CN203708255U - 一种平行光路在线监测器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型之一种平行光路在线监测器件，包括管体封装的ONU端插针准直器、OLT端插针准直器、激光器发射组件、探测器接收组件以及滤光片组件，其中：所述ONU端插针准直器及OLT端插针准直器分别以部分嵌进所述管体的态势设置在该管体的左右两侧，所述激光器发射组件及探测器接收组件分别以部分嵌进所述管体的态势设置在该管体的上下两侧，且所述ONU端插针准直器、OLT端插针准直器、激光器发射组件以及探测器接收组件的嵌进部分均具有端口，所述滤光片组件以其入射、滤光以及反射至相应端口的态势安装于该管体内部，藉由前述结构或其构造的结合，实现了该平行光路在线监测器件，从而达成了小型化和低成本实施的良好效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及光通信领域，尤其是指一种平行光路在线监测器件。
背景技术
在光纤链路中，难免会出现链路故障，如光纤断裂、受应力变化等，从而影响光信号的传输，需要光纤故障检测装置进行故障定位，以便于维护。检测的原理是通过探测故障处的回波光信号，通过探测信号的强度及一定算法以推测出故障的位置。现今市场多采用光时域反射仪（Optical Time Domain Reflectometer，简称为OTDR）来进行检测及定位。
现今，市场已经有诸多OTDR仪器、器件及方案，如中国专利2013202672447和2012200800658等，此类方案的光路采用传统的会聚光路，主要优点是与现有的耦合平台兼容，耦合难度低，缺点是会聚光路的插入损耗较大，对于要求高效率传输的情形无法满足，并且此类方案无法实现链路的在线监测，因为链路的在线监测要求器件有两个光口，一个OLT光口，一个是ONU光口，分别传输来自OLT和ONU端的光信号，并且要求光信号具有较低的插入损耗。
专利CN201320083054X采用两个光口和平行光路，可以实现链路的在线监测。但是该专利有以下四点不足：
1.两个光口布置在管体60的同一侧，会增大器件的体积；
2.激光器发射部分采用带透镜的激光器TO耦合准直透镜的方法会大大增加器件的尺寸；
3.探测器接收部分采用准直透镜耦合带透镜的探测器TO的方法会大大增加器件的尺寸；
4.对半透半反片形成的杂光的处理上没有说明。
采用双透镜平行光路的方法可以实现光信号的高效率传输，该方法已经大量应用于波分复用/解复用器，如采用双光纤准直器实现光路的低插入损耗传输。光纤准直器主要有两种，一种为较高成本的光纤准直器，采用梯度折射率透镜（即G-lens），另一种为低成本的光纤准直器，采用c-lens，c-lens结构简单，但是与激光器TO配合使用时像差较大，因此激光器TO需要采用非球面透镜。
与光纤准直器类似的结构为插针准直器，两者在光路上的区别主要在于光纤准直器的光口为带连接头的尾纤插针，插针准直器的光口为插拔型插针，如SC插针。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型的主要目的在于提供一种平行光路在线监测器件。
为达成上述目的，本实用新型应该的技术方案是：一种平行光路在线监测器件，包括管体封装的ONU端插针准直器、OLT端插针准直器、激光器发射组件、探测器接收组件以及滤光片组件，其中：所述ONU端插针准直器及OLT端插针准直器分别以部分嵌进所述管体的态势设置在该管体的左右两侧，所述激光器发射组件及探测器接收组件分别以部分嵌进所述管体的态势设置在该管体的上下两侧，且所述ONU端插针准直器、OLT端插针准直器、激光器发射组件以及探测器接收组件的嵌进部分均具有端口，所述滤光片组件以其入射、滤光以及反射的光向射向各端口的态势安装于该管体内部。
在本实用新型实施例中优选，所述ONU端插针准直器与所述OLT端插针准直器分别包括SC插针及准直透镜，其中所述准直透镜靠近所述端口设置，所述SC插针在其相对的外沿以光向对准所述准直透镜的态势设置。
在本实用新型实施例中优选，所述SC插针具有倾斜工作面，其倾斜角度为4°~12°之间；所述准直透镜设置的角度范围在0°~12°之间。
在本实用新型实施例中优选，所述激光器发射组件包括激光器底座、平窗激光器帽、激光器芯片、准直透镜及隔离器。
在本实用新型实施例中优选，所述准直透镜置在该平窗激光器帽相对的下方，所述激光器芯片的发光面位于该准直透镜的前焦点上，所述隔离器置在准直透镜下方。
在本实用新型实施例中优选，所述激光器发射组件包括激光器底座、非平窗激光器帽、激光器芯片、准直透镜及隔离器。
在本实用新型实施例中优选，所述准直透镜凹进该非平窗激光器帽中设置，且将激光器芯片的发光面贴装于准直透镜的前焦点上，而该隔离器置在该非平窗激光器帽相对的下方。
在本实用新型实施例中优选，所述探测器接收组件包括探测器底座、探测器帽、探测器芯片、探测器透镜和0°滤光片。
在本实用新型实施例中优选，所述0°滤光片贴装在该探测器芯片与该探测器透镜之间。
在本实用新型实施例中优选，所述0°滤光片贴装在该探测器透镜前端，而该探测器芯片则在该探测器透镜相对的后端设置。
在本实用新型实施例中优选，所述滤光片组件包括半透半反滤光片、滤光片和吸收片。
在本实用新型实施例中优选，所述半透半反滤光片和滤光片的贴装角度40°~50°。
在本实用新型实施例中优选，所述半透半反滤光片和滤光片的贴装角度为45°。
本实用新型与现有技术相比，其有益的效果是：利用平行光路以及双光口的结构配置，实现对链路的在线监测，同时不影响ONU端光信号和OLT端光信号的正常工作。可封装于XFP模块，具有小型化和低成本的优势。
附图说明
图1是本实用新型实施例的方框结构示意图。
图2是展现图1中各组件的结构示意图。
图3是图1中ONU端和OLT端插针准直器的另一实施例的结构示意图。
图4是图1中激光器发射组的另一实施例的结构示意图。
图5是图1中探测器接收组件的另一实施例的结构示意图。
图6a是图1中滤光片组件的第一光路的结构示意图。
图6b是图1中滤光片组件的第二光路的结构示意图。
图6c是图1中滤光片组件的第三光路的结构示意图。
图6d是图1中滤光片组件的第四光路的结构示意图。
图7是图1中ONU端向OLT端光信号传递光路的结构示意图。
图8是图1中OLT端向ONU端光信号传递光路的结构示意图。
图9是图1中在线监测光信号发射光路的结构示意图。
图10是图1中在线监测光信号接收光路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
请参阅图1并结合参阅图2所示，本实用新型提供一种平行光路在线监测器件，包括管体60封装的ONU端插针准直器10、OLT端插针准直器20、激光器发射组件30、探测器接收组件40以及滤光片组件50，其中：所述ONU端插针准直器10及OLT端插针准直器20分别以部分嵌进所述管体60的态势设置在该管体60的左右两侧，所述激光器发射组件30及探测器接收组件40分别以部分嵌进所述管体60的态势设置在该管体60的上下两侧，且上述上下左右四侧嵌进部分均具有端口，所述端口在该管体60中互不影响；所述滤光片组件50设于该管体60内部，并起到分波、合波、转折光路以及吸收杂散光的作用；所述封装包括激光器焊接式封装、粘胶式封装以及激光器焊接与粘胶混合式封装。在本实施新型之实施例中，所述平行光路在线监测器件的工作波长有 、和三个，其中为ONU的工作波长、为OLT的工作波长，而为在线监测波长，在本实施例中的激光器发射组件30及探测器接收组件40的工作波长为。
请参阅图2并结合参阅图3所示，所述ONU端插针准直器10和OLT端插针准直器20至少有两种结构组成方式，其中：第一种结构（如图2中所示）由一个斜8°SC插针11、21与准直透镜12、22组成，SC插针11、21的斜8°角允许在4°~12°之间变化，准直透镜12、22的第一工作表面研磨成一定角度，角度可选范围0°~12°；第二种结构（如图3所示）由镀有增透膜的0°SC插针11、21与准直透镜12、22组成，镀膜插针11、21的0°角允许在0°~4°之间变化，准直透镜21、22的第一工作表面研磨成一定角度，角度可选范围0°~12°。准直透镜21、22选用低成本的C-lens制成，前后两个工作表面均镀有增透膜。对于低成本方案，ONU端插针准直器10和OLT端插针准直器20在光学结构上可采用相同的结构。
请再参阅图2并结合参阅图4所示，所述激光器发射组件30至少有两种结构组成形式，其中：第一种结构（如图2中所示）由激光器底座31、平窗激光器帽32、激光器芯片33、准直透镜34及隔离器35组成，其中：激光器底座31、平窗激光器帽32、激光器芯片33制作成平窗激光器TO。所述准直透镜34置在该平窗激光器TO相对的下面，并且要求激光器芯片33的发光面位于准直透镜34的前焦点上，隔离器35置在准直透镜34下面起到对回波信号的隔离作用；第二种结构（如图4中所示）由激光器底座31、非平窗激光器帽32、激光器芯片33、准直透镜34和隔离器35组成，其中：激光器底座31、非平窗激光器帽32、激光器芯片33制作成非平窗激光器TO，所述准直透镜34凹进该非平窗激光器帽32中设置，且将激光器芯片的发光面贴装于准直透镜34的前焦点上，而隔离器35放置在激光器TO帽相对的下面起到对回波信号的隔离作用。
请再参阅图2并结合参阅图5所示，所述探测器接收组件40至少有两种结构组成形式，其中：第一种结构（如图2中所示）由探测器底座41、探测器帽42、探测器芯片43、探测器透镜44和0°滤光片45制作成探测器TO，所述0°滤光片45贴装在探测器芯片43与探测器透镜44之间；第二种结构（如图5所示）由探测器底座41、探测器帽42和探测器芯片43、探测器透镜44以及滤光片45组成，其中探测器底座41、探测器帽42、探测器芯片43和探测器透镜44制作成探测器TO，0°滤光片45贴装在探测器透镜44前端。
请再参阅图2并结合参阅图6a、图6b、图6c和图6d所示，所述滤光片组件50包括半透半反滤光片51、滤光片52和吸收片53，其中：半透半反滤光片51和滤光片52的贴装角度的优选值为45°，但也可在40°~50°之间变化。吸收片53至少有三种原理型结构，其中：第一种为干涉相消型消光片；第二种为偏振相关吸收型（如偏振片、隔离器）；第三种为漫反射吸收型，即对漫反射的光具有吸收（如涂有吸收粉的吸收片、涂黑的吸收片）。在本实施例中，对于ONU端传输的光波长直接透过滤光片51a和滤光片52a（如图6a）；对于OLT端传输的光波长直接透过滤光片52b和滤光片51b（如图6b）；对于在线监测光波长的发射部分（如图6c），光波被滤光片52c反射并转折90°后到达半透半反滤光片51b，其中有一半的光波透射，另一半反射到吸收片53c上后被吸收；对于在线监测光波长的接收部分(如图6d)，光波到达半透半反滤光片51d后，一半的能量被反射并转折90°，另一半能量被滤光片52d反射并转折90°被激光器发射组件30的隔离器吸收。
请参阅图7、图8并结合参阅图2所示，其中图7是ONU端向OLT端光信号传递光路的结构示意图；图8是OLT端向ONU端光信号传递光路的结构示意图。所述的平行光路在线监测器件的功能部件包含三个功能光路：第一功能光路是两个插针准直器组成的主光路，用于传输OLT端向ONU端传递的光信号（如图7所示），以及ONU端向OLT端传递的光信号（如图8所示）；第二功能光路是激光器发射组件30与ONU端插针准直器10组成的在线监测发射光路（如图9所示），发射的光信号在链路中遇到光纤断裂等链路故障时发生反射，反射光波能够被器件的探测器接收组件40探测；第三功能光路是探测器接收组件40与ONU端插针准直器10组成的在线监测接收光路（如图10所示），用于接收在线监测发射光路在链路上的反射信号，因此ONU端插针准直器10是三个功能光路的共同光口。
在本实用新型实施例中，主光路（如图7和图8所示），由ONU端插针准直器10、OLT端插针准直器20以及半透半反滤光片51和滤光片52组成。对于插针准直器，在制作时通过优化插针与准直透镜的相对位置，以保证出射的平行光的光轴与主光路的光轴平行。滤光片52对ONU和OLT工作波长、透射，对在线监测波长反射，半透半反滤光片51对ONU和OLT工作波长、透射，对在线监测波长半透半反，因此滤光片对主光路的工作波长、没有损耗，对在线监测波长有一半的损耗；对于OLT端向ONU端传递的光信号，从斜8°SC插针11进入器件后经过准直透镜12变成准平行光，然后透过半透半反滤光片51和滤光片52进入准直透镜22内并被会聚到斜8°SC插针21；对于ONU端向OLT端传递的光信号，从斜8°SC插针21进入器件后经过准直透镜22变成准平行光后透过滤光片52和半透半反滤光片51，然后进入准直透镜12内并被会聚到斜8°SC插针11。至于ONU端向OLT端传递的光信号的过程与OLT端向ONU端传递的光信号的过程是互逆的。
在本实用新型实施例中，激光器在线监测发射光路（如图10所示），由激光器底座31、平窗激光器帽32、激光器芯片33、准直透镜34、隔离器35、滤光片52、半透半反滤光片51、准直器透镜12以及斜8°SC插针11组成，其中激光器芯片33发射的光信号透射平窗激光器帽33后被准直透镜34准直为平行光，然后再透过隔离器35后被滤光片52反射后转折90°，反射光的传播方向平行于主光路光轴，之后反射光透过半透半反滤光片51后进入准直透镜12，最后被会聚到斜8°SC插针11内。由于半透半反滤光片51对在线监测波长半透半反，因此激光器发射的一半光功率在器件内形成杂光，同时由于在线监测发射光路和在线监测接收光路采用相同的工作波长，为了减少该杂光对接收光路形成较大的串扰，需要在器件内放置吸收片53，用来吸收该杂光。吸收片的放置角度为0°~45°均可，由吸收片的工作角度决定。同时在封装管体60的内壁涂吸收粉，或者采用阳极化处理后置黑，均可有效吸收器件内部的杂散光。
在本实用新型实施例中，探测器在线监测接收光路（如图11所示），由斜8°SC插针11、准直器透镜12、半透半反滤光片51、吸收片53、探测器底座41、探测器帽42、探测器芯片45、探测器透镜44和0°滤光片45及组成，其中探测器芯片45贴装在探测器透镜44的后焦点处，0°滤光片45贴装在探测器芯片43之前、探测器透镜44之后，起到对ONU波长和OLT波长隔离的作用。在线监测激光器发射的光信号在链路中反射后通过斜8°SC插针7进入器件，之后被准直透镜12准直为平行光，之后被半透半反滤光片51转折90°后进入探测器透镜44之后被透镜会聚，透过滤光片51最后会聚到探测器芯片43。在本实施例中，为了减少探测器的回波，至少可以采用两种方法，第一种方法是将半透半反滤光片51设置为角，，，可使得探测器TO输入的光以小角度入射，即可保证耦合效率，又可提高回波损耗；第二种方法是将探测器芯片43倾斜放置，放置角度为0°~12°。
综上所述，仅为本实用新型之较佳实施例，不以此限定本实用新型的保护范围，凡依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本实用新型专利涵盖的范围之内。
Claims (13)
1.一种平行光路在线监测器件，包括管体封装的ONU端插针准直器、OLT端插针准直器、激光器发射组件、探测器接收组件以及滤光片组件，其特征在于：所述ONU端插针准直器及OLT端插针准直器分别以部分嵌进所述管体的态势设置在该管体的左右两侧，所述激光器发射组件及探测器接收组件分别以部分嵌进所述管体的态势设置在该管体的上下两侧，且所述ONU端插针准直器、OLT端插针准直器、激光器发射组件以及探测器接收组件的嵌进部分均具有端口，所述滤光片组件以其入射、滤光以及反射至相应端口的态势安装于该管体内部。
2.如权利要求1所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述ONU端插针准直器与所述OLT端插针准直器分别包括SC插针及准直透镜，其中所述准直透镜靠近所述端口设置，所述SC插针在其相对的外沿以对准所述准直透镜的态势设置。
3.如权利要求2所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述SC插针具有倾斜工作面，其倾斜角度为4°~12°之间；所述准直透镜设置的角度范围在0°~12°之间。
4.如权利要求1所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述激光器发射组件包括激光器底座、平窗激光器帽、激光器芯片、准直透镜及隔离器。
5.如权利要求4所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述准直透镜置在该平窗激光器帽相对的下方，所述激光器芯片的发光面位于该准直透镜的前焦点上，所述隔离器置在准直透镜下方。
6.如权利要求1所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述激光器发射组件包括激光器底座、非平窗激光器帽、激光器芯片、准直透镜及隔离器。
7.如权利要求6所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述准直透镜凹进该非平窗激光器帽中设置，且将激光器芯片的发光面贴装于准直透镜的前焦点上，而该隔离器置在该非平窗激光器帽相对的下方。
8.如权利要求1所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述探测器接收组件包括探测器底座、探测器帽、探测器芯片、探测器透镜和0°滤光片。
9.如权利要求8所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述0°滤光片贴装在该探测器芯片与该探测器透镜之间。
10.如权利要求8所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述0°滤光片贴装在该探测器透镜前端，而该探测器芯片则在该探测器透镜相对的后端设置。
11.如权利要求1所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述滤光片组件包括半透半反滤光片、滤光片和吸收片。
12.如权利要求11所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述半透半反滤光片和滤光片的贴装角度40°~50°。
13.如权利要求11所述的平行光路在线监测器件，其特征在于：所述半透半反滤光片和滤光片的贴装角度为45°。
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