CN2766254Y - 新型单纤双向器件 - Google Patents

Abstract

一种新型单纤双向器件，涉及光纤通讯用有源光电子器件，包括壳体(0)、光纤插针(1)、激光器(2)、探测器(3)、滤波片(4)，光纤插针(1)、激光器(2)、探测器(3)置于壳体(0)中，滤波片(4)位于光纤插针(1)与激光器(2)的光路中，其特征在于在滤波片(4)上方与壳体(0)内壁间嵌入一红外吸收体(5)，红外吸收体(5)位于滤波片(4)的透射光光路上。在简化工艺降低成本的同时，大大地减消光串扰，提高了器件的性能指标。

Description

新型单纤双向器件

                          技术领域

本实用新型涉及一种光纤通讯用有源光电子器件。该器件将通讯信号的发射和接收组件集成在一起，并且通过一根光纤传输几种不同波长的光信号。

                          背景技术

随着人们对通信带宽需求的日益增长，以光纤为传输介质的通信系统已经成为高速大容量通信系统的首选；作为信号发射源和接收器的有源光电子器件是整个系统中不可缺少的关键部件。光纤接入网络中局端及用户端将大量应用单纤双向器件，由于上行信号或下行信号经过分路器或波分复用器时，信号将大大衰减，这就要求接收器件的灵敏度要大大提高，然而单纤双向器件为收发合一的集成器件，收发信号之间将会产生串扰，这串扰将影响器件的灵敏度.

单纤双向器件可分为两大类：一、双端口单波长单纤双向器件和双端口双波长单纤双向器件；二、三端口双波长单纤双向器件和三端口三波长单纤双向器件。前者不支持三网合一，即不能把CATV模拟信号加入；后者支持三网合一。对于双端口双波长单纤双向器件和三端口三波长单纤双向器件，由于上行数据信号与下行数字信号以及下行模拟信号采用波长不同，信号之间的串扰属于非同频串扰，这种串扰易于分离；但对于双端口单波长单纤双向器件和三端口双波长单纤双向器件，由于上行数据信号与下行数字信号采用波长相同，波长相同的上下行信号之间的串扰属于同频串扰，这种串扰很难分离。光串扰的大小将直接影响到接入系统传输信息的质量。双端口单波长单纤双向器件和三端口双波长单纤双向器件与双端口双波长单纤双向器件和三端口三波长单纤双向器件相比，前者构成的接入系统成本要低于后者构成的接入系统；但前者的光串扰指标要比后者差很多。

光纤到户是接入系统发展的必然趋势，但要得到普及，必须降低接入系统的成本，因此，在不增加器件成本的前提下，消除双端口单波长单纤双向器件和三端口双波长单纤双向器件中存在的光串扰，成为降低接入系统成本的方法之一。

在单纤双向器件中，光串扰的来源有三个方面：一、激光器发射的光经过滤波片后，部分透射到壳体上。入射到壳体上的光经壳体反射后沿主光路进入接收端，形成光串扰；二、激光器发射的光经过滤波片后，部分反射进入光纤插针，由于光纤插针端面反射，导致部分光沿主光路返回，然后进入接收端形成光串扰。三、杂散光进入接收端形成光串扰。

                          发明内容

本实用新型的目的在于提供一种改进的新型单纤双向器件，以现有技术的器件结构为基础，设计一种新型有效的消除光串扰的解决方案，解决现有单纤双向器件中光串扰的难题。

本实用新型的技术方案是：新型单纤双向器件，包括壳体(0)、光纤插针(1)、激光器(2)、探测器(3)、滤波片(4)，光纤插针(1)、激光器(2)、探测器(3)置于壳体(0)中，滤波片(4)位于光纤插针(1)与激光器(2)的光路中，其特征在于在滤波片(4)上方与壳体(0)内壁间嵌入一红外吸收体(5)，红外吸收体(5)位于滤波片(4)的透射光光路上。

如上所述的新型单纤双向器件，其特征在于红外吸收体(5)的的镜面法线方向与光入射方向成5°-30°空间角；红外吸收体(5)的光入射面为光面，与壳体内壁粘合面为毛面。

如上所述的新型单纤双向器件，其特征在于红外吸收体(5)的入射面镀有增透膜。

如上所述的新型单纤双向器件，其特征在于滤波片(4)与探测器(3)的光路中有一个透镜(6)，在透镜(6)球面端前加一光阑。

如上所述的新型单纤双向器件，其特征在于光纤插针(1)端头为圆台形(即磨锥)；端面为斜面，斜面法线与主光路方向夹角为6°-10°；斜面上镀有增透膜。

如上所述的新型单纤双向器件，其特征在于探测器(3)前加入一光阑(7)。

本实用新型的原理是：

一、本实用新型的主要原理是：在激光器(2)主光路上，滤波片(4)和壳体(0)间，加入一红外吸收体(5)，红外吸收体(5)的材料成分中含有对光通信用红外波段光具有很强吸收特性的元素，比如某些特种玻璃，如QB22，QB21，RGB等；红外吸收体(5)可将壳体带来的光串扰绝大部分消掉。红外吸收体(5)固定于壳体内壁。

红外吸收体(5)外形或为平板形、或为圆柱形，厚度根据吸收体吸收特性而定；或为各种楔角片形。

红外吸收体(5)光入射面为光面，另一面或为光面或为毛面，入射面或镀膜或不镀膜，入射面朝向滤波片(4a)，毛面朝向壳体内壁；

红外吸收体(5)入射面法线方向与光入射方向成一空间角，角度小于5°情况下，由于角度小，微量反射光有可能会返回主光路进入探测器(3)形成光串扰，红外吸收体(5)的入射面镀增透膜，以减小吸收体(5)入射面产生剩余反射；角度大于5°情况下，角度大，红外吸收体(5)入射面剩余反射光被反射出主光路，反射到壳体腔内大部分被壳体吸收，很小部分进入透镜(6)内。红外吸收体(5)的厚度根据所选择的吸收材料吸收特性而定，吸收特性强的，厚度就薄，吸收特性差的，吸收体就厚。

二、光纤插针(1)可采用陶瓷或透明玻璃材料制成，前端头磨锥(即成圆台形)，端面为斜面，端面镀增透膜。激光器(2)出射的光经过滤波片(4a)反射后，入射到光纤插针(1)前端面。光纤插针前端头磨锥，是配合器件结构需要；光纤插针端面磨成斜面，是为了防止端面剩余反射光返回主光路形成光串扰；端面镀增透膜也是为了减小端面剩余反射以及反射散射。

三、透镜(6)形式多样，为消除杂散光带来的光串扰，通过在透镜球面端前加一光阑，或减小透镜的外形尺寸，或将透镜球面端磨锥来缩小透镜的通光孔径，以减少无用的杂散光进入透镜，再进入探测器(3)形成光串扰。

四、光阑(7)加在探测器(3)前，拦掉经透镜(6)过来的杂散光，以减小光串扰。光阑或为方形，或为圆形，中心皆为圆孔。本实用新型具有以下优点和积极效果：

1、新型单纤双向器件中加入红外吸收体后，将壳体导致的光串扰绝大部分消除；

2、红外吸收体结构简单，器件体积变小，使壳体加工工艺简化，器件封装工艺简单，大大提高了生产效率；

3、红外吸收体所采用原材料来源丰富，价格低廉；

4、红外吸收体置于器件中不会影响器件的可靠性，稳定性；

5、透镜前加一光阑，减小了杂散光导致的光串扰；

6、光纤插针磨斜面、镀膜处理后，有效地避免了常规光纤插针结构带来的光串扰；

7、探测器前加入一光阑，在基本上不增加成本的前提下，有效的减小了杂散光带来的光串扰，提高了器件的技术指标。

                          附图说明

图1为本实用新型的较好实施例的结构图。

图2为各种吸收体外形示意图。

图3为吸收体消除光串扰原理图。

图4为各种光阑外形图。

图5为基于单波长双端口器件消光串扰结构图。

图6为基于双波长三端口器件消光串扰结构图。

其中：0-壳体；1-光纤插针；2-激光器；3-探测器，包括第一探测器3a、第二探测器3b；4-滤波片，包括第一滤波片4a、第二滤波片4b、第三滤波片4c；5-吸收体；6-透镜；7-光阑。

                        具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明。

实施例一，如图1所示。

光纤插针(1)与TO-CAN激光器(2)同轴；在光纤插针(1)与TO-CAN激光器(2)之间放置一倾斜45度的滤波片(4)；探测器(3)垂直于光纤插针(1)与TO-CAN激光器(2)放置；在滤波片(4)上方，即器件壳体内壁嵌入一块红外吸收体(5)；在探测器(3)前加一光阑(7)。

该器件的光路是：从光纤插针(1)出射的光经倾斜45度的半透半反滤波片(4)反射耦合进探测器(3)；激光器(2)出射的光经过倾斜45度的半透半反滤波片(4)部分投射耦合进入光纤，还有一部分被反射进入红外吸收体(5)被吸收掉，避免了这部分光进入探测器(3)形成光串扰；探测器前加入一光阑，可以将杂散光有效消除。

实施例二，如图5所示。图5为基于单波长双端口器件消光串扰结构图。

与光纤插针(1)及透镜(6)垂直的是TO-CAN激光器(2)和接收用探测器(3)，并且二者在同一侧并列；在透镜(6)和光纤插针(1)之间可以放置一个正倾斜45度的第一滤波片(4a)，以缩小整个器件的体积。在透镜(6)右边放置正向倾斜45度的第二滤波片(4b)；在第一滤波片(4a)上方放置红外吸收体(5)，在探测器(3)前加一光阑(7)。

该器件的光路是：从光纤插针(1)出射的光透过倾斜45度的第一滤波片(4a)，经过透镜(6)准直，遇到倾斜45度的第二滤波片(4b)，反射进入探测器(3)；激光器(2)出射的光遇到倾斜45度的第一滤波片(4a)，部分反射进入光纤插针(1)，部分透射进入吸收体后被吸收，微量杂散光被透镜前的光阑及探测器前的光阑有效拦截。

实施例三，如图6所示。图6为基于双波长三端口器件消光串扰结构图

与光纤插针(1)及透镜(6)垂直的是TO-CAN激光器(2)和接收用第一探测器(3a)、第二探测器(3b)，并且三者在同一侧并列；在透镜(6)和光纤插针(1)之间可以放置一个正倾斜45度的第一滤波片(4a)，以缩小整个器件的体积。在透镜(6)右边，依次放置正向倾斜45度的第二滤波片(4b)和第三滤波片(4c)；在第一滤波片上方放置红外吸收体(5)，在探测器(3)前加一光阑(7)。

该器件的光路是：从光纤插针(1)出射的光透过倾斜45度的第一滤波片(4a)，经过透镜(6)准直，遇到倾斜45度的第二滤波片(4b)，部分反射进入第一探测器(3a)，部分透过并遇到倾斜45度的第三滤波片(4c)，反射进入第二探测器(3b)；激光器(2)出射的光遇到倾斜45度的第一滤波片(4a)，部分反射进入光纤插针(1)，部分透射进入吸收体后被吸收，微量杂散光被透镜前的光阑及探测器前的光阑有效拦截。

Claims (7)

1、新型单纤双向器件，包括壳体(0)、光纤插针(1)、激光器(2)、探测器(3)、滤波片(4)，光纤插针(1)、激光器(2)、探测器(3)置于壳体(0)中，滤波片(4)位于光纤插针(1)与激光器(2)的光路中，其特征在于在滤波片(4)上方与壳体(0)内壁间嵌入一红外吸收体(5)，红外吸收体(5)位于滤波片(4)的透射光光路上。

2、如权利要求1所述的新型单纤双向器件，其特征在于红外吸收体(5)的镜面法线方向与光入射方向成5°-30°空间角；红外吸收体(5)的光入射面为光面，与壳体内壁粘合面为毛面。

3、如权利要求1所述的新型单纤双向器件，其特征在于红外吸收体(5)的入射面镀有增透膜。

4、如权利要求1所述的新型单纤双向器件，其特征在于滤波片(4)与探测器(3)的光路中有一个透镜(6)，透镜(6)的球面端前加一光阑。

5、如权利要求1或2或3或4所述的新型单纤双向器件，其特征在于光纤插针(1)端头为圆台形；端面为斜面，斜面法线与主光路方向夹角为6°-10°；斜面上镀有增透膜。

6、如权利要求1或2或3或4所述的新型单纤双向器件，其特征在于探测器(3)前加入一光阑(7)。

7、如权利要求5所述的新型单纤双向器件，其特征在于探测器(3)前加入一光阑(7)。

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