CN201004103Y - 单纤多向光电模块 - Google Patents
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Abstract
单纤多向光电模块属于光有源器件，其包括：一单光纤，发射出至少一信号光束；一发光芯片发射波段为λ1的光束和上述单光纤形成O－O光轴；至少一分光片或分光棱镜，位于O－O光轴路径上而介于发光芯片和单光纤之间，用以反射或透射信号光束和波段为λ1的光束；至少一探测芯片，用于探测接收上述信号光束；其中，在接近单光纤端包括一监控光电探测器用于接收小部分波段λ1的光束而监控波段λ1的发光功率。这样可以更加精确反映出发光芯片的进入单光纤的光功率，从而克服了发光芯片，透镜，分光片或分光棱镜对光功率的影响，同时温度敏感性低。
Description
技术领域
本发明是涉及一种光电有源器件，特别涉及一种单纤多向光电模块。
背景技术
随着光通讯技术领域的需求，其中通讯中传输的速度和容量也在随之增加，市场上陆续出现单纤单向和单纤双向器件，也就是说在一根光纤上只能实现一到两个波长的传输。由于用户在日常生活中不但需要电话和上网的上下行信号，而且需要有线电视的下行信号，因此实现三波长双向传输是目前技术发展的趋势和方向。
但是现行的单纤三向光电模块都是通过TO-can的形式封装结构，如图1所示，该模块30包括一单光纤31，发射出波段λ2、λ3的光；一带有监控光电探测器37的激光器32发射波段为λ1的光和上述单光纤31形成O-O光轴；两分光片或分光棱镜33、34位于O-O光轴路径上而介于激光器32和单光纤31之间，其中，所述分光片或分光棱镜33透射波段为λ1的光，反射波段λ2光，所述分光片或分光棱镜34透射波段为λ1和λ2的光，反射波段λ3光；一探测器35，用于探测接收波段λ2的光；一探测器36，用于探测接收波段λ3的光；其中通过如下方式实现单纤双向传输功效：波段为λ1的信号光从激光器32发出，穿过分光片或分光棱镜33，分光片或分光棱镜34进入单光纤31中；从单光纤31进入的波段λ2的第一接收信号，依次穿过分光片或分光棱镜34，后借由分光片或分光棱镜33反射进入探测器35中；从单光纤31进入的波段λ3的第二接收信号，依次借由分光片或分光棱镜34反射进入探测器36中。
上述结构中对激光器32所发射波段为λ1的光的监控是采用置于激光器芯片后方的光电探测器37探测后向光的变化来实现的。这样检测到关于波段λ1的光功率变化与实际光电模块出射的光功率变化存在误差，无法实现高精度的自动光功率控制。主要影响有两个影响因素：第一，激光器32所发射光功率在由光电模块输出时还要经过分光片33，34等一些功能元件才能到达单光纤31，所以一些元件会对功率变化产生影响；第二，通常情况下激光芯片前后向发光功率随温度的变化不是完全一致的。
发明内容
为了克服上述问题，本实用新型的目的在于提供一种精度高，温度敏感性低的单纤多向光电模块。
为了达到如上目的，本实用新型单纤多向光电模块，包括：
一单光纤，发射出至少一信号光；
一发光芯片发射波段为λ1的光和上述单光纤形成O-O光轴；
至少一分光片或分光棱镜，位于O-O光轴路径上而介于发光芯片和单光纤之间，用以反射或透射信号光和波段为λ1的光；
至少一探测芯片，用于探测接收上述信号光；
其中，在接近单光纤端包括一监控光电探测器用于接收小部分波段λ1的光而监控波段λ1的发光功率。
所述小部分波段λ1的光可以借由分光片或分光棱镜的波段λ1的光的入光端面镀有反射小部分波段λ1的光得到，或者借由在单光纤和分光片或分光棱镜之间包括一分光器反射小部分波段λ1的光得到。
所述发光芯片的光输出端固定一透镜，所述探测芯片入光端固定一透镜。
其中，所述探测芯片之前包括一过滤片。
所述两个分光片或分光棱镜可基本平行或垂直交叉放置。
由于本实用新型单纤三向光电模块利用前置监控光电探测器，即检测波段λ1经过上述光学模块后的功率，具有如下优点：
可以更加准确反映光电模块的光功率变化，从而克服了发光芯片、透镜、分光片或分光棱镜对光功率变化的影响。
由于本实用新型的位于发光芯片的前端，这样温度敏感度降低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型的结构和功效进一步说明。
图1为现有技术单纤三向光电模块的结构原理图。
图2为本实用新型单纤多向光电模块的第一具体实施例的光路结构图。
图2(a)本实用新型单纤多向光电模块的第一具体实施例的分光片或分光棱镜51的光谱特征曲线图。
图3为为本实用新型单纤多向光电模块的第二具体实施例的光路结构图。
图3(a)为本实用新型单纤多向光电模块的第二具体实施例的分光器52的光谱特征曲线图。
图4为本实用新型单纤多向光电模块的第三具体实施例的光路结构图。
图4(a)为本实用新型单纤多向光电模块的第三具体实施例的第二分光片或分光棱镜14的光谱特征曲线图。
图5为为本实用新型单纤多向光电模块的第四具体实施例的光路结构图。
图5(a)为本实用新型单纤多向光电模块的第四具体实施例的分光器18的光谱特征曲线图。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型单纤多向光电模块的第一实施例包括一单光纤11，射出波段λ2的光；一发光芯片12发射波段为λ1的光和上述单光纤11形成O-O光轴；分光片或分光棱镜51位于O-O光轴路径上而介于发光芯片12和单光纤11之间，其中，所述分光片或分光棱镜51具有透射波段为λ1的光，反射波段λ2光的高反膜，一探测芯片54，用于探测接收波段λ2的光；其中，在接近单光纤11端包括一监控光电探测器56用于接收小部分波段λ1的光而监控波段λ1的发光功率。
其中，如图2(a)所示，分光片或分光棱镜51对波段λ1的光进行大部分透射，其中一小部分反射进入由监控光电探测器56接收，对波段λ2的光反射。
其中，波段λ1的光可为1310±50nm，波段λ2的光可为1490±10nm 。
所述发光芯片12的光输出端固定一第一透镜21，所述探测芯片54入光端固定第二透镜53。
为了增加本实施例中接收λ2光的隔离度，如图2所示，可以在第二透镜53前包括滤波片55而提高波段λ2的光的隔离度，而进一步优化本实施例。
本实施例的光路为：波段为λ1的发射信号光从发光芯片12发出，穿过分光片或分光棱镜51进入单光纤11中，其中小部分波段为λ1的光借由分光片或分光棱镜51的端面511反射进入监控光电探测器56中；从单光纤11进入的波段λ2的信号光，借由分光片或分光棱镜51反射进入探测芯片54中。
如图3所示，本实用新型单纤多向光电模块的第二实施例包括一单光纤11，射出波段λ2的光；一发光芯片12发射波段为λ1的光和上述单光纤11形成O-O光轴；分光片或分光棱镜51位于O-O光轴路径上而介于发光芯片12和单光纤11之间，其中，所述分光片或分光棱镜51具有透射波段为λ1的光，反射波段λ2光的高反膜，一探测芯片54，用于探测接收波段λ2的光；还包括一分光器52介于单光纤11和分光片或分光棱镜51之间，所述分光器52反射小部分波段λ1的光由监控光电探测器56接收。
其中，如图3(a)所示，分光器52对波段λ1的光进行大部分透射，其中一小部分反射进入由监控光电探测器56接收，对波段λ2的光透射。
其中，波段λ1的光可为1310±50nm，波段λ2的光可为1490±10nm。
所述发光芯片12的光输出端固定一第一透镜21，所述探测芯片54入光端固定第二透镜53。
为了增加本实施例中接收λ2光的隔离度，如图3所示，可以在第二透镜53前包括滤波片55而提高波段λ2的光的隔离度，而进一步优化本实施例。
本实施例的光路为：波段为λ1的发射信号光从发光芯片12发出，穿过分光片或分光棱镜51，以及分光器52进入单光纤11中，其中小部分波段为λ1的光借由分光器52反射进入监控光电探测器56中；从单光纤11进入的波段λ2的收信号，穿过分光器52后借由分光片或分光棱镜51反射进入探测芯片54中。
如图4所示，本实用新型单纤多向光电模块第三实施例包括一单光纤11，射出波段λ2、λ3的光；一发光芯片12发射波段为λ1的光和上述单光纤11形成O-O光轴；两分光片13、14位于O-O光轴路径上而介于发光芯片12和单光纤11之间，其中，所述分光片或分光棱镜13具有透射波段为λ1的光，反射波段λ2光的高反膜，所述分光片或分光棱镜14具有透射波段为λ1和λ2的光，反射波段λ3光的高反膜；一探测芯片15，用于探测接收波段λ2的光；一探测芯片16，用于探测接收波段λ3的光；其中，在接近单光纤端包括一监控光电探测器17用于接收小部分波段λ1的光而监控波段λ1的发光功率。
其中，如图4(a)所示，分光片或分光棱镜14对波段λ1的光进行大部分透射，其中一小部分反射进入由监控光电探测器17接收，对波段λ2的光反射，以及对波段λ3的光透射。
其中，波段λ1的光可为1310±50，波段λ2的光可为1490±10，波段λ1的光可为1550±10。
所述发光芯片12的光输出端固定一第一透镜21，所述探测芯片15和探测芯片16入光端分别固定第二透镜22和第三透镜23。
本实施例的光路为：波段为λ1的发射信号光从发光芯片12发出，穿过第一分光片或分光棱镜13，第二分光片或分光棱镜14进入单光纤11中，其中小部分波段为λ1的光借由第二分光片或分光棱镜14的端面141反射进入监控光电探测器17中；从单光纤11进入的波段λ2的第一接收信号，依次穿过分光片或分光棱镜14，后借由分光片或分光棱镜13反射进入探测器15中；从单光纤11进入的波段λ3的第二接收信号，依次借由分光片或分光棱镜14反射进入探测器16中。
为了增加本实施例中接收光的隔离度，如图4所示，可以在第二透镜22，第三透镜23前包括第一滤波片41，第二滤波片42，而提高波段λ3的光，波段λ2的光的隔离度，而进一步优化本实施例。
图5为本实用新型单纤多向光电模块的第四实施例，如图5所示，该单纤双向光电模块包括一单光纤11，射出波段λ2、λ3的光；一发光芯片12发射波段为λ1的光和上述单光纤11形成O-O光轴；两分光片或分光棱镜13、14位于O-O光轴路径上而介于发光芯片12和单光纤11之间，其中，所述分光片或分光棱镜13具有透射波段为λ1的光，反射波段λ2光的高反膜，所述分光片或分光棱镜14具有透射波段为λ1和λ2的光，反射波段λ3光的高反膜；一探测芯片15，用于探测接收波段λ2的光；一探测芯片16，用于探测接收波段λ3的光；其中，在接近单光纤端包括一监控光电探测器17用于接收小部分波段λ1的光而监控波段λ1的发光功率。
其中，在单光纤11和分光片或分光棱镜14之间包括一分光器18用以分出部分波段为λ1的光进入监控光电探测器17中，图5(a)为分光器的光谱特征曲线图，如图5(a)所示，分光器18对波段λ1的光进行大部分透射，其中一小部分反射进入由监控光电探测器17接收，对波段λ2的光以及对波段λ3的光透射。
其中，波段λ1的光可为1310±50nm，波段λ2的光可为1490±10nm，波段λ1的光可为1550±10nm。
所述发光芯片12的光输出端固定一第一透镜21，所述探测芯片15和探测芯片16入光端分别固定第二透镜22和第三透镜23。
本实施例的光路为：波段为λ1的发射信号光从发光芯片12发出，穿过第一分光片或分光棱镜13，第二分光片或分光棱镜14以及分光器18进入单光纤11中，其中小部分波段为λ1的光借由分光器18反射进入监控光电探测器17中；从单光纤11进入的波段λ2的第一接收信号，依次穿过分光器18，分光片或分光棱镜14，后借由分光片或分光棱镜13反射进入探测器15中；从单光纤11进入的波段λ3的第二接收信号，依次穿过分光器18后借由分光片或分光棱镜14反射进入探测器16中。
为了增加本实施例中接收光的隔离度，如图5所示，可以在第二透镜22，第三透镜23前包括第一滤波片41，第二滤波片42，而提高波段λ3的光，波段λ2的光的隔离度，而进一步优化本实施例。
其中上述实施例中的分光片或分光棱镜13，第二分光片或分光棱镜14可以以平行或交叉垂直放置，由于仅是简单置换，不再累述。
由于本实用新型单纤多向光电模块利用监控光电探测器17前置，即检测波段λ1经过上述光学模块后的功率，具有如下优点：
可以更加精确反映出发光芯片12的进入单光纤11的光功率，从而克服了发光芯片12，透镜21，分光片或分光棱镜51、13、14对光功率的影响。
由于本实用新型的位于发光芯片12的前端，这样温度敏感度降低。
以上所述者，仅为本实用新型的最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。
Claims (9)
1.单纤多向光电模块，包括：
一单光纤，发射出至少一信号光；
一发光芯片发射波段为λ1的光和上述单光纤形成O-O光轴；
至少一分光片或分光棱镜，位于O-O光轴路径上而介于发光芯片和单光纤之间，用以反射或透射信号光和波段为λ1的光；
至少一探测芯片，用于探测接收上述信号光；
其中，在接近单光纤端包括一监控光电探测器用于接收小部分波段λ1的光而监控波段λ1的发光功率。
2.如权利要求1所述的单纤多向光电模块，其特征在于：所述分光片或分光棱镜的波段λ1的光的入光端面镀有反射小部分波段λ1的光束的膜。
3.如权利要求1所述的单纤多向光电模块，其特征在于：所述单光纤和分光片或分光棱镜之间包括一分光器反射小部分波段λ1的光。
4.如权利要求1所述的单纤多向光电模块，其特征在于：发光芯片的光输出端固定一透镜，所述探测芯片入光端固定一透镜。
5.如权利要求1所述的单纤多向光电模块，其特征在于：探测芯片之前包括一过滤片。
6.如权利要求1所述的单纤多向光电模块，其特征在于：波段λ1的光可为1310±50nm，单光纤发射的信号光可为1490±10nm。
7.如权利要求1所述的单纤多向光电模块，其特征在于：波段λ1的光可为1310±50nm，单光纤发射的信号光可为1490±10nm和1550±10nm。
8.如权利要求1所述的单纤多向光电模块，其特征在于：所述两个分光片或分光棱镜可平行放置。
9.如权利要求1所述的单纤多向光电模块，其特征在于：所述两个分光片或分光棱镜可垂直交叉放置。
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