CN220894598U - 一种双分光膜双透镜的一体化to设计结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，包括TO主体，所述TO主体包括管座和罩设在管座上端的管帽，所述管帽上端嵌设有球形透镜组件，包括TO主体，TO主体内部设有发射端、接收端和光路组件，所述光路组件包括第一分光膜片、第二分光膜片、接收端透镜和发射端透镜。将接收端和发射端均封装在TO内部的同一侧处，以减小其打线距离，减小信号干扰，同时利用第一分光膜片，第二分光膜片，接收端透镜和发射端透镜的组合对光信号进行反射，提高耦合效果的同时，使单独一个TO器件便可完成对光的接收和发射功能，对于整个BOSA器件而言，使其更加小型化，缩短了BOSA器件的制作工艺流程。

Description

一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构

技术领域

本实用新型涉及光通信领域，尤其涉及一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构。

背景技术

现有用于单纤双向传输的TO为单芯片(即：单发射端或单接收端)，一个BOSA器件需要一个发射端TO和一个接收端TO进行耦合组装成成品，其工艺过程一般为，先进行发射端耦合、焊接，然后再进行接收端耦合、固化。

而目前发射和接收TO是分开的，是两个不同的TO，缺陷是：

1.后端使用工艺复杂，产品周期较长，需要先耦合一端，进行固化完毕后，再进行另外一端耦合，再进行固化；

2.两个TO的分开设计，故必须要在BOSA器件上设置两个管帽和底座，导致产品尺寸受限，无法进一步小型化；

3.后端使用设计复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的发射和接收TO分开设计，会导致后端使用工艺复杂，产品尺寸受限，不能进一步小型化以及后端使用设计复杂的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，包括TO主体，所述TO主体包括管座和罩设在管座上端的管帽，所述管帽上端嵌设有球形透镜组件，包括TO主体，TO主体内部设有发射端、接收端和光路组件，所述光路组件包括第一分光膜片、第二分光膜片、接收端透镜和发射端透镜，所述第一分光膜片和第二分光膜片均靠近球形透镜组件，所述发射端和接收端分别设置于第一分光膜片和第二分光膜片背离所述球形透镜组件的一侧，且发射端透镜设置于发射端与第一分光膜片之间，接收端透镜设置于接收端与第二分光膜片之间，所述发射端发出的光经过发射端透镜和第一分光膜片，射入球形透镜组件中，达到外部光纤，外部光纤射入的光经过球形透镜组件，并在第一分光膜片和第二分光膜片之间反射，而后射出进入接收端透镜，之后由所述接收端接收。

优选地，所述发射端为发射光芯片，所述接收端为接收光芯片。

优选地，所述管座上方设有安装座，所述安装座上端开设有两个斜面，所述第一分光膜片和第二分光膜片分别贴合于两个斜面上，所述第一分光膜片和第二分光膜片一端均突出斜面外，所述发射端装于安装座表面侧端上，并位于发射端透镜的下方处，所述接收端装于管座上，并位于接收端透镜的下方处。

优选地，所述外部光纤经过球形透镜组件射入的光在第二分光膜片的入射角为45°，第二分光膜片反射的光在第一分光膜片的入射角为45°。

优选地，所述发射端发射光的方向和接收端接收光的方向相反。

优选地，所述接收端透镜平面上镀抗串扰膜，发射端、球形透镜组件、接收端透镜曲面和发射端透镜双面分别镀增透膜。

优选地，所述TO主体内部还设有监控发射器，监控发射器设置于发射端的尾部，用于接收部分发射端从尾部发的光，然后转化为电压信号。

优选地，所述TO主体内部还设有放大器，放大器设置于管座上，并与接收端电连接。

本实用新型的有益效果是：将接收端和发射端均封装在TO内部的同一侧处，以减小其打线距离，减小信号干扰，同时利用第一分光膜片，第二分光膜片，接收端透镜和发射端透镜的组合对光信号进行反射，提高耦合效果的同时，使单独一个TO器件便可完成对光的接收和发射功能，对于整个BOSA器件而言，使其更加小型化，缩短了BOSA器件的制作工艺流程。

附图说明

图1为本实用新型TO内部的结构立体示意图；

图2为本实用新型TO内部的结构平面示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、TO主体，101、发射端，102、接收端，103、光路组件，1031、第二分光膜片，1032、接收端透镜，1033、第一分光膜片，1034、发射端透镜。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

如图1-2所示，一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，包括TO主体，TO主体包括管座和罩设在管座上端的管帽，管帽上端嵌设有球形透镜组件，包括TO主体，TO主体内部设有发射端101、接收端102和光路组件103，光路组件103包括第一分光膜片1033、第二分光膜片1031、接收端透镜1032和发射端透镜1034，第一分光膜片1033和第二分光膜片1031均靠近球形透镜组件，发射端101和接收端102分别设置于第一分光膜片1033和第二分光膜片1031背离球形透镜组件的一侧，且发射端透镜1034设置于发射端101与第一分光膜片1033之间，接收端透镜1032设置于接收端102与第二分光膜片1031之间，发射端101发出的光经过发射端透镜1034和第一分光膜片1033，射入球形透镜组件中，达到外部光纤，外部光纤射入的光经过球形透镜组件，并在第一分光膜片1033和第二分光膜片1031之间反射，而后射出进入接收端透镜1032，之后由接收端102接收，发射端101用于发射光到光路组件103中，接收端102用于将光路组件103反射的光进行耦合接收，可以通过选择不同折射率的接收端透镜1032和发射端透镜1034，来对相差进行优化，故而可以进行更好的优化相差，提升光信号的耦合效率。

工作原理为：可以通过加入第一分光膜片1033、第二分光膜片1031，接收端透镜1032、发射端透镜1034，如图2所示，发射端101发射波长为1270nm-1570nm的光，以发射端101发出光的方向定义为右方向，发射端101发出的光向右首先经过发射端透镜1034，然后经过第一分光膜片1033，继续向右达到球形透镜组件，再经过球形透镜组件到达外部光纤，同时外部光钎传输回的光向左传输，进入球形透镜组件到达第二分光膜片1031，光经过第一分光膜片1033和第二分光膜片1031的反射，进入接收端透镜1032中，最终达到接收端102中，从而可以使整个TO元件可以具备发射和接收光的能力，进而减小整个BOSA器件的体积，另外，对于现有的BOSA器件而言，通过优化棱镜的曲面，来对光路的相差进行优化，相比于利用棱镜对光进行反射而言，采用两组膜片与透镜的组合方式来对光进行反射，可以通过选择不同折射率的接收端透镜1032和发射端透镜1034，来对相差进行优化，由于优化透镜相比于优化棱镜曲面而言，折射率选择范围增大了很多，因此对于相差优化的范围也大了很多，故而可以进行更好的优化相差，提升光信号的耦合效率。

本实用新型可以利用第一分光膜片1033、第二分光膜片1031、接收端透镜1032和发射端透镜1034对光信号进行反射，在提升相差优化的选择范围的同时，提升元件的耦合效率，同时将发射端102和接收端101同时放入TO元件中，使整个TO元件可以具备发射和接收光的能力。

优选地，发射端101为发射光芯片，接收端102为接收光芯片。

优选地，管座1上方设有安装座，安装座上端开设有两个斜面，第一分光膜片1033和第二分光膜片1031分别贴合于两个斜面上，第一分光膜片1033和第二分光膜片1031一端均突出斜面外，发射端101装于安装座表面侧端上，并位于发射端透镜1034的下方处，接收端102装于管座上，并位于接收端透镜1032的下方处。

工作原理：通过在安装座上的斜面直接贴合第一分光膜片1033和第二分光膜片1031，使得分光膜片组件1031能以特定角度进行便捷的安装。

本实用新型通过将第一分光膜片1033和第二分光膜片1031分别贴合在两个斜面上，优化了空间的同时，可以使第一分光膜片1033和第二分光膜片1031以特定的角度进行便捷的安装。

另外，在进行第一分光膜片1033和第二分光膜片1031的贴合工作时，可以在安装座上设置两个带有斜面的凸块，并将第一分光膜片1033和第二分光膜片1031分别贴合在凸块斜面上，仍就可以使第一分光膜片1033和第二分光膜片1031以特定的角度进行便捷的安装。

优选地，通过设置第一分光膜片1033和第二分光膜片1031的放置角度，使得外部光纤经过球形透镜组件射入的光在第二分光膜片1031的入射角为45°，第二分光膜片1031反射的光在第一分光膜片1033的入射角为45°，经过第一分光膜片1033和第二分光膜片1031之间的反射，到达接收端透镜1032，最后射入接收端102。

工作原理：由于设置第一分光膜片1033和第二分光膜片1031的安装角度，使得外部光纤经过球形透镜组件射入的光在第二分光膜片1031的入射角为45°，第二分光膜片1031反射的光在第一分光膜片1033的入射角为45°，经过多次反射后，进入接收端透镜中，最后到达接收端102。

本实用新型利用两组分光膜片，从而使得外部光纤射入的光在多次反射下，准确的进入接收端透镜1032中，为光路的耦合提供了条件。

优选地，发射端101发射光的方向和接收端102接收光的方向相反。

工作原理：通过设置两组分光膜片，使得发射端101发射光的方向和接收端102接收光的方向相反，进而产品可以将内部的接收端101和发射端102放置于同一侧，如图1所示，由于发射端101和发射端101均处于光路组件3的同一侧，发射端101和接收端102接近位于管座下方的管脚，在电气连接方面会缩短打线的距离，会减少信号干扰，从而使可以器件传输速率更高。

本实用新型将发射端101和发射端101设置在光路组件3的同一侧，以缩短了打线距离，减短了工艺流程，减小了设计的复杂程度，同时能够使器件传输速率更高。

优选地，接收端透镜1032平面上镀抗串扰膜，发射端101、球形透镜组件、接收端透镜1032曲面和发射端透镜1034双面分别镀增透膜，用于增加光学性能。

工作原理：利用在接收端透镜1032平面上镀抗串扰膜，减少发射端10发出的光对接收端102接收光纤输入光的影响，同时在发射端101、球形透镜组件、接收端透镜1032曲面和发射端透镜1034双面分别镀增透膜，利用增透膜自身可减少反射光来增加光在表面的透过率的特性，增强装置的光学性能。

本实用新型利用抗串扰膜和增透膜，将其分别镀在装置内部对应的组件上，提高整个装置的光学性能。

优选地，TO主体内部还设有监控发射器，监控发射器设置于发射端101的尾部，用于接收部分发射端从尾部发的光，然后转化为电压信号。

工作原理：监控发射器会接收一部分发射端从尾部发的光，然后转化为电压信号，经过芯片判断电压信号的大小并进行信息处理，进而通过芯片控制发射端的出光功率。

本实用新型通过设置监控发射器，从而对发射端的功率进行监控，以便对发射端出光功率的控制。

优选地，TO主体内部还设有放大器，放大器设置于管座上，并与接收端102电连接，用于放大接收端102的电信号。

工作原理：通过设置一个与接收端102电连接的放大器，从而将接收端102内部的电信号，进行放大处理，以便内部电路对电信号的处理。

本实用新型利用放大器放大接收端102内部的信号，方便内部电路后续对接收端的电信号进行处理。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，包括TO主体，所述TO主体包括管座和罩设在管座上端的管帽，所述管帽上端嵌设有球形透镜组件，其特征在于，所述TO主体内部设有发射端(101)、接收端(102)和光路组件(103)，所述光路组件(103)包括第一分光膜片(1033)、第二分光膜片(1031)、接收端透镜(1032)和发射端透镜(1034)，所述第一分光膜片(1033)和第二分光膜片(1031)均靠近球形透镜组件，所述发射端(101)和接收端(102)分别设置于第一分光膜片(1033)和第二分光膜片(1031)背离所述球形透镜组件的一侧，且发射端透镜(1034)设置于发射端(101)与第一分光膜片(1033)之间，接收端透镜(1032)设置于接收端(102)与第二分光膜片(1031)之间，所述发射端(101)发出的光经过发射端透镜(1034)和第一分光膜片(1033)，射入球形透镜组件中，达到外部光纤，外部光纤射入的光经过球形透镜组件，并在第一分光膜片(1033)和第二分光膜片(1031)之间反射，而后射出进入接收端透镜(1032)，之后由所述接收端(102)接收。

2.根据权利要求1所述一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，其特征在于，所述发射端(101)为发射光芯片，所述接收端(102)为接收光芯片。

3.根据权利要求1所述一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，其特征在于，所述管座(1)上方设有安装座，所述安装座上端开设有两个斜面，所述第一分光膜片(1033)和第二分光膜片(1031)分别贴合于两个斜面上，所述第一分光膜片(1033)和第二分光膜片(1031)一端均突出斜面外，所述发射端(101)装于安装座表面侧端上，并位于发射端透镜(1034)的下方处，所述接收端(102)装于管座上，并位于接收端透镜(1032)的下方处。

4.根据权利要求1所述一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，其特征在于，所述外部光纤经过球形透镜组件射入的光在第二分光膜片(1031)的入射角为45°，第二分光膜片(1031)反射的光在第一分光膜片(1033)的入射角为45°，经过第一分光膜片(1033)和第二分光膜片(1031)之间的反射，到达接收端透镜(1032)，最后射入接收端(102)。

5.根据权利要求1所述一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，其特征在于，所述发射端(101)发射光的方向和接收端(102)接收光的方向相反。

6.根据权利要求1所述一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，其特征在于，所述接收端透镜(1032)平面上镀抗串扰膜，发射端(101)、球形透镜组件、接收端透镜(1032)曲面和发射端透镜(1034)双面分别镀增透膜。

7.根据权利要求1所述一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，其特征在于，所述TO主体内部还设有监控发射器，监控发射器设置于发射端(101)的尾部，用于接收部分发射端从尾部发的光，然后转化为电压信号。

8.根据权利要求1所述一种双分光膜双透镜的一体化TO设计结构，其特征在于，所述TO主体内部还设有放大器，放大器设置于管座上，并与接收端(102)电连接。