CN202661684U - 插拔式光电收发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种插拔式光电收发器，包括光主动部件、连接部件及光纤配接部件，其中光主动部件用以产生光电或电光转换作用，连接部件用以耦接至一外部光纤，光纤配接部件耦接于光主动部件与连接部件之间。光纤配接部件包括一角度型插芯及一实体接触插芯，该角度型插芯与该实体接触插芯的二光轴间配置成具有实质约3.8度的一夹角。本实用新型实施例的插拔式光电接收/发射器，减小了光元件的反射效应，提高了光元件RL特性和稳定性。

Description

插拔式光电收发器

技术领域

本实用新型涉及光纤通讯设备的技术领域，涉及一种光接收/发射器，它是一种用于光通信、有线电视等信号接收/发射中的核心元件，尤其是适用于有线电视系统中接收设备和发射设备中，作为光接收/发射的核心部件。

背景技术

随着光纤通信技术的飞速发展，特别是高速局域网，光纤接入网(FTTX)以及有线电视(CATV)系统的快速发展，导致光电收发器、光纤连接器等光元元件在光纤系统中的应用将更加广泛。随着光纤通讯设备技术的飞速发展，光电收发设备、模块等的体积越来越小，势必要求其中的光元件的体积也越来越小；同时对光元件的性能的要求也越来越高。

对于光接收元件的主要要求如下：

1.高的接收反应性(Responsivity)或者灵敏性(Sensitivity);

2.较佳的反射损失(Return Loss,RL)；

3.良好的接地性；

4.高的使用可靠性。

对于光发射元件的主要要求如下：

1.高的输出光功率和输出稳定性；

2.极小的光反射；

3.良好的光-电流-电压(LIV)特性，极小的扭折(Kink)值；

4.良好的接地性；

5.高的使用可靠性。

为了满足光通讯系统对光元件提出的高要求，目前有一些解决方式。详细而言，为了解决反射损失RL的问题，对于光接收/发射元件来说，现在使用最多就是把陶瓷插芯或者金属插芯研磨出一定的角度来获得较好的RL.使用最多的6度和8度，角度越大，光元件的RL也会越好。然而，研磨角度越大对光元件的耦合效率的影响也就越大。

另一方面，对于光发射元件来说，现在的生产技术工艺，基本上采用的是全激光焊接的生产方式，所以，具有较好的接地性和可靠性，但是对于很多单一的光接收元件来说，目前采用最多的方式，还是胶合的方式，虽然这样生产成本较低，技术难度较低，但是光元件的接地特性和可靠度相较于激光焊接的方式相差很大。尤其是在有线电视系统的接收设备中，对光元件的接地性要求很高，特别是在高频模拟通信中，要求更为严格。

目前，在通讯系统中，设备的体积越来越小，因此，对于光接收/发射元件的体积要求也越来越高。现在很多光收发模块采用的光元件都是同轴(Coaxial)封装方式，这种方式可以获得比较好的RL，以及高的使用可靠性。然而，需要考虑光纤的缠绕问题，需要在光纤通讯设备或模块中需要专门设计一个缠绕光纤的元件，而且光纤的缠绕直径有一定的要求，一般的常规的光纤缠绕最小半径是30毫米，弯曲不敏感光纤缠绕半径也需要大于15毫米，而且需要很大的空间来放置缠绕的光纤，因此限制了设备或模块的设计最小体积。

另外，现有技艺也有使用卡接型(Subscriber Cable,SC)插拔式接收/发射元件，来避免绕线的问题。塑胶件的接地性不好，在很多高频接收/发射设备中，要求模块的有较好的电磁遮罩性，这一点塑胶外壳的光接收/发射元件也难以达到要求。

关于提供光接收/发射元件的耦合效率方面，在中国台湾专利号：M401931中有提到使用8度的陶瓷插芯，通过3.8度的光偏角补偿提供提高耦合效率的方式。此专利中采用本体3.8度的补偿方式，使得光发射元件的光有一个偏角进入陶瓷插芯，以获得最好的耦合效率。

无论是上述SC插拔式的设计方式，还是同轴的设计方式，在光接收/发射元件的体积和性能上都还不是最好解决方式。有鉴于此，目前光通讯设备对光接收/发射元件的体积要求，需要做到比SC插拔式的体积更小，接地效果更好，遮罩效果更好，以保证光通讯系统使用的稳定性和可靠性要求，对于此光通讯技术领域者而言实属重要。

实用新型内容

虑及上述，本实用新型提出了一种微型的插拔式光电接收/发射器，减小了光元件的反射效应，提高了光元件RL特性和稳定性。

根据本实用新型的一态样，提供一种朗讯连接器(Lucent Connector,LC)型插拔式光电接收/发射器(LCRPD/LCRLD)。采用插拔式设计，与LC/PC(实体接触，Physical Connection)跳线对接的一端是0度陶瓷端面设计，另外一端陶瓷是8度角设计，以增加RL性能。为了解决耦合效率的问题，采用两段陶瓷插芯的设计结构，和元件耦合那端的陶瓷插芯采用与LC/PC跳线配合端陶瓷插芯中心轴偏移3.8度角设计，补偿光路由于陶瓷插芯8度角而产生的偏移损耗。这样实现了陶瓷插芯端面与光接收/发射元件的角度由8度增大为11.8度。

根据本实用新型的一态样，提供一种插拔式光电收发器，包括：一光主动部件，用以产生光电或电光转换作用；一连接部件，用以耦接至一外部光纤；以及一光纤配接部件，耦接于该光主动部件与该连接部件之间，其中该光纤配接部件包括一角度型插芯及一实体接触插芯，且该角度型插芯与该实体接触插芯的二光轴间配置成具有实质约3.8度的一夹角。

根据本实用新型的一态样，其中该角度型插芯具有一0度陶瓷端面以及一8度陶瓷端面，该0度陶瓷端面与实体接触插芯的一端面耦合对接，该8度陶瓷端面与该光主动部件耦合对接。

根据本实用新型的一态样，其中该实体接触插芯与该外部光纤同轴，且该角度型插芯的该8度陶瓷端面与该光主动部件间配置成具有实质约11.8度的一夹角。

根据本实用新型的一态样，其中该光纤配接部件更包括一机构件、一套筒固定件及一陶瓷套筒，该陶瓷套筒套设固定该实体接触插芯，以确保该实体接触插芯与该外部光纤同轴，该机构件与该套筒固定件共同套设固定该角度型插芯、该实体接触插芯及该陶瓷套筒。

根据本实用新型的一态样，其中该连接部件包括一金属外壳，该金属外壳由粉末注射成型(MIM)技术制造而成，实现全激光焊接工艺，以产生接地及电磁遮罩效果。

根据本实用新型的一态样，提供一种光纤配接器，应用于一插拔式光电收发器内，该插拔光电收发器包括一光主动部件及耦接至一外部光纤的一连接部件，该光纤配接部件耦接于该光主动部件与该连接部件之间，该光纤配接器包括：一角度型插芯；以及一实体接触插芯，其中该角度型插芯与该实体接触插芯的二光轴间配置成具有实质约3.8度的一夹角。

本实用新型实施例的插拔式光电接收/发射器，减小了光元件的反射效应，提高了光元件RL特性和稳定性。

从参考附图的下述举例说明的实施例的说明中，将清楚本实用新型的进一步特点、目的、及功能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1为根据本实用新型一实施例中插拔式光电收发器的示意图。

图2为根据本实用新型一实施例中插拔式光电收发器的光纤配接部件的示意图。

图3为根据本实用新型一实施例中两段式LC陶瓷插芯的导角示意图。

图4为根据本实用新型一实施例中光纤配接部件的角度示意图。

附图标号：

1    光电二极管

2    固定座

3    滑圈

4    光纤配接部件

4a   预埋单模光纤

4b   角度型陶瓷插芯

4c   机构件

4d   PC陶瓷插芯

4e   陶瓷套筒固定件

4f   陶瓷套筒

5    金属外壳

6    金属卡环

7    防尘帽

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

请参阅图1，其显示根据本实用新型的LC型插拔式光电收发器的一具体实施例。主要包括三大部分：光主动部件、光纤配接部件及连接部件。

光主动部件包括光电二极管1、固定光电二极管1的固定座2及滑圈3，光主动部件主要产生光电/电光转换的作用。

其次，第二部分的光纤配接(Adaptor)部件4耦接于该光主动部件与该连接部件之间，是本实用新型的一主要部分，此部分主要是连接光电二极管1和外接跳线的桥梁。对于光主动部件作为光接收元件时，光通过光纤配接部件4的内部预埋光纤耦合到接收光电二极管里，进行光电转换。另一方面，对于光主动部件作为光发射元件时，发讯激光二极管发出的光，经过与光纤配接部件4内部的光纤耦合，传输到外部光纤网路中。

第三部分是连接部分，具体而言可为LC型连接器，用以固定并耦接光纤配接部件4至一外部光纤，主要包含金属外壳5、金属卡环6以及防尘帽7。在较佳的实施态样中，为了提高产品整体的接地性和遮罩效果，连接部分采用全金属的设计，以提高连接器的强度。特别地为了降低成本，采用金属粉末注射成型(Metal Injection Molding,MIM)技术，直接开模制作，可以有效的保证本实用新型LC型插拔式光电收发器产品的一致性和可靠性，以采用激光焊接工艺制作该产品。

以下将就本实用新型核心的光纤配接部件4做详细说明，其主要通过两段成3.8度角的LC陶瓷插芯构成。其包括一角度型插芯及一实体接触插芯，且该角度型插芯与该实体接触插芯的二光轴间配置成具有实质约3.8度的一夹角。角度型插芯可为角度型陶瓷插芯，实体接触插芯可为实体接触(PC)陶瓷插芯。

在较佳实施态样中，其结构如图2所示，光纤配接部件4包括预埋单模光纤4a、角度型陶瓷插芯4b，机构件4c，PC陶瓷插芯4d，陶瓷套筒固定件4e，以及陶瓷套筒4f。

陶瓷套筒4f主要是为了保证LC连接器的陶瓷插芯与PC陶瓷插芯4d配合的同轴度，一般的机加工的轻度不能满足其配合的要求，如果采用特殊加工来保证内孔的同心度和表面粗糙度，成本就会非常昂贵，所以采用陶瓷套筒的设计。

陶瓷套筒固定件4e和机构件4c之间采用机械铆压固定的方式；PC陶瓷插芯4d和机构件4c之间也采用刚性铆压的方式固定；8度陶瓷插芯4b与机构件4c之间采用间隙配合的方式，可用例如353ND的固定胶固定。

由于考虑到角度型陶瓷插芯4b和PC陶瓷插芯4d的轴线之间有3.8度角，导致两者对接部分有一个小的夹角，而且需要考虑到光纤的最小弯曲半径（常规SMF弯曲半径需大于30mm），在两段陶瓷插芯之间，设计有45d*0.5mm的导角，来保证插芯内部预埋光纤平滑的连接两段陶瓷插芯，如图3所示。

本实用新型的光偏补偿设计，是通过两段成3.8度角的角度型陶瓷插芯4b、PC陶瓷插芯4d来实现的。以光接收元件为例，具体的角度关系如图4所示。其中，角度型陶瓷插芯4b具有一0度陶瓷端面以及一8度陶瓷端面，0度陶瓷端面切平与实体接触插芯4d的一端面耦合对接，并做一个导角即可无需研磨，8度陶瓷端面研磨成8度角并与光主动部件耦合对接。PC陶瓷插芯4d，与连接部分对接端研磨成实体接触端面，与角度型陶瓷插芯4b接触端切平，做一个导角，无需研磨。

如图4中的所示的角度关系，PC陶瓷插芯4d保证和外界接头同轴，通过8度陶瓷插芯4b的轴线与PC陶瓷插芯4d的轴线成3.8度角，加上8度陶瓷插芯4b与光主动部件耦合端的8度角，使得从8度陶瓷插芯4b发出的光路与入射光轴平行，平行偏距可以根据实际需要，通过调整8度陶瓷插芯4b的长度来控制，本设计光路偏移为0.18mm，这样可以获得最好的耦合效率。同时8度陶瓷插芯4b的出光端面与光主动部件接收端面的夹角增大为11.8度，可以很好的较小光路的反射效应，提供产品的反射损失(Return Loss)特性。

如果是光发射元件，其光路与图4中所示的光接收元件的光路相反，选用不同焦距的激光器，只需要把固定座2和滑圈3的尺寸做调整即可。

综上所述，本实用新型的微型LC型插拔式光电接收/发射器具有如下的特点：

第一，采用LC Receptacle(插拔式)的设计代替pigtail（尾纤）的设计来解决在设备或者模块内部缠绕光纤的问题，以及减小SC Receptacle设计的元件在设备或者模块中所占的体积；

第二，采用LC金属外壳粉末注射成型的设计，以及光接收/发射元件TO-CAN与LC MIM金属外壳之间采用激光焊接工艺，增加光元件在设备或者模块中的接地和遮罩效果；

第三，采用两段LC陶瓷插芯设计，一段是两端PC的端面；另外一段则是，一端PC，另外一端APC 8度的设计结构；中间通过一根光纤来连接这两段LC陶瓷插芯，使之成为一个整体，解决了PC端面Return Loss差的问题。同时由于采用两段插芯中轴线偏角3.8度的光路补偿设计，使得设计的APC 8度端面的角度相当于11.8度，进一步减小了该产品的反射效应。同时保证光接收/发射元件外观看起来没有3.8度角设计。

在上述说明书中，已参考众多具体细节来说明本实用新型的实施例，这些细节随着实施不同而不同，但是，说明书及图式应被视为说明而非限定。应了解，本实用新型不局限于所揭示的举例说明的实施例。权利要求范围的范围应依最广义的解释以涵盖所有修改及均等结构和功能。

Claims (6)

1.一种插拔式光电收发器，其特征在于，包括：

一光主动部件，用以产生光电或电光转换作用；

一连接部件，用以耦接至一外部光纤；以及

一光纤配接部件，耦接于所述光主动部件与所述连接部件之间，

其中所述光纤配接部件包括一角度型插芯及一实体接触插芯，且所述角度型插芯与所述实体接触插芯的二光轴间配置成具有实质3.8度的一夹角。

2.如权利要求1所述的插拔式光电收发器，其特征在于，所述角度型插芯具有一0度陶瓷端面以及一8度陶瓷端面，所述0度陶瓷端面与所述实体接触插芯的一端面耦合对接，所述8度陶瓷端面与所述光主动部件耦合对接。

3.如权利要求2所述的插拔式光电收发器，其特征在于，所述实体接触插芯与所述外部光纤同轴，且所述角度型插芯的所述8度陶瓷端面与所述光主动部件间配置成具有实质11.8度的一夹角。

4.如权利要求3所述的插拔式光电收发器，其特征在于，所述光纤配接部件更包括一机构件、一套筒固定件及一陶瓷套筒，所述陶瓷套筒套设固定所述实体接触插芯，以确保所述实体接触插芯与所述外部光纤同轴，所述机构件与所述套筒固定件共同套设固定所述角度型插芯、所述实体接触插芯及所述陶瓷套筒。

5.如权利要求1所述的插拔式光电收发器，其特征在于，所述连接部件包括一金属外壳，所述金属外壳由粉末注射成型技术制造而成，以产生接地及电磁遮罩效果。

6.一种光纤配接器，其特征在于，应用于一插拔式光电收发器内，所述插拔光电收发器包括一光主动部件及耦接至一外部光纤的一连接部件，所述光纤配接部件耦接于所述光主动部件与所述连接部件之间，所述光纤配接器包括：

一角度型插芯；以及

一实体接触插芯，

其中所述角度型插芯与所述实体接触插芯的二光轴间配置成具有实质3.8度的一夹角。

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