CN203287567U - 一种同轴单纤双向器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种同轴单纤双向器件，该器件包括有光纤、透镜、滤光片、激光器和光电探测器，光纤发出下行光信号并接收上行光信号，激光器发出上行光信号，光电探测器接收下行光信号，光纤、透镜、滤光片和光电探测器放置于同一轴线上，激光器设于所述透镜的侧边位置；滤光片上镀有用以反射激光器发出的上行光信号、透射光纤发出的下行光信号的膜层，激光器位于滤光片的反射一侧，光电探测器位于滤光片的透射一侧。本实用新型的单纤双向光学器件简化了结构，提高了激光器与光纤之间的耦合效率，降低了成本，且减小了整个器件所占的体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及到光学器件，特别涉及到一种用于光通讯的单纤双向器件。
背景技术
单纤双向器件（BOSA）在光通讯尤其光纤到户中应用最广泛、而且用量最大的光学器件之一。目前常用的单纤双向器件是由一个激光器通过一个透镜，以及一个光电探测器和另一个透镜及一个约0度滤光片，和一个在光轴上的约45度滤光片和一根光纤插针组成。45度滤光片一般置于光纤插针和激光器和探测器所用耦合透镜之间。单纤双向器件的功能是在一根光纤上完成下行信号和上行信号的同时传输，其结构如图1所示。在上述的单纤双向器件中，在信号下行状态下：从光纤1发射出来的信号光被45度滤光片2反射，经滤光片5后并被透镜6汇聚到探测器7上被接收。在信号上行状态下：激光器4发光，光信号被透镜3聚焦穿过45度滤光片2，耦合到光纤1里，从而完成数据的上行。
现有技术中单纤双向器件，需要两个透镜，两个滤光片（一个45度滤光片和一个0度滤光片）。激光器发出的光经45度滤光片透射后耦合进光纤。45度滤光片将会引入耦合损耗。而下行信号经45度滤光片反射后耦合到探测器。由于反射后不同波长的信号隔离度不够，因此需要另加一片0度滤光片以达到所需隔离度要求。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种新的结构类型的单纤双向光学器件。本实用新型的单纤双向光学器件要能够降低所需元器件的数目，并且能够减小整个器件所占的体积及简化制造工艺和成本，以及改善激光器的耦合效率。
为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：
一种同轴单纤双向器件，该器件包括有光纤、透镜、滤光片、激光器和光电探测器，所述的光纤发出下行光信号并接收上行光信号，所述的激光器发出上行光信号，光电探测器接收下行光信号，其特征在于，所述的光纤、透镜、滤光片和光电探测器放置于同一轴线上，所述的激光器设于所述透镜的侧边位置；所述的滤光片上镀有用以反射激光器发出的上行光信号、透射光纤发出的下行光信号的膜层，所述激光器位于滤光片的反射一侧，所述的光电探测器位于滤光片的透射一侧；所述光纤发出的下行光信号经所述的透镜透射后，再通过所述的滤波片聚焦在所述的光电探测器上，所述激光器发出的上行光信号经过所述透镜，经由所述滤波片反射后再次经过所述透镜聚焦在所述的光纤中。
在本实用新型的同轴单纤双向器件中，同时用于上行光信号和下行光信号耦合的所述透镜倾斜一定角度放置，所述透镜的光轴和入射光线之间的夹角介于6度和45度之间，所述的滤光片也倾斜一定角度放置，其倾斜角度介于6度和45度之间。
在本实用新型的同轴单纤双向器件中，所述滤光片置于所述透镜的后面，二者组合成为一个整体组件。
在本实用新型的同轴单纤双向器件中，所述的滤光片和透镜通过一个机械夹具组合在一起。
在本实用新型的同轴单纤双向器件中，所述滤光片和透镜之间的距离小于1mm。
在本实用新型的同轴单纤双向器件中，所述的滤光片和透镜通过光学胶粘合在一起。
在本实用新型的同轴单纤双向器件中，所述的透镜或为非球透镜、或为球透镜、或为半球透镜。
一种同轴单纤双向器件，该器件包括有光纤、透镜、激光器和光电探测器，所述的光纤发出下行光信号并接收上行光信号，所述的激光器发出上行光信号，光电探测器接收下行光信号，所述的光纤、透镜和光电探测器放置于同一轴线上，所述的激光器设于所述透镜的侧边位置，所述的透镜上镀有膜层，用于反射激光器发出的上行光信号、透射光纤发出的下行光信号的膜层镀于透镜的后端面；所述光纤发出的下行光信号经所述的透镜透射后，再通过所述的膜层聚焦在所述的光电探测器上，所述激光器发出的上行光信号经过所述透镜，经由所述的膜层反射后再次经过所述透镜聚焦在所述的光纤中。
基于上诉技术方案，本实用新型与现有技术中的单纤双向器件相比具有如下技术优点:
1.本实用新型的同轴单纤双向器件相比传统的单纤双向器件，由于只使用单一透镜作为激光器和探测器的共用透镜，其结构将大大简化，组装制造成本将会大幅降低。
2.不同于传统的单纤双向器件，本实用新型的同轴单纤双向器件从激光器发出的上行信号光经透镜后射到滤光片，其发散角将会减小，并经滤光片反射后经同一透镜聚焦到光纤端，因此滤光片引起的耦合损耗将会降低。
3.不同于传统的单纤双向器件，本实用新型的同轴单纤双向器件从光纤发出的下行信号经透镜后射到滤光片，并经滤光片透射后聚焦到探测器，相对于反射，不同波长的透射信号将可以得到较高的隔离度，因此传统的单纤双向器件中的0度滤光片可以省去。这将进一步降低本实用新型的同轴单纤双向器件的成本。
附图说明
图1是现有技术中一种同轴单纤双向器件的结合组成示意图。
图2是本实用新型的同轴单纤双向器件的结构示意图。
图3是本实用新型的器件中透镜和滤光片的一种组装结构示意图。
图4是本实用新型的器件中透镜和滤光片的另一种组装结构示意图。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实施例来对本实用新型的同轴单纤双向器件做进一步的详细描述，以求更为清楚明了地理解本实用新型的结构组成和工作流程，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。
请看图2，图2是本实用新型的同轴单纤双向器件的结构组成示意图。由图可知，本实用新型的光学器件在结构上包括有光纤11、透镜12、滤光片13、激光器15和光电探测器14。作为单纤双向器件，光纤11中一方面能够发出下行光信号，另一方面还能够接收上行光信号，这里的激光器15用来发出上行光信号，光电探测器14则用来接收下行光信号。
作为本实用新型的技术特色，上述的光纤11、透镜12、滤光片13和光电探测器14放置于同一轴线上，而激光器15则设在所述透镜12的侧边位置。这里的透镜12数量为一个，滤光片13的数量也是一个，这是与现有技术最大区别。
为了达到单纤双向的技术效果，在所述的滤光片13上镀有用以反射激光器15发出的上行光信号、并且透射光纤11发出的下行光信号的膜层。在设计结构时，上述激光器15位于滤光片13的反射一侧，而所述的光电探测器14则放在了滤光片13的透射一侧，以保证对上行光信号的反射，对下行光信号的透射。
与传统的单纤双向器件中激光器发出的光经透镜后透过滤光片耦合到光纤不同，在本实用新型单纤双向器件工作时，若处在上行光路中，激光器15发出的光通过透镜12经滤光片13反射后再次经过同一透镜12聚焦在光纤11上传输出去。
不同于传统的单纤双向器件中光纤中出射的光先经滤光片反射后再经透镜聚焦到探测器，在本实用新型单纤双向器件的下行光路中，所述光纤11中出射的光信号先通过透镜12再经滤光片13透射聚焦到光电探测器14上。
在具体的结构设计中，上述的透镜12可以为非球透镜，球透镜或半球透镜。图2是以半球透镜为例。所述的透镜为了能够用于上行光信号和下行光信号的耦合，需要将透镜12倾斜一定角度放置。具体倾斜的角度为使得透镜12的光轴和入射光线之间的夹角介于6度和45度之间。对应地，所述的滤光片13也倾斜一定角度放置，其倾斜角度介于6度和45度之间。图2中以45度倾斜角为例。在实际应用中如不存在机械干涉，该倾斜角度应尽可能小，这样将简化滤光片13的设计和制作。
在上述的同轴单纤双向器件中，滤光片13置于透镜12之后。滤光片上镀有能让下行光信号透射，上行光信号反射的膜层。在实际结构中，滤光片13可与透镜12结合在一起设计和组装。图3中滤光片13与透镜12是分离的通过一个机械夹具16组合在一起。放置在一起的滤光片13和透镜12间的距离一般要小于1mm。
作为另一种更便于组装和低成本的方案，将滤光片13和透镜12可以组合在一起形成一个组件，如图4所示。其组合方法可以是无胶的光胶方案，或者用光学胶将两者胶合到一起。在图4中，滤光片13与透镜12的后端面是平行放置的。
根据透镜12的特点，滤光片13也可以与透镜12非平行放置。
作为本实用新型同轴单纤双向器件的结构方案，可以设计更加简化结构，即是在透镜的后端面直接镀膜。其具体包括有光纤、透镜、激光器和光电探测器，所述的光纤、透镜和光电探测器放置于同一轴线上，所述的激光器设于所述透镜的侧边位置。这里的特色是直接在透镜上镀有膜层，用于反射激光器发出的上行光信号、透射光纤发出的下行光信号的膜层镀于透镜的后端面。
上述光纤发出的下行光信号经所述的透镜透射后，再通过所述的膜层聚焦在所述的光电探测器上，所述激光器发出的上行光信号经过所述透镜，经由所述的膜层反射后再次经过所述透镜聚焦在所述的光纤中。
毫无疑问，本实用新型的同轴单纤方向器件除了有上述实施例中提到的结构方案和工作方式外，还包括其他对于领域技术人员来说显而易见的结构变化和形式替代，这些结构变化和形式替代应该也包括在本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种同轴单纤双向器件，该器件包括有光纤、透镜、滤光片、激光器和光电探测器，所述的光纤发出下行光信号并接收上行光信号，所述的激光器发出上行光信号，光电探测器接收下行光信号，其特征在于，所述的光纤、透镜、滤光片和光电探测器放置于同一轴线上，所述的激光器设于所述透镜的侧边位置；所述的滤光片上镀有用以反射激光器发出的上行光信号、透射光纤发出的下行光信号的膜层，所述激光器位于滤光片的反射一侧，所述的光电探测器位于滤光片的透射一侧；所述光纤发出的下行光信号经所述的透镜透射后，再通过所述的滤波片聚焦在所述的光电探测器上，所述激光器发出的上行光信号经过所述透镜，经由所述滤波片反射后再次经过所述透镜聚焦在所述的光纤中。
2.根据权利要求1所述的一种同轴单纤双向器件，其特征在于，同时用于上行光信号和下行光信号耦合的所述透镜倾斜一定角度放置，所述透镜的光轴和入射光线之间的夹角介于6度和45度之间，所述的滤光片也倾斜一定角度放置，其倾斜角度介于6度和45度之间。
3.根据权利要求1所述的一种同轴单纤双向器件，其特征在于，所述滤光片置于所述透镜的后面，二者组合成为一个整体组件。
4.根据权利要求3所述的一种同轴单纤双向器件，其特征在于，所述的滤光片和透镜通过一个机械夹具组合在一起。
5.根据权利要求4所述的一种同轴单纤双向器件，其特征在于，所述滤光片和透镜之间的距离小于1mm。
6.根据权利要求3所述的一种同轴单纤双向器件，其特征在于，所述的滤光片和透镜通过光学胶粘合在一起。
7.根据权利要求1所述的一种同轴单纤双向器件，其特征在于，所述的透镜或为非球透镜、或为球透镜、或为半球透镜。
8.一种同轴单纤双向器件，其特征在于，该器件包括有光纤、透镜、激光器和光电探测器，所述的光纤发出下行光信号并接收上行光信号，所述的激光器发出上行光信号，光电探测器接收下行光信号，所述的光纤、透镜和光电探测器放置于同一轴线上，所述的激光器设于所述透镜的侧边位置，所述的透镜上镀有膜层，用于反射激光器发出的上行光信号、透射光纤发出的下行光信号的膜层镀于透镜的后端面；所述光纤发出的下行光信号经所述的透镜透射后，再通过所述的膜层聚焦在所述的光电探测器上，所述激光器发出的上行光信号经过所述透镜，经由所述的膜层反射后再次经过所述透镜聚焦在所述的光纤中。
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|---|---|---|---|---|
| CN106526764A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-03-22 | 成都储翰科技股份有限公司 | 一种应用于cob封装中的光学结构 |
| CN115704927A (zh) * | 2021-08-03 | 2023-02-17 | 科瑞工业自动化系统（苏州）有限公司 | 基于透镜镀膜的光电传感器用接收装置及其操作方法 |
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