TW201409101A - 光纖耦合透鏡及光纖連接器 - Google Patents

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Abstract

一種光纖耦合透鏡，包括一個主體，該主體包括一個第一端面以及一個底面，該第一端面用於接入至少一個輸出光纖以及至少一個輸入光纖。該主體上開設有一個凹槽，該凹槽與該主體交界處形成一個反射面。該反射面用於將至少一個光訊號元件發射之光訊號轉折至對應之輸出光纖以及將來自該輸入光纖之光訊號轉折至至少一個對應至光訊號接收元件。該光纖耦合透鏡包括一個設置於該光訊號發射元件發射之光訊號經該反射面轉折後之傳輸路徑上之分光元件。該分光元件使得該光訊號之一部分沿原光路繼續前進進入該輸出光纖，另一部分轉折至光訊號偵測元件。

Description

光纖耦合透鏡及光纖連接器
本發明涉及一種光纖耦合透鏡以及具有該光纖耦合透鏡之光纖連接器。
光纖連接器用於將光訊號發射裝置與光纖之間或者光纖與光訊號接收裝置之間進行連接，實現光訊號之耦合以及光訊號與電訊號之間之相互轉換。先前之光纖連接器一般包括連接器殼體、設置於所述殼體內的電路板、設置於所述電路板上的光訊號發射裝置及/或光訊號接收裝置、光纖以及耦合透鏡。先前之光學耦合透鏡直接將所述光訊號發射裝置之訊號耦合至所述光纖，並無法得知所述光訊號是否符合預期，例如光訊號強度以及光訊號之穩定性情況，如果光訊號不符合預期，將導致所述光學通訊模組之效率以及穩定性降低。
有鑒於此，有必要提供一種能夠降低成本之光纖連接器。
一種光纖耦合透鏡，用於將光訊號在光訊號發射元件與輸出光纖之間、輸入光纖與光訊號接收元件之間作耦合。所述光纖耦合透鏡包括一個主體，所述主體包括一個第一端面以及一個底面，所述第一端面用於將所述輸出光纖以及所述輸入光纖接入所述光纖耦合透鏡，所述底面朝向所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件。所述主體上開設有一個凹槽。所述凹槽與所述主體交界處形成一個反射面，所述反射面用於將所述光訊號元件發射之光訊號轉折至對應之輸出光纖以及將來自所述輸入光纖之光訊號轉折至所述光訊號接收元件。所述光纖耦合透鏡包括一個分光元件。所述分光元件設置於所述光訊號發射元件發射之光訊號經所述反射面轉折後之傳輸路徑上。所述分光元件使得所述光訊號之一部分沿原光路繼續前進進入所述輸出光纖，另一部分轉折至至少一個光訊號偵測元件。
一種光纖連接器，包括一個電路板、至少一個光訊號發射元件、至少一個光訊號接收元件、一個光纖耦合透鏡、至少一個對應於所述光訊號發射元件之輸出光纖以及至少一個對應所述光訊號接收元件之輸入光纖。所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件電連接地設值與所述電路板上。所述光纖耦合透鏡覆蓋所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件設置於所述電路板上。所述光纖耦合透鏡包括一個主體，所述主體包括一個第一端面以及一個底面，所述輸出光纖以及所述輸入光纖自所述第一端面接入所述光纖耦合透鏡，所述底面朝向所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件。所述主體上開設有一個凹槽。所述凹槽與所述主體交界處形成一個反射面，所述反射面用於將所述光訊號元件發射之光訊號轉折至對應之輸出光纖以及將來自所述輸入光纖之光訊號轉折至所述光訊號接收元件。所述光纖連接器包括一個光訊號偵測元件。所述光纖耦合透鏡包括至少一個分光元件。所述分光元件設置於所述光訊號發射元件發射之光訊號經所述反射面轉折後之傳輸路徑上。所述分光元件使得所述光訊號之一部分沿原光路繼續前進進入所述輸出光纖，另一部分轉折至所述光訊號偵測元件。所述光訊號偵測元件用於偵測所述光訊號發射元件所發射光訊號，並將偵測結果回饋至所述光訊號發射元件。
相較先前技術，所述之光纖耦合透鏡以及光纖連接器採用所述分光元件將所述光訊號發射元件所發射之光訊號分為兩部分，並將其中一部分光訊號耦合至所述光纖，將另一部分光訊號轉至所述光訊號偵測元件，因此能夠實時對所述光訊號發射元件所發射之光訊號進行偵測。所述光訊號發射元件依據所述光訊號偵測元件回饋之偵測結果，調整其所發射之光訊號，因此能夠確保所述光學通訊模組之效率以及穩定性。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
請參閱圖1至圖4，所示為本發明之光纖連接器100之結構圖，所述光纖連接器100包括一個電路板10、兩個光訊號發射元件20、兩個光訊號接收元件30、兩個分別對應於所述光訊號發射元件20之光訊號偵測元件40、一個光纖耦合透鏡50、兩個分別對應於所述光訊號發射元件20之輸出光纖60以及兩個分別對應於所述光訊號接收元件30之輸入光纖70。
所述電路板10具有一個安裝面11。所述電路板10內設印刷電路（圖未示），所述印刷線路用於傳輸電訊號以及驅動所述光訊號發射元件20、所述光訊號接收元件30以及所述光訊號偵測元件40。
所述光訊號發射元件20、所述光訊號接收元件30以及所述光訊號偵測元件40均設值於所述電路板10之安裝面11上，並且均與所述電路板10內之印刷電路電性相連。其中，所述光訊號發射元件20以及所述光訊號接收元件30沿一直線排列，所述光訊號偵測元件40沿與所述直線平行之方向排列，並且每一個所述光訊號偵測元件40與對應之光訊號發射元件20沿垂直於所述直線方向排列。所述光訊號發射元件20用於發射光訊號至所述輸出光纖60，所述光訊號接收元件30用於接收自所述輸入光纖70輸入之光訊號，所述光訊號偵測元件40用於偵測對應之光訊號發射元件20所發射之光訊號，並將偵測結果回饋至對應之光訊號發射元件20。
所述光纖耦合透鏡50覆蓋所述光訊號發射元件20、所述光訊號接收元件30以及所述光訊號偵測元件40設置於所述電路板10之安裝面11上，用於將光訊號在所述光訊號發射元件20以及所述輸出光纖60之間、所述光訊號接收元件30以及所述輸入光纖70之間作耦合。所述光纖耦合透鏡50包括一個主體51、複數形成於所述主體51上之第一準直部52、複數形成於所述主體51上之第二準直部53以及一個分光元件54。
所述主體51大致呈方形，包括一個第一端面511、一個與所述第一端面511相背之第二端面512、一個底面513以及一個與所述底面513相背之頂面514。所述主體51上開設有一個第一凹槽501、一個第二凹槽502以及一個第三凹槽503。所述第一凹槽501貫穿所述頂面514以及所述第一端面511，並在與所述主體51交界處形成一個平行於所述頂面514之第一表面51a以及一個平行於所述第一端面511之第二表面51b。所述第一表面51a上形成一個凸起部515，所述凸起部515上開設有複數與所述輸出光纖60以及輸入光纖70一一對應之固定槽5151。所述第二凹槽502以及所述第三凹槽503開設於所述頂面514上，其中所述第二凹槽502位於所述第一凹槽501以及所述第三凹槽503之間。所述第二凹槽502呈狹長形，所述第二凹槽502之長度足以使所述第二凹槽502覆蓋所述光訊號偵測元件40。所述第二凹槽502與所述主體51交界處形成兩個相對之固定面51c以及一個位於所述固定面51c之間之第一斜面51d。所述每一個固定面51c上形成一個卡槽516。所述第一斜面51d靠近所述第三凹槽503並且與所述底面513大致呈45度之夾角。所述第三凹槽503與所述主體51交界處形成一個第二斜面51e，所述第二斜面51e靠近所述第二凹槽502，所述第二斜面51e與所述底面513大致呈45度之夾角並且與所述第一斜面51d大致垂直。所述主體51還包括一個凸設於所述底面513上之支撐部5131。
所述第一準直部52形成於所述第二表面51b上且分別與所述輸出光纖60以及所述輸入光纖70一一對應。所述第二準直部53形成於所述主體51之底面513上且分別與所述光訊號發射元件20、所述光訊號接收元件30以及所述光訊號偵測元件40一一對應。本實施方式中，所述第一準直部52以及所述第二準直部53均為凸透鏡，並且所述第一準直部52以及所述第二準直部53與所述主體51為一體成型。每一個所述第一準直部52之光軸平行於所述底面513，每一個所述第二準直部53之光軸垂直於所述底面513。對應於所述光訊號偵測元件40之第二準直部53之光軸與對應之第一準直部52之光軸相交於所述第一斜面51d上，對應於所述光訊號發射元件20之第二準直部53之光軸與對應之第一準直部52之光軸相交於所述第二斜面51e上。
所述分光元件54之形狀對應於所述第二凹槽502，包括一個分光面541，所述分光面541上鍍設有一層分光膜542。所述分光膜542使得入射之光線部分透射、另一部分反射。所述分光膜542之可以依據不同需求採用不同材質或者不同材質之組合，以實現光線之特定透射、反射比例。所述分光元件54之相對兩端各形成一個卡塊543，所述卡塊543對應於所述卡槽516。所述分光元件54設置於所述第二凹槽502內，所述分光面541與所述第一斜面51d相互重疊。所述卡塊543分別卡入對應的卡槽516內。
所述主體51覆蓋所述光訊號發射元件20、所述光訊號接收元件30以及所述光訊號偵測元件40設置於所述電路板10上，所述支撐部5131與所述電路板之安裝面11相接，所述第二準直部53分別與對應之光訊號發射元件20、光訊號接收元件30以及所述光訊號偵測元件40光學對準。
所述輸出光纖60以及所述輸入光纖70之端部分別固定於對應之固定槽5151內，並且與對應之第一準直部52光學對準。
在使用時，所述光訊號發射元件20發射光訊號，所述光訊號經對應之第二準直部53進入所述光纖耦合透鏡50；所述光訊號到達所述第二斜面51e後被所述第二斜面51e反射轉向所述第一斜面51d；到達第一斜面51d之光訊號一部分穿透所述分光膜542進入所述分光元件54，另一部分被所述分光膜542反射轉向對應之第二準直部53；穿透所述分光膜542之光訊號傳輸至對應之第一準直部52並經對應之第一準直部52進入對應之輸出光纖60；被所述分光膜542反射之光訊號經對應之第二準直部53進入對應之光訊號偵測元件40，所述光訊號偵測元件40可藉由所接收之光訊號分析對應之光訊號發射元件20所發射之光訊號是否符合預期，得到一偵測結果，並將所述偵測結果回饋至所述光訊號發射元件20，所述光訊號發射元件20依據所述偵測結果調整所發射之光訊號。來自所述輸入光纖70之光訊號經對應之第一準直部52進入所述光纖耦合透鏡50，所述光訊號傳輸至所述第二斜面51e時被所述第二斜面51e反射轉向對應之第二準直部53，所述光訊號經所述第二準直部53射向對應之光訊號接收元件30。
上述實施方式中，所述光訊號發射元件20、所述光訊號接收元件30、所述光訊號偵測元件40、所述輸出光纖60以及所述輸入光纖70之數量均為兩個，因此所述光纖連接可實現光訊號之二進二出。當然，依據不同需求，所述光訊號發射元件20、所述光訊號接收元件30、所述光訊號偵測元件40、所述輸出光纖60以及所述輸入光纖70之數量也可以均為一個或者多於兩個。
所述之光纖耦合透鏡以及光纖連接器採用所述分光元件將所述光訊號發射元件所發射之光訊號分為兩部分，並將其中一部分光訊號耦合至所述光纖，將另一部分光訊號轉至所述光訊號偵測元件，因此能夠實時對所述光訊號發射元件所發射之光訊號進行偵測。所述光訊號發射元件依據所述光訊號偵測元件回饋之偵測結果，調整其所發射之光訊號，因此能夠確保所述光學通訊模組之效率以及穩定性。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100．．．光纖連接器
10．．．電路板
11．．．安裝面
20．．．光訊號發射元件
30．．．光訊號接收元件
40．．．光訊號偵測元件
50．．．光纖耦合透鏡
51．．．主體
511．．．第一端面
512．．．第二端面
513．．．底面
5131．．．支撐部
514．．．頂面
501．．．第一凹槽
51a．．．第一表面
515．．．凸起部
5151．．．固定槽
51b．．．第二表面
502．．．第二凹槽
51c．．．固定面
516．．．卡槽
51d．．．第一斜面
503．．．第三凹槽
51e．．．第二斜面
52．．．第一準直部
53．．．第二準直部
54．．．分光元件
541．．．分光面
542．．．分光膜
543．．．卡塊
60．．．輸出光纖
70．．．輸入光纖
圖1係本發明實施方式之光纖連接器之分解圖。
圖2係圖1之光纖連接器之光纖耦合透鏡之另一角度視圖。
圖3係圖1之光纖連接器組裝完成後之示意圖。
圖4係圖3之光纖連接器沿IV-IV之剖視圖。
100．．．光纖連接器
10．．．電路板
11．．．安裝面
20．．．光訊號發射元件
30．．．光訊號接收元件
40．．．光訊號偵測元件
50．．．光纖耦合透鏡
51．．．主體
511．．．第一端面
512．．．第二端面
513．．．底面
514．．．頂面
501．．．第一凹槽
51a．．．第一表面
515．．．凸起部
5151．．．固定槽
51b．．．第二表面
502．．．第二凹槽
51c．．．固定面
516．．．卡槽
51d．．．第一斜面
503．．．第三凹槽
51e．．．第二斜面
52．．．第一準直部
53．．．第二準直部
54．．．分光元件
541．．．分光面
543．．．卡塊
60．．．輸出光纖
70．．．輸入光纖

Claims (9)

  1. 一種光纖耦合透鏡，用於將光訊號在光訊號發射元件與輸出光纖之間、輸入光纖與光訊號接收元件之間作耦合，所述光纖耦合透鏡包括一個主體，所述主體包括一個第一端面以及一個底面，所述第一端面用於將所述輸出光纖以及所述輸入光纖接入所述光纖耦合透鏡，所述底面朝向所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件，所述主體上開設有一個凹槽，所述凹槽與所述主體交界處形成一個反射面，所述反射面用於將所述光訊號元件發射之光訊號轉折至對應之輸出光纖以及將來自所述輸入光纖之光訊號轉折至所述光訊號接收元件，其改進在於：所述光纖耦合透鏡包括一個分光元件，所述分光元件設置於所述光訊號發射元件發射之光訊號經所述反射面轉折後之傳輸路徑上，所述分光元件使得所述光訊號之一部分沿原光路繼續前進進入所述輸出光纖，另一部分轉折至至少一個光訊號偵測元件。
  2. 如請求項1所述之光纖耦合透鏡，其中，還包括至少複數第一準直部以及複數第二準直部，所述第一準直部用於將所述耦合透鏡與所述輸出光纖以及所述輸入光纖之間光學對準，所述第二準直部用於將所述耦合透鏡與所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件之間光學對準。
  3. 如請求項2所述之光纖耦合透鏡，其中，所述主體包括一個與所述第一端面相背之第二端面以及一個與所述底面相背之頂面。
  4. 如請求項3所述之光纖耦合透鏡，其中，所述主體開設有一個第一凹槽，所述第一凹槽貫穿所述頂面以及所述第一端面，並在與所述主體交界處形成一個平行於所述頂面之第一表面以及一個平行於所述第一端面之第二表面，所述第一耦合透鏡形成於所述第二表面上。
  5. 如請求項4所述之光纖耦合透鏡，其中，所述第一表面上形成一個凸起部，所述凸起部上開設有複數與所述輸入光纖以及輸出光纖一一對應之固定槽。
  6. 如請求項4所述之光纖耦合透鏡，其中，所述頂面上位於所述第一凹槽以及所述凹槽之間開設有一個第二凹槽，所述第二凹槽之大小及形狀對應於所述分光元件，所述分光元件收容、固定於所述第二凹槽內。
  7. 如請求項6所述之光纖耦合透鏡，其中，所述分光元件包括一個分光面，所述分光面上鍍設有一層分光膜，所述分光膜使得入射之光線部分透射、另一部分反射。
  8. 如請求項7所述之光纖耦合透鏡，其中，所述第二凹槽與所述主體交界處形成兩個相對之固定面以及一個位於所述固定面之間之斜面，所述每一個固定面上形成一個卡槽，所述分光元件之相對兩端各形成一個卡塊，所述卡塊分別卡入對應的卡槽內，所述分光面與所述第一斜面相互重疊。
  9. 一種光纖連接器，包括一個電路板、至少一個光訊號發射元件、至少一個光訊號接收元件、一個光纖耦合透鏡、至少一個對應於所述光訊號發射元件之輸出光纖以及至少一個對應所述光訊號接收元件之輸入光纖，所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件電連接地設值與所述電路板上，所述光纖耦合透鏡覆蓋所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件設置於所述電路板上，所述光纖耦合透鏡包括一個主體，所述主體包括一個第一端面以及一個底面，所述輸出光纖以及所述輸入光纖自所述第一端面接入所述光纖耦合透鏡，所述底面朝向所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件，所述主體上開設有一個凹槽，所述凹槽與所述主體交界處形成一個反射面，所述反射面用於將所述光訊號元件發射之光訊號轉折至對應之輸出光纖以及將來自所述輸入光纖之光訊號轉折至所述光訊號接收元件，其改進在於：所述光纖連接器包括至少一個光訊號偵測元件，所述光纖耦合透鏡包括一個分光元件，所述分光元件設置於所述光訊號發射元件發射之光訊號經所述反射面轉折後之傳輸路徑上，所述分光元件使得所述光訊號之一部分沿原光路繼續前進進入所述輸出光纖，另一部分轉折至所述光訊號偵測元件，所述光訊號偵測元件用於偵測所述光訊號發射元件所發射光訊號，並將偵測結果回饋至所述光訊號發射元件。
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