CN211123389U - 一种双透镜光发射子组件 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及光通信技术领域，提供一种双透镜光发射子组件，包括激光发生器、准直透镜、聚焦透镜和光纤插芯；所述准直透镜和所述聚焦透镜依次设置在所述激光发生器和所述光纤插芯之间；所述激光发生器产生的激光依次经过所述准直透镜和所述聚焦透镜后，耦合进入所述光纤插芯中。所述激光发生器发射的激光为发散光，经过所述准直透镜将发散光转化为平行光，平行光在经过所述聚焦透镜聚焦到所述光纤插芯中，通过双透镜的结构设计，使所述激光发生器中生成的激光耦合到所述光纤插芯中的耦合效率超过90％，从而在所述激光发生器的功率相同的情况下，使所述光纤插芯中的光纤获得更高功率的耦合激光。
Description
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种双透镜光发射子组件。
背景技术
光发射子组件(Transmitter Optical Subassembly，TOSA)，是一种将电信号转化成光信号的光通信部件，包括光学元件和电学元件。一般是有电学元件发射电信号，再通过电光转化(例如激光器)，将发射的电信号转化为光信号，利用光的传播速度，以实现信号的高速传输。
目前，光通信领域大多采用单透镜的TOSA，耦合效率一般在15％到50％之间。针对单通道或者近距离传输的光信号，单透镜的TOSA耦合后的功率足够满足需求，但是，随着光通信技术领域的远距离和多通道传输场合的增加，低效率的单透镜TOSA无法满足功率需求。
综上所示，为了满足光信号的远距离和多通道传输的功率要求，提供一种耦合效率高的光发射子组件是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本申请提供了一种双透镜光发射子组件，以提高激光的耦合效率，满足光信号的远距离和多通道传输的功率要求。
本申请提供的一种双透镜光发射子组件，包括激光发生器、准直透镜、聚焦透镜和光纤插芯；
所述准直透镜和所述聚焦透镜依次设置在所述激光发生器和所述光纤插芯之间；
所述激光发生器产生的激光依次经过所述准直透镜和所述聚焦透镜后，耦合进入所述光纤插芯中。
可选的，还包括隔离器；所述隔离器设置在所述聚焦透镜与所述光纤插芯之间。
可选的，所述激光发生器的激光发射端至所述准直透镜的距离为所述准直透镜的焦距，以便所述激光发生器的激光发射端处于所述准直透镜的焦点上。
可选的，所述聚焦透镜至所述光纤插芯入口的距离为所述聚焦透镜的焦距，以便所述光纤插芯的入口处于所述准直透镜的焦点上。
可选的，还包括定位套；所述定位套设置在所述激光发生器的外侧，以固定所述激光发生器。
可选的，还包括管座和管帽；所述管座连接在所述定位套的尾部，所述管座用于连接电路；所述管帽设置在所述管座与所述定位套之间。
可选的，还包括第一透镜座和第一调节环；所述准直透镜设置在所述第一透镜座中，所述第一调节环一端可旋转的连接所述定位套，内部螺接所述第一透镜座，以调节所述第一透镜座相对于所述激光发生器的距离。
可选的，还包括套管和光纤连接器插座；所述套管套设在所述光纤插芯上远离所述聚焦透镜的一端；所述光纤连接器插座套设在所述套管上，以连接光纤插头。
可选的，还包括第二透镜座和第二调节环；所述聚焦透镜设置在所述第二透镜座中，所述第二调节环一端可旋转的连接所述第二透镜座，内部螺接所述光纤连接器插座，以调节所述光纤插芯相对于所述第二透镜座的距离。
可选的，所述光纤插芯为陶瓷材料。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种双透镜光发射子组件，包括激光发生器、准直透镜、聚焦透镜和光纤插芯；所述准直透镜和所述聚焦透镜依次设置在所述激光发生器和所述光纤插芯之间；所述激光发生器产生的激光依次经过所述准直透镜和所述聚焦透镜后，耦合进入所述光纤插芯中。
在实际应用过程中，所述激光发生器发射的激光为发散光，经过所述准直透镜将发散光转化为平行光，平行光在经过所述聚焦透镜聚焦到所述光纤插芯中，通过双透镜的结构设计，使所述激光发生器中生成的激光耦合到所述光纤插芯中的耦合效率超过90％，从而在所述激光发生器的功率相同的情况下，使所述光纤插芯中的光纤获得更高功率的耦合激光。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种双透镜光发射子组件的剖视示意图；
图2为本申请实施例提供的激光通过准直透镜示意图；
图3为本申请实施例提供的激光通过聚焦透镜示意图；
图4为本申请实施例提供的一种双透镜光发射子组件的整体结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种双透镜光发射子组件的正视结构示意图。
图示说明：
其中，1-激光发生器，2-准直透镜，3-聚焦透镜，4-隔离器，5-光纤插芯，6-定位套，7-第一透镜座，8-第一调节环，9-管座，10-管帽，11-套管，12-光纤连接器插座，13-第二透镜座，14-第二调节环。
具体实施方式
参见图1，为本申请实施例提供的一种双透镜光发射子组件的剖视示意图。
为了满足光信号的远距离和多通道传输的功率要求，提高光发射子组件的光信号耦合效率。如图1所示，本申请实施例提供一种双透镜光发射子组件，包括激光发生器1、准直透镜2、聚焦透镜3和光纤插芯5；所述准直透镜2和所述聚焦透镜3依次设置在所述激光发生器1和所述光纤插芯5之间；所述激光发生器1产生的激光依次经过所述准直透镜2和所述聚焦透镜3后，耦合进入所述光纤插芯5中。
在实际应用中，通过在所述激光发生器1与所述光纤插芯5之间依次设置所述准直透镜2和所述聚焦透镜3，所述激光发生器1发射的激光为发散光，经过所述准直透镜2将发散光转化为平行光，平行光在经过所述聚焦透镜3聚焦到所述光纤插芯5中，所述准直透镜2和所述聚焦透镜3上均镀有单向膜，以防止反射激光的影响。
其中，所述光纤插芯5是用于插入单模光纤，以传输聚焦后的激光，先通过所述准直透镜2将来自孔径中(所述激光发生器1的激光发射端)每一点的激光变成一束平行的准直光柱，例如，采用平凸透镜，将透镜上为平面的一侧朝向所述激光发生器1，作为入射面；将透镜上为凸面的一侧背离所述激光发生器1，作为出射面。然后通过所述聚焦透镜3将准直光柱聚焦到一点，及聚焦为一个微小的光斑，并进入所述光纤插芯5的光纤中；例如，采用平凸透镜，将透镜上为凸面的一侧朝向所述准直透镜2，作为入射面；将透镜上为平面的一侧背离所述准直透镜2，作为出射面。
本申请实施例提供一种双透镜光发射子组件，包括激光发生器1、准直透镜2、聚焦透镜3和光纤插芯5；所述准直透镜2和所述聚焦透镜3依次设置在所述激光发生器1和所述光纤插芯5之间；所述激光发生器1产生的激光依次经过所述准直透镜2和所述聚焦透镜3后，耦合进入所述光纤插芯5中。
通过双透镜的结构设计，使所述激光发生器1中生成的激光耦合到所述光纤插芯5中的耦合效率超过90％，从而在所述激光发生器1的功率相同的情况下，使所述光纤插芯5中的光纤获得更高功率的耦合激光。
为了保证激光只能从所述聚焦透镜3到达所述光纤插芯5中，避免反向激光对所述聚焦透镜3的聚焦作用产生影响。如图1所示，在本申请的部分实施例中，所述双透镜光发射子组件还包括隔离器4；所述隔离器4设置在所述聚焦透镜3与所述光纤插芯5之间。所述隔离器4能够单向隔离激光，保证激光只能从所述聚焦透镜3到达所述光纤插芯5中，无法反向传输。
参见图2，为本申请实施例提供的激光通过准直透镜示意图。
为了保证更好的准直效果，即，所述激光发生器1生成的激光能够尽可能的转化为准直光，实现较高的耦合效率。如图2所示，在本申请的部分实施例中，所述激光发生器1的激光发射端至所述准直透镜2的距离为所述准直透镜2的焦距，以便所述激光发生器1的激光发射端处于所述准直透镜2的焦点上。由于所述准直透镜2采用的是平凸透镜，其两侧焦距存在微小差别，这里所说的所述激光发生器1处于所述准直透镜2的焦点上，是指所述准直透镜2上靠近所述激光发生器1一面的焦点，此时，能够保证所述激光发生器1产生的激光能够尽可能的转化为准直光，保证最大的耦合效率。在光发射子组件的实际制造过程中，由于最后固定(焊接)所述激光发生器1时，会产生固定方向的位移，所以在摆放所述激光发生器1时，一般会选择离焦摆放，以便留出一定的焊接余量。
参见图3，为本申请实施例提供的激光通过聚焦透镜示意图。
为了保证准直光柱能够更好的聚焦到所述光纤插芯5的光纤中，保证耦合效率。如图3所示，在本申请的部分实施例中，所述聚焦透镜3至所述光纤插芯5入口的距离为所述聚焦透镜3的焦距，以便所述光纤插芯5的入口处于所述准直透镜2的焦点上。
参见图4，为本申请实施例提供的一种双透镜光发射子组件的整体结构示意图。
参见图5，为本申请实施例提供的一种双透镜光发射子组件的正视结构示意图。
为了安装及保护所述激光发生器1，如图1、图4和图5所示，在本申请的部分实施例中，所述双透镜光发射子组件还包括定位套6；所述定位套6设置在所述激光发生器1的外侧，以固定所述激光发生器1。进一步的，所述双透镜光发射子组件还包括管座9和管帽10；所述管座9连接在所述定位套6的尾部，所述管座9用于连接电路；所述管帽10设置在所述管座9与所述定位套6之间。通过所述管座9将将所述激光发生器1封闭在所述定位套6中，并在所述定位套6与所述管座9之间设置管帽10，以保证密封效果。需要说明的是，电路可通过所述管座9尾部进入所述定位套6中，以连接所述激光发生器1，以提供电源及控制信号。
由于所述准直透镜2的焦距不仅与自身材料、结构有关，还受到激光频率的影响，为了应对不同频率的激光，保证所述激光发生器1的发射端处于所述准直透镜2的焦点上，实现最大的耦合效率。如图1、图4和图5所示，在本申请的部分实施例中，所述双透镜光发射子组件还包括第一透镜座7和第一调节环8；所述准直透镜2设置在所述第一透镜座7中，所述第一调节环8一端可旋转的连接所述定位套6，内部螺接所述第一透镜座7，以调节所述第一透镜座7相对于所述激光发生器1的距离。
所述第一透镜座7用于安装所述准直透镜2，且所述第一透镜座7外部为圆柱形，以螺接在所述第一调节环8内，所述第一调节环8可旋转的连接所述定位套6，在实际应用过程中，通过旋转所述第一调节环8，带动所述第一透镜座7靠近或者远离所述定位套6，即，带动所述准直透镜2靠近或者远离所述激光发生器1，以使所述激光发生器1的激光发射端处于所述准直透镜2的焦点上，以便所述光纤插芯5中的光纤能够获得更高功率的激光。需要说明的是，这里的焦点并不是一个固定点，根据每次适用的激光频率，焦点会重新确定，即，在更换所述激光发生器1的激光频率后，需要重新调整所述准直透镜2相对于所述激光发生器1的激光发射端的距离。
进一步的，如图1、图4和图5，在本申请的部分实施例中，所述双透镜光发射子组件还包括套管11和光纤连接器插座12；所述套管11套设在所述光纤插芯5上远离所述聚焦透镜3的一端；所述光纤连接器插座12套设在所述套管11上，以连接光纤插头。通过在所述光纤插芯5上套设所述套管11，以固定及保护所述光纤插芯5，并在所述套管11上套设所述光纤连接器插座12，以连接外部光纤连接插头，从而将聚焦到光纤中的激光传输到外部。进一步的，在本申请的部分实施例中，所述光纤插芯5和所述套管11的材料均为陶瓷材料，陶瓷材料具有硬度大、耐磨、耐腐蚀的特点，可以有效的保护光纤。
为了应对不同频率的激光需求，保证所述光纤插芯5的入口处于所述聚焦透镜3的焦点上，保证最大的耦合效率，以便所述光纤插芯5中的光纤能够获得更高功率的激光。如图1、图4和图5所示，在本申请的部分实施例中，还包括第二透镜座13和第二调节环14；所述聚焦透镜3设置在所述第二透镜座13中，所述第二调节环14一端可旋转的连接所述第二透镜座13，内部螺接所述光纤连接器插座12，以调节所述光纤插芯5相对于所述第二透镜座13的距离。
所述第二透镜座13用于安装所述聚焦透镜3，且所述第二透镜座13外部为圆柱形，以螺接在所述第二调节环14内，所述第二调节环14可旋转的连接所述第二透镜座13，在实际应用过程中，通过旋转所述第二调节环14，带动所述光纤插芯5靠近或者远离所述第二透镜座13，即，带动所述光纤插芯5靠近或者远离所述聚焦透镜3，以使所述光纤插芯5的入口发射端处于所述聚焦透镜3的焦点上，以便所述光纤插芯5中的光纤能够获得更高功率的激光。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种双透镜光发射子组件，包括激光发生器1、准直透镜2、聚焦透镜3和光纤插芯5；所述准直透镜2和所述聚焦透镜3依次设置在所述激光发生器1和所述光纤插芯5之间；所述激光发生器1产生的激光依次经过所述准直透镜2和所述聚焦透镜3后，耦合进入所述光纤插芯5中。
在实际应用过程中，所述激光发生器1发射的激光为发散光，经过所述准直透镜2将发散光转化为平行光，平行光在经过所述聚焦透镜3聚焦到所述光纤插芯5中，通过双透镜的结构设计，使所述激光发生器1中生成的激光耦合到所述光纤插芯5中的耦合效率超过90％，从而在所述激光发生器1的功率相同的情况下，使所述光纤插芯5中的光纤获得更高功率的耦合激光。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种双透镜光发射子组件，其特征在于，包括激光发生器(1)、准直透镜(2)、聚焦透镜(3)和光纤插芯(5)；
所述准直透镜(2)和所述聚焦透镜(3)依次设置在所述激光发生器(1)和所述光纤插芯(5)之间；
所述激光发生器(1)产生的激光依次经过所述准直透镜(2)和所述聚焦透镜(3)后，耦合进入所述光纤插芯(5)中。
2.根据权利要求1所述的一种双透镜光发射子组件，其特征在于，还包括隔离器(4)；所述隔离器(4)设置在所述聚焦透镜(3)与所述光纤插芯(5)之间。
3.根据权利要求1所述的一种双透镜光发射子组件，其特征在于，所述激光发生器(1)的激光发射端至所述准直透镜(2)的距离为所述准直透镜(2)的焦距，以便所述激光发生器(1)的激光发射端处于所述准直透镜(2)的焦点上。
4.根据权利要求1所述的一种双透镜光发射子组件，其特征在于，所述聚焦透镜(3)至所述光纤插芯(5)入口的距离为所述聚焦透镜(3)的焦距，以便所述光纤插芯(5)的入口处于所述准直透镜(2)的焦点上。
5.根据权利要求1所述的一种双透镜光发射子组件，其特征在于，还包括定位套(6)；所述定位套(6)设置在所述激光发生器(1)的外侧，以固定所述激光发生器(1)。
6.根据权利要求5所述的一种双透镜光发射子组件，其特征在于，还包括管座(9)和管帽(10)；
所述管座(9)连接在所述定位套(6)的尾部，所述管座(9)用于连接电路；
所述管帽(10)设置在所述管座(9)与所述定位套(6)之间。
7.根据权利要求5所述的一种双透镜光发射子组件，其特征在于，还包括第一透镜座(7)和第一调节环(8)；
所述准直透镜(2)设置在所述第一透镜座(7)中，所述第一调节环(8)一端可旋转的连接所述定位套(6)，内部螺接所述第一透镜座(7)，以调节所述第一透镜座(7)相对于所述激光发生器(1)的距离。
8.根据权利要求1所述的一种双透镜光发射子组件，其特征在于，还包括套管(11)和光纤连接器插座(12)；
所述套管(11)套设在所述光纤插芯(5)上远离所述聚焦透镜(3)的一端；所述光纤连接器插座(12)套设在所述套管(11)上，以连接光纤插头。
9.根据权利要求8所述的一种双透镜光发射子组件，其特征在于，还包括第二透镜座(13)和第二调节环(14)；
所述聚焦透镜(3)设置在所述第二透镜座(13)中，所述第二调节环(14)一端可旋转的连接所述第二透镜座(13)，内部螺接所述光纤连接器插座(12)，以调节所述光纤插芯(5)相对于所述第二透镜座(13)的距离。
10.根据权利要求1所述的一种双透镜光发射子组件，其特征在于，所述光纤插芯(5)为陶瓷材料。
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| CN201922485506.7U CN211123389U (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种双透镜光发射子组件 |
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2019
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