
图13为本发明实施例提供的第一光分合器件的发射光传输路线图;图14为本发明实施例提供的第一光分合器件的接收光传输路线图。
如图8和13所示,光发射部505发出的发射光(检测光或数据光)传播到分光片84后产生反射光和透过光,反射光沿垂直于透过光的方向传播,并在第一滤波片85处产生二次反射,在第一滤波片85上产生反射的反射光传播进第一偏振分光棱镜组件811进行偏振分光,偏振分光分别通过第一法拉第旋转片815进行顺时针旋转,旋转后的分光通过第一半波片813再次顺时针旋转,再次旋转后的分光通过第二偏振分光棱镜组件814进行偏振合光,合光后的第一偏振光依次通过第二滤波片86和第一棱镜87进入第一光纤适配器501。
具体地,反射光在第一偏振分光棱镜组件811进行偏振分光,分为P偏光(图13中的P光)和S偏光(图13中的S光),P偏光透过第一偏振分光棱镜8111,而S偏光在第一偏振分光棱镜8111处以一定角度(优选角度45°)被反射,出射方向与P偏光出射方向不同(优选的S偏光的出射方向与P偏光的出射方向成90°角);之后P偏光依次进入第一法拉第旋转片815与第一半波片813,通过第一法拉第旋转片815与第一半波片813后P偏光转换为S偏光。而在第一偏振分光棱镜8111处反射的S偏光进入第二偏振分光棱镜8112,在第二偏振分光棱镜8112处再次以一定角度(优选角度45°)被反射,出射方向与P偏光平行,再次反射后的S偏光依次进入第一法拉第旋转片815与第一半波片813,S偏光被转换为P偏光。
由第一半波片813出射的转换S偏光依次进入第二偏振分光棱镜组件814,转换S偏光在第四偏振分光棱镜8142处以一定角度(优选角度45°)被反射,出射方向与P偏光垂直;由第一半波片813出射的转换P偏光进入第三偏振分光棱镜8141,在第三偏振分光棱镜8141处与反射后的转换S偏光进行合光,合光后的数据光或检测光经过第二滤波片86筛选特定波长光信号后,再经过第一棱镜87的位移作用,传播进第一光纤适配器501。也就是说,光发射部505发射的数据光或检测光经由偏振分光与偏振合光后进入第一光纤适配器501,进入光纤内。
本实施例中,第三偏振分光棱镜8141朝向第一光纤适配器501的一侧设有偏振分光膜817,第四偏振分光棱镜8142朝向第三偏振分光棱镜8141的一侧设有P光反射膜,第二偏振分光棱镜8112朝向第三偏振分光棱镜8141的一侧设有S光反射膜。如图9和14所示,来自第一光纤适配器501的反射光,即在光纤内反射的检测光依次通过第一棱镜87和第二滤波片86后进入第二偏振分光棱镜组件814以进行偏振分光,偏振分光分别通过第一半波片813进行顺时针旋转,旋转后的分光通过第一法拉第旋转片815逆时针旋转,再次旋转后的分光通过第一偏振分光棱镜组件811进行偏振合光,合光后的反射光进入第一光接收部503。
具体地,光纤内反射的检测光(图14中的入射光)进入第三偏振分光棱镜8141处,第三偏振分光棱镜8141对反射光进行分光,将反射光分为P偏光(图14中的P光)与S偏光(图14中的S光),P偏光透过该第三偏振分光棱镜8141,而S偏光在第三偏振分光棱镜8141处以一定角度(优选角度45°)被反射,出射方向与P偏光出射方向不同(优选的S偏光的出射方向与P偏光的出射方向成90°角);之后P偏光依次进入第一半波片813与第一法拉第旋转片815,其偏振方向未发生改变,仍为P偏光。而反射后的S偏光进入第四偏振分光棱镜8142,在第四偏振分光棱镜8142处再次以一定角度(优选角度45°)被反射,出射方向与P偏光平行,再次反射后的S偏光依次进入第一半波片813与第一法拉第旋转片815,其偏振方向未发生改变,仍为S偏光。
由第一法拉第旋转片815射出的P偏光进入第二偏振分光棱镜8112处,由于第二偏振分光棱镜8112处设有P光反射膜,P偏光在第二偏振分光棱镜8112处以一定角度(优选角度45°)被反射,反射后的P偏光的出射方向与P偏光垂直;由第一法拉第旋转片815射出的S偏光进入第一偏振分光棱镜8111处,由于第一偏振分光棱镜8111处设有S光反射膜,S偏光在第一偏振分光棱镜8111处以一定角度(优选角度45°)被反射,反射后的S偏光与反射后的P偏光在第一偏振分光棱镜8111处合光,合光后的反射光进入第一光接收部503。也就是说,光纤反射的检测光经由偏振分光与偏振合光后进入第一光接收部503,进行反射光的分析处理。
第一偏振分光棱镜8111的出光面正对第一光接收部503,第一偏振分光棱镜8111的反射光出光面处设有第三滤波片818,第三滤波片818对入射的反射光进行滤光,即允许特定波长的光通过第三滤波片818,避免有干扰光进入第一光接收部503。本示例中,第三滤波片818为0°滤光片,与出射光的传播方向垂直。
本实施例中,第二光分合器件82与第一光分合器件81的结构相同,因此,二者进行偏振分光合光的原理也相同,二者区别仅在于设置方向相反。参照图11所示的第一光分合器件的结构示意图和图12所示的第一光分合器件的分解结构示意图,第二光分合器件82也具有相同的结构组成,即第二光分合器件82包括第三偏振分光棱镜组件821、第二磁块822、第二半波片823、第四偏振分光棱镜组件824和第二法拉第旋转片825。
第三偏振分光棱镜组件821与第一偏振分光棱镜组件811具有相同的结构组成和功能,第二磁块822与第一磁块812具有相同的结构组成和功能,第二半波片823与第一半波片813具有相同的结构组成和功能,第四偏振分光棱镜组件824与第二偏振分光棱镜组件814具有相同的结构组成和功能,第二法拉第旋转片825与第一法拉第旋转片815具有相同的结构组成和功能。
参照前述对第一光分合器件81的介绍,本实施例中,第三偏振分光棱镜组件821用于实现偏振分光和合光,第三偏振分光棱镜组件821的入光面朝向分光片84,第三偏振分光棱镜组件821的出光面设置第二磁块822,第二法拉第旋转片825设置在第二磁块822上。第二磁块822为U型结构,因此可采用嵌入的方式,使第二法拉第旋转片825嵌在U型的第二磁块822内。在第二磁块822施加的磁场作用下,对偏振分光后的光按照传播方向的不同分别进行顺时针偏振方向旋转或逆时针偏振方向旋转。第二磁块822的出光面设置第二半波片823,第二半波片823的出光面设置第四偏振分光棱镜组件824,第四偏振分光棱镜组件824用于实现偏振合光和分光。
第三偏振分光棱镜组件821、第二磁块822、第二半波片823和第四偏振分光棱镜组件824可相互胶合,第三偏振分光棱镜组件821、第二磁块822、第二半波片823和第四偏振分光棱镜组件824可通过底座803安装于壳体506内。也就是说,第一光分合器件81和第二光分合器件82均固定于同一底座803上,由底座803实现第一光分合器件81和第二光分合器件82的安装。第三偏振分光棱镜组件821、第二磁块822、第二半波片823和第四偏振分光棱镜组件824之间也可存在间隙,通过底座803安装于壳体506内。第二法拉第旋转片825在磁场的作用下改变光的偏振方向,第二磁块8222的作用是提供第二法拉第旋转片825所需的磁场,提供磁场的磁块可以是U型,也可以是其他形状。
本实施例中,第二光分合器件82的入光面为第三偏振分光棱镜组件821的光接收面;第二光分合器件82的收发光面为第四偏振分光棱镜组件824的光出射面、光接收面(第四偏振分光棱镜组件824的光出射面、光接收面为同一光面,光接收面用于接收来自第二光纤适配器502的光信号);第二光分合器件82的出光面为第三偏振分光棱镜组件821的反射光出射面。
第三偏振分光棱镜组件821包括:第五偏振分光棱镜8211与第六偏振分光棱镜8212,第五偏振分光棱镜8211位于分光片84的透光方向上;第五偏振分光棱镜8211的入光面设有偏振分光膜826,第六偏振分光棱镜8212设有反射膜。第六偏振分光棱镜8212的光轴平行于第五偏振分光棱镜8211,即经过分光片84的透过光经过第六偏振分光棱镜8212的入光面进入第五偏振分光棱镜8211,第五偏振分光棱镜8211对透过光进行分光。
第四偏振分光棱镜组件824包括:第七偏振分光棱镜8241与第八偏振分光棱镜8242,第七偏振分光棱镜8241位于第二光纤适配器502的入光方向上,具体为第二滤波片86的入光方向上;第七偏振分光棱镜8241的入光面设有偏振分光膜827,第八偏振分光棱镜8242设有反射膜。第八偏振分光棱镜8242的光轴平行于第七偏振分光棱镜8241的光轴,即经过分光片84的透过光进入第五偏振分光棱镜8211分光,之后依次经过第二法拉第旋转片825、第二半波片823和第四偏振分光棱镜组件824,在第七偏振分光棱镜8241合光,合光后由第七偏振分光棱镜8241的出光面射出,经过第二滤波片86、第二棱镜88和第二会聚透镜组件802后进入第二光纤适配器502内。
在光接收过程中,数据光在第二光纤适配器502内的光纤中进行传输,来自第二光纤适配器502依次经过第二会聚透镜组件802、第二棱镜88和第二滤波片86后再次进入第二光分合器件82,依次经过第四偏振分光棱镜组件824、第二半波片823、第二法拉第旋转片825与第三偏振分光棱镜组件821,数据光由第三偏振分光棱镜组件821的出光面射出,进入第二光接收部504。
本实施例中,第五偏振分光棱镜8211与第八偏振分光棱镜8242同光轴设置,第六偏振分光棱镜8212与第七偏振分光棱镜8241同光轴设置,以实现光的偏振分光与偏振合光。
第三偏振分光棱镜组件821与第四偏振分光棱镜组件824也可由偏振分光棱镜与高反射镜组合而成,偏振分光棱镜用于将入射光分为P偏光与S偏光,高反射镜用于将P偏光或S偏光反射,实现光的分光与合光。
第五偏振分光棱镜8211的入光面上设有偏振分光膜826,用于将入射的非偏振光分成两束垂直的线偏光,即P偏光与S偏光。第二法拉第旋转片825能在U型的第二磁块822施加的磁场作用下使通过它的光的偏振方向在光传播方向进行顺时针或旋转(优选旋转45°),即第二磁块822对第二法拉第旋转片825施加外加磁场,第二法拉第旋转片825在外加磁场作用下将P偏光与S偏光在正向通过时进行逆时针旋转(优选旋转45°),在逆向通过时进行顺时针旋转(优选旋转45°),光传输方向不变。
第二半波片823将光在正向或逆向通过时进行逆时针旋转(优选旋转45°),即光由第二法拉第旋转片825向第二半波片823方向传播时,逆时针旋转(优选旋转45°)后的P偏光与S偏光继续逆时针旋转(优选旋转45°),使得旋转后的P偏光与未旋转前的P偏光的偏振方向相互垂直,P偏光变换为S偏光,旋转后的S偏光与未旋转前的S偏光的偏振方向相互垂直,S偏光变换为P偏光。
光由第二半波片823向第二法拉第旋转片825方向传播时,P偏光与S偏光经过第二半波片823后逆时针旋转(优选旋转45°),之后旋转后的P偏光与S偏光进入第二法拉第旋转片825,第二法拉第旋转片825在外加磁场作用下将旋转后的P偏光与S偏光进行顺时针旋转(优选旋转45°),如此,P偏光经过第二半波片823与第二法拉第旋转片825后其偏振方向未发生改变,仍为P偏光,S偏光经过第二半波片823与第二法拉第旋转片825后其偏振方向未发生改变,仍为S偏光。
图15为本发明实施例提供的第二光分合器件的发射光传输路线图;图16为本发明实施例提供的第二光分合器件的接收光传输路线图。
参见图8和图15,光发射部505发出的发射光(检测光或数据光)传播到分光片84后产生反射光和透过光,透过光沿与发射光的传播方向相同的方向继续向前传播。在透过分光片84的透过光传播进第三偏振分光棱镜组件821进行偏振分光,偏振分光分别通过第二法拉第旋转片825进行逆时针旋转,旋转后的分光通过第二半波片823再次逆时针旋转,再次旋转后的分光通过第四偏振分光棱镜组件824进行偏振合光,合光后的第二偏振光依次通过第二滤波片86和第二棱镜88进入第二光纤适配器502。
具体地,透过光(图15中的发射光)在第三偏振分光棱镜组件821进行偏振分光,分为P偏光(图15中的P光)和S偏光(图15中的S光),P偏光透过第五偏振分光棱镜8211,而S偏光在第五偏振分光棱镜8211处以一定角度(优选角度45°)被反射,出射方向与P偏光出射方向不同(优选的S偏光的出射方向与P偏光的出射方向成90°角);之后P偏光依次进入第二法拉第旋转片825与第二半波片823,通过第二法拉第旋转片825与第二半波片823后P偏光转换为S偏光。而在第五偏振分光棱镜8211处反射的S偏光进入第六偏振分光棱镜8212,在第六偏振分光棱镜8212处再次以一定角度(优选角度45°)被反射,出射方向与P偏光平行,再次反射后的S偏光依次进入第二法拉第旋转片825与第二半波片823,S偏光被转换为P偏光。
由第二半波片823出射的转换S偏光依次进入第四偏振分光棱镜组件824,转换S偏光在第八偏振分光棱镜8242处以一定角度(优选角度45°)被反射,出射方向与P偏光垂直;由第二半波片823出射的转换P偏光进入第七偏振分光棱镜8241,在第七偏振分光棱镜8241处与反射后的转换S偏光进行合光,合光后的数据光或检测光经过第二滤波片86筛选特定波长光信号后,再经过第二棱镜88的位移作用,传播进第二光纤适配器502。也就是说,光发射部505发射的数据光或检测光经由偏振分光与偏振合光后进入第二光纤适配器502,进入光纤内。
本实施例中,第七偏振分光棱镜8241朝向第二光纤适配器502的一侧设有偏振分光膜827,第八偏振分光棱镜8242朝向第七偏振分光棱镜8241的一侧设有P光反射膜,第六偏振分光棱镜8212朝向第七偏振分光棱镜8241的一侧设有S光反射膜。如图9和15所示,来自第二光纤适配器502的反射光依次通过第二棱镜88和第二滤波片86后进入第四偏振分光棱镜组件824以进行偏振分光,偏振分光分别通过第二半波片823进行逆时针旋转,旋转后的分光通过第二法拉第旋转片825顺时针旋转,旋转后的分光通过第三偏振分光棱镜组件821进行偏振合光,合光后的反射光进入第二光接收部504。
具体地,来自第二光纤适配器502的光信号(图16中的入射光)进入第七偏振分光棱镜8241处,第七偏振分光棱镜8241对入射光进行分光,将入射光分为P偏光(图16中的P光)与S偏光(图16中的S光),P偏光透过该第七偏振分光棱镜8241,而S偏光在第七偏振分光棱镜8241处以一定角度(优选角度45°)被反射,出射方向与P偏光出射方向不同(优选的S偏光的出射方向与P偏光的出射方向成90°角);之后P偏光依次进入第二半波片823与第二法拉第旋转片825,其偏振方向未发生改变,仍为P偏光。而反射后的S偏光进入第八偏振分光棱镜8242,在第八偏振分光棱镜8242处再次以一定角度(优选角度45°)被反射,出射方向与P偏光平行,再次反射后的S偏光依次进入第二半波片823与第二法拉第旋转片825,其偏振方向未发生改变,仍为S偏光。
由第二法拉第旋转片825射出的P偏光进入第六偏振分光棱镜8212处,由于第六偏振分光棱镜8212处设有P光反射膜,P偏光在第六偏振分光棱镜8212处以一定角度(优选角度45°)被反射,反射后的P偏光的出射方向与P偏光垂直;由第二法拉第旋转片825射出的S偏光进入第五偏振分光棱镜8211处,由于第五偏振分光棱镜8211处设有S光反射膜,S偏光在第一偏振分光棱镜8111处以一定角度(优选角度45°)被反射,反射后的S偏光与反射后的P偏光在第五偏振分光棱镜8211处合光,合光后的反射光进入第二光接收部504。也就是说,来自第二光纤适配器502的光信号经由偏振分光与偏振合光后进入第二光接收部504,进行光电转换。
第五偏振分光棱镜8211的出光面正对第二光接收部504,第五偏振分光棱镜8211的反射光出光面处设有第四滤波片(图中未示出,可参照第三滤波片818的设置位置),第四滤波片对入射的反射光进行滤光,即允许特定波长的光通过第四滤波片,避免有干扰光进入第二光接收部504。本示例中,第四滤波片为0°滤光片,与出射光的传播方向垂直。
本发明实施例提供的光模块,来自光纤适配器的反射光或数据光在向对应的光接收部传播时,会再次经过光分合器件。例如,光在进入第一光分合器件81后,经过第二偏振分光棱镜组件814分光后,S偏光入射第一偏振分光棱镜组件811的光路与光发射部505发出的发射光在第一滤波片85产生反射后的传播路径一致,有可能出现反射光沿发射光的发射光路进入激光发射组件,影响激光发射组件的发射性能。
因此,为避免出现上述问题,本实施例提供的光收发组件,将第一光分合器件81和第二光分合器件82的整体做倾斜设置,即在底座803上设置一倾斜凹槽806,倾斜凹槽806的边与对应的底座803的边呈非垂直角度,倾斜凹槽806的倾斜角度可设置为4°,也可设置为其他角度,根据具体情况而定。
将第一光分合器件81和第二光分合器件82放置于倾斜凹槽806内,可使得光发射部505内的激光发射组件的出射光路与第一偏振分光棱镜内反射光的入射光路不一致,反射光无法进入激光发射组件内,实现激光发射组件的抗反射性能。
另外,如图10所示,底座803上还设有分光片固定槽804,第一滤波片固定槽805,第二滤波片固定槽807,第一棱镜固定槽808,第二棱镜固定槽809和准直透镜组件固定槽810。准直透镜组件固定槽810位于底座803的靠近光接收部505的一端,准直透镜组件固定槽810用于固定准直透镜组件83。
准直透镜组件固定槽810为底座803的顶部向下凹陷而形成的凹槽,而倾斜凹槽806也为向下凹陷形成的凹槽,使得准直透镜组件固定槽810和倾斜凹槽806之间形成凸起,在凸起的正对两个光接收部的边分别形成具有斜边的凹槽。由于分光片84和第一滤波片85为倾斜角度设置,且二者为平行关系,因此,分光片固定槽804的斜边和第一滤波片固定槽805的斜边也为平行关系,将分光片84放置于分光片固定槽804中进行固定,将第一滤波片85放置于第一滤波片固定槽805中进行固定。
倾斜凹槽806的另一端也形成凸台,在该凸台上形成向下凹陷的第二滤波片固定槽807,第二滤波片固定槽807用于对第二滤波片86进行固定。第二滤波片固定槽807的另一侧并列形成两个凹槽,分别为第一棱镜固定槽808和第二棱镜固定槽809,位于底座803的靠近光纤适配器的一端。第一棱镜固定槽808用于对第一棱镜87进行固定,第二棱镜固定槽809用于对第二棱镜88进行固定。
在底座803上设置多个凹槽,以对光分合组件80中的各器件进行固定,可以保证准直透镜组件83、分光片84与第二光分合器件82同光轴设置,第二光分合器件82与第二滤波片86同光轴设置,第二滤波片86与第二棱镜88同光轴设置,第二棱镜88与第二光纤适配器502同光轴设置。分光片84和第一滤波片85同光轴设置,第一滤波片85与第一光分合器件81同光轴设置,第一光分合器件81与第二滤波片86同光轴设置,第二滤波片86与第一棱镜87同光轴设置,第一棱镜87与第一光纤适配器501同光轴设置。
由以上技术方案可知,本发明实施例提供的一种光模块,具体为一种具有OTDR功能的双纤三向的光模块。该光模块包括电路板40和与电路板40连接的光收发组件50。光收发组件50包括壳体506,设置在壳体506一端的第一光纤适配器501和第二光纤适配器502,设置在壳体506另一端的光发射部505,设置在壳体506上端的第一光接收部503,以及,设置在壳体506下端的第二光接收部504;壳体506内设有第一光分合器件81、第二光分合器件82、分光片84、第一滤波片85、第二滤波片86、第一棱镜87和第二棱镜88。分光片84位于光发射部505的出光口处,分光片84用于将光发射部505射出的发射光分为反射光和透过光;第一滤波片85位于分光片84的反射光的传播路径上以对反射光再次产生反射后传播进第一光分合器件81,第一光分合器件81用于对反射光进行偏振分光合光,得到第一偏振光;第一偏振光通过第二滤波片86传播进第一棱镜87,第一棱镜87用于改变第一偏振光的传播路径,改变传播路径后的第一偏振光传播进第一光纤适配器501。透过光传播进第二光分合器件82,第二光分合器件82用于对透过光进行偏振分光合光,得到第二偏振光;第二偏振光通过第二滤波片86传播进第二棱镜88,第二棱镜88用于改变第二偏振光的传播路径,改变传播路径后的第二偏振光传播进第二光纤适配器502。来自第一光纤适配器501的光信号依次通过第一棱镜87和第二滤波片86传播进第一光分合器件81,经过第一光分合器件81进行偏振分光合光后的光信号传播进第一光接收部503;来自第二光纤适配器502的光信号依次通过第二棱镜88和第二滤波片86传播进第二光分合器件82,经过第二光分合器件82进行偏振分光合光后的反射光传播进第二光接收部504。光发射部505射出的发射光的波长分别与来自第一光纤适配器501和第二光纤适配器502的光信号的波长相同。本发明提供的光模块,针对双纤三向的结构特点,通过分光片84、第一滤波片85、第二滤波片86、两个光分合器件和两个棱镜实现数据光与反射光的分离,实现同波长光的传输;并在利用其中一个光接收部实现OTDR功能的同时,减小数据光对反射光的串扰,缩短OTDR的衰减盲区,更清晰的测得光纤反射的光,极大地提高OTDR光接收性能。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种光模块,其特征在于,包括:电路板和与所述电路板连接的光收发组件,所述光收发组件包括壳体,设置在所述壳体右端的第一光纤适配器和第二光纤适配器,设置在所述壳体左端的光发射部,设置在所述壳体上端的第一光接收部,以及,设置在所述壳体下端的第二光接收部;
所述壳体内设有第一光分合器件、第二光分合器件、分光片和第一滤波片;
所述分光片位于所述光发射部的出光口处,所述分光片用于将所述光发射部射出的发射光分为反射光和透过光;所述第一滤波片位于所述分光片的反射光的传播路径上;所述反射光在所述第一滤波片上发生反射后传播进所述第一光分合器件,所述第一光分合器件用于对反射光进行偏振分光合光,得到第一偏振光,所述第一偏振光传播进所述第一光纤适配器;
所述透过光传播进所述第二光分合器件,所述第二光分合器件用于对透过光进行偏振分光合光,得到第二偏振光;所述第二偏振光传播进所述第二光纤适配器;
来自所述第一光纤适配器的光信号经过所述第一光分合器件进行偏振分光合光后形成第三偏振光,所述第三偏振光传播进所述第一光接收部;来自所述第二光纤适配器的光信号经过所述第二光分合器件进行偏振分光合光后形成第四偏振光,所述第四偏振光传播进所述第二光接收部;
所述光发射部射出的发射光的波长分别与来自所述第一光纤适配器和所述第二光纤适配器的光信号的波长相同。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述分光片沿所述光发射部至所述第二光分合器件的方向倾斜设置,所述分光片的入光面朝向所述第一滤波片。
3.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述第一滤波片沿所述光发射部至所述第一光分合器件的方向倾斜设置,所述第一滤波片的反射面与所述分光片的入光面相对,所述第一滤波片的反射面朝向所述第一光分合器件的入光面。
4.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述第一光分合器件和第一光纤适配器之间,以及,所述第二光分合器件和第二光纤适配器之间设有共用的第二滤波片;由所述第一光分合器件射出的所述第一偏振光通过所述第二滤波片传播进所述第一光纤适配器;由所述第二光分合器件射出的所述第二偏振光通过所述第二滤波片传播进所述第二光纤适配器;
来自所述第一光纤适配器的光信号通过所述第二滤波片传播进所述第一光分合器件,形成的所述第三偏振光传播进所述第一光接收部;来自所述第二光纤适配器的光信号通过所述第二滤波片传播进所述第二光分合器件,形成的所述第四偏振光传播进所述第二光接收部。
5.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述第一光分合器件和第一光纤适配器之间设有第一棱镜,所述第二光分合器件和第二光纤适配器之间设有第二棱镜;由所述第一光分合器件射出的所述第一偏振光传播进所述第一棱镜,所述第一棱镜用于改变所述第一偏振光的传播路径,改变传播路径后的所述第一偏振光传播进所述第一光纤适配器;由所述第二光分合器件射出的所述第二偏振光传播进所述第二棱镜,所述第二棱镜用于改变所述第二偏振光的传播路径,改变传播路径后的所述第二偏振光传播进所述第二光纤适配器;
来自所述第一光纤适配器的光信号通过所述第一棱镜传播进所述第一光分合器件,形成的所述第三偏振光传播进所述第一光接收部;来自所述第二光纤适配器的光信号通过所述第二棱镜传播进所述第二光分合器件,形成的所述第四偏振光传播进所述第二光接收部。
6.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述第一偏振光与所述第二偏振光的传播方向相同,所述第三偏振光与所述第四偏振光的传播方向相反。
7.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述第一光分合器件包括第一偏振分光棱镜组件、第一磁块、第一半波片、第二偏振分光棱镜组件和第一法拉第旋转片;所述第一偏振分光棱镜组件的入光面朝向所述第一滤波片,所述第一法拉第旋转片设置在所述第一磁块上,在所述第一磁块施加的磁场作用下,对偏振分光后的光按照传播方向的不同分别进行顺时针偏振方向旋转或逆时针偏振方向旋转;在所述第一滤波片上产生反射的反射光传播进所述第一偏振分光棱镜组件进行偏振分光,所述偏振分光分别通过所述第一法拉第旋转片进行顺时针旋转,旋转后的分光通过所述第一半波片再次顺时针旋转,再次旋转后的分光通过所述第二偏振分光棱镜组件进行偏振合光,合光后的第一偏振光进入所述第一光纤适配器;
来自所述第一光纤适配器的光信号进入所述第二偏振分光棱镜组件以进行偏振分光,所述偏振分光分别通过所述第一半波片进行顺时针旋转,旋转后的分光通过所述第一法拉第旋转片逆时针旋转,再次旋转后的分光通过所述第一偏振分光棱镜组件进行偏振合光,合光后的反射光进入所述第一光接收部。
8.根据权利要求7所述的光模块,其特征在于,所述第一偏振分光棱镜组件包括:第一偏振分光棱镜与第二偏振分光棱镜,所述第一偏振分光棱镜位于所述第一滤波片的出光方向上;所述第一偏振分光棱镜的入光面设有偏振分光膜,所述第二偏振分光棱镜设有反射膜;
所述第二偏振分光棱镜组件包括:第三偏振分光棱镜与第四偏振分光棱镜,所述第三偏振分光棱镜位于所述第一光纤适配器的入光方向上;所述第三偏振分光棱镜的入光面设有偏振分光膜,所述第四偏振分光棱镜设有反射膜;所述第一偏振分光棱镜与所述第四偏振分光棱镜同光轴设置,所述第二偏振分光棱镜与所述第三偏振分光棱镜同光轴设置。
9.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述第二光分合器件包括第三偏振分光棱镜组件、第二磁块、第二半波片、第四偏振分光棱镜组件和第二法拉第旋转片;所述第三偏振分光棱镜组件的入光面朝向所述分光片,所述第二法拉第旋转片设置在所述第二磁块上,在所述第二磁块施加的磁场作用下,对偏振分光后的光按照传播方向的不同分别进行顺时针偏振方向旋转或逆时针偏振方向旋转;在透过所述分光片的透过光传播进所述第三偏振分光棱镜组件进行偏振分光,所述偏振分光分别通过所述第二法拉第旋转片进行逆时针旋转,旋转后的分光通过所述第二半波片再次逆时针旋转,再次旋转后的分光通过所述第四偏振分光棱镜组件进行偏振合光,合光后的第二偏振光进入所述第二光纤适配器;
来自所述第二光纤适配器的光信号进入所述第四偏振分光棱镜组件以进行偏振分光,所述偏振分光分别通过所述第二半波片进行逆时针旋转,旋转后的分光通过所述第二法拉第旋转片顺时针旋转,旋转后的分光通过所述第三偏振分光棱镜组件进行偏振合光,合光后的反射光进入所述第二光接收部。
10.根据权利要求9所述的光模块,其特征在于,所述第三偏振分光棱镜组件包括:第五偏振分光棱镜与第六偏振分光棱镜,所述第五偏振分光棱镜位于所述分光片的透光方向上;所述第五偏振分光棱镜的入光面设有偏振分光膜,所述第六偏振分光棱镜设有反射膜;
所述第四偏振分光棱镜组件包括:第七偏振分光棱镜与第八偏振分光棱镜,所述第七偏振分光棱镜位于所述第二光纤适配器的入光方向上;所述第七偏振分光棱镜的入光面设有偏振分光膜,所述第八偏振分光棱镜设有反射膜;所述第五偏振分光棱镜与所述第八偏振分光棱镜同光轴设置,所述第六偏振分光棱镜与所述第七偏振分光棱镜同光轴设置。
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