CN1248023C - 用于双向光通信的光学部件 - Google Patents

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CN1248023C CNB031384641A CN03138464A CN1248023C CN 1248023 C CN1248023 C CN 1248023C CN B031384641 A CNB031384641 A CN B031384641A CN 03138464 A CN03138464 A CN 03138464A CN 1248023 C CN1248023 C CN 1248023C
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Abstract

本发明公开了一种用于双向光通信中的光学部件,其中,光导(43)在透镜孔径的直径上局部嵌入透镜(43),透镜(43)将从光纤端面入射的接收光会聚到光接收元件(15)上,并且光导(33)的折射率大于透镜(43)的折射率。该光导(33)由嵌入部分(33-1)和延伸部分(33-1)构成,并且从延伸部分(33-2)的端面(33c)入射到光导(33)上的发送光(22)经反射面(33a)反射且射入光纤。发送光(22)经光导(33)引导到光纤端面上,而不泄漏到接收侧部分。

Description

用于双向光通信的光学部件
技术领域
本发明涉及一种用于双向光通信的光学部件,该双向光通信通过单根光纤发送和接收光波信号,更具体的,涉及一种相对光纤的任一端面设置的光学部件,以将自光纤接收的光引导到一个光接收元件,并将自光发射元件发射的光发射到光纤端面内。
背景技术
图16示意性示出这种光学部件的一个现有技术实例,同时示出一光纤,一光发射元件和一光接收元件。在该实例中,光学部件由一棱镜11和两会聚透镜12和13组成,光波信号穿过这些元件发送和接收。
棱镜11的截面是正三角形的,并且光纤14设置成其端面正对棱镜11其间形成直角的两表面中的第一表面11a,而光接收元件15设置成正对棱镜11的第二表面11b,同时透镜12设置在它们中间。在棱镜11第三表面11c的外侧,也就是棱镜斜边侧,在透镜13之后设有光发射元件16。
光接收元件15和光发射元件16分别由透明树脂密封在铅制支架(leadframe)上。在图16中,附图标记17表示铅制支架,18表示密封树脂。光发射元件16例如是激光二极管(LD)或发光二极管(LED),而光接收元件15例如是光电二极管(PD)。
在上述这种设置下,从光纤14端面射出的接收光21通过表面11a进入棱镜11,然后被表面11c反射到侧表面11b,并且通过透镜12聚焦到光接收元件15上。另一方面,从光发射元件16发出的发射光22被透镜13会聚,然后通过表面11c进入棱镜11并行进至表面11a,从那里射入光纤14的端面内。
如上所述,根据图16所示的传统设置,光路被限定用于透射或反射,这取决于棱镜11的第三表面(斜边)11c透射或是反射入射到其上的光;图16中的阴影区域是透射和接收所共享的。
因此,现有技术存在串扰现象,即棱镜11或发射光22中的杂散光被棱镜11的第一表面(孔径)11a以及光纤14的端面反射到图17中所示的接收面,并入射到光接收元件15。从性能的角度来说,串扰的大小成为焦点。
此外,因为鉴于提供提高的耦合效率而采用两个透镜12和13,所以现有技术的实例的组件数量很大并从而昂贵,笨重且难以微型化。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种用于双向光通信的光学部件,该光学部件抑制了串扰并且高效,小型和便宜。
根据本发明,提供一种用于双向光通信的光学部件,它通过单根光纤上进行发送和接收,所述光学部件包括:
会聚装置,用于把从所述光纤来的接收的光会聚到光接收元件上;和
光导,用于把自光发射元件发射的发送光发射入所述光纤中;
其中,所述会聚装置是相对于所述光纤的端面设置的会聚透镜;
其中,所述光导的折射率大于所述会聚透镜的折射率,并且所述光导在其下端部嵌入与所述光纤端面相对的所述会聚透镜的孔径的直径处;
其中,所述光导包括嵌入所述会聚透镜的嵌入部分和从所述嵌入部分径向向所述会聚透镜之外延伸的一部分;以及
其中,所述嵌入部分的底部形成一相对于所述会聚透镜的光轴倾斜的反射面,使得从所述延伸部分的端面入射的所述发送光被所述反射面反射,并射入所述光纤的端面。
根据本发明,提供一种用于双向光通信的光学部件,它通过单根光纤上进行发送和接收,所述光学部件包括:
会聚装置,用于把从所述光纤来的接收的光会聚到光接收元件上;和
光导,用于把自光发射元件发射的发送光发射入所述光纤中;
其中,所述会聚装置包括:一三角形截面的棱镜,其具有相对于所述光纤端面的第一表面,相对于所述光接收元件的第二表面,和用于将入射到其上的所述接收光经所述第一表面反射向所述第二表面的第三表面;以及第一和第二会聚透镜,它们分别一体成形在所述棱镜的所述第一和第二表面上;
其中,所述光导的折射率大于所述第一会聚透镜的折射率,并且所述光导沿着所述第一和第三表面相交的边缘的方向在与所述光纤的端面相对的所述第一会聚透镜的孔径的直径上局部嵌入所述第一会聚透镜;以及
其中,所述光导包括嵌入所述第一会聚透镜的嵌入部分和从所述嵌入部分向所述边缘之外延伸的一部分,所述嵌入部分的底部形成一相对于所述第一会聚透镜的光轴倾斜的反射面,使得从所述延伸部分的端面入射的所述发送光被所述反射面反射,并射入所述光纤的端面。
根据本发明,提供一种用于双向光通信的光学部件,它通过单根光纤上进行发送和接收,所述光学部件包括:
会聚装置,用于把从所述光纤来的接收的光会聚到光接收元件上;和
光导,用于把自光发射元件发射的发送光发射入所述光纤中;
其中,所述会聚装置具有透镜半部,该透镜半部具有将透镜沿平行于其光轴的一个平面切除的结构;
所述光导装置具有发送棱镜,所述发送棱镜具有第一表面,其上入射所述发送光;相对于所述光纤端面的第二表面;以及第三表面,用于将自所述第一表面入射其上的所述发送光反射向所述第二表面,使得被反射的光通过第二表面进入所述光纤的端面;以及
所述透镜半部将来自所述光纤的所述接收光会聚到所述光接收元件上。
附图说明
图1A是根据本发明光学部件的实施例的前视图;
图1B是其侧视图;
图1C是其底视图;
图2A是示出光如何通过图1的光学部件而发送的示意图;
图2B是示出光如何通过图1的光学部件而接收的示意图;
图3是在图1光学部件中通过光导的孔径发射的发送光自光纤端面反射所沿方向的解释图;
图4A是根据本发明光学部件另一实施例的前视图;
图4B是其侧视图;
图4C是其底视图;
图5A是根据本发明的光学部件再一个实施例的前视图;
图5B是其侧视图;
图5C是其底视图;
图6A是示出光如何通过图5的光学部件而发送的示意图;
图6B是示出光如何通过图5的光学部件而接收的示意图;
图7是根据本发明光学部件再一实施例的前视图;
图8A是根据本发明光学部件再一实施例的前视图;
图8B是其侧视图;
图8C是其底视图;
图9A是根据本发明光学部件再一实施例的前视图;
图9B是其侧视图;
图9C是其底视图;
图10A是示出光如何通过图9的光学部件而发送的示意图;
图10B是示出光如何通过图9的光学部件而接收的示意图;
图11A是根据本发明光学部件再一实施例的前视图;
图11B是其侧视图;
图11C是其底视图;
图12是根据本发明光学部件再一实施例的前视图;
图13A是示出光如何通过图11的光学部件而发送的示意图;
图13B是示出光如何通过图11的光学部件而接收的示意图;
图14A是根据本发明光学部件又一实施例的前视图;
图14B是其侧视图;
图14C是其底视图;
图15是示出图9中光学部件如何结合进光纤连接器中的底视图;
图16是示出光如何通过传统光学部件(由一棱镜和两个透镜组成)发送和接收的示意图;
图17是示出发送光的反射光如何泄漏到图16光学部件接收侧的示意图。
具体实施方式
图1A至图1C示意性示出了本发明的一个实施例,其中,用于双向光通信以在单根光纤上进行发送和接收的光学部件30包括一透镜43,通过该透镜,从光纤端面射出的接收光聚焦或会聚到一光接收元件上;和一光导33(如阴影所示),其折射率大于透镜43的折射率,并且其一端部嵌入透镜43中。
在本实施例中,光导33大体上是梯形元件,例如具有一大约45°的倾斜部分33W。光导33位于与光纤端面相对设置的透镜43孔径的直径上。光导33由嵌入部分33-1和从透镜43径向向外延伸的部分33-2组成,该嵌入部分33-1包括斜边33a和倾斜部分33W的边缘部分,它们被嵌入棱镜43中。在本例中,光导33设置在透镜43的一半径上,且倾斜部分33W的尖端保持在透镜43的光轴Ox附近。
光导33的嵌入部分33-1的倾斜面以45°或更小的角度倾斜于透镜43的光轴Ox,形成一反射面33a,并且延伸部分33-2从嵌入部分33-1沿棱镜43径向向外延伸。为了使入射光在反射面33a全反射,在其上入射的角度选择成小于临界角,该临界角取决于透镜43和光导33的折射率。
本例中,光导33如图1所示整体上是梯形的。相对光纤端面的延伸部分33-2的表面(孔径)33b位于与透镜43的光轴Ox垂直并且包含延伸部分33-2在透镜43的光轴Ox上的顶点的平面内。延伸部分33-2的端面33c保持与透镜43的光轴Ox平行。
透镜43和光导33由高透明度(透光度)的低成本树脂制成(如丙烯,聚碳酸酯,非晶聚烯烃)制成。在这种情况下,透镜43和光导33也可以通过双色注模而模制成一体,但它们也可以用普通光学玻璃模制成一体。
图2A和图2B示出光如何通过光学部件30发送和接收。光发射元件16设置为正对光导33的延伸端面33c,也就是,在本例中光发射元件16和光接收元件15彼此垂直设置。光纤14和透镜43共轴对准。
如图2所示,从光发射元件16发出的发送光22通过光导33的端面进入光导33,并且经反射面33a反射到表面(孔径)33b,且从那里射入光纤14的端面。为了使反射面33a更好地实现全反射,光导用折射率大于透镜43的材料制成,并且其相对于光轴Ox的倾斜角设置为45°或更小。
另一方面,如图2B中所示,从光纤14的端面射出的接收光12通过透镜43聚焦或会聚到光接收元件15上。如同图16所示现有技术中的实例情况,在本例中,光发射元件16和光接收元件15利用密封树脂18密封在铅制支架17上。
具有上述结构的光学部件30通过光导33将发送光22引导到光纤的端面上,即,光导33中不具有如图16中现有技术实例那样的发送光/接收光共享区域,取而代之的是光导33构成了一条专用于发送的光路。并且经光纤14的端面或光导33的孔径33b反射的发送光22仅沿图3所示的光导33的方向返回。
于是,光学部件30确保了发送光的发射而不会使反射光或杂散光泄漏到接收侧,从而使由于发送光22射到光接收元件15上而产生的串扰锐减。
此外,专门用于发送的光路的提供允许减少发送侧的孔径面积-这允许拓宽接收侧的孔径,因此相应的提供了提高的接收效率。
此外,因为发送光22通过将发送侧的孔径面积减少到很小的点尺寸以便射入光纤14来聚焦,所以用于发送和接收的有效孔径面积不受光纤14的偏心率的影响,从而可抑制发送光和接收光量的变化。
与图16现有技术实例中由棱镜11和两个透镜12和13组成的三元件部件从而分别形成发散部件和会聚部件相反,本实施例的光学部件30是一单结构部件,从而可以相应地微型化和更便宜。
图4A至图4C示意性示出光学部件30的另一实施例,它改变了光导33的形状以获得进一步改进的性能。在本实施例中,光导33的反射面33a是凹形弯曲的;相对光发射元件16设置的光导33的端面33c凸形弯曲;会聚透镜33B整体形成在与光纤14的端面相对设置的孔径33b上;并且延伸部分33-2的从透镜43径向向外延伸的那部分朝向其端面33c逐渐变宽。
通过光导33的这种结构,入射到端面33c上的发送光束自凹形弯曲的反射面33a反射,并且通过会聚透镜43聚焦为足以小于光纤14(见图2A)数值孔径(NA)的点,以便射入其端面。
虽然在上面的实施例中光发射元件16和光接收元件15彼此垂直设置,但通过使用如下描述的光学部件它们可以设置成相对关系。
图5A至图5C描绘的光学部件30的结构,其可使光发射元件16和光接收元件15彼此相对设置。在本例中,透镜43、棱镜42以及会聚透镜44整合为一复合光学元件45。光导33设置为其一端部嵌入透镜43。
棱镜42用于将来自光纤14(见图6)的接收光21沿与入射方向不同的方向引导,也就是,沿着与入射光的光轴基本垂直并且与光发射元件16相对的方向。在本例中,棱镜42的截面是直角三角形,而光纤14设置为其端面与棱镜42中其间形成直角的两表面中的第一表面42a相对,并且光接收元件15设置为与棱镜42的第二表面42b相对。第一和第二会聚透镜43和44分别与第一和第二表面42a和42b整体形成。棱镜42的倾斜的第三表面42c在其内部形成反射表面。
在本例中,光导33具有与图4中所示的光导33相同的结构,并且位于会聚透镜43孔径的与光纤端面相对的一半径上,从而光导33从透镜43的中心延伸并且向外凸出于棱镜42的表面42a和42c相交的一边42d。
光导33具有比接收复合光学元件45更大的折射率,并且其延伸部分33-2从嵌入部分33-1延伸且凸出于棱镜42的边42d之外。反射面33a相对于会聚透镜43的光轴倾斜。
图6A和图6B示出光如何通过本实施例的光学部件30发送和接收。光接收元件15相对于整体形成在棱镜42的表面42b上的会聚透镜44设置,也就是,光接收元件15设置成与光发射元件16平行但相对,该光发射元件16相对于光导33的延伸端面33c设置。光纤14和会聚透镜43彼此共轴设置。
如图6A所示,从光发射元件16发出并且进入光导33的发送光22经凹形弯曲的反射面33a反射到光纤14的端面。
另一方面,如图6B所示,从光纤14的端面发出的接收光21经会聚透镜43会聚,并且通过表面(孔径)42a射入棱镜42,而入射光从表面42c反射到表面42b上且经会聚透镜44聚焦到光接收元件15上。
如上所述,图5和6所示的实施例中,光学部件30反射接收光以用来入射到光接收元件15上。这种功能结构允许光发射元件16和光接收元件15设置成相对关系。顺便提及,本实施例的光学部件30也可由与图2的光学部件相同的材料制成。
图7示意性示出图5的光学部件30的改进形式,其中棱镜42的倾斜面42c是凹形弯曲的。这种结构进一步稳定接收光21的聚焦。棱镜42中的凹面42c可通过在棱镜42的倾斜面外侧形成凸透镜来获得。
在上述参照图1至图7的光学部件30中,光导33设置在透镜43孔径的一个半径上,也就是,位于会聚透镜43的光轴一侧的光导33的顶点与该会聚透镜的中心对准,但是光导33的顶点也可以设置为稍微向前或向后偏离透镜43的中心。
虽然在上文中光导部分地嵌入接收光路(接收部分)中以形成专门用于发送的光路,但是接收部分(形成接收光路)和发送部分(形成发送光路)可以整合为用于双路光通信系统的光学部件。
图8A至图8C示意性示出此光学部件的一个实施例。在本实施例中,光学部件30是保留光轴Ox的半球形透镜半部43和由棱镜形成的光导33的整体结构。
光导33是通过平行于对边切除一截面为直角三角形的棱镜的一个锐角部分而形成的梯形元件,并且该梯形光导将其切除部分一体连接到透镜半部43的平面部分43a上。
在上述结构的光学部件30中,透镜半部43提供一接收光路,在该接收光路中从光纤端面发出的接收光通过透镜半部43聚焦到光接收元件上,而形成光导33的棱镜提供发送光路。
光发射元件相对于光导33的与切除部分相对的第一表面33c设置,该切除部分连接到透镜半部43,并与表面33c垂直的第二表面33b与光纤端面正对且与透镜半部43成并排关系;也就是,第二表面33b形成孔径。第三表面(倾斜面)33a起反射面的作用。
通过表面33c进入光导33的发送光经倾斜表面33a反射而通过表面33b进入光纤端面。表面33a倾斜成能够实现发送光全发射的角度。
本实施例的光学部件30同样由高透明度(透光度)的低成本树脂制成,如丙烯,聚碳酸酯,非晶聚烯烃。
图9A至9C示意性示出图8的光学部件30的改进形式,其改变了接收侧部分的形状并且目的在于提高发送侧的性能。在本例中,在接收侧部分上,会聚透镜43和44与盒状(box-shaped)块42的相对侧面一体形成,同时保持透镜43和44的光轴对准。在发送侧部分上,会聚透镜33B和33D分别与棱柱形光导33的表面33c和33b一体形成,并且反射面33a是凹形弯曲的。
如上所述,通过将会聚透镜33B和33D与棱柱形光导33及凹形弯曲的反射面一体成形,能够将发送光垂直于光纤端面而射入光纤中,同时将光束聚焦为足以小于光纤数值孔径(NA)的点。
图10A和图10B示意性示出光如何通过图9所示的光学部件发送和接收。光发射元件16相对于从棱柱形光导33的表面33c突出的会聚透镜33B设置,而光接收元件15位于与会聚透镜43和44共同的光轴Ox上。顺便提及,光纤14的光轴Ox与会聚透镜43和44的光轴对准。
如图10A所示,从光发射元件16发射的发送光22由会聚透镜33D会聚,然后射入棱柱形光导33,然后经凹形弯曲的反射面33a反射到表面33b,并由会聚透镜33B会聚,射入光纤14。
另一方面,从光纤14的端面射出的接收光21通过在块42两侧的会聚透镜43和44聚焦到光接收元件15上。
通过图9中所示结构的光学部件30,发送光路和接收光路基本上彼此分开,并且由在光纤14的端面或会聚透镜33B的孔径处的发送光或杂散光反射而引起的串扰的发生频率稍高于例如图4中所示的光学部件30的情况,但比现有技术的实例的情况低。
在本例中,接收光路(接收侧)和发送光路(发送侧)由同种材料模制为一体-这与具有前述结构的光学部件相比可以减少制造成本,该前述结构使光导部分地嵌入折射率不同于该光导的透镜中。
图11A至图11C示意性示出接收侧部分和发送侧部分由同一材料模制为一体的光学部件30的一个改进形式。本例的光学部件设计成使光发射元件16和光接收元件15彼此相对设置。为了这个目的,棱柱形光导装置33和用于接收光路的棱镜42整合到截面为五边形的棱镜40中。
棱镜42的第一表面42a及与其相邻的第二表面42b彼此垂直,而表面42a和棱柱形光导33的表面33b相互齐平,并且光导33的表面33b和表面33c彼此垂直。截面为五边形的棱镜40具有一凹面轮廓,该凹面由分别与表面42b和33c成锐角的剩余两表面42d和33a构成。如图11B所示,在表面42d和33a相交处形成的角或倾斜部分42f接近表面42a。
棱镜40由图11B中的角42f的之上的一部分形成接收光路,而由角42f的之下的一部分形成发送光路。从光纤入射的光束射到围绕光轴Ox的透镜43和44上。光轴Ox代表光纤光轴的位置(未示出)。光轴Ox比角42f进一步移向棱镜42的内部。因此,由来自光纤的入射光照射的接收侧透镜43的表面积大于由入射光照射的发送侧透镜33B的表面积-这被用来减少入射光的损耗。通过确定光轴Ox与透镜33B和43的位置关系,从而使入射光束可以如上所述同时射到两透镜上。来自光发射元件的发送光也可以经透镜33B射入光纤,而没有发送光泄漏到光接收元件侧。此外,从光纤平行于光轴Ox入射到透镜33B上的光经棱镜33发射到光接收元件侧并且变为损耗,但没有串扰发生。
上述结构的棱镜40具有两个会聚透镜43和33B,它们与光纤端面相对的表面42a一体形成。会聚透镜43和33B局部切除,并且通过它们的切除部分连接在一起。此外,会聚透镜44和33D也分别与表面42b和33c一体形成,并且作为反射表面的内表面42d和33a是凹形弯曲的。
虽然本实施例的光学部件30具有上述结构,其中截面为五边形的棱镜40与会聚透镜43,44,33B和33D一体形成并且内表面42d和33a是凹面弯曲的,但是内表面42d和33a也可以如图12所示做成例如平面状。
图13A和图13B示意性示出光如何通过图11所示的光学部件发送和接收。光发射元件16相对于突出地设置在棱镜40的表面33c上的会聚透镜33D设置,并且光接收元件15相对于突出地设置在棱镜40的表面42b的会聚透镜44设置;从而,光发射元件16和光接收元件15设置为平行且相对关系。光纤14的光轴Ox与棱镜40表面42a上的接收侧的会聚透镜43的光轴对准。
如图13A所示,从光发射元件16发射的发送光22经会聚透镜33D射入棱镜40,然后经凹形弯曲的反射面33a反射到表面33,并且经会聚透镜33B射到光纤14的端面。
另一方面,如图13B所示,从光纤端面射出的接收光经会聚透镜43入射到棱镜40上,然后经凹形弯曲的反射面42d反射到表面42b,并且经会聚透镜44聚焦到光接收元件15上。
如上所述,本实施例的光学部件30利用棱镜40中限定凹面以形成角或倾斜部分42f的倾斜面42d和33a作为反射面,由此可以隔离发送光路和接收光路,并使光发射元件16和光接收元件15相对设置。
图14示出了图11的光学部件30的一个结构简化模型。图11实施例中棱镜40的表面42a上的两会聚透镜43和33B由一个会聚透镜43B代替,该会聚透镜43B包括对称的透镜半部,其一形成接收光路而另一形成发送光路。
这种结构使光学部件的制造容易,并且便于与光发射元件以及接收元件的装配,因为对于它们的放置位置没有特殊限制。
通过实例,图15示意性示出本发明的光学部件如何安装在用于光电转换装置的单导线光纤连接器71上。在本实例中,图9实施例的光学部件30结合到连接器中。附图标记32表示用于容纳光纤插头的套管。
如图15所示,光学部件30尺寸小,并因此它适于结合到这样的连接器71中。
在该结构的光学部件中,其中专门用于发送的光导局部嵌入接收侧部分,而例如发送侧部分和接收侧部分之间形成微小空隙结构代替增加光导的折射率,也产生同样的效果。
发明效果
如上所述,根据本发明,因为发送光路和接收光路彼此分离所以发送光可以发射而不泄漏到接收侧部分,所以可以减少串扰的发生;从而,有可能获得用于双向光通信系统的高效,高性能的光学部件。
此外,不同于图16的现有技术的实例,其中用两个透镜分别与棱镜形成独立的发散和会聚部分,本发明的光学部件形成一体化结构,从而小巧且低成本。

Claims (15)

1.一种用于双向光通信中的光学部件,该用于双向光通信的光学部件在单根光纤上进行光发送和接收,该光学部件包含:
会聚装置,用于将来自所述光纤的光会聚到一光接收元件上;和
光导,用于将来自一光发射元件的发送光射入所述光纤中;
其中,所述会聚装置是相对于所述光纤的端面设置的会聚透镜;
其中,所述光导的折射率大于所述会聚透镜的折射率,并且所述光导在其下端部嵌入与所述光纤端面相对的所述会聚透镜的孔径的直径处;
其中,所述光导包括嵌入所述会聚透镜的嵌入部分和从所述嵌入部分径向向所述会聚透镜之外延伸的一部分;以及
其中,所述嵌入部分的底部形成一相对于所述会聚透镜的光轴倾斜的反射面,使得从所述延伸部分的端面入射的所述发送光被所述反射面反射,并射入所述光纤的端面。
2.如权利要求1所述的光学部件,其中,所述反射面,所述延伸部分的端面以及所述光导中相对于所述光纤端面设置的所述延伸部分的表面中的至少一个是球形的。
3.如权利要求1或2所述的光学部件,其中,所述光导装置的所述延伸部分中位于所述会聚透镜外部的那部分沿所述会聚透镜的直径方向朝所述端面逐渐变宽。
4.一种用于双向光通信中的光学部件,该用于双向光通信的光学部件在单根光纤上进行光发送和接收,该光学部件包含:
会聚装置,用于将来自所述光纤的光会聚到一光接收元件上;和
光导,用于将来自一光发射元件的发送光射入所述光纤中;
其中,所述会聚装置包括:一三角形截面的棱镜,其具有相对于所述光纤端面的第一表面,相对于所述光接收元件的第二表面,和用于将入射到其上的所述接收光经所述第一表面反射向所述第二表面的第三表面;以及第一和第二会聚透镜,它们分别一体成形在所述棱镜的所述第一和第二表面上;
其中,所述光导的折射率大于所述第一会聚透镜的折射率,并且所述光导沿着所述第一和第三表面相交的边缘的方向在与所述光纤的端面相对的所述第一会聚透镜的孔径的直径上局部嵌入所述第一会聚透镜;以及
其中,所述光导包括嵌入所述第一会聚透镜的嵌入部分和从所述嵌入部分向所述边缘之外延伸的一部分,所述嵌入部分的底部形成一相对于所述第一会聚透镜的光轴倾斜的反射面,使得从所述延伸部分的端面入射的所述发送光被所述反射面反射,并射入所述光纤的端面。
5.如权利要求4所述的光学部件,其中,所述反射面,所述延伸部分的所述端面以及所述光导的与所述光纤端面相对设置的所述延伸部分的表面中的至少一个是球形。
6.如权利要求4或5所述的光学部件,其中,所述光导的所述延伸部分从所述边缘向外逐渐变宽。
7.如权利要求4或5所述的光学部件,其中,所述第三表面是球形。
8.一种用于双向光通信中的光学部件,该用于双向光通信的光学部件在单根光纤上进行光发送和接收,该光学部件包含:
会聚装置,用于将来自所述光纤的光会聚到一光接收元件上;和
光导,用于将来自一光发射元件的发送光射入所述光纤中;
其中,所述会聚装置具有透镜半部,该透镜半部具有将透镜沿平行于其光轴的一个平面切除的结构;
所述光导装置具有发送棱镜,所述发送棱镜具有第一表面,其上入射所述发送光;相对于所述光纤端面的第二表面;以及第三表面,用于将自所述第一表面入射其上的所述发送光反射向所述第二表面,使得被反射的光通过第二表面进入所述光纤的端面;以及
所述透镜半部将来自所述光纤的所述接收光会聚到所述光接收元件上。
9.如权利要求8所述的光学部件,其中,所述会聚装置包括与所述透镜半部的接收光发射表面一体成形的盒状块以及与所述盒状块中与所述透镜半部相对的表面一体成形的接收光会聚透镜。
10.如权利要求8或9所述的光学部件,其中,第一和第二会聚透镜分别与所述发送棱镜的所述第一和第二表面一体成形。
11.如权利要求8或9所述的光学部件,其中,所述第三表面是凹形弯曲的。
12.如权利要求8所述的光学部件,其中,所述会聚装置包括一接收棱镜,该接收棱镜与所述透镜半部的光发射表面一体成形,并且与所述发送棱镜整体成形;以及一接收会聚透镜,用于将来自所述接收棱镜的光会聚到所述光接收元件上;以及
所述接收棱镜具有相对于所述光纤端面的所述第二表面;连接所述第二表面并相对于所述光接收元件的第四表面,以及用于将从所述第二表面入射的光反射到所述第四表面的第五表面,所述发送棱镜和所述接收棱镜一体成形为五边形截面的一块棱镜。
13.如权利要求12所述的光学部件,其中,用于会聚所述发送光的第一和第二会聚透镜分别与所述第一表面和第二表面一体成形。
14.如权利要求12或13所述的光学部件,其中,所述第三和第五表面在所述发送和接收棱镜中分别是凹形弯曲的。
15.如权利要求13所述的光学部件,其中,用于会聚所述接收光的所述透镜半部和用于会聚所述发送光的所述第二会聚透镜作为单个透镜形成在所述第二表面上;
所述第三和第五表面都是凹形弯曲的;并且
所述接收光通过的所述棱镜的一个半部和所述发送光通过的另一半部形成为对称关系。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3787107B2 (ja) 2002-05-20 2006-06-21 ホシデン株式会社 双方向光通信用光学部品及び光送受信器
EP1577742A1 (en) * 2004-03-18 2005-09-21 STMicroelectronics Limited Improved optical pointing device
CN100498429C (zh) * 2004-05-28 2009-06-10 株式会社垂马提兹 使用偏振可变元件的光器件
DE15161206T1 (de) * 2004-06-24 2016-08-18 Valeo Vision Vorrichtung zur Beleuchtung und/oder Signalisierung mit optischem Lichtwellenleiter
WO2008126495A1 (ja) * 2007-03-30 2008-10-23 Konica Minolta Opto, Inc. 光源ユニット
EP2185954A1 (en) * 2007-09-07 2010-05-19 Datalogic Scanning Group S.r.l. Image acquisition device and optical component thereof
WO2010129039A1 (en) 2009-05-05 2010-11-11 Tessera Technologies Hungary Kft. Folded optic, camera system including the same, and associated methods
WO2011083812A1 (ja) * 2010-01-06 2011-07-14 株式会社フジクラ 光結合構造および光送受信モジュール
CN102298181A (zh) * 2010-06-22 2011-12-28 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 光电传输系统
CN106443900B (zh) 2012-10-05 2019-08-09 3M创新有限公司 光学连接器
TWI578023B (zh) * 2012-10-08 2017-04-11 鴻海精密工業股份有限公司 光耦合透鏡
CN104579496B (zh) * 2015-01-23 2017-11-14 东南大学 室内可见光通信系统中成像接收机的设计方法
DE102015101847B4 (de) * 2015-02-10 2017-11-02 Eyesense Gmbh Strahlteiler und Anordnung zur Untersuchung einer mittels elektromagnetischer Strahlung anregbaren Probe
CN109937373B (zh) * 2016-11-17 2022-01-04 索尼公司 光学连接器、光缆和电子设备
JP2020160350A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 住友電気工業株式会社 光コネクタフェルール及び光コネクタ
CN115826156A (zh) * 2022-11-01 2023-03-21 讯芸电子科技(中山)有限公司 光通讯装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69431512T2 (de) * 1993-12-27 2003-06-18 Nec Corp., Tokio/Tokyo Lichtempfängerstruktur für optische Vorrichtungen vom Wellenleitertyp
US6351584B1 (en) * 1997-12-16 2002-02-26 Sony Corporation Optical transmitter-receiver and optically sending/receiving method
JP4012648B2 (ja) * 1999-04-21 2007-11-21 矢崎総業株式会社 発光・受光装置
JP3758526B2 (ja) * 2000-08-10 2006-03-22 シャープ株式会社 双方向光通信器および双方向光通信装置並びに双方向光通信器の組み立て方法
JP2003177286A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Hosiden Corp 双方向光通信用光学部品

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