CN1936637A - 双向光收发次模块 - Google Patents
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Abstract
一种双向光收发次模块至少包括发光元件、至少一个受光元件以及承载件，该承载件至少具有两个凹槽，至少其中一个凹槽结合有滤光镜，其中，由该发光元件输出的光信号经该滤光镜折射，并经该未结合滤光镜的凹槽反射至该光传导元件，由该光传导元件所传递输出的光信号是经该未结合滤光镜的凹槽反射，并经该滤光镜折射至该受光元件，本发明的双向光收发次模块通过模块化结构设计，实现精准的光学对位，相对提高光学元件的可靠性，同时减少使用元件的数目，降低生产成本，简化生产过程，此外，通过整合双透镜结构，更可提高耦光效率。
Description
技术领域
本发明是关于一种光收发模块，特别是关于一种应用在光通信接入网络中的波长多任务双向传输光收发次模块。
背景技术
光收发器将来自光纤的光信号转换为电信号，或是将电信号转换为光信号以便光纤传递。伴随光通信事业的快速发展，双向多任务光传输网络已成为光通信业的主流。所谓双向多任务传输网络即是使用波长多任务器将原来独立的两条传输与接收光纤，整合在同一条光纤上以节省光纤网络的布设。在一个波长多任务的光通信系统中，不同的光信号来自不同的信号源，这些信号源具有各自不同的中心波长，这些不同波长的光信号借由波长多任务器整合后送入单一条光纤中，因此单一光纤的传输容量可倍增正比于多任务信号数，这些被多任务混成的信号在传输到另一端后，可借由波长多任务解析器分解成各自原来的光信号。
请参阅图1，它是美国专利第6,493,121B1号揭示的多信道双向模块结构1。如图所示，在该结构1中，具有聚焦透镜(未标出)，经该聚焦透镜聚焦的光束在滤光镜14前聚焦，再经光纤端的透镜12聚焦于光纤16上，该光路结构使用两个透镜，元件数较多，成本较高，且光学公差相当严格，组装难度高，所以耦光效率及可靠性较低。
接着，请参阅图2，它是美国专利第6,652,158B2号揭示的滤光镜组装结构2。如图所示，在该滤光镜组装结构2中，各滤光镜24以单面粘贴的方式与其固定座28结合，如遭遇环境变化，例如温度变化或震动，这种设计中各滤光镜24极易产生位移、变形甚至脱落。
现有光收发元件的设计由于各元件间未紧密结合，导致光信号容易从未密闭结合的空隙外泄，所以各光元件彼此干扰的问题较为严重。此外，由于光通信已愈来愈普及，为适应光纤到户(FTTH)的发展趋势，降低成本、方便生产也成为业界重视的问题。
为此，如何提供一种双向光收发元件，克服现有技术的缺憾，成为本领域需要解决的重要问题。
发明内容
为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种光学对位准确的双向光收发次模块。
本发明的另一目的在于提供一种组装生产容易的双向光收发次模块。
本发明的再一目的在于提供一种耦光效率高的双向光收发次模块。
本发明的又一目的在于提供一种可靠性高的双向光收发模块。
本发明的又再一目的在于提供一种元件少、成本低的双向光收发次模块。
为达上述以及其它目的，本发明的双向光收发次模块至少包括：该双向光收发次模块至少包括：发光元件，将光信号输出至光传导元件；至少一个受光元件，接收从该光传导元件传递输出的光信号；以及承载件，作为该发光元件以及该光传导元件输出的光信号的传递媒介，该承载件至少具有两个凹槽，且至少其中一个凹槽结合有滤光镜。其中，由该发光元件输出的光信号经该滤光镜折射，并经该未结合滤光镜的凹槽反射至该光传导元件，由该光传导元件传递输出的光信号经该未结合滤光镜的凹槽反射，并经该滤光镜折射至该受光元件。
综上所述，本发明的双向光收发次模块通过模块化结构设计，实现精准的光学对位，相对提高光学元件的可靠性，同时减少使用元件的数目，降低生产成本，简化生产过程，此外，通过整合双透镜结构，更可提高耦光效率。
附图说明
图1是美国专利第6,493,121B1号光收发模块的剖面图；
图2是美国专利第6,652,158B2号光收发模块的滤光镜组装图；
图3是本发明实施例1的剖面图；
图4是本发明实施例2的剖面图；
图5A及图5B是本发明实施例2的光信号传导路径；
图6是本发明实施例2的立体分解图；
图7A及图7B是本发明应用在多个光电元件上的光信号传导路径；以及
图8是本发明承载件的基本结构。
具体实施方式
本发明提供一种双向光收发次模块，该双向光收发次模块至少包括发光元件、至少一个受光元件以及承载件，其中该承载件至少具有两个凹槽及三个透镜结构，且该承载件上所设置凹槽及透镜结构的数目随着该受光元件的数目增加而增加，例如，目前光纤通信网路普遍采用的是三功光收发器，其中，1310纳米波长的信号上传数据，1490纳米波长的信号用于语音与数据资料的下载服务，1550纳米波长的信号用于模拟或数字视频的下载服务，为完成三种波长信号的收发，至少需要一个发光元件、两个受光元件，且该承载件也需要至少四个凹槽及四个透镜结构，且该四个凹槽中至少有两个凹槽中设置有滤光镜，对不同波长的光信号执行分光动作，并将对应信号耦合至对应元件。以下以三功光收发次模块为例，详细地说明本发明的双向光收发次模块的基本构架及工作方式。
实施例1
图3是本发明实施例1的剖面图。如图所示，本发明的双向光收发次模块3包括收容本体30以及容置空间304。其中，该收容本体30内部具有：第一开口300以结合发光元件32；第二开口302a及302b以分别结合受光元件34a及34b，该容置空间304以置入该承载件36。
其中，本实施例1的该发光元件32用于发送光信号到该光传导元件37。其中，该发光元件32是激光二极管(LD，Laser Diode)，该光传导元件37是光纤。
该受光元件34a及34b用于接收从该光传导元件37传递的光信号。
该承载件36是可透光的材质，具有四个凹槽360a、360b、360c及360d，且该四个凹槽360a、360b、360c及360d中的凹槽360a及凹槽360b分别结合有滤光镜38a及滤光镜38b，凹槽360c及凹槽360d用于反射入射光信号，此外，该承载件36的侧边，在相对应于该发光元件32、受光元件34a、34b及该光传导元件37的位置上，具有与该承载件36一体注射成型的透镜结构362a、362b、362c及362d，且这些透镜结构362a、362b、362c及362d位于光信号的传导路径上，使所传导的光束转换为近似准直光束。本发明的双向光收发次模块采用凹槽设计，从而简化滤光镜组装，且与现有技术中(如图2所述)的单面粘合方式相比，不仅可避免滤光镜的脱落、变形及位移，相对的还提高了光学元件的可靠性。
如图3所示，光信号传导方式是先由透镜结构362a将发光元件32发出的光信号转换为近似准直光束后，经该凹槽360c反射到滤光镜38b，再经由该滤光镜38b反射该光束到该滤光镜38a，同样地，该滤光镜38a再将该光束反射到凹槽360d，最后，经该凹槽360d将该光束反射至透镜结构362d，借由该透镜结构362d将该光束聚焦耦合至该光传导元件37。自该光传导元件37的光信号传导方式是从该光传导元件37输出的光信号由该透镜结构362d转换为近似准直光束，经该凹槽360d反射至滤光镜38a，其中，该滤光镜38a的上下表面蒸镀有不同穿透率的介质，实现了分离不同波长光信号的功用，在本实施例中，该滤光镜38a仅允许入射光信号中具有特定波长的光信号折射穿透，再经透镜结构362c聚焦后由该受光元件34b接收，另一特定波长的光信号，则被该滤光镜38a反射到该滤光镜38b，同样地，该滤光镜38b仅允许入射光信号中具有另一特定波长的光信号折射穿透，再经透镜结构362b聚焦后由该受光元件34a接收。
此外，本发明的双向光收发次模块3的承载件36是整合透镜结构362a、362b、362c及362d，以一体成型的方式制作，不仅可减少所需组装的零部件，易于组装，更可省去光学透镜零件的成本，且很容易实现准确的光学定位，此外，这些透镜结构362a、362b、362c及362d位于该承载件36各侧边形成双透镜平行光结构，耦光效率由现有收敛光结构的百分之二十左右提高到百分之六十以上。
实施例2
图4是本发明实施例2的剖面图。与实施例1相比，该承载件36具有的四个凹槽360a′、360b′、360c′及360d′均结合有滤光镜38c、38d、38e及38f，依据一般光学原理可知，本实施例2也可实现与本发明实施例1的相同功效，其光信号传导路径如图5A及图5B所示，其中图5A表示发光元件32发出的光信号的传导路径，图5B表示光传导元件37输出的光信号的传导路径，图5A及图5B显示元件的作用、详细实施方式及光信号传导方式，可由实施例1以及光学原理轻易推及。
图6是本发明实施例2的立体分解图。由图中可见，本发明的双向光收发次模块3包括收容本体30以及容置空间304。其中，收容本体30内部具有：第一开口300以结合发光元件32；第二开口302a及302b分别结合受光元件34a及34b；容置空间304以置入承载件36。
该承载件36具有四个凹槽360a′、360b′、360c′及360d′，且该四个凹槽360a′、360b′、360c′及360d′分别结合有滤光镜38c、38d、38e及38f，该承载件36的侧边，相对应于该发光元件32、受光元件34a及34b及该光传导元件37的位置上，具有与该承载件36一体注射或模造成型的透镜结构362a′、362b′、362c′及362d′。
另外，为表示本发明应用在更多信号的接收与传送时所对应的更多光电元件，如图7A及图7B所示，其中，所显示元件的作用、详细实施方式及光信号传导方式由上述各实施例以及光学原理即可轻易推及，且各光电元件的排列方式也非局限于图7A及图7B所示所表现的
实施例。
再者，如图8所示，本发明的承载件36′上可不设置透镜结构(对应图3)，为了达到图3的等同功效，此透镜结构可直接设置在光学元件上(如发光元件的出光面或受光元件的受光面等)，但是，图8是本发明中承载件的基本结构，所以适用于上述各种或其它未提及但与本发明具有相同精神的应用中。
综上所述，本发明的双向光收发次模块是通过模块化结构设计，实现精准的光学对位，相对提高了光学元件的可靠性，同时减少了使用元件的数目，降低了生产成本，、简化了生产过程，此外，通过整合了双透镜结构，更是提高了耦光效率。
Claims (11)
1.一种双向光收发次模块，其特征在于，该双向光收发次模块至少包括：
发光元件，将光信号输出至光传导元件；
至少一个受光元件，接收从该光传导元件传递输出的光信号；以及
承载件，作为该发光元件以及该光传导元件输出的光信号的传递媒介，该承载件至少具有两个凹槽，且至少其中一个凹槽结合有滤光镜；
其中，由该发光元件输出的光信号经该滤光镜折射，并经该未结合滤光镜的凹槽反射至该光传导元件，由该光传导元件传递输出的光信号经该未结合滤光镜的凹槽反射，并经该滤光镜折射至该受光元件。
2.如权利要求1所述的双向光收发次模块，其特征在于，该双向光收发次模块还包括收容本体以及容置空间；其中，收容本体内部具有第一开口以结合该发光元件，至少一个第二开口以结合该受光元件；容置空间以置入该承载件。
3.如权利要求1所述的双向光收发次模块，其特征在于，该发光元件是激光二极管。
4.如权利要求1所述的双向光收发次模块，其特征在于，该光传导元件是光纤。
5.如权利要求1所述的双向光收发次模块，其特征在于，该承载件的侧边还对应该发光元件、受光元件以及该光传导元件至少其中一种元件设有至少一个透镜结构。
6.如权利要求5所述的双向光收发次模块，其特征在于，这些透镜结构及该承载件是一体成型的。
7.如权利要求6所述的双向光收发次模块，其特征在于，这些透镜结构及该承载件是以注射或模造方式一体成型的。
8.如权利要求1所述的双向光收发次模块，其特征在于，该承载件是可透光材质。
9.如权利要求5所述的双向光收发次模块，其特征在于，这些透镜结构位于该光信号的传导路径上，将该光信号的光束转换为近似准直光束。
10.如权利要求1所述的双向光收发次模块，其特征在于，该滤光镜的上下表面蒸镀有不同穿透率的介质，使该光传导元件传递输出的特定波长的光信号折射后，耦合至该受光元件。
11.如权利要求5所述的双向光收发次模块，其特征在于，该承载件上设置凹槽及透镜结构的数目与该受光元件的数目相适应。
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