CN208384176U - 一种带背光监控的光传输组件及装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于光通信技术领域，具体提供了一种带背光监控的光传输组件及装置，包括VCSEL芯片、透镜基体和出射聚焦透镜，还包括：半反半透镜和背光监控芯片，所述半反半透镜包含入射准直透镜和背光反射镜，所述VCSEL芯片的出射光经过半反半透镜形成反射光路和透射光路，在所述反射光路上设置有背光反射镜和背光监控芯片，在所述透射光路上设置有入射准直透镜、透镜基体及出射聚焦透镜。解决了传统背光监控组件繁多，设备加工难度高，且精度低的问题。该装置结构简单，监控效率高，且容差大。
Description
技术领域
本实用新型属于光通信技术领域，具体涉及一种带背光监控的光传输组件及装置。
背景技术
随着互联网、云计算和大数据等业务的快速增长，推动着大容量和高带宽的数据中心的大规模建设，对数据传输的效率要求越来越高。光通信领域采用VCSEL激光器(垂直腔面发射激光器)作为光源很好的实现了高带宽传输。
在实际应用中，VCSEL激光器处于非气密性环境，性能容易受到环境影响，特别是输出光功率，为确保使用过程中对光源工作状态稳定，需对输出光功率进行监控，对比文件1(201410759532.3)中提出一种带背光监控用于高速传输的光组件，通过在透镜基体内增设分光膜片和反射镜面，从VCSEL激光器出射的光线经过入射准直透镜入射至膜片上，一部分光线经过膜片的能量分光膜后通过出射聚焦投射镜射出，另一部分光线经过膜片的能量分光膜折射后进入膜片基体，在膜片的另一表面全反射后入射至透镜基体的第二光束转折面上，并通过第二光束转折面全反射后由背光监控透镜射出。由此可知，光线经过两次反射最后射入背光监控透镜，一方面，该背光监控组件繁多，设备加工难度高，操作不便，另一方面，分光膜片存在膜片成本高且加工精度与实际工程需求精度之间有差距，膜片的加工精度直接影响背光监控的精度。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供了一种带背光监控的光传输组件及装置。
为此，本实用新型提供了一种带背光监控的光传输组件，包括VCSEL芯片、透镜基体和出射聚焦透镜，还包括：半反半透镜和背光监控芯片，所述半反半透镜包含入射准直透镜和背光反射镜，所述VCSEL芯片与所述入射准直透镜耦合对准；
所述入射准直透镜与所述背光反射镜均位于所述VCSEL芯片的出射光路上，所述出射聚焦透镜位于所述入射准直透镜的透射光路上，且所述背光监控芯片位于所述背光反射镜的反射光路上。
进一步地，所述半反半透镜为非球面镜。
进一步地，所述背光反射镜为椭球反射镜。
进一步地，所述背光反射镜上镀有反光膜或贴有反光膜片。
进一步地，所述透镜基体上设有与透镜基体表面呈45°角的反射界面。
进一步地，所述反射界面镀有反光膜或贴有反光膜片。
进一步地，所述半反半透镜和出射聚焦透镜安设在透镜基体的两侧。
进一步地，所述光传输组件包括多组反射光路和多组透射光路，所述反射光路与所述透射光路一一对应。
本实用新型还提供了一种带背光监控的装置，所述装置包括如权利要求1-8任意一项所述的光传输组件，其特征在于：还包括与背光监控芯片电连接的监控设备，所述监控设备包含显示屏。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
通过在透镜基体上设置一个半反半透镜，将VCSEL芯片与半反半透镜耦合对准，实现光线的部分透射和部分反射功能，且透射和反射的比例可调，透射光最后经过基体内的反射界面反射到达出射聚焦透镜，反射光则直接到达背光监控芯片上，从而实现背光监控。半反半透镜里的椭球反射面能高效的汇聚监控光，形成更小的光斑，从而提高了监控效率，容差大。该带背光监控的光传输组件结构简单，不仅可以为COB(Chip on board，板上芯片)及AOC(Active optical cable，有源光缆)等高速并行传输产品提供背光监控方案，也有利于实现有源耦合封装方案及无源耦合封装方案。
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，下面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，下面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来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种带背光监控的光传输组件及装置的一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种带背光监控的光传输组件及装置的多背光监控实施例的结构示意图；
图中：透镜基体1，入射准直透镜2，背光反射镜3，反射界面4，出射聚焦透镜5，VCSEL芯片6及背光监控芯片7。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例一：
本实用新型实施例提供了一种带背光监控的光传输组件，包括VCSEL芯片6、透镜基体1和出射聚焦透镜5，还包括：半反半透镜和背光监控芯片7，所述半反半透镜包含入射准直透镜2和背光反射镜3，所述VCSEL芯片6与所述入射准直透镜2耦合对准；所述入射准直透镜2与所述背光反射镜均位于所述VCSEL芯片的出射光路上，所述出射聚焦透镜5位于所述入射准直透镜2的透射光路上，且所述背光监控芯片7位于所述背光反射镜3的反射光路上。
在一个具体的实施场景中，如图1所示，所述背光监控芯片7与所述VCSEL芯片6位于所述透镜基体1的同侧，便于监测和调节VCSEL芯片的出射光路，还可以避免光路过长或光路复杂而造成设备庞大。
由此结构可知，VCSEL芯片6出射的一部分光线经过半反半透镜的入射准直透镜2并透射至透镜基体1内，经过透射基体1内后到达出射聚焦透镜5上，最后在出射聚焦透镜5处将光束汇聚，并耦合进入光纤；另一部分光直接通过半反半透镜的背光反射镜3反射后到达背光监控芯片7，从而实现背光监控功能。其中，从入射准直透镜2出射的光是平行的，经过背光发射镜3到达背光监控芯片7的光是汇聚的。
将入射准直透镜2和背光监控反射镜3合为一体，在实现背光监控功能的同时不需要额外增加透镜，既有利于实现有源耦合封装方案，也有利于实现无源耦合封装方案。
优选地方案，半反半透镜为非球面镜。由此结构可知，通过设计半反半透镜的曲面来控制光的穿透及反射，同时控制光的角度和汇聚点，让光按着预设轨道行走。
优选地方案，背光反射镜3为椭球反射镜。由此结构可知，由于椭球反射镜的光学特性，可实现理想点的光线汇聚，这样背光监控芯片7便可充分接收，且无需额外设计非球面再次汇聚光线。
优选地方案，背光反射镜3上镀有反光膜或贴有反光膜片。由此结构可知，通过反光膜或反光膜片，使得经过背光反射镜3的光被充分反射，使得背光监控芯片7充分接收到反射光，进而保证光组件的性能。
优选地方案，所述透镜基体1上设有与透镜基体1表面呈45°角的反射界面。由此结构可知，入射光线从透镜基体1的一侧进入，经过透镜基体1内的反射界面反射后，发射一束平行光，发射光与入射光呈90°，因此发射光从透镜基体另一侧出来并到达该侧的出射聚焦透镜5。在其他实施场景中，反射界面4的角度可调。
优选地方案，反射界面4镀有反光膜或贴有反光膜片。由此结构可知，镀有反光膜或贴有反光膜片利于光线的反射。在其他优选方案中，还可以不镀有反光膜或贴有反光膜片，依靠光线的全反射即可。
优选地方案，半反半透镜和出射聚焦透镜5安设在透镜基体1的两侧。由此结构可知，将半反半透镜与出射聚焦透镜5安设在透镜基体1上以形成一个结构整体，这样便于整体转移光传输组件，保证原有出厂精度。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
通过在透镜基体上设置一个半反半透镜，将VCSEL芯片与半反半透镜耦合对准，实现光线的部分透射和部分反射功能，且透射和反射的比例可调，透射光最后经过基体内的反射界面反射到达出射聚焦透镜，反射光则直接到达背光监控芯片上，从而实现背光监控。半反半透镜里的椭球反射面能高效的汇聚监控光，形成更小的光斑，从而提高了监控效率，容差大。该带背光监控的光传输组件结构简单，不仅可以为COB(Chip on board，板上芯片)及AOC(Active optical cable，有源光缆)等高速并行传输产品提供背光监控方案，也有利于实现有源耦合封装方案及无源耦合封装方案。
实施例二：
如图1和图2所示，在实施例1的基础上，所述光传输组件包括多组反射光路和多组透射光路，所述反射光路与所述透射光路一一对应。由此结构可知，VCSEL芯片6、半反半透镜、背光监控芯片7及出射聚焦透镜5均为多个，且每一个VCSEL芯片6、半反半透镜、背光监控芯片7及出射聚焦透镜5之间一一对应，通过多组VCSEL芯片6、半反半透镜、背光监控芯片7及出射聚焦透镜5实现了多通道并行背光监控的传输光组件的功能。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
通过在透镜基体上设置一个半反半透镜，将VCSEL芯片与半反半透镜耦合对准，实现光线的部分透射和部分反射功能，且透射和反射的比例可调，透射光最后经过基体内的反射界面反射到达出射聚焦透镜，反射光则直接到达背光监控芯片上，从而实现背光监控。半反半透镜里的椭球反射面能高效的汇聚监控光，形成更小的光斑，从而提高了监控效率，容差大。该带背光监控的光传输组件结构简单，不仅可以为COB(Chip on board，板上芯片)及AOC(Active optical cable，有源光缆)等高速并行传输产品提供背光监控方案，也有利于实现有源耦合封装方案及无源耦合封装方案。
实施例三：
在实施例1或2的基础上，本实施例提出了一种带背光监控的装置，包括上述光传输组件及监控设备，监控设备与背光监控芯片7电连接，监控设备设有显示屏，通过显示屏来监控光路。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
通过在透镜基体上设置一个半反半透镜，将VCSEL芯片与半反半透镜耦合对准，实现光线的部分透射和部分反射功能，且透射和反射的比例可调，透射光最后经过基体内的反射界面反射到达出射聚焦透镜，反射光则直接到达背光监控芯片上，从而实现背光监控。半反半透镜里的椭球反射面能高效的汇聚监控光，形成更小的光斑，从而提高了监控效率，容差大。该带背光监控的光传输组件结构简单，不仅可以为COB(Chip on board，板上芯片)及AOC(Active optical cable，有源光缆)等高速并行传输产品提供背光监控方案，也有利于实现有源耦合封装方案及无源耦合封装方案。
以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种带背光监控的光传输组件，包括VCSEL芯片(6)、透镜基体(1)和出射聚焦透镜(5)，其特征在于，还包括：半反半透镜和背光监控芯片(7)，所述半反半透镜包含入射准直透镜(2)和背光反射镜(3)，所述VCSEL芯片(6)与所述入射准直透镜(2)耦合对准；
所述入射准直透镜(2)与所述背光反射镜均位于所述VCSEL芯片的出射光路上，所述出射聚焦透镜(5)位于所述入射准直透镜(2)的透射光路上，且所述背光监控芯片(7)位于所述背光反射镜(3)的反射光路上。
2.根据权利要求1所述的光传输组件，其特征在于：所述半反半透镜为非球面镜。
3.根据权利要求2所述的光传输组件，其特征在于：所述背光反射镜(3)为椭球反射镜。
4.根据权利要求1所述的光传输组件，其特征在于：所述背光反射镜(3)上镀有反光膜或贴有反光膜片。
5.根据权利要求1所述的光传输组件，其特征在于：所述透镜基体(1)上设有与透镜基体(1)表面呈45°角的反射界面(4)。
6.根据权利要求5所述的光传输组件，其特征在于：所述反射界面(4)镀有反光膜或贴有反光膜片。
7.根据权利要求1所述的光传输组件，其特征在于：所述半反半透镜和出射聚焦透镜(5)安设在透镜基体(1)的两侧。
8.根据权利要求1所述的光传输组件，其特征在于：所述光传输组件包括多组反射光路和多组透射光路，所述反射光路与所述透射光路一一对应。
9.一种带背光监控的装置，所述装置包括如权利要求1-8任意一项所述的光传输组件，其特征在于：还包括与背光监控芯片(7)电连接的监控设备。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111007601A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-14 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 光模块 |
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