CN208488575U - 一种单纤三向bosa组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光通信技术领域，公开了一种单纤三向BOSA组件，包括：组件座、尾纤、PD、APD‑TIA、激光器、准直透镜和滤波片组；其中，组件座具有四个互通的端口，分别用于安装尾纤、PD、APD‑TIA和激光器，组件座内还设有滤波片组；尾纤包括自准直光纤头，通过第一调节环安装于组件座的公共端口，激光器通过第二调节环安装于组件座的发射端口，该发射端口内还设有准直透镜，将激光器发射的光转换成平行光入射到尾纤上，实现平行光耦合。本申请采用准直光纤头作为尾纤，将对焦耦合改成平行光耦合，大大降低了对耦合精度的要求和组件加工精度的要求，有效提高了耦合速度，降低了产品成本。
Description
技术领域
本实用新型属于光通信技术领域，涉及一种单纤三向BOSA组件。
背景技术
随着互联网和广播电视网的发展与融合，用户对接入带宽、传输质量以及业务种类都提出了更高的要求。EPON单纤三向光收发模块作为其核心器件之一，在近几年受到紧密关注。新型的单纤三向光收发模块采用高度集成的三波长光器件，将数字信号与模拟信号的收发集成在一个模块中，为语音、数据和视频信号分别提供独立的物理信道，从而提供一种性价比更高的实现全业务运营的光模块解决方案。单纤三向光收发器是集收、发、探测为一体的光电转换器件，采用光波分复用技术，在同一根光纤中完成光的发射、接收和探测，使用一根光纤就可实现数据三向传输。
现有技术中，以同轴封装的单纤三向封装形式为最简单、成本最低。如图1所示，同轴封装的单纤三向封装形式，一般包括组件座1’、组件座1’内的滤波片组、激光器3’、用于接收模拟信号的第一探测器4’、用于接收数字信号的第二探测器5’和公共端尾纤2’。其耦合工艺，一般先将激光器3’压配于组件座1’的第一端口上，然后在公共端通过一调节环6’调整尾纤2’的位置，对激光器1’进行对焦耦合，固定尾纤2’、调节环6’与组件座1’；然后再分别对两个探测器4’、5’进行对焦耦合。可见需要至少3次的对焦耦合，尾纤2’光纤头的纤芯端面需要在激光器3’、第一探测器4’和第二探测器5’的共同焦点上，对耦合精度和组件的加工精度要求特别高。一方面降低了耦合速度，另一方面提高了组件成本。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提出了一种单纤三向BOSA组件，将各光电器件与光纤的对焦耦合改成平行光耦合，降低对耦合精度和组件加工精度的要求，大大提高了耦合效率，降低了组件成本。
为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种单纤三向BOSA组件，包括：
组件座，具有四个互通的端口，所述四个端口的轴线位于同一平面内相互垂直的两个方向上，包括左右相对的发射端口和公共端口，以及分别位于上下方向的第一接收端口和第二接收端口；
尾纤，包括准直光纤头，所述准直光纤头通过一第一调节环安装于所述公共端口，用于输入或输出准直光信号；
PD和APD-TIA，分别安装于所述第一接收端口和第二接收端口，所述PD用于接收模拟光信号，所述APD-TIA用于接收数字光信号；
激光器，通过一第二调节环安装于所述发射端口，包括同轴封装的LD-TO，所述LD-TO的管帽上具有一球透镜；
准直透镜，安装于所述发射端口内；
滤波片组，安装于所述组件座内的定位槽上，位于各端口之间；
所述激光器发射的光由所述球透镜输出，并经所述准直透镜准直后透射过所述滤波片组，由所述准直光纤头输出；所述准直光纤头输入的准直光信号包括模拟光信号和数字光信号，经所述滤波片组反射后分别入射到所述PD和APD-TIA上，经PD和APD-TIA转换后分别输出模拟电信号和数字电信号。
进一步的，所述滤波片组包括设于输出光路上第一滤波片和第二滤波片；所述第一滤波片对所述激光器发射的光透射，对所述数字光信号反射，位于所述输出光路与所述APD-TIA的光轴交汇处，与所述APD-TIA的光轴具有一夹角a；所述第二滤波片对所述激光器发射的光和所述数字光信号透射，对所述模拟光信号反射，位于所述输出光路与所述PD的光轴交汇处，与所述PD的光轴具有一夹角b；所述输出光路为所述激光器发射的光从激光器传输到准直光纤头并由所述准直光纤头输出的光路。
进一步的，所述夹角a为43°±0.5°，所述夹角b为47°±0.5°；或者，所述夹角a和夹角b均为45°±0.5°。
进一步的，所述滤波片组还包括设于所述APD-TIA光轴上的第三滤波片，所述第三滤波片透射所述数字光信号，反射其它波长光信号。
进一步的，所述第三滤波片设于所述APD-TIA的封装管帽内，位于所述APD-TIA的耦合透镜和芯片之间。
进一步的，所述滤波片组还包括设于所述PD光轴上的第四滤波片，所述第四滤波片透射所述模拟光信号，反射其它波长光信号。
进一步的，所述第一调节环由一定位环代替，所述定位环与所述准直光纤头的钢针为一体成型结构。
进一步的，所述激光器的LD-TO的管帽外套设有LD管体，所述LD管体与所述第二调节环对接。
进一步的，所述LD管体与所述第二调节环为一体成型结构。
进一步的，所述组件座内腔还设有用于安装所述滤波片组的定位槽；或者，所述滤波片组通过一波片座安装于所述组件座内腔。
本实用新型的有益效果：本申请采用准直光纤头作为尾纤，其输入组件内的下行信号为平行光信号，并接收平行光输出信号，将平行光输出信号聚焦到光纤纤芯上上传到光链路中，从而将对焦耦合改成平行光耦合，大大降低了对耦合精度的要求和组件加工精度的要求，有效提高了耦合速度，降低了产品成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是现有技术单纤三向BOSA组件结构示意图；
图2是本申请单纤三向BOSA组件结构示意图；
图3是本申请光路示意图；
图4是本申请组件座结构示意图；
图5本申请单纤三向BOSA组件结构另一实施例示意图。
附图标记：1’、组件座；2’、尾纤；3’、激光器；4’、第一探测器；5’、第二探测器；6’、调节环；
10、组件座；11、发射端；12、公共端；13、第一接收端口；14、第二接收端口；15、第一定位槽；16、第二定位槽；17、第三定位槽；20、尾纤；21、自准直透镜；22、钢针；23、定位环；30、激光器；31、球透镜；32、LD管体；40、PD；41、PD耦合透镜；50、APD-TIA；51、APD耦合透镜；60、滤波片组；61、第一滤波片；62、第二滤波片；63、第三滤波片；64、第四滤波片；70、第一调节环；80、第二调节环；90、准直透镜。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图2-4所示，本申请的单纤三向BOSA组件，包括：组件座10、尾纤20、PD 40、APD-TIA 50、激光器30、准直透镜90和滤波片组60。其中，组件座10具有四个互通的端口，该四个端口的轴线位于同一平面内相互垂直的两个方向上，包括左右相对的发射端口11和公共端口12，以及分别位于上下方向的第一接收端口13和第二接收端口14。尾纤20包括准直光纤头，准直光纤头包括设于光纤输出端的自准直透镜21，该自准直透镜安装于光纤的钢针22上。上述准直光纤头通过一第一调节环70安装于上述公共端口12，用于输入或输出准直光信号。PD 40和APD-TIA 50分别安装于第一接收端口13和第二接收端口14，其中PD 40用于接收模拟光信号，APD-TIA 50用于接收数字光信号。激光器30通过一第二调节环80安装于发射端口11，包括同轴封装的LD-TO，该LD-TO的管帽上具有一球透镜31。准直透镜90安装于发射端口11内。滤波片组60安装于上述组件座10内的定位槽上，位于各端口之间。激光器30发射的光由球透镜31输出，并经准直透镜90准直后透射过滤波片组60，由准直光纤头输出；准直光纤头输入的准直光信号包括模拟光信号和数字光信号，经滤波片组60反射后分别入射到PD 40和APD-TIA 50上，经PD 40和APD-TIA 50转换后分别输出模拟电信号和数字电信号。其中，激光器发射的光从激光器传输到准直光纤头并由该准直光纤头输出的光路为输出光路。
该实施例中，滤波片组60包括设于上述输出光路上第一滤波片61和第二滤波片62。其中，第一滤波片61对激光器30发射的光透射，对数字光信号反射，位于上述输出光路与APD-TIA 50的光轴交汇处，与APD-TIA 50的光轴具有一夹角a。第二滤波片62对激光器30发射的光和数字光信号透射，对模拟光信号反射，位于输出光路与PD 40的光轴交汇处，与PD 40的光轴具有一夹角b。该实施例中，上述夹角a以43°±0.5°为优选，夹角b以47°±0.5°为优选；上述夹角a和夹角b还可以设为45°±0.5°。该滤波片组60还可包括设于APD-TIA 50光轴上的第三滤波片63，该第三滤波片63透射数字光信号，反射其它波长光信号；以及设于PD 40光轴上的第四滤波片64，该第四滤波片64透射模拟光信号，反射其它波长光信号。
上述组件座10内腔还设有用于安装滤波片组的定位槽；或者，上述滤波片组60通过一波片座安装于组件座10内腔。该实施例中，在组件座10内设有用于安装滤波片组60的定位槽，如图4所示，包括用于安装第一滤波片61的第一定位槽15、用于安装第二滤波片62的第二定位槽16，以及安装第四滤波片64的第三定位槽17，第三滤波片63则设于APD-TIA50的封装管帽内，位于APD-TIA 50的耦合透镜和芯片之间。
该实施例中，激光器30采用DFB-2.5G-1310-B，采用焦距为6.7mm的大球透镜，将激光器封装成焦距为7.2mm的LD-TO。光接收单元分别采用2.5G APD-TIA数字探测器和10GHz模拟探测器，其中APD-TIA 50接收波长为1490nm的下行数字光信号，PD 40则接收波长为1550nm的下行模拟光信号。具体的，如图3所示的光路示意图，路径1为上行的1310nm波长光信号，由激光器30内的LD芯片发射，经球透镜31与准直透镜90之后输出准直的平行光，并依次透射过第一滤波片61和第二滤波片62之后，入射到准直光纤头，由准直光纤头的自准直透镜21聚焦耦合到光纤纤芯上，经尾纤20输出。下行的光信号包含1550nm的模拟光信号和1490nm的光信号，由尾纤20输入后经准直光纤头的自准直透镜21输入准直的平行光，该下行平行光入射到第二滤波片62上时，其中1550nm的模拟光信号被第二滤波片62反射后沿路径2透射过第四滤波片64并经PD耦合透镜41聚焦耦合到PD 40的感光芯片上，并转换成模拟电信号输出。上述第四滤波片64透射1550nm的模拟光信号，反射其它波长光，其透射波长范围在1525~1565nm内。下行平行光中1490nm的数字光信号则透射过第二滤波片62并入射到第一滤波片61上，被第一滤波片61反射后沿路径3入射到APD耦合透镜51，经APD耦合透镜51聚焦耦合到APD-TIA 50的感光芯片上，并转换成数字电信号输出，在APD耦合透镜51与APD-TIA 50的感光芯片之间设有第三滤波片63，该第三滤波片63透射1490nm的数字光信号，反射其它波长光，其透射波长范围在1480~1500nm内。
该结构在TO封装时，将PD 40和APD-TIA 50的感光芯片分别设置在PD耦合透镜41与APD耦合透镜51的焦平面上，使得耦合透镜刚好将平行光聚焦到感光芯片上，实现与尾纤20之间的平行光耦合。发射端则采用成本低的大球透镜，结合激光器30外部的准直透镜90，将发射的激光整形为平行光输出，实现与尾纤20之间的平行光耦合。耦合的时候，通过第二调节环80调节激光器30与准直透镜90之间的距离，同时通过第一调节环70调节尾纤20的位置，使激光器30输出的光经准直透镜90准直后再由自准直光纤头输出。在尾纤20端，则通过自准直透镜21，将平行的上行光信号（激光器的输出光）聚焦到光纤纤芯内传输输出，同时纤芯内下行的输入光信号准直为平行光输入到组件内。采用平行光耦合，大大降低了对耦合精度的要求，可有效提高耦合速度，从而也降低对组件加工精度的要求，大大降低了成本。
如图5所示的另一实施例，与上述实施例不同的是，该实施例中第一调节环由一定位环23代替，定位环23与准直光纤头的钢针22为一体成型结构，简化了耦合焊接步骤，进一步提高了耦合速度。
上述各实施例中，激光器30的LD-TO的管帽外套设有LD管体32，该LD管体32与上述第二调节环80对接。该LD管体32也可以与第二调节环80采用一体成型结构，简化了耦合焊接步骤。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种单纤三向BOSA组件，其特征在于，包括：
组件座，具有四个互通的端口，所述四个端口的轴线位于同一平面内相互垂直的两个方向上，包括左右相对的发射端口和公共端口，以及分别位于上下方向的第一接收端口和第二接收端口；
尾纤，包括准直光纤头，所述准直光纤头通过一第一调节环安装于所述公共端口，用于输入或输出准直光信号；
PD和APD-TIA，分别安装于所述第一接收端口和第二接收端口，所述PD用于接收模拟光信号，所述APD-TIA用于接收数字光信号；
激光器，通过一第二调节环安装于所述发射端口，包括同轴封装的LD-TO，所述LD-TO的管帽上具有一球透镜；
准直透镜，安装于所述发射端口内；
滤波片组，安装于所述组件座内的定位槽上，位于各端口之间；
所述激光器发射的光由所述球透镜输出，并经所述准直透镜准直后透射过所述滤波片组，由所述准直光纤头输出；所述准直光纤头输入的准直光信号包括模拟光信号和数字光信号，经所述滤波片组反射后分别入射到所述PD和APD-TIA上，经PD和APD-TIA转换后分别输出模拟电信号和数字电信号。
2.根据权利要求1所述的单纤三向BOSA组件，其特征在于：所述滤波片组包括设于输出光路上第一滤波片和第二滤波片；所述第一滤波片对所述激光器发射的光透射，对所述数字光信号反射，位于所述输出光路与所述APD-TIA的光轴交汇处，与所述APD-TIA的光轴具有一夹角a；所述第二滤波片对所述激光器发射的光和所述数字光信号透射，对所述模拟光信号反射，位于所述输出光路与所述PD的光轴交汇处，与所述PD的光轴具有一夹角b；所述输出光路为所述激光器发射的光从激光器传输到准直光纤头并由所述准直光纤头输出的光路。
3.根据权利要求2所述的单纤三向BOSA组件，其特征在于：所述夹角a为43°±0.5°，所述夹角b为47°±0.5°；或者，所述夹角a和夹角b均为45°±0.5°。
4.根据权利要求2所述的单纤三向BOSA组件，其特征在于：所述滤波片组还包括设于所述APD-TIA光轴上的第三滤波片，所述第三滤波片透射所述数字光信号，反射其它波长光信号。
5.根据权利要求4所述的单纤三向BOSA组件，其特征在于：所述第三滤波片设于所述APD-TIA的封装管帽内，位于所述APD-TIA的耦合透镜和芯片之间。
6.根据权利要求2所述的单纤三向BOSA组件，其特征在于：所述滤波片组还包括设于所述PD光轴上的第四滤波片，所述第四滤波片透射所述模拟光信号，反射其它波长光信号。
7.根据权利要求1-6任一项所述的单纤三向BOSA组件，其特征在于：所述第一调节环由一定位环代替，所述定位环与所述准直光纤头的钢针为一体成型结构。
8.根据权利要求1-6任一项所述的单纤三向BOSA组件，其特征在于：所述激光器的LD-TO的管帽外套设有LD管体，所述LD管体与所述第二调节环对接。
9.根据权利要求8所述的单纤三向BOSA组件，其特征在于：所述LD管体与所述第二调节环为一体成型结构。
10.根据权利要求1-6任一项所述的单纤三向BOSA组件，其特征在于：所述组件座内腔还设有用于安装所述滤波片组的定位槽；或者，所述滤波片组通过一波片座安装于所述组件座内腔。
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