CN205826918U - 一种提高单纤双向组件功率耦合效率的基座结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种提高单纤双向组件功率耦合效率的基座结构，其包括基座体，基座体上的一端设置有用于容纳同轴封装激光器的管芯套，基座体的另一端设置有用于容纳单模光纤下套的光纤下套容置腔，基座体上的管芯套与单模光纤下套之间的位置处设置有用于容纳同轴封装光探测器的光探测器容置腔，所述管芯套与基座体为一体成型结构，且管芯套的圆孔的中心线与基座体的中心线的形成一倾斜角度β。本实用新型提供的基座结构，通过将管芯套的圆孔的中心线与基座体的中心线的设置成具有倾斜角度β的倾斜结构，同时将管芯套与基座体设置为一体成型结构，既有效提高了单纤双向组件产品的耦合效率，又有效简化了基座的制造工艺，从而有效降低了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及光钎通信技术领域，尤其一种提高单纤双向组件功率耦合效率的基座结构。
背景技术
目前，随着我国信息化建设的加速发展，近年来光纤入户（FTTH）发展迅速，光纤通信发展前景广阔；特别是PON产品市场需求得到了极大的提高；人们对光纤通信的传输性能要求也越来越高，而成本要求越来越低；单纤双向组件作为光纤通信中的核心部件，其性能直接决定了光纤通信的传输质量；而影响单纤双向组件性能的一个重要因素就是其发射端功率，而功率的大小主要是由耦合效率决定的。
传统单纤双向组件产品结构如图1所示，其包含：一个基座110，一管芯套170，一同轴封装激光器120，一同轴封装光探测器130，一个入射角为45°的WDM波分复用滤光片150，一个入射角为0°的WDM波分复用滤光片160，一个单模光纤下套141。其中，管芯套170与基座110为可分离设置，在产品组装过程中需要通过激光打焊将管芯套170焊接固定于基座110上， 45°WDM波分复用滤光片150靠近同轴封装激光器120方向，0°WDM波分复用滤光片160靠近同轴封装光探测器130方向，同轴封装激光器120通过压陪和激光焊等方法与基座110装配牢固，然后单模光纤下套140通过激光焊的方法与基座110装配牢固，最后同轴封装光探测器130通过点胶加热或者紫外光照射的方法与基座110固定。本实用新型中，将用于容纳安装同轴封装激光器120的管芯套170称为发射端，管芯套170的圆孔称为发射端圆孔，而将单模光纤下套140称为发射端。
传统的单纤双向组件产品的发射端的圆孔的中心线与整个基座110的水平线是平行的，即发射端圆孔的中心线与整个基座110的水平线的夹角为0°，为了减少光路中反射光对发射端的同轴封装激光器120工作状态的影响，一般会让单模光纤下套140的端面为有一个倾斜角度的斜面，而不是平面。
由于传统的单纤双向组件产品的发射端的圆孔的中心线与整个基座110的水平线平行，使得传统结构的光器件产品耦合效率不高，功率损耗较大，而且管芯套170与基座110为可分离设置，在产品组装过程中需要激光打焊进行固定，使得其制作工艺较为繁杂，从而增加了物料成本，工时成本或者制程工艺难度。
实用新型内容
为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种提高单纤双向组件功率耦合效率的基座结构，该基座结构具有成本低，制造工艺低简单等优点，并可有效提高单纤双向组件产品耦合效率。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种提高单纤双向组件功率耦合效率的基座结构，包括基座体，基座体上的一端设置有用于容纳同轴封装激光器的管芯套，基座体的另一端设置有用于容纳单模光纤下套的光纤下套容置腔，基座体上的管芯套与单模光纤下套之间的位置处设置有用于容纳同轴封装光探测器的光探测器容置腔，所述管芯套与基座体为一体成型结构，且管芯套的圆孔的中心线与基座体的中心线的形成一倾斜角度β。
优选地，所述管芯套与基座体为基于粉末冶金模具成型的一体成型结构。
优选地，所述单模光纤下套靠向所述管芯套一侧的端面为具有一个倾斜角度α的斜面，所述倾斜角度β与倾斜角度α之间的关系为β=γ-α，其中，γ= ASIN((n1*SINα)/ n2)，n1为空气的折射率，n2为单模光纤纤芯的折射率；较佳地，所述倾斜角度α为6°-8°。
本实用新型提供的基座结构，通过将管芯套的圆孔的中心线与基座体的中心线的设置成具有倾斜角度β的倾斜结构，同时将管芯套与基座体设置为一体成型结构，既有效提高了单纤双向组件产品的耦合效率，又有效简化了基座的制造工艺，从而有效降低了生产成本。
附图说明
图1是现有技术中的单纤双向组件产品结构示意图；
图2是本实用新型实施例中所述基座的结构示意图；
图3是采用了本实用新型实施例中的基座结构的单纤双向组件产品结构示意图；
图4是单模光纤的纤芯功率耦合光路示意图；
图5是传统单纤双向组件产品的主要工艺流程图；
图6是采用了本实用新型实施例中的基座结构的单纤双向组件产品的主要工艺流程图。
其中，附图标号为：110-基座，120-同轴封装激光器,130-同轴封装光探测器，131-光探测器容置腔，140-单模光纤下套，141-光纤下套容置腔， 150-入射角为45°的WDM波分复用滤光片，160-入射角为0°的WDM波分复用滤光片,170-管芯套，200-基座体。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如附图2-3所示，一种提高单纤双向组件功率耦合效率的基座结构，包括基座体200，基座体200上的一端设置有用于容纳同轴封装激光器120的管芯套170，基座体200的另一端设置有用于容纳单模光纤下套140的光纤下套容置腔141，基座体200上的管芯套170与单模光纤下套140之间的位置处设置有用于容纳同轴封装光探测器130的光探测器容置腔131，所述管芯套170与基座体200为一体成型结构，且管芯套170的圆孔的中心线与基座体200的中心线的形成一倾斜角度β。其中，光探测器容置腔131的下方设置有入射角为0°的WDM波分复用滤光片160，而单模光纤下套140靠向同轴封装激光器120的一侧则设置有入射角为45°的WDM波分复用滤光片150。同轴封装激光器120的中心线与所述管芯套170的圆孔的中心线是重合的。
本实施例中，所述管芯套170与基座体200优选为基于粉末冶金模具成型的一体成型结构。由于管芯套170与基座体200为一体成型结构，从而使得在产品组装过程中无需通过激光打焊将管芯套170与基座体200进行固定，可有效简化单纤双向组件的制作工艺，并有效降低工时成本。其中，附图5为传统单纤双向组件产品的主要工艺流程图；而图6是则采用了本实施例中的基座结构的单纤双向组件产品的主要工艺流程图；由图5与图6的对比可知，利用本实施例提供的具有特殊结构的基座体200（即管芯套170与基座体200为一体成型结构），可有效减少了通过激光打焊将管芯套170固定于基座上这一工艺步骤。
本实施例中，还通过将管芯套170的圆孔的中心线与基座体200的中心线的设置成具有倾斜角度β的倾斜结构，以有效地提高单纤双向组件产品的耦合效率。在优选的实施例中，所述单模光纤下套140靠向所述管芯套170一侧的端面为具有一个倾斜角度α的斜面，所述倾斜角度β与倾斜角度α之间的关系为β=γ-α，其中，γ= ASIN((n1*SINα)/ n2)，n1为空气的折射率，n2为单模光纤纤芯的折射率，如附图4所示。假设光沿着水平方向从纤芯中入射到空气中，如果单模光纤端面的斜面的倾斜角度为α，那么入射光的入射角也为α，根据光的折射定律可得，出射光的折射角γ= ASIN((n1*SINα)/ n2)，出射光与水平方向的夹角θ=γ-α入射到空气中。根据光的可逆性可知，一束光从空气中入射到倾斜角度α的斜面纤芯中，只有当所述倾斜角度β与所述夹角θ相等时，即当β=θ=γ-α时，光的耦合效率才最佳。因此，本实施例中，将管芯套170的圆孔的中心线与基座体200的中心线的设置成具有倾斜角度β的倾斜结构，且所述倾斜角度β与所述单模光纤下套140的斜面的倾斜角度α之间的关系为β=γ-α，可大大提高单纤双向组件功率耦合效率。
在本实施例中，所述倾斜角度α优选为6°-8°，则所述θ的范围相应地为2.8°-3.8°。通常来说，空气的折射率n1=1，纤芯的折射率n2=1.47，如果α=6°，那么通过计算可得，折射角γ=8.8°，出射光与水平方向的夹角θ=2.8°，因此当管芯套170的圆孔的中心线与基座体200的中心线的形成的倾斜角度β=θ=2.8°时，光的耦合效率最佳；同理，如果α=8°，那么通过计算可得，折射角γ=11.8°，出射光与水平方向的夹角θ=3.8°那么当β=θ=3.8°，光的耦合效率最佳。
与现有技术相比，本实施例中提供的基座结构，其通过将管芯套的圆孔的中心线与基座体的中心线的设置成具有倾斜角度β的倾斜结构，同时将管芯套与基座体设置为一体成型结构，既有效提高了单纤双向组件产品的耦合效率，又有效简化了基座的制造工艺，从而有效降低了生产成本。
上述实施例为本实用新型的较佳的实现方式，并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种提高单纤双向组件功率耦合效率的基座结构，包括基座体（200），基座体上的一端设置有用于容纳同轴封装激光器（120）的管芯套（170），基座体的另一端设置有用于容纳单模光纤下套（140）的光纤下套容置腔（141），基座体上的管芯套与单模光纤下套之间的位置处设置有用于容纳同轴封装光探测器（130）的光探测器容置腔（131），其特征在于：所述管芯套（170）与基座体（200）为一体成型结构，且管芯套的圆孔的中心线与基座体的中心线的形成一倾斜角度β。
2.根据权利要求1所述的基座结构，其特征在于：所述管芯套（170）与基座体（200）为基于粉末冶金模具成型的一体成型结构。
3. 根据权利要求1或2所述的基座结构，其特征在于：所述单模光纤下套（140）靠向所述管芯套（170）一侧的端面为具有一个倾斜角度α的斜面，所述倾斜角度β与倾斜角度α之间的关系为β=γ-α，其中，γ= ASIN((n1*SINα)/ n2)，n1为空气的折射率，n2为单模光纤纤芯的折射率。
4.根据权利要求3所述的基座结构，其特征在于：所述倾斜角度α为6°-8°。
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| CN108398752A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-08-14 | 深圳市光兴创科技有限公司 | 新型的无插芯的单纤双向光电转换器件及其一体化基座 |
| CN114859480A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-08-05 | 武汉华工正源光子技术有限公司 | 一种窄带单纤双向光组件及其封装结构 |
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