CN211293372U - 光收发器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光收发器件。其中，光收发器件包括：管壳，所述管壳的一端安装有光纤适配器；第一光发射组件，所述第一光发射组件安装于所述管壳远离所述光纤适配器的一端且与所述光纤适配器相对设置；隔离器，所述隔离器设于所述管壳内，并位于所述第一光发射组件和所述光纤适配器之间，所述隔离器对所述光纤适配器所接收的光信号和所发出的光信号进行隔离；以及C‑lens透镜，所述C‑lens透镜设于所述管壳内，并设于所述隔离器远离所述光纤适配器的一侧，所述C‑lens透镜和所述隔离器于所述管壳的轴向依次间隔设置，所述第一光发射组件发射的光线经过所述C‑lens透镜会聚至所述光纤适配器的光纤内。本实用新型的光收发器件的光耦合效率高。

Description

光收发器件

技术领域

本实用新型涉及光纤通讯技术领域，特别涉及一种光收发器件。

背景技术

光收发器件是光通信中重要的光电器件，即在同一个光电器件中封装有光接收组件和光发射组件，光发射组件发射激光信号，光接收组件接收激光信号，而发射和接收的光信号均通过一根光纤进行传输。光发射组件发出的光线需要透射各种光学元件，会发生反射、折射等光学现象，那么光束在通过透镜进行会聚入光纤适配器的纤芯时，焦点也并不能全部都集中到光纤适配器中纤芯的同一个截面的同一个点上，而是会聚成一束光斑，这种情况即产生了像差，导致光耦合至光纤适配器的效率低。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种光收发器件，旨在降低像差，提高光信号的耦合效率。

为实现上述目的，本实用新型提出的光收发器件包括：

管壳，所述管壳的一端安装有光纤适配器；

第一光发射组件，所述第一光发射组件安装于所述管壳远离所述光纤适配器的一端且与所述光纤适配器相对设置；

隔离器，所述隔离器设于所述管壳内，并位于所述第一光发射组件和所述光纤适配器之间，所述隔离器对所述光纤适配器所接收的光信号和所发出的光信号进行隔离；以及

C-lens透镜，所述C-lens透镜设于所述管壳内，并设于所述隔离器远离所述光纤适配器的一侧，所述C-lens透镜和所述隔离器于所述管壳的轴向依次间隔设置，所述第一光发射组件发射的光线经过所述C-lens透镜会聚至所述光纤适配器的光纤内。

可选的，所述光收发器件还包括设于所述管壳之侧壁的第二光发射组件和设于所述管壳内的第一滤光片，所述第一滤光片靠近所述第一光发射组件和所述第二光发射组件设置，所述第一滤光片、所述C-lens透镜和所述隔离器于所述管壳的轴向依次间隔设置；

所述第一滤光片用于透射所述第一光发射组件发射的光束并反射所述第二光发射组件发射的光束，所产生的两种不同波长的会聚光束经过所述C-lens透镜会聚至所述光纤适配器的光纤内。

可选的，所述光收发器件还包括设于所述管壳内的非球面透镜，所述第一光发射组件发射发散光束，所述非球面透镜位于所述第一滤光片和所述第一光发射组件之间，以使所述第一光发射组件发射的发散光束形成会聚光束。

可选的，所述第一滤光片与所述管壳的轴向呈45°设置。

可选的，所述第二光发射组件发射发散光束，所述第一滤光片反射所述发散光束形成会聚光束。

可选的，所述光收发器件还包括：

第一光接收组件，所述第一光接收组件设于所述管壳的侧壁，并与所述第二光发射组件沿所述管壳的轴向间隔设置；

第二滤光片，所述第二滤光片邻近所述第一光接收组件设置；以及

反射片，所述反射片与所述第二光接收组件相对设置，且邻近所述光纤适配器设置，所述光纤适配器发出的光束经过所述第二滤光片反射至所述反射片，所述反射片将所述光束发射至所述第一光接收组件。

可选的，所述反射片与所述管壳的轴向呈32°设置。

可选的，所述第二滤光片与所述管壳的中心轴线的垂直线之间呈13°设置。

可选的，所述光收发器件还包括第二光接收组件，所述第二光接收组件设于所述管壳的侧壁，并与所述第一光接收组件间隔设置；和

第三滤光片，所述第三滤光片邻近所述隔离器设置，且位于所述隔离器远离所述C-lens透镜的一侧，所述第三滤光片与所述第二光接收组件相对设置，所述光纤适配器发出的光束经过所述第三滤光片反射至所述第二光接收组件。

可选的，所述第三滤光片与所述管壳的轴向呈45°设置。

本实用新型光收发器件包括管壳、光纤适配器、第一光发射组件、隔离器和C-lens透镜，光纤适配器和第一光发射组件分别安装于管壳的相对两端，隔离器设于管壳内，并位于第一光发射组件和光纤适配器之间，隔离器对光纤适配器所接收的光信号和所发出的光信号进行隔离，通过将C-lens透镜设于管壳内，C-lens透镜设于隔离器远离光纤适配器的一侧，C-lens透镜和隔离器于管壳的轴向依次间隔设置，C-lens透镜将通过第一光发射组件发射的光线重新会聚进入光纤适配器的光纤内，如此可降低像差，使更多的光线能会聚在光纤适配器的光纤端面处，增强光斑的强度，提高耦合效率。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型光收发器件一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型光收发器件的光发射信号的光路结构示意图；

图3为图2中光收发器件的的光发射信号的部分光路结构示意图；

图4为本实用新型光收发器件的光接收信号的光路结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1000	光收发器件	170	第一滤光片
100	管壳	180	非球面透镜
				110	光纤适配器	190	第一光接收组件
120	第一光发射组件	200	第二滤光片
				130	隔离器	210	反射片
140	C-lens透镜	220	第二光接收组件
				160	第二光发射组件	230	第三滤光片

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种光收发器件1000。

参照图1至图4，在本实用新型实施例中，该光收发器件1000包括：

管壳100，所述管壳100的一端安装有光纤适配器110；

第一光发射组件120，所述第一光发射组件120安装于所述管壳100远离所述光纤适配器110的一端且与所述光纤适配器110相对设置；

隔离器130，所述隔离器130设于所述管壳100内，并位于所述第一光发射组件120和所述光纤适配器110之间，所述隔离器130对所述光纤适配器110所接收的光信号和所发出的光信号进行隔离；以及

C-lens透镜140，所述C-lens透镜140设于所述管壳100内，并设于所述隔离器130远离所述光纤适配器110的一侧，所述C-lens透镜140和所述隔离器130于所述管壳100的轴向依次间隔设置，所述第一光发射组件120发射的光线经过所述C-lens透镜140会聚至所述光纤适配器110的光纤内。

具体的，管壳100为四方管座，且为金属材质，耐用性强。为了使第一光发射组件120发射的光线尽可能多的进入光纤适配器110的光纤内，通过设置C-lens透镜140对光线进行会聚，而为了降低成本，需要减小隔离器130的孔径，因此将C-lens透镜140设于隔离器130之前，第一光发射组件120发射的光束还需要经过其他光学元件，因会聚光在入射到其他光学元件上时的入射角度不一致，导致最终会聚的光线偏离焦点，造成了像差。最终导致发射光束的光斑比较大且不集中，导致耦合的效率比较低。为了解决产生的像差，在隔离器130之前设置有C-lens透镜140，对第一光发射组件120经过其他光学元件时所产生的像差进行补偿，最终将光线会聚至光纤适配器110的光纤内。

可以理解的是，为了保证光收发器件1000能达到目标耦合效率，C-lens透镜140的曲率、厚度、折射率，可以通过光学仿真软件得到最优值，例如，若耦合效率是60％，意味着第一光发射组件120发射的光线需有60％能进入到光纤适配器110的光纤内，那么通过光学仿真软件，可以得到此时所需C-lens透镜140的厚度、曲率、折射率，该处理方法为本领域技术人员公知的技术方案，在此不作具体论述。

光纤适配器110可以传输波长为λ1、λ2、λ3和λ4的光束，第一光发射组件120发射波长为λ1的光束，本实施例中，λ1为1577nm的激光，该光束可以是平行光束或者发散光束，若为平行光束，该平行光束经过C-lens透镜140后会聚至光纤适配器110的光纤内。若为发散光束，可在第一光发射组件120与C-lens透镜140之间设置会聚透镜后形成会聚光束，该会聚光束再次通过C-lens透镜140后会聚至光纤适配器110的光纤内。

本实用新型光收发器件1000包括管壳100、光纤适配器110、第一光发射组件120、隔离器130和C-lens透镜140，光纤适配器110和第一光发射组件120分别安装于管壳100的相对两端，隔离器130设于管壳100内，并位于第一光发射组件120和光纤适配器110之间，隔离器130对光纤适配器110所接收的光信号和所发出的光信号进行隔离，通过将C-lens透镜140设于管壳100内，C-lens透镜140设于隔离器130远离光纤适配器110的一侧，C-lens透镜140和隔离器130于管壳100的轴向依次间隔设置，C-lens透镜140将通过第一光发射组件120发射的光线重新会聚进入光纤适配器110的光纤内，如此可降低像差，使更多的光线能会聚在光纤适配器110的光纤端面处，增强光斑的强度，提高耦合效率。

进一步的，光收发器件1000还包括设于所述管壳100之侧壁的第二光发射组件160和设于所述管壳100内的第一滤光片170，所述第一滤光片170靠近所述第一光发射组件120和所述第二光发射组件160设置，所述第一滤光片170、所述C-lens透镜140和所述隔离器130于所述管壳100的轴向依次间隔设置；

所述第一滤光片170用于透射所述第一光发射组件120发射的光束并反射所述第二光发射组件160发射的光束，所产生的两种不同波长的会聚光束经过所述C-lens透镜140会聚至所述光纤适配器110的光纤内。

本实施例中，第一滤光片170、C-lens透镜140和隔离器130同轴设置，第二光发射组件160的中心轴线与第一光发射组件120的中心轴线相垂直，第二光发射组件160发射波长为λ2的光束，该光束可以是平行光束或者发散光束，若是平行光束，该平行光束经过第一滤光片170反射后形成会聚光束与第一光发射组件120形成的会聚光束一起经过C-lens透镜140会聚至光纤适配器110的光纤内。若是发散光束，可在第二光发射组件160与第一滤光片170之间设置会聚透镜后形成会聚光束，该会聚光束经过第一滤光片170反射后形成与第一光发射组件120相交的会聚光束一起经过C-lens透镜140会聚至光纤适配器110的光纤内。在此不作限制。

第一滤光片170位于第一光发射组件120发射的光路和第二光发射组件160发射的光路交汇处，用于透射波长为λ1的光束并反射波长为λ2的光束。C-lens透镜140用于将波长为λ1和波长为λ2的会聚光束会聚至光纤适配器110，光纤适配器110的光纤向外传输波长为λ1和λ2的光信号。

请参照图2至图4，光收发器件1000还包括设于所述管壳100内的非球面透镜180，所述第一光发射组件120发射发散光束，所述非球面透镜180位于所述第一滤光片170和所述第一光发射组件120之间，以使所述第一光发射组件120发射的发散光束形成会聚光束。

可以理解的是，非球面透镜180对发散光束进行会聚与其曲率、厚度、折射率有关，通过选择合适的非球面透镜180对光线进行会聚，而第一光发射组件120发射的光线在通过非球面透镜180和第一滤光片170时，由于光线的入射角度不一样，会产生一定的相差，通过C-lens透镜140对球差和像差进行补偿，并经过C-lens透镜140，光线进行二次会聚，使得进入隔离器130的光线相对集中，提高耦合效率。

另外，由于第一光发射组件120设于管壳10的端部，为了减小整个光收发器件1000的体积，第一光发射组件120发射发散光束，整体体积小，便于安装。在第一滤光片170和第一光发射组件120之间设置非球面透镜180，非球面透镜180与光纤适配器110同轴，非球面透镜180用于对第一光发射组件120发出的发散光进行会聚，形成会聚光束，会聚光束到达第一滤光片170过滤后经过C-lens透镜140会聚至光纤适配器110的光纤内，提高了光发射信号的耦合效率。

第一光发射组件120发射的完整光路图如图3所示，近光轴的会聚点P'靠后，远光轴的会聚点P靠前，近光轴的会聚点P'与远光轴的会聚点P之间的间隔越大说明光线的光斑更大。经过C-lens透镜140像差补偿后，近光轴的会聚点P'与远光轴的会聚点P更靠近了，即整束光的会聚更加集中，使得更多的光线能耦合至光纤适配器110的光纤中。

进一步的，第一滤光片170与所述管壳100的轴向呈45°设置。

本实施例中，根据第一滤光片170的透射特性，入射光束的发散角会影响第一滤光片170的透射特性，出现透射通带变小及发散损耗增大的情况，且该现象随着入射角度的增大而更加明显，一般第一滤光片170的偏振角度是0度或者45度，因此入射光束最佳的入射角是0度或者45度。由于第一光发射组件120和第二光发射组件160的中心轴线垂直设置，为了将第二光发射组件160的光束反射为与第一光发射组件120的光束相平行，第一滤光片170与管壳100的轴向呈45°设置，第一滤光片170的反射面朝向第二光发射组件160。

请再次参照图2，一实施例中，第二光发射组件160发射发散光束，所述第一滤光片170反射所述发散光束形成会聚光束。由于第二光发射组件160设于管壳10的侧面，为了减小整个光收发器件1000的体积，第二光发射组件160发射发散光束，整体体积小，便于安装。

请参照图2和图4，光收发器件1000还包括：

第一光接收组件190，所述第一光接收组件190设于所述管壳100的侧壁，并与所述第二光发射组件160沿所述管壳100的轴向间隔设置；

第二滤光片200，所述第二滤光片200邻近所述第一光接收组件190设置；以及

反射片210，所述反射片210与所述第二光接收组件220相对设置，且邻近所述光纤适配器110设置，所述光纤适配器110发出的光束经过所述第二滤光片200反射至所述反射片210，所述反射片210将所述光束发射至所述第一光接收组件190。

本实施例中，光纤适配器110还接收波长为λ3和λ4的光信号，该光信号入射到第二滤光片200上，第二滤光片200的作用是将λ3的光束透射，而对λ4的光束反射，第二滤光片200为小角度滤波片，其设计角度为10°～20°，这样即使λ3的波长和λ4的波长相隔比较近，第二滤光片200也可以将两束光分开，采用小角度滤光片可以有效的满足通带范围，提高器件性能。

被第二滤光片200反射的光束λ4入射到反射片210，反射片210对光束全反射后入射到第一光接收组件190上，然后光束再被其内部的探测器接收以转化为电信号，从而实现了第一光接收组件190的接收耦合。

一实施例中，将第二滤光片200与所述管壳100的中心轴线的垂直线之间呈13°设置。反射片210与所述管壳100的轴向呈32°设置。第二滤光片200与反射片210配合可将光路方向改变90度，使得进入到第一光接收组件190的光束为平行光。

其中，第二滤光片200与反射片210配合，除了可以将λ4的光路改变90度外，还可以更好地区分相接近的两束接收光λ3、λ4。其中λ3为1310nm、λ4为1270nm，两束接收光的波长相对比较接近，接收时会产生串扰，通过第二滤光片200透过λ3，反射λ4将两束光区分开，降低光串扰带来的问题。

进一步的，光收发器件1000还包括第二光接收组件220，所述第二光接收组件220设于所述管壳100的侧壁，并与所述第一光接收组件190间隔设置；和

第三滤光片230，所述第三滤光片230邻近所述隔离器130设置，且位于所述隔离器130远离所述C-lens透镜140的一侧，所述第三滤光片230与所述第二光接收组件220相对设置，所述光纤适配器110发出的光束经过所述第三滤光片230反射至所述第二光接收组件220。

可以理解的，从第二滤光片200透射的光束λ3入射到第三滤光片230上后，经过第三滤光片230进行反射后至第二光接收组件220，再被其内部的探测器接收以转化为电信号，则该光路完成了第二光接收组件220的接收耦合。

第一光接收组件190和第二光接收组件220均设于管壳100的侧壁，用于接收不同波长的光信号，可以理解的，第一光接收组件190和第二光接收组件220可沿着管壳100的轴向间隔设置，或者第一光接收组件190和第二光接收组件220设于管壳100的相邻两侧，或者第一光接收组件190和第二光接收组件220设于管壳100的相对两侧，一实施例中，第一光接收组件190和第二光接收组件220设于管壳100的相对两侧，且第二光接收组件220与第二光发射组件160沿着管壳100的轴向间隔设置，整体结构更紧凑。

根据第一光接收组件190和第二光接收组件220的设置位置，第二滤光片200和反射片210将波长为λ4的光束分别发送到第一光接收组件190，第三滤光片230将波长为λ3的光束分别发送到第二光接收组件220。本实施例中，优选将第一光接收组件190和第二光接收组件220设于管壳100的相对两侧，且位于第一光发射组件120和光线适配器110之间，以减小管壳100的整体长度，节约成本。

更进一步的，第三滤光片230与所述管壳100的轴向呈45°设置。由于第二光接收组件220和光纤适配器110的中心轴线垂直设置，为了将光纤适配器110发出的光束反射为平行的光束，第三滤光片230与管壳100的轴向呈45°设置，第三滤光片230的反射面朝向第二光接收组件220。

本实用新型的光收发器件1000包括两个发射端(第一光发射组件120和第二光发射组件160)和两个接收端(第一光接收组件190和第二光接收组件220)，隔离器130位于第一滤光片170和第三滤光片230的焦点之间的位置，用于阻挡透过第三滤光片230的光进入第一滤光片170。光纤适配器110接收的两组光信号分别传送至第一光接收组件190和第二光接收组件220时，部分光信号会反射回第一光发射组件120和第二光发射组件160中从而影响其性能，采用隔离器130将光纤适配器110接收的光信号进行隔离，以降低光发射信号与光接收信号之间的相互串扰。

该隔离器130适用于双波段(1270nm、1310nm)，第一光接收组件190接收1310nm的光信号，第二光接收组件220接收1270nm的光信号，增加了光收发器件1000在1310nm波长端的回损指标，光路插损小，使光收发器件1000的抗反射能力加强。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光收发器件，其特征在于，包括：

管壳，所述管壳的一端安装有光纤适配器；

第一光发射组件，所述第一光发射组件安装于所述管壳远离所述光纤适配器的一端且与所述光纤适配器相对设置；

隔离器，所述隔离器设于所述管壳内，并位于所述第一光发射组件和所述光纤适配器之间，所述隔离器对所述光纤适配器所接收的光信号和所发出的光信号进行隔离；以及

C-lens透镜，所述C-lens透镜设于所述管壳内，并设于所述隔离器远离所述光纤适配器的一侧，所述C-lens透镜和所述隔离器于所述管壳的轴向依次间隔设置，所述第一光发射组件发射的光线经过所述C-lens透镜会聚至所述光纤适配器的光纤内。

2.如权利要求1所述的光收发器件，其特征在于，所述光收发器件还包括设于所述管壳之侧壁的第二光发射组件和设于所述管壳内的第一滤光片，所述第一滤光片靠近所述第一光发射组件和所述第二光发射组件设置，所述第一滤光片、所述C-lens透镜和所述隔离器于所述管壳的轴向依次间隔设置；

所述第一滤光片用于透射所述第一光发射组件发射的光束并反射所述第二光发射组件发射的光束，所产生的两种不同波长的会聚光束经过所述C-lens透镜会聚至所述光纤适配器的光纤内。

3.如权利要求2所述的光收发器件，其特征在于，所述光收发器件还包括设于所述管壳内的非球面透镜，所述第一光发射组件发射发散光束，所述非球面透镜位于所述第一滤光片和所述第一光发射组件之间，以使所述第一光发射组件发射的发散光束形成会聚光束。

4.如权利要求2所述的光收发器件，其特征在于，所述第一滤光片与所述管壳的轴向呈45°设置。

5.如权利要求2所述的光收发器件，其特征在于，所述第二光发射组件发射发散光束，所述第一滤光片反射所述发散光束形成会聚光束。

6.如权利要求2至5中任意一项所述的光收发器件，其特征在于，所述光收发器件还包括：

第一光接收组件，所述第一光接收组件设于所述管壳的侧壁，并与所述第二光发射组件沿所述管壳的轴向间隔设置；

第二滤光片，所述第二滤光片邻近所述第一光接收组件设置；以及

反射片，所述反射片与所述第二光接收组件相对设置，且邻近所述光纤适配器设置，所述光纤适配器发出的光束经过所述第二滤光片反射至所述反射片，所述反射片将所述光束发射至所述第一光接收组件。

7.如权利要求6所述的光收发器件，其特征在于，所述反射片与所述管壳的轴向呈32°设置。

8.如权利要求6所述的光收发器件，其特征在于，所述第二滤光片与所述管壳的中心轴线的垂直线之间呈13°设置。

9.如权利要求6所述的光收发器件，其特征在于，所述光收发器件还包括第二光接收组件，所述第二光接收组件设于所述管壳的侧壁，并与所述第一光接收组件间隔设置；和

第三滤光片，所述第三滤光片邻近所述隔离器设置，且位于所述隔离器远离所述C-lens透镜的一侧，所述第三滤光片与所述第二光接收组件相对设置，所述光纤适配器发出的光束经过所述第三滤光片反射至所述第二光接收组件。

10.如权利要求9所述的光收发器件，其特征在于，所述第三滤光片与所述管壳的轴向呈45°设置。

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