CN203166943U - 一种波分复用光电器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波分复用光电器件，包括：激光发射器、探测器、光纤接口和分光组件。分光组件包括第一滤光片和第二滤光片。第一滤光片用于反射激光发射器发射的第一光波波段的光信号至第二滤光片。第二滤光片反射由第一滤光片反射的第一光波波段的光信号至所述光纤接口，并透射由外部光纤经所述光纤接口传入的第二光波波段的光信号至所述探测器。其中，第一光波波段为激光发射器发射的光信号的光波波段，第二光波波段为探测器接收的光信号的光波波段。本实用新型能够有效将波段相近的两束传输的光信号进行分离，具有更广泛的应用空间。

Description

一种波分复用光电器件

技术领域

本实用新型属于光通信领域，尤其涉及一种用于稀疏波分复用器、密集波分复用器、可调谐激光发射器等装置的波分复用光电器件。

背景技术

近年来，基于光纤通信的FTTx（Fiber-to-the-x，光纤接入），如FTTH（光纤到户）、FTTB（光纤到楼）、FTTC（光纤到小区）等宽带网络凭借能够为用户提供高速的语音、数据及视频服务，而得以快速发展。光纤传输容量的增加是通过稀疏波分复用技术、密集波分复用技术、可调谐发射技术或可调谐接收技术在一根光纤中同时传输不同波段的上行光信号和下行光信号实现的。以密集波分复用技术为例，单根光纤可以传输的数据流量最大达到400Gb/s。

一根光纤中上行光信号与下行光信号的分离是通过采用具有分光能力的波分复用光电器件实现的。传统的波分复用光电器件采用45°滤光片技术实现不同波段光信号的反射与透射。由于现有波分复用光电器件中的光束多为不平行光束，不平行光束入射到45°滤波片镀膜面的光线角度在约±6度的范围内。而45°滤光片的滤波特性对入射角度比较敏感，即：入射角每变化一度，就会造成滤波特性曲线5-10nm的移动，因此现有45°滤光片所能分离的上行光信号和下行光信号的波段相距较远。而当入射到45°滤光片的上行光信号波段和下行光信号波段之间的波段间距为几纳米至几十纳米时，45°滤光片便无法分离上行光信号和下行光信号。

因此有必要提供一种波分复用光电器件，能够将波段间距相差几至几十纳米的上行光信号和下行光信号进行分离。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种波分复用光电器件，解决现有波分复用光电器件无法将波段相近的两束通信光信号进行分离的问题。

在本实用新型的实施例中，提出了一种波分复用光电器件，包括：激光发射器、探测器和光纤接口，还包括分光组件，所述分光组件包括第一滤光片和第二滤光片，其中，

所述第一滤光片，用于反射所述激光发射器发射的第一光波波段的光信号至所述第二滤光片；

所述第二滤光片，用以反射由所述第一滤光片反射的第一光波波段的光信号至所述光纤接口，并透射由外部光纤经所述光纤接口传入的第二光波波段的光信号至所述探测器；

其中，第一光波波段为所述激光发射器发射的光信号的光波波段，第二光波波段为所述探测器接收的光信号的光波波段。

第一滤光片的镀膜面镀有第一光波波段的增反膜；第二滤光片的镀膜面镀有第一光波波段的增反膜和第二光波波段的增透膜；以及

第一滤光片倾斜设置于所述激光发射器的光轴延长线上，第一滤光片的镀膜面朝向所述激光发射器，与所述第一滤光片的镀膜面相对的表面朝向所述光纤接口；所述激光发射器的光轴延长线与所述第一滤光片的镀膜面之间的锐角为α；

第二滤光片倾斜设置于所述探测器的光轴延长线上，第二滤光片的镀膜面朝向所述光纤接口，与所述第二滤光片的镀膜面相对的表面朝向所述探测器；由第二滤光片反射的第一光波波段的光信号的传播方向与所述第二滤光片的镀膜面的外法线之间的锐角为β。

其中，第一滤光片的镀膜面为第一滤光片上反射第一光波波段光信号的表面；第二滤光片的镀膜面为第二滤光片上反射第一光波波段光信号并透射第二光波波段光信号的表面。

其中，所述α与所述β的和为45°±5°。

优选地，所述β的取值范围为0°～20°。

优选地，所述分光组件还包括：

镀有第二光波波段的增透膜的第三滤光片，其设置于第二滤光片与所述探测器之间。

所述波分复用光电器件还包括：

用于固定连接所述激光发射器、探测器和光纤接口的壳体，所述壳体内封装所述分光组件。

进一步地，所述激光发射器安装于所述壳体的上端面，所述探测器安装于所述壳体的左端面，所述光纤接口安装于所述壳体的右端面。

所述激光发射器通过金属连接件固定于所述壳体的上端面。

所述探测器通过高温固化剂固定于所述壳体的左端面。

所述光纤接口采用SC插拔型或LC插拔型光纤连接器，也或者采用SC/PC、SC/APC或SC/LC尾纤型中的一种。

由本实用新型的技术方案可知，激光发射器发射的第一光波波段的上行光信号，经第一滤光片完全反射后，到达第二滤光片，然后经第二滤光片再次完全反射后，进入光纤接口后传入外接光纤。同时由外部光纤进入的第二光波波段的下行光信号经第二滤光片完全透射后再经第三滤光片透射，滤除其他串扰信号后进入探测器。由于本实用新型中的第二滤光片为小角度滤光片，即入射光线与第二滤光片镀膜面的外法线之间的角度小于45度。由于小角度滤光片的滤波特性对光信号的入射角度变化相对不敏感，即：入射光线的入射角度每变化一度，其滤波特性曲线的变化非常小。因此本实用新型能够将波段相近的上行光信号与下行光信号进行分离。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1示出了本实用新型的内部结构示意图；

图2示出了本实用新型的外部结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型的思路为：在波分复用光电器件中采用一种使用小角度滤光片的分光组件，由于小角度滤光片具有入射光线与滤光片的相对角度变化对其滤波特性曲线的影响较小的特点，从而使本实用新型能够将波段相近的两束光信号分离。

光网络中的OLT与ONU均可使用本实用新型的结构，其不同在于两种器件使用的LD（Laser Diode，激光二极管)及PD（photo diode，光电二极管)不同。

本实施例以ONU光电器件为例，并结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。

图1示出了本实用新型的内部结构示意图。如图1所示，波分复用光电器件包括激光发射器1、探测器2、分光组件3和用于外接光纤的光纤接口4。

本实施例中，激光发射器1、探测器2和光纤接口4可以分别采用（但不限于）现有技术中常用的激光发射器、探测器和光纤接口。

激光发射器1用于发射上行光信号；

激光发射器1发射的上行光信号经分光组件3耦合进入与光纤接口4相连的光纤中，通过光纤进行传输。

从光纤传输到波分复用光电器件的下行光信号经到光纤接口4射入到分光组件3，经分光组件3耦合进入到探测器2

探测器2用于接收下行光信号。

本实施例中，探测器2与光纤接口4的光轴在同一直线上，激光发射器1的光轴与光探测器或光纤接口4的光轴的角度为90°±5°。

分光组件3中具体包括：第一滤光片F1和第二滤光片F2；

第一滤光片F1用于反射激光发射器发射的第一光波波段的光信号至第二滤光片F2。本实用新型中，第一滤光片上反射第一光波波段光信号的表面为第一滤光片的镀膜面，该镀膜面上镀有第一光波波段的增反膜。第一滤光片F1倾斜设置于激光发射器1的光轴延长线上：第一滤光片的镀膜面朝向激光发射器，与第一滤光片的镀膜面相对的表面朝向光纤接口，激光发射器的光轴延长线与第一滤光片的镀膜面之间的锐角为α。其中，第一光波波段为上行光信号的光波波段。

第二滤光片F2用于反射第一光波波段的上行光信号并使之沿光纤接口4的光轴进入到光纤接口4。本实用新型中，第二滤光片F2用于反射第一光波波段光信号的表面为第二滤光片的镀膜面，该镀膜面上镀有第二光波波段的增反膜。第二滤光片F2倾斜设置于探测器2的光轴延长线上：第二滤光片的镀膜面朝向光纤接口，与第二滤光片的镀膜面相对的表面朝向探测器，由第二滤光片反射的第一光波波段的光信号的传播方向与所述第二滤光片的镀膜面的外法线之间的锐角为β。

本实用新型中，α与β的和为45°±5°，且β的取值范围为0°～20°。优选地，本实施例中，α的取值为32°，β的取值为13°。

第二滤光片F2的镀膜面上还镀有第二光波波段的增透膜。其中，第二光波波段为下行光信号的光波波段。第二滤光片F2用以透射下行光信号。具体地，由光纤通过光纤接口4传入的下行光信号经第二滤光片F2透射传输给探测器2。

进一步，分光组件3中还可包括：第三滤光片F3。

第三滤光片F3设置于第二滤光片F2与探测器2之间，其与探测器2的光轴垂直；第三滤光片F3用于透射第二光波波段的光信号、反射除第二光波波段外的其他光信号，防止除第二光波波段外的其他光信号串入探测器2，提高对串扰信号的隔离度。

下面对本实用新型中的光路原理进行详细阐述。

激光发射器1发射的第一光波波段的上行光信号，沿激光发射器1的光轴传输，首先到达第一滤光片F1，第一光波波段的上行光信号经第一滤光片F1完全反射后，到达第二滤光片F2，经第二滤光片F2再次完全反射后，然后进入光纤接口4，通过光纤接口4进入到外接光纤。

由外部光纤进入光电器件的第二光波波段的下行光信号，经光纤接口4沿探测器2光轴所在的直线入射到第二滤光片F2的表面。第二光波波段的下行光信号经第二滤光片F2完全透射，在到达探测器2前经过第三滤光片F3。第三滤光片F3将第二光波波段的下行光信号以外的干扰光信号全部返回，以防止其进入探测器2，提高对串扰信号的隔离度；同时将第二光波波段的下行光信号全部透过，使其进入探测器2，实现对第二光波波段的下行光信号的接收和转换。

由于第二滤光片F2将上行光信号全部反射至光纤接口并经光纤进行传输，同时由外部光纤传入的下行光信号由第二滤光片F2全部透射进入探测器，从而实现上行光信号与下行光信号的完全分离，因此即使上行光信号与下行光信号的光波波段非常接近，也依然能够将两者完全分离。

图2示出了本实用新型的外部结构示意图。如图2所示，本实用新型还包括封装分光组件3的壳体5。本实施例中，壳体5为不锈钢材料制成的六面体。壳体5的上端面安装激光发射器1，左端面安装探测器2，右端面安装光纤接口4。具体地，

第一滤光片F1、第二滤光片F2和第三滤光片F3按照图1中的设置位置和设置角度通过壳体内设置的托架固定于壳体5内。本实用新型不局限于第一滤光片F1、第二滤光片F2和第三滤光片F3的固定方式，只要使第一滤光片F1、第二滤光片F2和第三滤光片F3能够按图1所示的角度和位置固定即可。

激光发射器1通过金属连接件固定连接到壳体5上。其中，金属连接件包括第一连接件6、第二连接件7和第三连接件8。第一连接件6的一端插入激光发射器1，另一端与第二连接件7配合。第二连接件7的另一端与第三连接件8固定连接。第一连接件6和第二连接件7上均开有通光孔，用以使上行光信号发射到第一滤光片F1上。

本实用新型中第一连接件6和第二连接件7转动配合，实现激光发射器1中上行光光束的微调：通过微调激光发射器1的位置及角度，使上行光信号从光纤接口4输出的光信号达到最强。从而提高上行光信号的耦合率。当微调激光发射器1的位置及角度使上行光信号从光纤接口4输出的光信号达到最强时，通过第三连接件8将激光发射器1固定于壳体5上。本实施例中，激光发射器1固定于壳体5上的金属连接件结构只是示例性的，凡是能够将激光发射器1固定于壳体5的部件均落入本实用新型的保护范围。

探测器2通过固体胶9固定于壳体5上。在探测器2固定之前，需先通过有源耦合的方式定位。探测器2的有源耦合是指：从光纤接口4外接相应的光源，微调探测器2的位置，使得探测器2接收的光信号达到最强。本实施例中，利用固体胶9将探测器2固定于壳体5上的固定方式只是示例性的，凡是能够实现探测器2固定于壳体5的固定方式均落入本实用新型的保护范围。

光纤接口4通过光纤10与外部光网络连接。本实用新型中，光纤接口4可采用SC插拔型或LC插拔型光纤连接器，也或者采用SC/PC、SC/APC或SC/LC尾纤型中的一种。

本实施例中，壳体5采用六面体的形状只是示例性的，凡是能够使激光发射器1的光轴和探测器2的光轴垂直、探测器2的光轴与光纤接口4的光轴在同一直线上，且能够分别固定激光发射器1、探测器2和光纤接口4的形状均落入本实用新型的保护范围。

由以上技术方案可知，本实用新型在实现单纤双向光电器件各项功能的同时，还可实现相近波段光信号的分离。由于本实用新型能够有效将波段相近的上行光和下行光信号进行分离，从而本实用新型具有更广泛的应用空间。

显然，本领域技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种波分复用光电器件，包括：激光发射器、探测器和光纤接口，其特征在于，还包括分光组件，所述分光组件包括第一滤光片和第二滤光片，其中， 

第一滤光片用于反射所述激光发射器发射的第一光波波段的光信号至第二滤光片； 

第二滤光片用于反射由第一滤光片反射的第一光波波段的光信号至所述光纤接口，并透射由外部光纤经所述光纤接口传入的第二光波波段的光信号至所述探测器； 

其中，第一光波波段为所述激光发射器发射的光信号的光波波段，第二光波波段为所述探测器接收的光信号的光波波段。 

2.根据权利要求1所述的波分复用光电器件，其特征在于，第一滤光片的镀膜面镀有第一光波波段的增反膜；第二滤光片的镀膜面镀有第一光波波段的增反膜和第二光波波段的增透膜；以及 

第一滤光片倾斜设置于所述激光发射器的光轴延长线上，第一滤光片的镀膜面朝向所述激光发射器，与所述第一滤光片的镀膜面相对的表面朝向所述光纤接口；所述激光发射器的光轴延长线与所述第一滤光片的镀膜面之间的锐角为α； 

第二滤光片倾斜设置于所述探测器的光轴延长线上，第二滤光片的镀膜面朝向所述光纤接口，与所述第二滤光片的镀膜面相对的表面朝向所述探测器；由第二滤光片反射的第一光波波段的光信号的传播方向与所述第二滤光片的镀膜面的外法线之间的锐角为β； 

其中，第一滤光片的镀膜面为第一滤光片上反射第一光波波段光信号的表面；第二滤光片的镀膜面为第二滤光片上反射第一光波波段光信号并透射第二光波波段光信号的表面。 

3.根据权利要求2所述的波分复用光电器件，其特征在于，所述α与所述β的和为45°±5°。 

4.根据权利要求3所述的波分复用光电器件，其特征在于，所述β的取值范围为0°～20°。 

5.根据权利要求1所述的波分复用光电器件，其特征在于，所述分光组件还包括： 

具有带通特性的第三滤光片，其设置于第二滤光片与所述探测器之间，用于透射第二光波波段的光信号、反射除第二光波波段外的其他光信号。 

6.根据权利要求1所述的波分复用光电器件，其特征在于，所述波分复用光电器件还包括： 

用于固定连接所述激光发射器、探测器和光纤接口的壳体，所述壳体内封装所述分光组件。 

7.根据权利要求6所述的波分复用光电器件，其特征在于，所述激光发射器安装于所述壳体的上端面，所述探测器安装于所述壳体的左端面，所述光纤接口安装于所述壳体的右端面。 

8.根据权利要求7所述的波分复用光电器件，其特征在于，所述激光发射器通过金属连接件固定于所述壳体的上端面。 

9.根据权利要求7所述的波分复用光电器件，其特征在于，所述探测器通过高温固化剂固定于所述壳体的左端面。 

10.根据权利要求1或7所述的波分复用光电器件，其特征在于，所述光纤接口采用SC插拔型或LC插拔型光纤连接器，也或者采用SC/PC、SC/APC或SC/LC尾纤型中的一种。 

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