TW200407579A - Light transceiving module - Google Patents

Description

200407579 玖、發明說明： [發明所屬之技術領域] 本發明關於一種光傳送接收用模組，特別是關於一種小 型且價廉的光傳送接收用模組。 [先前技術] 先前的光傳送接收用模組具備如圖5所示的光學系統。該 光傳送接收用模組20係使從作為發光元件的雷射二極體i! 發出的波長為η 1 (例如，又=1 3 1 0 nm)的光入射到光纖1 2上， 再使從光纖12射出的波長n2(例如，又=1 550 nm)的光由作為 受光元件的光電二極體13接受的裝置。 該光傳送接收用模組2 0具備設置在雷射二極體11的附近 而使光聚焦在上述光纖12的端面上的第1凸透鏡21，設置在 光電二極體1 3附近而使從光纖1 2發出的光聚焦在光電二極 體13上的第2凸透鏡23。此種光學系統在第1凸透鏡21和光 纖12之間具備一分波濾光器（filter)24,該濾光器24相對於光 軸傾斜45度角。在本例中，分波濾光器24是在平行的光學 玻璃上疊層多層膜而形成。 對於該光傳送接收用模組20，上述光纖12的端面12a係形 成為一傾斜構成，使得從雷射二極體11發出的光不會由光纖 12反射而返回（圖4中的符號16以誇張的方式顯示了其傾斜 角及大小）。 根據該光傳送接收用模組20，從雷射二極體11的發光元件 1 5發出的波長η 1的光經第1凸透鏡21，透過分波濾光器24聚 焦後入射到光纖12上。 5 E:\2002\84168.doc 200407579 從光纖1 2射出的波長n2的光被分波濾光器24反射，由第2 凸透鏡2 3聚光後入射到光電二極體1 3的受光元件1 4上。 發明所欲解決之問題 然而，上述現有的光傳送接收用模組，從雷射二極體i工 發出的光由第1凸透鏡21聚焦，該聚焦光到達光纖12之間要 透過分波濾光器24。 但是，在處於如此聚焦狀態的光透過包含相對光轴傾斜 設置的平行光學玻璃的分波遽光器時，會發生透光損失及 。對於此種情 提咼向分波濾 吸收率來實現 的對光纖的輕 非點狀光行差損失，對光纖的耦合效率降低 況，降低透過損失可藉由實施防反射手段， 光咨的入射率或者改善光學破璃的材質降低 ’但此種手段不能提高起因於非點狀光行差 合效率。 本發明的目的在於提供一種能夠使分波〉慮光器的非點 光行差引起的發光元件和光纖的棋合效率損失為最小的 傳送接收用模組。 [課題之解決手段] 本發明係以如下方式構成解決上述問題的光傳送接收 模組。本發明係—種光傳送接㈣m具備：發出第 波長光的發光元件；接收第2波長光的受光幻牛；滤光哭 呈傾斜狀配置，使來自上述發光元件的光人射到域: 並使來自上述光纖的光射向上述受光元件；將上述笋 件、濾光器及上述光纖同軸地配置，將上 ^ Λ 一’ 、又元7C件配： E:\2002\84168.doc 6 200407579 在來自上逑光纖的光由上述濾光器所反射而導向的位置上 使上述光纖的端面相對於上述光纖的光軸而傾斜一定角 度，並使該光纖端面的傾斜方向與上述傾斜配置的光纖的 傾斜方向相反。 根據本發明，因傾斜配置在聚光光路中的濾光器所造成 心非點狀光行差，可使其入射到與光纖的濾光器傾斜方向 反方向地傾斜配置的端面上，而可以予以抵消，從而能夠 減輕與光纖搞合效率的降低。 此外’本發明的光傳送接收用模組，係配置將上述第1波 長的光聚焦在上述光纖端面上的第1光學元件在上述發光 元件和上述濾光器之間；配置將上述第2波長的光聚焦在上 述受光元件上的第2光學元件在上述受光元件和上述濾光 器之間。 根據本發明的光傳送接收用模組，從發光元件射出的第1 波長的光透過濾光器，藉由第1光學元件直接入射到光纖上 ，另一方面，從光纖射出的由濾光器反射，並入射到受光 元件上。 此外，本發明的光傳送接收用模組，其上述第1及第2光 學元件係採用非球面透鏡。根據上述使用非球面透鏡的本 發明，可以最小限度的透鏡構成，例如1枚透鏡，即能夠實 現光行差少的光學系統。 另外，本發明的光傳送接收用模組，其上述濾光器係採 用分波濾光器。根據採用分波濾光器作為濾光器的本發明 ，可在射出側、入射侧分別發射接收由由2個波長構成的第 E:\2002\84168.doc 7 200407579 1及第2光，因此能夠以更高的效率進行信號傳輸。 此外，本發明的光傳送接收用模組，其上述濾光器為分 歧/慮光杏（將相同波長光的光量分開：例如半反光鏡），上述 弟1波長及弟2波長係相同的波長。 根據濾、光器為分歧濾、光器的本發明，使用對相同波長光 進行發射接收的元件，對其相互的通信按時段分割，即， 依序進行順方向與逆方向通信，即能夠在發射接收兩側用 同一個光學裝置。 [實施方式] [發明之實施形態] 下面，根據圖式說明本發明的實施形態。圖1顯示本發明 光傳送接收用模組的實施形態的光學系統構成，圖2顯示 圖1所示的光學系統的耦合效率值及光行差值的曲線，圖3 係說明圖2的曲線橫軸上的0的圖，圖4顯示採用圖1所示的 光學系統的光傳送接收用模組的具體例。 在圖1所示的光學系統中，使作為發光元件的雷射二極體 U(15顯示發光元件）發出的第1波長；^ =1310 nm的光入射到 光纖12上，並使從光纖12射出的第2波長；I =1550 nm的光入 射到作為受光元件的光電二極體13(用14顯示受光元件）上 °該波長藉由在光傳送接收用模組的入射側和射出側間相 互變換，而可雙向通信。 在本例中，光傳送接收用模組30在上述雷射二極體11和光 纖12之間具備作為第丨光學元件的非球面凸透鏡21和作為 第2光學元件的非球面凸透鏡23。利用這些非球面凸透鏡21 E:\2002\84168.doc 8 200407579 3由1枚凸透鏡就能夠實現光行差小的聚焦光學系統。 在本例中，使光纖12的端面31的傾斜方向與上述傾斜配 置的分波濾光器24的傾斜方向相反。如圖3所示，以箭頭a 〜、7^刀波濾光咨24的傾斜方向，箭頭B顯示光纖丨2的端面3工 的傾斜方向。在該例中，箭頭A為在分波濾光器24的分光面 上通過光軸0,以最接近光纖的地方為終點的向量，同樣地 ，前頭B為以光纖12的端面31的傾斜方向通過光軸〇，以最 接近分波漉光器的地方為終點的向量。 本例中，如表1或圖2所示，箭頭A和箭頭B的轉動角度（ 圖3中為Θ)為0。日寺，可以確認幸馬合效率的相對值為最大（圖 2中為鲁）。另外，藉由非點狀光行差的仿真，亦能確認角度 0 時為最小（圖2中的□印）。 [表1] 研究結果

光行差類比結果 角度沒有漉光器 有濾光器 辛馬合效率

將濾光器角度和光纖斜切角度的t 向相反的情況定 E:\2002\84168.doc 9 200407579 為〇度角’而將方向相同的情況定為18〇度。 如表1及圖2所示，可以知道藉由使光纖12端面31的傾斜 方向與分波濾光器24的傾斜方向相反，能得到卓越的耦合 效率。 圖4顯示具備上述光學系統的光傳送接收用模組的具體 貝例。在本例中，將上述光學系統容納在由不銹鋼一體地 形成的基體40内。此外，光纖12藉由向基體4〇上的安裝套 筒41，而保持以其端面相對於分波濾光器24反向地傾斜。 在上述實施例中，雖然使傳送接收光的波長不一樣，但 也可以使沒些光的波長相同，依時間分段進行通信，能夠 交替分段或以特定時間分段實施通信。 即使是在此種情況下，本發明藉由選定濾光器的特性， 例如分割波長的分波濾光器或者分歧同一波長光的分歧滤 光器，而能因應上述情況。 [發明的效果] 如以上所說明’根據本發明的光傳送接收用模組，可獲 致如下優異之效果。本發明將發光元件、遽光器和光纖同 軸地配置’而將受光元件配置在將來自光纖的光由上述減 光器所反射而進行導向的位置上，並使上述光纖端面相對 於光纖的光軸傾斜-疋角度，同時該光纖端面的傾斜方向 與上述傾斜配置的光纖的傾斜方向相反，制在聚光光路 中傾斜配置㈣光器所造成的非點狀光行差，#由入射到 與光纖的滤光器的賴斜方向反方向傾斜配置的端面上，而 可以予以抵消從而旎夠減輕與光纖的耦合效率的降低。 E:\2002\84168.doc 10 200407579 另外，本發明係將使第1波長的光聚焦在上述光纖端面上 的第1光學元件配置在上述發光元件和上述濾光器之間，將 使第2波長的光聚焦在上述受光元件上的第2光學元件配置 在上述受光元件和上述濾光器之間，因此從發光元件射出 的第1波長的光透過濾光器，由第1光學元件直接入射到光 纖上’另一方面，從光纖射出的光由漉光器所反射，並入 射到受光元件上，從而能夠減少光學元件的件數。 根據使用上述非球面透鏡的本發明，能夠以最小限度的 透鏡構成實現光行差少的光學系統。 此外’若根據本發明以濾光器作為分波濾器，則分別在 射出侧、入射側發射接收由2個波長構成的第1及第2光，從 而能夠實現高效的信號傳遞。 接著’若根據本發明以濾光器作為分歧濾光器，傳送接 收相同波長的光信號，則使用對相同波長光進行發射接收 的元件’對其相互的通信依時段分割，即，依序進行順方 向與逆方向的通信，即能夠在發射接收兩側使用同一個光 學裝置。 [圖式簡單說明] 圖1係顯示本發明實施例的光傳送接收用模組的光學系 統構成圖。 圖2係顯示圖1所示的光傳送接收用模組的光學系統耦合 效率值及光行差值的曲線圖。 圖3係說明圖2所示曲線的各參數。 圖4係顯示圖1的光傳送接收用模組具體構成的斷面圖。 E:\2002\84168.doc 11 200407579 圖5係顯示先前的光傳送接收用模組圖。 [圖式代表符號說明] 11 雷射二極體 12 光纖 12a端面 13 光電二極體 14 受光元件 15 發光元件 21 凸透鏡 23 凸透鏡 24 分波濾光器 30 光傳送接收用模組 40 基體 41 套筒 12 E:\2002\84168.doc

Claims (1)

1. 200407579 拾、申請專利範園： 1· 一種光傳送接收賴組，該元件具備：發出作為傳送光 的第1波長光的發光元件；接收作為接收光的第2波長光 的受光元件’·濾光器，該濾光器傾斜地配置，使來自上 述發光元件的光入射到光纖上，使來自上述光纖的光射 向上述受光元件； 將上逑發光兀件、上述濾光器和上述光纖同軸地配置； 將上述受光元件配置在來自上述光纖的光由上述滤光 器所反射而導向的位置上； 使上述光纖的端面相對於上述光纖的光軸傾斜一定角 度，並使孩光纖端面的傾斜方向與上述傾斜配置的光纖 的傾斜方向相反。 2.如申凊專利範圍第丨項之光傳送接收用模組，其中配置將 上述第1波長的光聚焦在上述光纖端面上的第丨光學元件 在上述發光元件和上述濾光器之間；配置將上述第2波長 的光聚焦在上述受光元件上的第2光學元件在上述受光 元件和上述濾光器之間。 3·如申請專利範圍第丨項之光傳送接收用模組，其中上述第 1及第2光學元件係非球面透鏡。 4·如申請專利範圍第1至第3項中任一項之光傳送接收用模 組，其中上述濾光器係分波濾光器。 5·如申請專利範圍第丨至第3項中任一項之光傳送接收用模 、、且其中上述遽光器為分歧;慮光器，上述第1波長及第2 波長係相同的波長。 E:\2002\84168.doc 1