CN217279036U - 单纤双向高速光收发器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单纤双向高速光收发器件，包括基座、光纤适配器、光发射器以及光接收器，基座具有容置腔体和连通容置腔体的第一安装口、第二安装口及第三安装口；光纤适配器设置在第一安装口；光发射器设置在第二安装口，包括光源单元和硅光芯片，光源单元产生光并传输至硅光芯片，硅光芯片对光源单元产生的光进行调制得到相应的信号光，信号光经光纤适配器发射出去；光接收器设置在第三安装口，用于接收光纤适配器输送的外部光信号。本实用新型使用硅光芯片做外调制，输出功率稳定，传输性能更好，能够更好的适用于高速率的PON应用需求。

Description

单纤双向高速光收发器件

技术领域

本实用新型涉及光通讯技术领域，尤其涉及一种单纤双向高速光收发器件。

背景技术

PON技术是一种基于无源ODN网络的宽带接入技术，采用P2MP点到多点拓扑结构，上、下行传输波长独立，数据时分复用。为了应对后10G PON时代的业务发展需要，IEEE和ITU-T/FSAN在完成10G PON的标准制定后，开始考虑下一代PON的技术研究工作。

业界普遍认可将下一代光接入网带宽提升至50Gbps，因此如何简单、高效地实现系统带宽升级成为PON领域研究的热点。目前，市面上的高速PON OLT光发射器件多采用EML(Electro-absorption Modulated Laser)，集成SOA(Semiconductor Optical Amplifier)器件等，存在以下问题：一、物料成本十分昂贵，集成度低；二、芯片尚不成熟，供应链无保证；三、光路耦合效率和生产良率偏低；四、传输性能偏差。因而，无法满足50G PON的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低成本，且传输性能更好的单纤双向高速光收发器件，以能够更好的适用于高速率的PON应用需求。

为实现上述目的，本实用新型提供一种单纤双向高速光收发器件，包括基座、光纤适配器、光发射器以及光接收器，所述基座具有容置腔体和连通所述容置腔体的第一安装口、第二安装口及第三安装口；所述光纤适配器设置在所述第一安装口；所述光发射器设置在所述第二安装口，包括光源单元和硅光芯片，所述光源单元产生光并传输至所述硅光芯片，所述硅光芯片对所述光源单元产生的光进行调制得到相应的信号光，所述信号光经所述光纤适配器发射出去；所述光接收器设置在所述第三安装口，用于接收所述光纤适配器输送的外部光信号。

在一实施例中，所述第一安装口与所述第二安装口正对设置，所述第三安装口垂直于所述第一安装口和第二安装口。

在一实施例中，所述容置腔体内设有0度滤波片和45度滤波片，所述0度滤波片与所述光接收器的入光侧相对，所述45度滤波片设于所述第一安装口与所述第二安装口之间并与所述0度滤波片相对。

在一实施例中，所述光发射器还包括第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述容置腔体还设有第四透镜，所述第一透镜设置在所述光源单元的出光侧，用于将所述光源单元产生的光变换为平行光，所述第二透镜设于所述第一透镜的出光侧与所述硅光芯片的入光侧之间，用于将平行光汇聚后耦合至所述硅光芯片，所述第三透镜设于所述硅光芯片的出光侧，用于将所述硅光芯片的出射光变换为平行光，所述第四透镜设置在所述第三透镜的出光侧与所述光纤适配器之间，经所述第三透镜变换获得的平行光通过所述45度滤波片后经所述第四透镜汇聚后耦合至所述光纤适配器。

在一实施例中，所述第一透镜与所述第二透镜之间设有隔离器，经所述第一透镜变换获得的平行光经所述隔离器后，传输至所述第二透镜。

在一实施例中，所述光发射器还包括垫片、制冷器及热敏电阻，所述垫片设置在所述制冷器上，所述热敏电阻、光源单元、第一透镜、第二透镜及第三透镜设置在所述垫片远离所述制冷器的一面。

在一实施例中，所述光源单元为DFB激光器。

在一实施例中，所述光发射器还包括BOX封装壳，所述BOX封装壳包括底壳和盖体，所述底壳和盖体盖合形成容纳所述光源单元和硅光芯片的腔体。

在一实施例中，所述容置腔体还设有第四透镜和第五透镜，所述第四透镜设置在所述光纤适配器与所述45度滤波片之间，所述第五透镜设置在所述0度滤波片与所述光接收器的入光侧之间，所述光纤适配器接收到的外部光信号经所述第四透镜变换为平行光后依次经所述45度滤波片、0度滤波片到达第五透镜，所述第五透镜将平行光汇聚后耦合至所述光接收器。

在一实施例中，所述光接收器的封装壳体为TO封装壳。

与现有技术相比，本实用新型光收发器件的光发射器通过光源单元产生光，结合硅光芯片进行外调制得到相应的信号光，相较于现有采用带SOA的EML激光器方式，大大降低了器件成本；与此同时，使用硅光芯片做外调制，输出功率稳定，传输性能更好，能够更好的适用于高速率的PON应用需求。

附图说明

图1是本实用新型一实施例光收发器件的立体图。

图2是图1所示光收发器件的分解图。

图3是图1所示光收发器件的剖视图。

图4是图1所示光收发器件的收发光路示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明；附图中类似的元件标号代表类似的元件。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底”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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

下面先参阅图1、图3所示，本实用新型所提供的单纤双向高速光收发器件100包括基座1、光纤适配器2、光发射器3以及光接收器4。其中，基座1具有容置腔体11和连通容置腔体11的第一安装口12、第二安装口13及第三安装口14；光纤适配器2设置在第一安装口12。光发射器3设置在第二安装口13，其包括光源单元31和硅光芯片32，光源单元31产生光并传输至硅光芯片32，硅光芯片32对光源单元31产生的光进行调制得到相应的信号光，经硅光芯片32调制获得的信号光经光纤适配器2发射出去。光接收器4设置在第三安装口14，用于接收光纤适配器2输送的外部光信号。

在本实用新型中，光源单元31为不带有调制功能的光源，其产生的光经过硅光芯片32调制后得到相应的携带信息的信号光。

其中，第一安装口12与第二安装口13正对设置，第三安装口14垂直于第一安装口12和第二安装口13。

以下，结合附图图1至图4对本实用新型的光收发器件100进行详细说明。

请先参阅图2至图4，如图3所示，容置腔体11内设有0度滤波片5和45度滤波片6，0度滤波片5与光接收器4的入光侧相对，45度滤波片6设于第一安装口12与第二安装口13之间并与0度滤波片5相对，45度滤波片6可以分离光发射器3的出射信号光和外部的入射光信号，0度滤波片5用于过滤波长，以滤除外部的入射光信号部分波长的光后传输至光接收器4。

如图3、图4所示，光发射器3还包括第一透镜33、第二透镜34及第三透镜35，容置腔体11还设有第四透镜7，第一透镜33设置在光源单元31的出光侧，光源单元31产生的光经第一透镜33变换为平行光，第二透镜34设于第一透镜33的出光侧与硅光芯片32的入光侧之间，平行光经第二透镜34汇聚后耦合至硅光芯片32，第三透镜35设于硅光芯片32的出光侧，将硅光芯片32调制后获得的出射光变换为平行光，第四透镜7设置在45度滤波片6与光纤适配器2之间，经第三透镜35变换获得的平行光通过45度滤波片6后经第四透镜7汇聚后耦合至光纤适配器2，以将光发射器3的出射信号光发射出去。

在发射光路中，通过第一透镜33、第三透镜35将光变换为平行光，光的耦合效率更好，在耦合至硅光芯片32、光纤适配器2时，再通过第二透镜34、第四透镜7汇聚，以适应于硅光芯片32、光纤适配器2的通光孔径。

在附图所示实施例中，第一透镜33与第二透镜34之间还设有隔离器36，经第一透镜33变换获得的平行光经隔离器36后，传输至第二透镜34。

再请参阅图2和图3，光发射器3还包括垫片37、制冷器(图未示)、热敏电阻38及背光监控芯片(图未示)等，垫片37设置在制冷器上，热敏电阻38、光源单元31、背光监控芯片、第一透镜33、第二透镜34及第三透镜35设置在垫片37远离制冷器的一面。通过热敏电阻38与制冷器的配合实现控温，提高光发射器3性能的稳定性。例如，当热敏电阻38监测到温度超出预设温度范围时，触发制冷器开始工作，光源单元31等产生的热量经由垫片37传递到制冷器的上表面，也就是制冷面，制冷器吸收传递的热量，实现制冷。

在一些实施例中，热敏电阻38为负温度系数热敏电阻(Negative TemperatureCoefficient，简称NTC热敏电阻)，制冷器为热电制冷器(Thermo Electric Cooler，简称TEC)，散热性能优异，但不应以此为限。

在一些实施例中，光源单元31为DFB激光器(Distributed Feedback Laser，分布式反馈激光器)，成本低廉，

在附图所示实施例中，光发射器3采用BOX封装，其还包括BOX封装壳39，BOX封装壳包括底壳391和盖体392，底壳391和盖体392盖合形成容纳硅光芯片32、制冷器、垫片37、光源单元31、热敏电阻38、背光监控芯片、第一透镜33、第二透镜34及第三透镜35的腔体393。BOX封装壳39具有更大的散热面积，可以获得更好的散热性能。

可以理解，BOX封装壳39内还会设置有电路板，光源单元31、背光监控芯片、制冷器、硅光芯片32等与电连接，通过电路板给光源单元31、背光监控芯片、制冷器、硅光芯片32等提供工作电源，以及给硅光芯片32提供驱动电信号等以使硅光芯片32能够对光源单元31产生的光进行调制获得相应的信号光。至于如何设置电路板以满足光调制需求为现有技术，在此不再赘述。

再请参阅图3和图4，容置腔体11还设有第五透镜8，第五透镜8设置在0度滤波片5与光接收器4的入光侧之间，光纤适配器2接收到的外部光信号经第四透镜7变换为平行光后依次经45度滤波片6、0度滤波片5到达第五透镜8，第五透镜8将平行光汇聚后耦合至光接收器4。

在一些实施例中，光接收器4采用TO封装，光接收器4的封装壳体为TO封装壳，但不应以此为限。

光接收器4可以包括有电路板、PD(Photo-Diode，光电二极管)芯片及与PD芯片电连接的TIA(Trans-impedance Amplifier，跨阻放大器)芯片等，PD芯片、芯片可以为利用银胶等通过贴片工艺贴设在电路板上，并与电路板电连接。PD芯片接收第五透镜8传输的光信号，将光信号转化为电信号后传送至TIA芯片，TIA芯片再将电信号进行放大后输出至电路板。至于光接收器4具体包括哪些元器件以能够满足光接收需求为现有技术，在此不再赘述。

综上，本实用新型光收发器件100的光发射器3通过光源单元31产生光，结合硅光芯片32进行外调制得到相应的信号光，相较于现有采用带SOA(Semiconductor opticalamplifiers，半导体光放大器)的EML激光器(Electro-absorption modulated laser)方式，大大降低了器件成本；与此同时，使用硅光芯片32做外调制，输出功率稳定，传输性能更好，能够更好的适用于高速率的PON应用需求。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，均属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种单纤双向高速光收发器件，其特征在于，包括：

基座，具有容置腔体和连通所述容置腔体的第一安装口、第二安装口及第三安装口；

光纤适配器，设置在所述第一安装口；

光发射器，设置在所述第二安装口，包括光源单元和硅光芯片，所述光源单元产生光并传输至所述硅光芯片，所述硅光芯片对所述光源单元产生的光进行调制得到相应的信号光，所述信号光经所述光纤适配器发射出去；以及

光接收器，设置在所述第三安装口，用于接收所述光纤适配器输送的外部光信号。

2.如权利要求1所述的光收发器件，其特征在于，所述第一安装口与所述第二安装口正对设置，所述第三安装口垂直于所述第一安装口和第二安装口。

3.如权利要求1或2所述的光收发器件，其特征在于，所述容置腔体内设有0度滤波片和45度滤波片，所述0度滤波片与所述光接收器的入光侧相对，所述45度滤波片设于所述第一安装口与所述第二安装口之间并与所述0度滤波片相对。

4.如权利要求3所述的光收发器件，其特征在于，所述光发射器还包括第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述容置腔体还设有第四透镜，所述第一透镜设置在所述光源单元的出光侧，用于将所述光源单元产生的光变换为平行光，所述第二透镜设于所述第一透镜的出光侧与所述硅光芯片的入光侧之间，用于将平行光汇聚后耦合至所述硅光芯片，所述第三透镜设于所述硅光芯片的出光侧，用于将所述硅光芯片的出射光变换为平行光，所述第四透镜设置在所述第三透镜的出光侧与所述光纤适配器之间，经所述第三透镜变换获得的平行光通过所述45度滤波片后经所述第四透镜汇聚后耦合至所述光纤适配器。

5.如权利要求4所述的光收发器件，其特征在于，所述第一透镜与所述第二透镜之间设有隔离器，经所述第一透镜变换获得的平行光经所述隔离器后，传输至所述第二透镜。

6.如权利要求4所述的光收发器件，其特征在于，所述光发射器还包括垫片、制冷器及热敏电阻，所述垫片设置在所述制冷器上，所述热敏电阻、光源单元、第一透镜、第二透镜及第三透镜设置在所述垫片远离所述制冷器的一面。

7.如权利要求1所述的光收发器件，其特征在于，所述光源单元为DFB激光器。

8.如权利要求1所述的光收发器件，其特征在于，所述光发射器还包括BOX封装壳，所述BOX封装壳包括底壳和盖体，所述底壳和盖体盖合形成容纳所述光源单元和硅光芯片的腔体。

9.如权利要求3所述的光收发器件，其特征在于，所述容置腔体还设有第四透镜和第五透镜，所述第四透镜设置在所述光纤适配器与所述45度滤波片之间，所述第五透镜设置在所述0度滤波片与所述光接收器的入光侧之间，所述光纤适配器接收到的外部光信号经所述第四透镜变换为平行光后依次经所述45度滤波片、0度滤波片到达第五透镜，所述第五透镜将平行光汇聚后耦合至所述光接收器。

10.如权利要求1所述的光收发器件，其特征在于，所述光接收器的封装壳体为TO封装壳。

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