TWI544244B - 光學耦合透鏡以及光學通訊模組 - Google Patents

光學耦合透鏡以及光學通訊模組 Download PDF

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Description

光學耦合透鏡以及光學通訊模組
本發明涉及一種光學耦合透鏡以及光學通訊模組，尤其設計一種具有光訊號回饋功能之光學耦合透鏡以及具有該光學耦合透鏡之光學通訊模組。
在光學通訊領域，光學通訊模組包括光訊號發射端以及光訊號接收端，所述光訊號發射端一般包括光訊號發射源、傳輸光訊號之光纖以及設置於所述光訊號發射源以及所述光纖之間之光學耦合透鏡。所述光學耦合透鏡用於將所述光訊號發射源所發射之光訊號耦合至所述光纖。
先前之光學通訊模組，所述光訊號發射源發射之光訊號直接被所述光學耦合透鏡耦合至所述光纖，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。
有鑒於此，有必要提供一種可以保證光學通訊效率及穩定性之光學耦合透鏡以及光學通訊模組。
一種光學耦合透鏡，用於將光訊號發射源發射之光訊號分為分別耦合至光纖以及光偵測器之兩部分。所述光學耦合透鏡包括一個 入射面、一個第一全反射面、一個第二全反射面以及一個出射面。所述入射面、所述第一全反射面、所述第二全反射面以及所述出射面依次首尾相連。所述入射面上設置有一個第一準直部以及一個第二準直部，所述出射面上設置有一個第三準直部。所述第一準直部用於將所述光訊號發射源所發射之光訊號轉換為平行光束。所述第一全反射面用於將所述平行光束反射至所述第二全反射面與所述出射面之交界處。所述第二全反射面用於將所述平行光束之一部分轉折至所述第二準直部。所述第二準直部用於將該部分平行光束聚焦至所述光偵測器。所述第三準直部設置於所述出射面與所述第二全反射面交界之一端，用於將所述平行光束之另一部分耦合至所述光纖。
一種光學通訊模組包括一個光訊號發射源、一個光學耦合透鏡、一個光纖以及一個光偵測器。所述光學耦合透鏡用於將所述光訊號發射源發射之光訊號分為分別耦合至光纖以及光偵測器之兩部分。所述光學耦合透鏡包括一個入射面、一個第一全反射面、一個第二全反射面以及一個出射面。所述入射面、所述第一全反射面、所述第二全反射面以及所述出射面依次首尾相連。所述入射面上設置有一個第一準直部以及一個第二準直部。所述出射面上設置有一個第三準直部。所述第一準直部用於將所述光訊號發射源所發射之光訊號轉換為平行光束。所述第一全反射面用於將所述平行光束反射至所述第二全反射面與所述出射面之交界處。所述第二全反射面用於將所述平行光束之一部分轉折至所述第二準直部。所述第二準直部用於將該部分平行光束聚焦至所述光偵測器。所述第三準直部設置於所述出射面與所述第二全反射面交界之一端，用於將所述平行光束之另一部分耦合至所述光纖。
相較先前技術，所述之光學通訊模組藉由所述光學耦合透經所述光訊號發射源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偵測器，因此能夠實時對所述光訊號發射源所發射之光訊號進行偵測。所述光訊號發射源依據所述光偵測器回饋之偵測結果，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。
100‧‧‧光學通訊模組
10‧‧‧光訊號發射源
20‧‧‧光學耦合透鏡
21‧‧‧入射面
22‧‧‧第一全反射面
23‧‧‧第二全反射面
24‧‧‧出射面
25‧‧‧第一準直部
26‧‧‧第二準直部
27‧‧‧第三準直部
30‧‧‧光纖
40‧‧‧光偵測器
圖1係本發明實施方式之光學通訊模組之結構示意圖。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
請參閱圖1，為本發明實施方式之光學通訊模組100之示意圖，所述光學通訊模組100包括一個光訊號發射源10、一個光學耦合透鏡20、一個光纖30以及一個與所述光訊號發射源10電連接之光偵測器40。
所述光訊號發射源10用於將電訊號轉換為相應之光訊號並將所述光訊號發射向所述光學耦合透鏡20。所述光訊號發射源10為可以為雷射光源或者其他類型之光源，本實施方式中，所述光訊號發射源10為表面垂直腔面雷射發射器(vertical cavity surface emitting laser：VCSEL)。
所述光學耦合透鏡20用於將所述光訊號發射源10發射之光訊號之一部分耦合至所述光纖30並將另一部分轉至所述光偵測器40。所述光學耦合透鏡20包括一個入射面21、一個第一全反射面22、一個第二全反射面23以及一個出射面24。所述入射面21、所述第一全反射面22、所述第二全反射面23以及所述出射面24依次首尾相 連，所述第一全反射面22、所述第二全反射面23與所述入射面21之間之夾角均為45度，且所述第一全反射面22與所述第二全反射面23之間之夾角為90度，所述出射面24與所述第二全反射面23相連並與所述入射面21相互垂直。所述入射面21上設置有一個第一準直部25以及一個第二準直部26，所述第一準直部25與所述第二準直部26相互間隔，並且所述第二準直部26設置於所述入射面21與所述第二出射面24交界之一端。所述出射面24上靠近所述第二全反射面23設置有一個第三準直部27。所述第一準直部25與所述光訊號發射源10相互對準，用於將所述光訊號發射源10發射之光訊號轉換為平行光束。所述第三準直部27用於將光訊號耦合至所述光纖30。所述第二準直部26設置於所述入射面21與所述第二出射面24交界之一端，用於將光訊號聚焦至所述光偵測器40。
本實施方式中，所述第一準直部25、所述第二準直部26以及所述第三準直部27均為凸透鏡，當然，所述第一準直部25、所述第二準直部26以及所述第三準直部27也可以為菲涅爾透鏡(Fresnel lens)。進一歩地，所述第一準直部25圓形鏡片，所述第二準直部26以及所述第三準直部27為沿直徑剖切而成的半圓形鏡片，並且，所述第二準直部26之剖切面位於所述入射面21與所述出射面24之交界位置，所述第三準直部27之剖切面位於所述第二全反射面23與所述出射面24之交界位置。
本實施方式中，所述第一準直部25以及所述第二準直部26均與所述入射面21一體成型，所述第三準直部27與所述出射面24一體成型。
所述光纖30設置於所述光學耦合透鏡20之出射面24一側，用於傳 輸光訊號。所述光纖30之一端朝向所述出射面24並且與所述第三準直部27相互對準。
所述光偵測器40位於所述光學耦合透鏡20之入射面一側並且與所述第二準直部26相互對準。所述光偵測器40用於偵測所述光訊號發射源10所發射之光訊號，並將偵測回饋至所述光訊號發射源10。本實施方式中，所述光偵測器40為光電二極體(photodiode)。所述光偵測器40可以偵測所述光訊號之強度以及穩定性。
所述光學通訊模組100之工作原理如下：所述光訊號發射源10將電訊號轉換為相應之光訊號，並將所述光訊號射向所述光學耦合透鏡20；所述第一準直部25將所述光訊號發射源10發射之光訊號轉換為平行光束；所述平行光束在所述光學耦合透鏡20行進至所述第一全反射面22後經所述第一全反射面22反射後折向所述第二全反射面23以及所述出射面24之交界處；經所述第一第一全反射面22反射後之光束一部分經所述第三準直部27耦合至所述光纖30，另一部分經所述第二全反射面23反射後射向所述入射面21；經所述第二全反射面23反射後之光束經由所述第二準直部26聚焦至所述光偵測器40；所述光偵測器40對所述光訊號進行偵測，並將偵測結果回饋至所述光訊號發射源10；所述光訊號發射源10依據所述光偵測器40之偵測結果調整所發射之光訊號。
所述之光學通訊模組藉由所述光學耦合透經所述光訊號發射源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偵測器，因此能夠實時對所述光訊號發射源所發射之光訊號進行偵測。所述光訊號發射源依據所述光偵測器回饋之偵測結果，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‧‧‧光學通訊模組
10‧‧‧光訊號發射源
20‧‧‧光學耦合透鏡
21‧‧‧入射面
22‧‧‧第一全反射面
23‧‧‧第二全反射面
24‧‧‧出射面
25‧‧‧第一準直部
26‧‧‧第二準直部
27‧‧‧第三準直部
30‧‧‧光纖
40‧‧‧光偵測器

Claims (8)

  1. 一種光學耦合透鏡，用於將光訊號發射源發射之光訊號分為分別耦合至光纖以及光偵測器之兩部分，其改進在於：所述光學耦合透鏡包括一個入射面、一個第一全反射面、一個第二全反射面以及一個出射面，所述入射面、所述第一全反射面、所述第二全反射面以及所述出射面依次首尾相連，所述入射面上設置有一個第一準直部以及一個第二準直部，所、述出射面上設置有一個第三準直部，所述第一準直部用於將所述光訊號發射源所發射之光訊號轉換為平行光束，所述第一全反射面用於將所述平行光束反射至所述第二全反射面與所述出射面之交界處，所述第二全反射面用於將所述平行光束之一部分轉折至所述第二準直部，所述第二準直部用於將該部分平行光束聚焦至所述光偵測器，所述第三準直部設置於所述出射面與所述第二全反射面交界之一端，用於將所述平行光束之另一部分耦合至所述光纖，所述第一全反射面、所述第二全反射面與所述入射面之間之夾角均為45度，且所述第一全反射面與所述第二全反射面之間之夾角為90度，所述出射面與所述入射面相互垂直。
  2. 如請求項1所述之光學耦合透鏡，其中，所述第二準直部設置於所述入射面與所述第二出射面交界之一端。
  3. 如請求項1所述之光學耦合透鏡，其中，所述第一準直部、所述第二準直部以及所述第三準直部為凸透鏡。
  4. 如請求項3所述之光學耦合透鏡，其中，所述第一準直部為圓形鏡片，所述第二準直部以及所述第三準直部為沿直徑剖切而成的半圓形鏡片，所述第二準直部之剖切面位於所述入射面與所述出射面之交界位置，所述第三準直之剖切面位於所述第二全反射面與所述出射面之交界位置。
  5. 一種光學通訊模組，其包括一個光訊號發射源、一個光學耦合透鏡、一個光纖以及一個光偵測器，所述光學耦合透鏡用於將所述光訊號發射源發射之光訊號分為分別耦合至光纖以及光偵測器之兩部分，其改進在於：所述光學耦合透鏡包括一個入射面、一個第一全反射面、一個第二全反射面以及一個出射面，所述入射面、所述第一全反射面、所述第二全反射面以及所述出射面依次首尾相連，所述入射面上設置有一個第一準直部以及一個第二準直部，所述出射面上設置有一個第三準直部，所述第一準直部用於將所述光訊號發射源所發射之光訊號轉換為平行光束，所述第一全反射面用於將所述平行光束反射至所述第二全反射面與所述出射面之交界處，所述第二全反射面用於將所述平行光束之一部分轉折至所述第二準直部，所述第二準直部用於將該部分平行光束聚焦至所述光偵測器，所述第三準直部設置於所述出射面與所述第二全反射面交界之一端，用於將所述平行光束之另一部分耦合至所述光纖，所述第一全反射面、所述第二全反射面與所述入射面之間之夾角均為45度，且所述第一全反射面與所述第二全反射面之間之夾角為90度，所述出射面與所述入射面相互垂直。
  6. 如請求項5所述之光學通訊模組，其中，所述第二準直部設置於所述入射面與所述第二出射面交界之一端。
  7. 如請求項5所述之光學通訊模組，其中，所述第一準直部、所述第二準直部以及所述第三準直部為凸透鏡。
  8. 如請求項7所述之光學通訊模組，其中，所述第一準直部為圓形鏡片，所述第二準直部以及所述第三準直部為沿直徑剖切而成的半圓形鏡片，所述第二準直部之剖切面位於所述入射面與所述出射面之交界位置，所述第三準直之剖切面位於所述第二全反射面與所述出射面之交界位置。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI544244B (zh) * 2012-06-29 2016-08-01 鴻海精密工業股份有限公司 光學耦合透鏡以及光學通訊模組
TW201423187A (zh) * 2012-12-03 2014-06-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 光電轉換裝置
TW201426065A (zh) * 2012-12-20 2014-07-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 光耦合透鏡及光纖耦合連接器
US9323013B2 (en) * 2013-04-19 2016-04-26 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bidirectional optical communications module having an optics system that reduces optical losses and increases tolerance to optical misalignment
JP6289830B2 (ja) * 2013-07-23 2018-03-07 株式会社エンプラス 光レセプタクルおよび光モジュール
US9513448B2 (en) * 2014-04-11 2016-12-06 Innolight Technology (Suzhou) Ltd. Optical assembly
JP6548119B2 (ja) * 2015-10-02 2019-07-24 株式会社エンプラス 光レセプタクルおよび光モジュール
US20180017735A1 (en) * 2016-07-13 2018-01-18 Futurewei Technologies, Inc. Wavelength Division Multiplexer/Demultiplexer with Flexibility of Optical Adjustment
TWI667505B (zh) * 2016-07-27 2019-08-01 光環科技股份有限公司 光耦合結構及光通訊裝置
CN108963747B (zh) * 2018-07-26 2020-05-12 武汉电信器件有限公司 一种晶体及其制作方法
CN108873194B (zh) * 2018-07-26 2020-09-22 武汉电信器件有限公司 一种光组件及其制造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6198864B1 (en) * 1998-11-24 2001-03-06 Agilent Technologies, Inc. Optical wavelength demultiplexer
US6385374B2 (en) * 1999-01-06 2002-05-07 Infineon Technologies Ag Multichannel electro-optical assembly
IL155688A0 (en) * 2000-11-01 2003-11-23 Intel Corp System and method for collimating and redirecting beams
US6636540B2 (en) * 2001-10-30 2003-10-21 Agilent Technologies, Inc. Optical turn for monitoring light from a laser
JP2003177286A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Hosiden Corp 双方向光通信用光学部品
JP3787107B2 (ja) * 2002-05-20 2006-06-21 ホシデン株式会社 双方向光通信用光学部品及び光送受信器
US6963683B2 (en) * 2002-09-30 2005-11-08 Intel Corporation System and method for a packaging a monitor photodiode with a laser in an optical subassembly
US6888988B2 (en) * 2003-03-14 2005-05-03 Agilent Technologies, Inc. Small form factor all-polymer optical device with integrated dual beam path based on total internal reflection optical turn
JP4022498B2 (ja) * 2003-04-18 2007-12-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 光リンク・モジュール、光接続方法、該光リンク・モジュールを含む情報処理装置、信号転送方法、プリズム、およびその製造方法
US6959133B2 (en) * 2004-01-06 2005-10-25 Agilent Technologies, Inc. Optical coupling module and method for forming the same
US8335411B2 (en) * 2008-11-11 2012-12-18 Ultra Communications, Inc. Fiber optic bi-directional coupling lens
WO2011077723A1 (ja) * 2009-12-22 2011-06-30 株式会社エンプラス レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
US8503838B2 (en) * 2010-09-15 2013-08-06 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Two-part optical coupling system having an air gap therein for reflecting light to provide optical feedback for monitoring optical output power levels in an optical transmitter (TX)
JP5702596B2 (ja) * 2010-10-28 2015-04-15 株式会社エンプラス レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
TW201250318A (en) * 2011-06-08 2012-12-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Optical fiber communication apparatus
JP5946611B2 (ja) * 2011-07-15 2016-07-06 株式会社エンプラス 光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュール
TWI544244B (zh) * 2012-06-29 2016-08-01 鴻海精密工業股份有限公司 光學耦合透鏡以及光學通訊模組
TW201405189A (zh) * 2012-07-24 2014-02-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 光學耦合透鏡以及光學通訊模組
TWI578023B (zh) * 2012-10-08 2017-04-11 鴻海精密工業股份有限公司 光耦合透鏡
TW201421006A (zh) * 2012-11-22 2014-06-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 光學耦合透鏡以及光學耗散系數測量系統
TWI560482B (en) * 2012-11-23 2016-12-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Photoelectric conversion device
TWI599808B (zh) * 2012-12-21 2017-09-21 鴻海精密工業股份有限公司 光學通訊裝置

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Publication number Publication date
US8923671B2 (en) 2014-12-30
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US20140003768A1 (en) 2014-01-02

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