CN207924209U - 在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块，包括：光器件BOSA；电路板PCBA；在BOSA和PCBA之间进行电气连接的柔性电路板；结构件；其中，所述BOSA包括：用以对输出光进行透射，并将接收光转换成相应光分量的偏振分光棱镜PBS；用以对输出光及接收的光分量进行转换，进而与PBS相配合构成光器件收发光路的反射组件、调整组件。本实用新型提供一种在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块，其由于采用同波长技术，故接收端可以实现任意波长的接收，无需配对使用，并且可以应用到波分复用系统；同时因其使用内置小型化偏振分光棱镜(PBS)方式，故可通过光路设计实现BOSA小型化。

Description

在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块

技术领域

本实用新型涉及一种在光传输情况下使用的光模块。更具体地说，本实用新型涉及一种用在在同波长的光传输情况下实现收发一体的紧凑型光模块。

背景技术

光收发模块(SFP，Small Form Pluggable)在光传输领域提供数据传输和接收的功能，相比传统的电缆，光传输具有衰减小，带宽高，抗干扰能力强的优点，而单纤双向光模块(Bi-Direction SFP)具有光纤用量少，与普通SFP相同的传输特性，体积小，可热插拔等特点，在光通信领域广泛使用。

随着对光通信带宽的需求，逐步发展成紧凑型光模块(Compact SFP)，传统的单纤双向光模块在一根光纤上实现1路信号的上行和下行，但CSFP可以在两根光纤上实现2路信号的上行和下行，对比传统SFP光模块，在不改变封装体积和光纤用量的情况下，实现了带宽的加倍。

传统单纤双向光模块采用内置波分复用的方式，从而实现一根光纤传输不同波长载波信号，减少光纤用量的同时保持传输带宽不变。但由于采用波分复用方式，对于发射端波长和接收波长都是有要求的，必须配对使用，例如35和53，分别代表发射1310nm/接收1550nm和发射1550nm/接收1310nm，若不配对使用，则无法接收到相应波长信号。

同时在波分复用系统(xWDM)，由于发射波长和接收波长都通过外置的波分复用模块进行合波和分波，对于波长输入/输出有严格的要求，所以传统的单纤双向光模块，由于已经使用内置波分复用，对波长有了选择性，所以无法应用到波分复用系统中。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块，其由于在光器件中加入了PBS，故可与调整组件与反射组件相配合，在光模块的光传输过程中采用同波长技术，故接收端可以实现任意波长的接收，无需配对使用，并且可以应用到波分复用系统；同时因其使用内置小型化偏振分光棱镜(PBS)方式，故可通过光路设计实现BOSA小型化。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块，包括：

在同波长下实现光收发一体的光器件BOSA；

电路板PCBA；

在BOSA和PCBA之间进行电气连接的柔性电路板；

用于封装BOSA和PCBA的结构件；

其中，所述BOSA包括：用以对输出光进行透射，并将接收光转换成相应光分量的偏振分光棱镜PBS；

用以对输出光及接收的光分量进行转换，进而与PBS相配合构成光器件收发光路的反射组件、调整组件。

优选的是，其中，所述调整组件包括：

用于将平行光转换成线偏振光的起偏器；

用于对转换后的线偏振光进行检测的检偏器；

用于将检偏后的线偏振光进行旋转，以得到与PBS相配合第一P偏振光的法拉第光旋转器。

优选的是，其中，所述光分量包括S光及P光，所述反射组件包括：

用于对S光进行偏振转换的1/4波片；

用于对S光传输光程进行调整的第一玻璃块，其上设置有对收到的光进行再次反射至1/4波片的第一高反膜，以通过1/4波片进行二次偏振调整进而得到可通过PBS的第二P偏振光。

优选的是，其中，P光通过调整组件中的法拉第光旋转器进行旋转转换；

设置在法拉第光旋转器与检偏器之间，以对P光传输光程进行调整的第二玻璃块，其上设置有将收到的光再次反射至法拉第光旋转器，进行二次旋转偏振调整以得到S偏振光的第二高反膜。

本实用新型的目的还可以通过一种光传输方法得以实现，用在同波长下实现光收发一体的光模块中，其特征在于，所述方法包括：通过调整组件、反射组件与PBS的配合，在光模块的收发光路上，通过对进入PBS中光的偏振态不同状况，以区分上下行光信号，进而在光传输过程中实现对任意波长光信号的传输和接收。

优选的是，其中，在光模块的发送光路中，通过调整组件将LD产生的平行光，转换成可供偏振分光棱镜PBS通过的P光输出至光纤。

优选的是，其中，在光模块的接收光路中，光模块中光纤接收到的入射平行光，通过偏振分光棱镜PBS转换成P光和S光；

通过反射组件与调整组件的配合，对P光和S光分别进行二次转换，以将S光转换成对应的P偏振光，将P光转换成对应的S偏振光后，输出至PBS以合束至PD。

优选的是，其中，在发送光路中，所述调整组件包括：

用于将平行光转换成线偏振光的起偏器；

用于对转换后的线偏振光进行检测的检偏器；

用于将检偏后的线偏振光进行旋转，以得到与PBS相配合P光的法拉第光旋转器。

优选的是，其中，在接收光路中，所述反射组件包括：

用于对S光进行偏振转换的1/4波片；

用于对S光传输光程进行调整的第一玻璃块，其上设置有将收到的光再次反射至1/4波片，进行二次偏振调整以得到P偏振光的第一高反膜；

P光通过调整组件中的法拉第光旋转器进行旋转转换；

设置在法拉第光旋转器与检偏器之间，以对P光传输光程进行调整的第二玻璃块，其上设置有将收到的光再次反射至法拉第光旋转器，进行二次旋转偏振调整以得到S偏振光的第二高反膜。

优选的是，其中，所述光模块可被配置应用在相同波长互传、不同波长互传的光传输系统中或在一个光模块内使用不同波长的LD发射组件，实现不同波长的互传。

本实用新型至少包括以下有益效果：

其一，本实用新型采用单纤双向收发同波长光模块，由于采用同波长技术，对于接收端可以实现任意波长的接收，故无需配对使用，并且可以应用到波分复用系统。

其二，本实用新型光器件LD发出的光经过调整组件进行偏振调节后，将LD的光旋转成P偏振光，P偏振光直接通过偏振分光棱镜而耦合到光组件的Receptacle，几乎没有任何的损耗；而光器件接收的入射光经历了S偏振光转换为P偏振光和P偏振光转换为S偏振光的2个偏振过程，确保了最后合到PD的光能量几乎也没有损耗，故其设备的光传输具有更好的稳定性。

其三，本实用新型光器件接收的入射光信号被偏振分光棱镜分成了2部分分量，在传输过程中其光程不同，会无法同时到达光电探测器(PD)，为了确保信号分量同时到达探测器，在器件的设计中增加了2个玻璃块来对两束光的光程进行补偿，确保其光程一致，从而避免探测器输出信号抖动的产生。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中光模块的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型的另一个实施例中光器件中光传输的结构原理示意图；

图3为本实用新型的一个实施例中光模块应用在光传输中的拓扑示意图；

图4为本实用新型的一个实施例中光模块应用在波分复用系统中的拓扑示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1-2示出了根据本实用新型的一种在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块的实现形式，其中包括：

在同波长下实现光收发一体的光器件BOSA1，其用于在光传输过程中实现同波长的光收发；

电路板PCBA 3；

在BOSA和PCBA之间进行电气连接的柔性电路板2；

用于封装BOSA和PCBA的结构件4；

其中，所述BOSA包括：用以对输出光进行透射，并将接收光转换成相应光分量的偏振分光棱镜PBS 5，PBS被配置为采用一对直角棱镜胶合而成，可把入射光分成两束垂直的线偏光，且其中一个直角棱镜的斜边上设置有偏振分光介质膜，以使P光可直接通过，S偏光以45度角被反射，且出射方向与S光成90度角；

用以对输出光及接收的光分量进行转换，进而与PBS相配合构成光器件收发光路的反射组件6、调整组件7。采用这种方案中的同波长CSFP光模块主要由以下部分构成：同波长Mini BOSA、用于电气连接PCBA和光器件的柔性电路板、PCBA电路板、结构件及其配件共同组成CSFP同波长单纤双向光模块，具体来说，本实用新型的光模块使用内置小型化偏振分光棱镜(PBS)方式，通过光路设计实现BOSA小型化，其具体光路实现方法如下：发射端光组件通过调整LD与Lens的距离，输出光为近似平行光输出，通过调整组件将平行光转换成完全符合偏振分光棱镜中P光要求的入射光，可以完全透射出去而不影响到接收端信号，通过Receptacle 8耦合进入光纤；

而入射光通过Receptacle后成为近似平行光，通过PBS后分成P光与S光，其中的S光通过反射组件转换成为P光，故可以直接通过PBS进入接收端PD，而最初的P光在通过PBS组件后经调整组件成为S光，反射进入接收端PD，故此时入射光的P光和S光都汇聚到PD端，从而实现接收光的全部汇聚，故在采用同波长技术下，对于接收端可以实现任意波长的接收，故无需配对使用，并且可以应用到波分复用系统，具有可实施效果好，可操作性强，适应性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图2所示，在另一种实例中，在发送光路中，所述调整组件包括：

用于将平行光转换成线偏振光的起偏器70；

用于对转换后的线偏振光进行检测的检偏器71；

用于将检偏后的线偏振光进行旋转，以得到与PBS相配合第二P偏振光的法拉第光旋转器72。采用这种方案发射端光组件通过调整LD与Lens的距离，输出光为近似平行光输出，通过起偏器和检偏器后再通过法拉第旋转器变成完全符合偏振分光棱镜P光要求的入射光，可以完全透射出去而不影响到接收端信号，进而通过Receptacle耦合进入光纤，以使其近乎没有光损，具有更好的适应性，可操作性和稳定性的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图2所示，在另一种实例中，在接收光路中，所述反射组件包括：

用于对S光进行偏振转换的1/4波片61；

用于对S光传输光程进行调整的第一玻璃块62，其上设置有将收到的光再次反射至1/4波片，进行二次偏振调整以得到第一P偏振光的第一高反膜(未示出)。采用这种方案而入射光通过Receptacle后成为近似平行光，通过PBS后分成P光与S光，而S光通过1/4波片后偏振方向与1/4波片光轴方向旋转45度，通过玻璃片上镀高反膜后再次返回通过1/4波片后，再次旋转45度后成为P光，故可以直接通过PBS进入接收端PD，以使分量的光能进一步返回至LD，具有更好的适应性和稳定性的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图2所示，在另一种实例中，在接收光路中，P光通过调整组件中的法拉第光旋转器进行旋转转换；

设置在法拉第光旋转器与检偏器之间，以对P光传输光程进行调整的第二玻璃块73，其上设置有将收到的光再次反射至法拉第光旋转器，进行二次旋转偏振调整以得到S偏振光的第二高反膜(未示出)。采用这种方案中最初的P光在通过PBS组件后进过法拉第旋转器后进入检偏器，由于偏振方向与检偏器检偏方向垂直，故全反射进入法拉第旋转起后成为S光，反射进入接收端PD，故此时入射光的P光和S光都汇聚到PD端，从而实现接收光的全部汇聚，具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图4所示，本实用新型的目的还可以通过一种光传输方法得以实现，用在同波长下实现光收发一体的光模块中，其特征在于，所述方法包括：通过调整组件、反射组件与PBS的配合，在光模块的收发光路上，通过对进入PBS中光的偏振态不同状况，以区分上下行光信号，进而在光传输过程中实现对任意波长光信号的传输和接收。由于接收可以对波长不选择，故可以用到WDM系统中，具体实现方式如下：如图在模块1内可以使用1270nm和1290nm不同波长的粗波分器件，以此类推最多实现18个波的CWDM，相比传统波分系统，可以节省一套合波分波无源器件和一根长距离传输用的光纤。采用这种方案具有光传输的适应性强，成本可控，传输稳定性更好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，在光模块的发送光路中，通过调整组件将LD产生的平行光，转换成可供偏振分光棱镜PBS通过的P光输出至光纤。采用这种方案中LD发出的偏振光经过调整组件后，将LD的光旋转成P偏振光，P偏振光直接通过偏振分光棱镜而耦合到光组件的Receptacle，故其几乎没有什么损害，具有可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，在光模块的接收光路中，光模块中光纤接收到的入射平行光，通过偏振分光棱镜PBS转换成P光和S光；

通过反射组件与调整组件的配合，对P光和S光分别进行二次转换，以将S光转换成对应的P偏振光，将P光转换成对应的S偏振光后，输出至PBS以合束至PD。采用这种方案接收的入射光在偏振分光棱镜里分成两束垂直的线偏光(S光和P光)，通过反射组件实现S偏振光转换成P偏振光，所以第二次反射出1/4波片的P偏振光能通过偏振分光棱镜而入射到光组件的收端PD。而另一束P偏振光直接通过偏振分光棱镜后进入调整组件，原入射的P偏振光变成了旋转90度的S偏振光，此S偏振光进入偏振分光棱镜后，被偏振分光棱镜折射到光组件的收端PD。故接收的入射光经历了S偏振光转换为P偏振光和P偏振光转换为S偏振光的2个偏振过程，确保了最后合到PD的光能量几乎没有损耗，故接收端可以与发射端在接收相同波长的情况下互不干涉，其实现方式是采用PBS组件通过偏振态的不同来分开上下行光信号，因此同波长CSFP可以实现任意波长的接收，具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，在发送光路中，所述调整组件包括：

用于将平行光转换成线偏振光的起偏器；

用于对转换后的线偏振光进行检测的检偏器；

用于将检偏后的线偏振光进行旋转，以得到与PBS相配合P光的法拉第光旋转器。采用这种方案LD发出的偏振光经过起偏器、检偏器和法拉第光旋转器后，将LD的光旋转成P偏振光，P偏振光直接通过偏振分光棱镜而耦合到光组件的Receptacle，几乎没有什么输出光损，具有适应性好，稳定性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，在接收光路中，所述反射组件包括：

用于对S光进行偏振转换的1/4波片；

用于对S光传输光程进行调整的第一玻璃块，其上设置有将收到的光再次反射至1/4波片，进行二次偏振调整以得到P偏振光的第一高反膜；

P光通过调整组件中的法拉第光旋转器进行旋转转换；

设置在法拉第光旋转器与检偏器之间，以对P光传输光程进行调整的第二玻璃块，其上设置有将收到的光再次反射至法拉第光旋转器，进行二次旋转偏振调整以得到S偏振光的第二高反膜。采用这种方案中的S光被偏振分光棱镜折射入1/4波片和后面的第一玻璃块，玻璃块的第一高反膜将经过1/4波片的光再反射出1/4波片，在1/4波片内，S光进行了2次45度的偏振旋转，从而实现S偏振光转换成P偏振光，所以第二次反射出1/4波片的P偏振光能通过偏振分光棱镜而入射到光组件的收端PD，实现了对入光束中S光分量的全部收集；

法拉第光旋转器对P偏振光旋转后出射到检偏器，检偏器将此旋转后的P偏振光反射进入法拉第光旋转器，经第二高反膜反射后，经法拉第光旋转器再次对P偏振光进行旋转，2次旋转后，原入射的P偏振光变成了旋转90度的S偏振光，此S偏振光进入偏振分光棱镜后，被偏振分光棱镜折射到光组件的收端PD，实现了对入光束中P光分量的全部收集，具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图3所示，在另一种实例中，所述光模块可被配置应用在相同波长互传、不同波长互传的光传输系统中或在一个光模块内使用不同波长的LD发射组件，实现不同波长的互传。采用这种方案的可以有三种实现方式：方式A，可以实现相同波长互传；方式B，可以实现不同波长互传；方式C，可以实现同一颗模块内，使用不同波长发射LD组件，实现不同波长互传，具有适应性强，可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块，其特征在于，包括：

在同波长下实现光收发一体的光器件BOSA；

电路板PCBA；

在BOSA和PCBA之间进行电气连接的柔性电路板；

用于封装BOSA和PCBA的结构件；

其中，所述BOSA包括：用以对输出光进行透射，并将接收光转换成相应光分量的偏振分光棱镜PBS；

用以对输出光及接收的光分量进行转换，进而与PBS相配合构成光器件收发光路的反射组件、调整组件。

2.如权利要求1所述的在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块，其特征在于，所述调整组件包括：

用于将平行光转换成线偏振光的起偏器；

用于对转换后的线偏振光进行检测的检偏器；

用于将检偏后的线偏振光进行旋转，以得到与PBS相配合第一P偏振光的法拉第光旋转器。

3.如权利要求1所述的在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块，其特征在于，所述光分量包括S光及P光，所述反射组件包括：

用于对S光进行偏振转换的1/4波片；

用于对S光传输光程进行调整的第一玻璃块，其上设置有对收到的光进行再次反射至1/4波片的第一高反膜，以通过1/4波片进行二次偏振调整进而得到可通过PBS的第二P偏振光。

4.如权利要求1所述的在同波长下实现收发一体的紧凑型光模块，其特征在于，P光通过调整组件中的法拉第光旋转器进行旋转转换；

设置在法拉第光旋转器与检偏器之间，以对P光传输光程进行调整的第二玻璃块，其上设置有将收到的光再次反射至法拉第光旋转器，进行二次旋转偏振调整以得到S偏振光的第二高反膜。