CN1411169A - 双向光传输装置 - Google Patents
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Abstract
一种双向光传输装置,在外壳中有导光部分,在其中插入单一光纤的端部。在外壳中有光接收装置和光发射装置。在光接收装置中有光路约束元件从而约束光束进入光接收装置。
Description
技术领域
本发明涉及用于光收发器和光微插座(jack)的双向光传输装置,它特别适于短距离传播。
背景技术
光纤的优点诸如直径小;重量轻,即玻璃的比重大约是铜的四分之一;弯曲性好,即曲率半径小于几厘米;对电磁感应和串话有高的抗干扰性;例如大约1dB/km的低损耗;能够宽带传输,关于光源的问题较小。这样光纤传输系统不仅广泛地应用于诸如广域网(WAN)这样的公共传输系统而且应用于称作局域网(LAN)的传输系统以及数据总线,数据链路与各种测量和控制系统中。
此外,在个人网络(PAN)中,可以使用有单一光纤光缆的传输模块,其直径约为1mm,连接到装在外壳中的光发射装置和光接收装置上。光传输模块适于单向传输的光收发器。而且,把两套单向光传输模块组合起来形成双纤芯双向光传输模块。但是,并没有研究有单纤芯的能够适于小型双向光传输模块的双向光传输装置。
参见图6示出的截面图,将描述通常的双纤芯双向光传输模块的例子。
参见图6,双纤芯双向光传输模块(插座)80包括的外壳81有水平隔板82,从而把外壳81分成下部和上部。在下部中,装置了光发射装置83和光接收装置84。
光发射装置83包括安装在外壳81底部的基层85a,安装在基层上用于把逻辑电平信号转换成光发射元件驱动信号的集成电路86,和安装在基层85a上包括了把驱动信号转换到光信号的发光二极管(LED)的光发射单元87。集成电路86和光发射单元87由透明树脂88密封。
光接收装置84包括安装在外壳81底部的基层85b和安装在基层85b上的光接收集成电路89,集成了一个用于把光信号转换成电信号的光电二极管,以及用于把电信号放大到逻辑电平的集成电路。光接收集成电路89也由透明树脂88密封。
基层85a和85b连接到在外壳81的外壁上形成的终端(没有示出),以便连接到外部装置上。
对于双向光传输模块80,其中有双向光传输双纤芯光纤光缆71。光纤光缆71包括接收光的光纤71a,发射光的光纤71b,和把光纤71a和71b约束在一起的插头71c。在外壳81中插入插头71c,并且每根光纤71a和71b插入在隔板82上形成的开口中,使得光纤末端对着光接收装置84或光发射装置83。
在操作中,通过光纤71a传输的光信号通过透明树脂88送到光接收集成电路89,通过它把信号转换成电信号。在另一方面,送到光发射元件87的电信号转换成光信号并且通过透明树脂88进入光纤71b从而进行外部传输。
但是,通常的双向光传输模块需要有双纤芯的光纤光缆。而且,在组装光纤光缆和光传输模块时必需预防输入端和输出端混在一起。另外,双纤芯光纤光缆比单纤芯光纤光缆更硬因而弯曲性更差。此外,通常的双向光传输模块有分离的光发射装置和光接收装置从而使得模块的尺寸不能变小。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种有单纤芯光纤光缆的小型双向光传输装置,并且其中光发射单元和光接收单元封装在一起而且把输入光信号从输出光信号中充分地分离。
根据本发明,所提供的双向光传输装置包括一个外壳,它有插入一根光纤端部的导光部分,装在外壳中的光接收装置,邻近光接收装置的光发射装置,在光接收装置和光发射装置的集中至少一个中装有光路约束元件以便约束光束进入光接收装置。
在光接收装置和光发射装置间装有遮光挡板从而防止光进入光接收装置。
在光接收装置中平行于入射光束装置光路约束元件。
在本发明的另一个方面,在光接收装置中以相对入射光束的一个角度装置光路约束元件。
由透明树脂密封光接收装置和光发射装置。
通过下面的参考附图的详细描述可以更清楚地了解本发明的这些和其它目的和特征。
附图说明
图1是根据本发明的双向光传输装置的横截面图;
图2a和2b是解释图1中双向光传输装置的制造方法的横截面图。
图3a和3b是解释双向光传输装置的另一个制造方法的横截面图。
图4是本发明的双向光传输装置的第二个实施例的横截面图。
图5是本发明的双向光传输装置的第三个实施例的横截面图。
图6是现有技术的双纤芯双向光传输模块示例的截面图。
具体实施方式
参考图1,本发明的双向光传输装置1有圆柱型外壳2。双向光传输装置1包括在外壳2底部上形成的由陶瓷或玻璃环氧树脂制成的线路基底1c,光接收装置1a和光发射装置1b,它们都相邻布置在外壳2中并且安装在线路基底1c上。线路基底1c有用于把装置1和外部装置连接的终端(没有示出)。
光发射装置1b包括安装在线路基底1c上用于把逻辑电平的电信号转换到光发射元件驱动信号的集成电路5,和安装在线路基底1c上的包括用于把驱动信号转换到光信号的LED的光发射装置6。
光接收装置1a包括光接收集成电路7,集成电路安装在线路基底1c上并且集成了用于把光信号转换到电信号的光电二极管和用于把电信号放大到逻辑电平的集成电路。
通过由能够传输光的透明树脂制成的密封物8和9分别密封光接收装置1a和光发射装置1b的活性表面。
在透明树脂密封物8和9间使用遮光挡板10。另外,在平行入射光束的预定间隔中,在密封物9的上部表面的下侧形成了多个光路约束元件11,它们被做成薄膜。
光纤3的直径为1mm,由单纤芯组成,直径是980μm,包层厚度是20μm。光纤3通过固定在外壳2的连接器12放置在外壳2的导光部分2b中,这样光纤3的底部表面3a在光接收装置1a和光发射装置1b的活性表面的对面,就是光接收集成电路7的光接收表面和光发射装置6的光发射表面。
下面描述双向光传输装置1的操作。通过光纤3的光信号作为入射光P1送到光接收装置1a。光通过密封物9并且传输到光接收集成电路7从而转换到电信号。
在另一方面,依赖于来自集成电路5的驱动信号的光信号作为发射光P2从光发射装置6发射。发射光通过密封物8并且输送到光纤3上从而向外传输。
当单一光纤3双向使用时,并且在本发明中光接收装置1a和光发射装置1b互相靠近布置时,就会出现一个问题,即部分发射光P2进入光接收集成电路7,从而导致信噪比恶化。更具体地说,导致噪声的光是散射光P3和反射光P4,反射光是由光纤3的底部表面3a反射的光。
在本发明中,散射光P3由遮光挡板10阻挡。反射光P4照射到光路约束元件11上,这样一部分反射光由约束元件吸收,而另一部分被反射。被反射的其它部分由密封树脂9通过折射吸收进一步吸收或由光路约束元件11吸收从而消失。因此,光很少输送到光接收集成电路7上。
也就是说,由于遮光挡板10和光路约束元件11,从光纤3垂直发射的入射光P1输送到光接收集成电路7,但是散射光P3,反射光P4和其它外部光不会输送到光接收集成电路7。这样从光发射单元6输出的光基本上和输入光分离。
图2a和2b示出了双向光传输装置1的制造方法。图2a是在制造中的横截面图,图2b是已完成的装置的横截面图。
参见图2a,集成电路5,光发射单元6和光接收集成电路7安装在线路基底1c上形成的布线图案上。在装置上浇铸透明树脂从而形成密封物8和9。通过在透明树脂上切缝(lancing),形成用于形成遮光挡板10的沟21和用于形成光路约束元件11的多个沟22。如图2b所示,在每个沟21和22中嵌入光吸收材料或光阻挡材料以形成遮光挡板10和光路约束元件11,从而完成双向光传输装置1。光吸收材料和光阻挡材料可以是注入沟中的黑树脂,或嵌入沟中的镀染成黑色的金属板。通过提供遮光挡板10,光接收装置1a和光发射装置1b可以分离地形成于双向光传输装置1中。
图3a和3b示出了制造双向光传输装置1的另一种方法。图3a是制造中的装置横截面图,图3b是已完成的装置横截面图。
在该方法中线路基底1c被分成两部分1d和1e。在线路基底1d的布线图案上安装了集成电路5和光发射单元6,而在另一线路基底1e的布线图案上安装了光接收集成电路7。透明树脂浇铸在每个线路基底1d和1e上,从而各自形成了密封物8和9。因此分离地形成光接收装置1a和光发射装置1b。
光吸收材料或光阻挡材料附着在光接收装置1a对接的端面上,从而形成遮光挡板10。通过在密封物9上切缝形成了沟22。
如图3b所示,光吸收材料或光阻挡材料嵌入切口22中以形成光路约束元件11。光接收装置1a和光发射装置1b相互邻接,中间放入遮光挡板10结果完成了双向光传输装置1。
遮光挡板10可以在光接收装置1a和光发射装置1b任何一个上形成。但是,当遮光挡板10如图3a所示在光接收装置1a上形成时,同时在沟22中需要注入黑色树脂。
遮光挡板10不需要仅限于黑色树脂,可以由镀金属的薄膜形成。对每个光接收装置1a和光发射装置1b接触侧的对面一侧可以进一步用同一种方法同步制造,从而形成阻挡外部光的光罩。
参见图4,第二个实施例的双向光传输装置1在密封物9中有多个光路约束元件11a,它相对在光接收集成电路7的光接收表面上的垂直线倾斜了一个预定的角度。这防止光从光发射装置1b的光发射单元6中发射的光,即反射光P4,更有效地进入光接收装置。这样,得到了优越的遮光效果。其它的结构和操作与第一个实施例中一样。
在图5所示的双向光传输装置1的第三个实施例中,除了图1中光传输装置1的光路约束元件11外,在光发射装置1b中的密封物8的上表面下侧上还有多个光路约束元件11b。
在这个实施例中,光路约束元件11b向光接收装置1a倾斜。因此不仅进入光接收装置1a的反射光P4的数量减少了,而且入射角度的增加使得减小对入射光的影响。因为在光接收装置1a中的光路约束元件11平行于光接收集成电路7的光接收表面的法线,所以入射光P1的数量不会减少。
根据本发明,提供了双向光传输装置,它有光发射装置和光接收装置,在其中至少一个所述装置中使用光路约束元件来约束光的方向。因此输入光与输出光充分分开。双向光传输装置使用只有一个纤芯的光纤从而可以减小装置的尺寸。
虽然本发明结合了较佳的具体实施例描述,可以理解这个描述只是说明而不限制本发明的范围,发明的范围由下面的权利要求限定。
Claims (5)
1.一种双向光传输装置,其特征在于,包括:
有导光部分的外壳,在导光部分中插入单一光纤的一端;
在外壳中的光接收装置;
在外壳中邻近光接收装置的光发射装置;
在光接收装置和光发射装置至少一个中设置的光路约束元件,从而约束光束进入光接收装置。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,进一步包括了在光接收装置和光发射装置间设置的遮光挡板,从而防止光进入光接收装置。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,其中在光接收装置中以平行于入射光束来设置光路约束元件。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,其中在光接收装置中以相对入射光束的一个角度来设置光路约束元件。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于,进一步包括用于密封光接收装置和光发射装置的透明密封物。
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