TWM622757U - 光時域反射裝置及其應用之光學組件 - Google Patents

Abstract

本創作係揭露一種光時域反射裝置及其應用之光學組件，其中光時域反射裝置係用以反射一光路徑上的部分的光訊號。光時域反射裝置包含承載座及反射濾波片，承載座包含有限位部及固定部，限位部係位於承載座的第一端及該第二端之間，固定部係位於第一端。反射濾波片係設置於該固定部，並包含相對的第一反射面及第二反射面，第一反射面及第二反射面係分別具有第一曲率半徑及第二曲率半徑，且第一曲率半徑係不大於第二曲率半徑。藉由第一曲率半徑不大於第二曲率半徑的設計，該光路徑上的部分光訊號會被第一反射面反射回該光路徑。

Description

光時域反射裝置及其應用之光學組件

本新型係有關於一種光時域反射裝置及其應用之光學組件，進一步而言，特別是指一種當光訊號傳至光收發次模組時，可將光訊號反射回原路徑的光時域反射裝置及其應用之光學組件。

隨著網際網路的蓬勃發展，現代對資訊傳輸的需求日益增加，為了面對高度資訊化社會的來臨，需要進行通訊基礎建設以傳送各種資訊，如聲音、文字、數據、影像等。以往使用的銅電纜網路係無法提供當今如此龐大的資訊需求，取而代之地產生了利用光來傳輸資訊的光通訊網路。而在光通訊網路中，通常係利用光纖當作光傳輸的媒介。

光纖具有低損失性及寬頻性兩大優點，適合在遠距離的各個地點之間進行資訊傳輸，然而，在傳輸的過程中，難免會發生線路斷線或傳輸不良的情形，因此，如何有效地監控線路的通暢係成為光學傳輸領域需考量的重要課題。

光時域反射儀(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)是一種用於對光通訊網路進行特徵分 析、故障偵測和維護的光纖儀器。其係藉由在光纖中傳輸光脈衝並對反射回至儀器的光訊號進行分析。換言之，光時域反射儀係可做為一種光纖線路監控裝置，當無接收到反射之光訊號回饋時，可判斷光纖網路線路正常，而當接收到回饋訊號時，更能夠利用反射或散射回起始點的光訊號來獲取線路資訊來得知光線路中發生狀況的確切位置，以進一步及時地做維修。

光時域反射的檢測及運用係需要光時域反射檢測儀及光時域反射器的配合。在一習知技術中，光時域反射器係為一被動元件，此被動元件通常係安裝在光收發次模組的外部。舉例而言，光收發次模組係包含雙向光收發次模組(Bi-Directional Optical Sub Assembly,BOSA)、Tri-Directional Optical Sub Assembly(TRI-DI OSA)等。此被動元件的內部係設有布拉格光纖光柵(Fiber Bragg Gratings,FBG)，做為特定波長下的反射鏡，以將特定波長反射回原路徑，再傳至光時域反射檢測儀，而其餘的波長可以通過該光柵，繼續在光纖傳輸。

隨著全球人口的增加及科技的發展，光學傳輸領域之設備及工具皆以縮小整體體積及追求便利性為目標。然而，在上述習知技術當中，將被動元件架設於光收發次模組的外部，勢必會佔據一些空間，不利於其他外部元件的設置，在面臨使用空間日漸狹窄的情況下，實不符現代光學系統中之小型化的需求。此外，被動 元件的本身價格及安裝成本昂貴，亦為習知技術的主要缺點。

有鑑於上述可知，習知技術存在許多瓶頸，本創作係克服上述缺點，提出一種富實用性的光時域反射裝置及其應用之光學組件。

本創作之一目的在於提供一種光時域反射裝置，藉由反射面曲率半徑不同的設計，當光訊號傳遞至反射面時，曲率半徑較小的反射面會將需要的光波長完整的反射回原路徑，經此設計的光時域反射裝置，使反射回光纖及光時域反射器的光強度能夠維持在有效的範圍。

本創作之一目的在於提供一種光時域反射裝置及其應用之光學組件，藉由直接將光時域反射裝置設置在光傳輸次模組內，取代習知需額外架設被動元件等的方式，在安裝本案的光時域反射裝置時，無需再耗費光傳輸次模組外部的額外空間來設置被動元件，使得整體佔據空間大幅縮小。

基於上述之目的，本創作係提供一種光時域反射裝置，其適用以反射一光路徑上的至少部分的複數光訊號，該光時域反射裝置包含一承載座及一反射濾波片。該承載座具有一第一端及一第二端，並包含有一限位部及一固定部，該限位部係位於該第一端及該第二端之間，該固定部係位於該第一端。該反射濾波片係設 置於該固定部，並連接該第一端，該反射濾波片係包含一第一反射面及一第二反射面，該第一反射面及該第二反射面係分別位於該反射濾波片的相對兩側，該第一反射面及該第二反射面係分別具有一第一曲率半徑及一第二曲率半徑，且該第一曲率半徑係不大於該第二曲率半徑。其中，該光路徑上的部分的該些光訊號係藉由該反射濾波片的反射而返回至該光路徑。

在本創作之一實施例中，該反射濾波片係設置於該光路徑上。

在本創作之一實施例中，該反射濾波片與該限位部的直線距離係不小於3毫米。

在本創作之一實施例中，該第一反射面係朝向該第一端設置。

在本創作之一實施例中，該第一反射面的該第一曲率半徑係不小於1毫米。

在本創作之一實施例中，該第一反射面的該第一曲率半徑係為無限大。

在本創作之一實施例中，該第二反射面的該第二曲率半徑係為無限大。

在本創作之一實施例中，該反射濾波片係具有一厚度，該厚度係為該光路徑上的該第一反射面與該第二反射面之間的 直線距離，且該厚度係不大於0.7毫米。

在本創作之一實施例中，該第一反射面係使該光路徑上的一第一特定波長範圍的該些光訊號反射，並使一第二特定波長範圍的該些光訊號通過。

在本創作之一實施例中，該第一特定波長範圍係介於1640奈米至1660奈米之間，而該第二特定波長範圍係介於1260奈米至1590奈米之間。

在本創作之一實施例中，該限位部係位於該承載座的一內管壁上。

基於上述之目的，本創作又提供一種應用光時域反射裝置的光學組件，該光學組件包含一光時域反射裝置、一光導引模組及一光收發次模組。該光時域反射裝置包含一承載座及一反射濾波片。該承載座具有一第一端及一第二端，並包含有一限位部及一固定部，該限位部係位於該第一端及該第二端之間，該固定部係位於該第一端。該反射濾波片係設置於該固定部，並連接該第一端，該反射濾波片係包含一第一反射面及一第二反射面，該第一反射面及該第二反射面係分別位於該反射濾波片的相對兩側，該第一反射面及該第二反射面係分別具有一第一曲率半徑及一第二曲率半徑，且該第一曲率半徑係不大於該第二曲率半徑。其中，該光路徑上的部分的該些光訊號係藉由該反射濾波片的反射而返回至該光路徑。 該光導引模組係連接該光時域反射裝置，並通過該第二端設置於該承載座內。該光收發次模組係連接該光導引模組，且該光時域反射裝置係位於該光收發次模組內。其中，當複數的光訊號自該光導引模組發出時，部分的該些光訊號係進入該光時域反射裝置並藉由該反射濾波片以反射回該光導引模組。

在本創作之一實施例中，該光導引模組係包含一套圈固定管、一套圈及一光纖，該套圈係位於該套圈固定管內，該光纖係位於該套圈內。

在本創作之一實施例中，該套圈固定管係抵靠於該光時域反射裝置的該第二端。

在本創作之一實施例中，該套圈係抵靠該光時域反射裝置的該限位部。

在本創作之一實施例中，該光纖與該反射濾波片的直線距離係不大於3毫米。

在本創作之一實施例中，該光收發次模組係為雙向光收發次模組(Bi-direction Optical Sub-Assembly,BOSA)及三向光收發次模組(Tri-Directional Optical Sub Assembly,TRI-DI OSA)之至少其中之一。

在本創作之一實施例中，該反射濾波片係設置於一光路徑上，當該些光訊號自該光導引模組發出後，係沿著該光路徑行 進。

在本創作之一實施例中，其中該第一反射面係使該光路徑上的一第一特定波長範圍的該些光訊號反射，並使一第二特定波長範圍的該些光訊號通過。

在本創作之一實施例中，其中該第一特定波長範圍係介於1640奈米至1660奈米之間，而該第二特定波長範圍係介於1260奈米至1590奈米之間。

綜合上述，在本創作所提出的光時域反射裝置其應用之光學組件，係將光時域反射裝置設置在光收發次模組內，以減少整體佔用的空間。而光時域反射裝置內設有反射濾波片，藉由反射濾波片以將部分的光訊號反射回光纖，而反射濾波片分為第一反射面及第二反射面，其兩者分別具有第一曲率半徑及第二曲率半徑，透過第一曲率半徑不大於第二曲率半徑的設計，使光路徑上的光訊號得以再聚焦而返回光纖。透過不同曲率半徑的設置，使得需要的光訊號能夠較完整的返回至光纖，減少光訊號自光纖發射後造成的強度損耗。

1:光時域反射裝置

100:承載座

101:第一端

102:第二端

103:內管壁

110:固定部

120:限位部

200:反射濾波片

201:第一反射面

202:第二反射面

3:光導引模組

301:套圈固定管

302:套圈

303:光纖

5:光收發次模組

D:厚度

本創作之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：

圖1是本創作光時域反射裝置的一實施例的一結構示意圖；

圖2A是本創作光時域反射裝置的一實施例的一側視結構示意圖；

圖2B是本創作光時域反射裝置的圖2A中的一剖面結構示意圖；

圖3是本創作光學組件中含有光時域反射裝置及光導引模組的一實施例的一結構示意圖；

圖4是本創作光學組件的一實施例的一結構示意圖；及

圖5是本創作光學組件的一實施例的一結構示意圖。

關於本創作之優點與精神可以藉由以下詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。本創作實施例之構造及使用係詳細說明如下。必須瞭解的是本創作提供了許多可應用的創新概念，在特定的背景技術之下可以做廣泛的實施。此特定的實施例僅以特定的方式表示，以製造及使用本創作，但並非限制本創作的範圍。

本創作之光時域反射裝置係適用以反射一光路徑上的至少部分的複數光訊號，詳細而言，光時域反射裝置的一端係連接於光纖，當光訊號自光纖傳入至光時域反射裝置後，會透過光時域反射裝置內的反射鏡以將部分的光訊號再次傳出至光纖中。首先說明本創作之光時域反射裝置的結構，並請同時搭配參閱圖1、圖2A及圖2B。圖1是本創作光時域反射裝置的一實施例的一結構示意圖。圖2A是本創作光時域反射裝置的一實施例的一側視結構示意圖。圖2B是本創作光時域反射裝置的圖2A中的一剖面結構示意 圖。光時域反射裝置1包含承載座100及反射濾波片200。承載座100具有第一端101及第二端102，並包含有限位部120及固定部110，限位部120係位於第一端101及第二端102之間，固定部110係位於第一端101。反射濾波片200係設置於固定部110，並連接第一端101，反射濾波片200係包含第一反射面201及第二反射面202，第一反射面201及第二反射面202係分別位於反射濾波片200的相對兩側，第一反射面201及第二反射面202係分別具有第一曲率半徑及第二曲率半徑，且第一曲率半徑係不大於第二曲率半徑。其中，反射濾波片200係位於一光路徑上，而該光路徑上的部分的光訊號係藉由反射濾波片200的反射而返回至該光路徑。換句話說，光時域反射裝置1係使一光路徑通過，而反射濾波片200則位在該光路徑上，當光訊號傳遞至反射濾波片時，藉由第一反射面201及第二反射面202的篩選，使得部分的光訊號經第一反射面201的反射而返回至該光路徑，剩餘的光訊號則通過第一反射面201進而傳遞至第二反射面202。

在本實施例中，反射濾波片200的第一反射面201係朝向第一端101設置，限位部120係位於該承載座100的內管壁上103。整體而言，反射濾波片200的第二反射面202、反射濾波片200的第一反射面201，固定部110、限位部120係沿著承載座100的軸心方向以依序的排列。

接著說明本創作之光時域反射裝置所應用之光學組件的結構，請同時參考圖3、圖4及圖5，並繼續參考圖2A及圖2B。圖3是本創作光學組件中含有光時域反射裝置及光導引模組的一實施例的一結構示意圖。圖4是本創作光學組件的一實施例的一結構示意圖。圖5是本創作光學組件的一實施例的一結構示意圖。光學組件包含光時域反射裝置1、光導引模組3及光收發次模組5。光導引模組3係連接光時域反射裝置1，並通過第二端102設置於承載座100內。光收發次模組5連接光導引模組3，且光時域反射裝置1係位於光收發次模組5內。其中，光訊號會自光導引模組3中發出，當光訊號發出時，部分的光訊號係進入光時域反射裝置1並藉由反射濾波片200以將光訊號反射回光導引模組3。

其中，光導引模組3係包含套圈固定管301、套圈302及光纖303，套圈302係位於套圈固定管301內，光纖303係位於套圈302內。套圈固定管301係抵靠於光時域反射裝置1的第二端102。套圈302係抵靠光時域反射裝置1的限位部120。

在本創作中，反射濾波片200與光纖303之間的位置設置係為影響光訊號返回強度的關鍵之一，當反射濾波片200與光纖303之間的距離越小時，反射濾波片200所能反射的光訊號係會增加。據此，在設計本創作的光學組件時，係設定反射濾波片200與光纖303的直線距離介於0至3毫米之間，也就是說，光纖303與 反射濾波片200的直線距離係不大於3毫米，上述之光纖303與反射濾波片200的直線距離係計算光纖303所在之平面至反射濾波片200的第一反射面201之中心點的直線距離。然而，反射濾波片200與承載座100的限位部120的距離係為影響第一反射面201與光纖303之間距離的因素之一，為了使得反射濾波片200與光纖303的距離能夠落在調控範圍內，反射濾波片200與承載座100的限位部120的直線距離係不小於3毫米。

除此之外，反射濾波片200的曲率半徑係為影響光訊號返回強度的又一關鍵。由於反射濾波片200係具有使光訊號通過以及反射的特徵，若要增強反射回光纖303的光強度，適當地調整反射濾波片200的第一反射面201的第一曲率半徑，使第一反射面201成為面向光纖303的一凹面，能使光訊號在接觸第一反射面201時，由於凹面結構的特性，使得光訊號能夠再聚焦以返回至光纖303。因此，在本創作中，第一反射面201的第一曲率半徑係設計為不小於1毫米，當然，除了透過凹面結構的設計，透過在第一反射面201上的鍍膜亦有助於光訊號的反射，當鍍膜的成效能夠達到預期中反射的效果時，在本創作中第一反射面201的第一曲率半徑更可設定為無限大，當然的，第二反射面202的第二曲率半徑亦可設定為無限大。其中，反射濾波片200係具有一厚度D，該厚度D係為光路徑上的第一反射面201與該第二反射面202之間的最長直 線距離，且厚度係不大於0.7毫米。然，上述之厚度僅為較佳示例，本創作並不侷限反射片的實際厚度，反射濾波片的厚度係可隨著需求而對應調整。

承上所述，由於反射面上的鍍膜及凹面結構的設計，當光纖303發射出光訊號時，第一反射面201係能使光路徑上的第一特定波長範圍的光訊號反射回光纖303，並使第二特定波長範圍的光訊號通過。其中第一特定波長範圍係介於1640奈米至1660奈米之間，而第二特定波長範圍係介於1260奈米至1590奈米之間。

透過光時域反射裝置1完全設置在光收發次模組5內部的設計，可減少整體所佔用的空間。而本創作所述的光時域反射裝置1係可設置在如圖4所示的雙向光收發次模組(Bi-direction Optical Sub-Assembly,BOSA)或如圖5三向光收發次模組(Tri-Directional Optical Sub Assembly,TRI-DI OSA)內，然，本實施例僅為示例，本創作並不限制光收發次模組的種類，只要光時域反射裝置能設置於其內部，達到減少整體使用空間的效果即可。

接著，簡單舉例說明本創作的光學組件之組裝流程。首先，將反射濾波片放置於承載座的第一端上，並且被限制在固定部的位置上，同時用膠作塗敷及烘烤固化。接著，將反射濾波片與承載座結合好的物件套入光纖的套圈固定管中，而在套入的過程 中，係事先設定反射濾波片與光纖之間距離，利用限位部以控制套圈接觸承載座的位置，藉此以控制反射濾波片與光纖所設定的距離，距離設置完畢後即可固定，而固定的方式可舉例如點膠烘烤固化的方式，也可以利用套圈固定管與承載座內孔之間的緊配合以慢慢地將承載座壓入套圈固定管，直到反射光強度達到規格值時再停止鉚壓。最後，即可將上述的光時域反射裝置及光導引模組的配合件與光收發次模組結合，以完成組裝作業。然而，上述組裝過程僅為示例，本創作並不侷限光學組件的組裝過程，只要能將光時域反射裝置、光導引模組及光收發次模組達到結合之效果皆在本創作所述之範圍內。

綜上所述，本創作係提供一種光時域反射裝置及其應用之光學組件，光學組件係包含光時域反射裝置、光導引模組及光收發次模組，光時域反射裝置係包含反射濾波片，且反射濾波片係設置於一光路徑上，當該些光訊號自該光導引模組發出後，係沿著該光路徑行進，藉由反射濾波片之第一反射面的設置，部分的光訊號會被第一反射面而反射，進而返回至光導引模組中，而剩餘的光訊號則會通過第二反射面，進入光收發次模組。如此一來，返回至光導引模組的光訊號便可進一步的傳回至光時域反射檢測儀，以判斷反饋訊號，確保光纖線路是否處於正常狀態。

呈上述可知，本創作的光時域反射裝置及其應用之光 學組件係具有以下優點：

一、藉由調整第一反射面的曲率半徑，使第一反射面成為朝向光纖的凹面，進而使得特定波長的光訊號能夠聚焦返回光纖，以增強返回至光纖的光訊號強度。

二、由於本創作的光時域反射裝置是直接設置於光傳輸次模組的內部，並不會佔用光傳輸次模組的外部空間，大幅減少整體佔據的空間。

三、本創作無需另外再安裝含有光纖光柵的被動元件等，除了降低安裝時可能產生公差的問題，更節省了安裝光時域反射裝置所需耗費的時間。

本創作所揭露之技術內容並不限於上述之實施例，凡是與本創作所揭露之創作概念及原則相同者，皆落入本創作之申請專利範圍。需注意的是，本創作所述之元件之方向，例如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”等並不表示絕對的位置及/或方向。元件的定義，例如“第一”和“第二”並不是限定之文字，而是區別性的用語。而本案所用之“包括”或“包含”涵蓋“包括”和“具有”的概念，並表示元件、操作步驟及/或組或上述的組合，並不代表排除或增加的意思。又，除非有特別說明，否則操作之步驟順序並不代表絕對順序。更，除非有特別說明，否則以單數形式提及元件時(例如使用 冠詞“一”或“一個”)並不代表“一個且只有一個”而是“一個或多個”。本案所使用的“及/或”是指“及”或“或”，以及“及”和“或”。本案所使用的範圍相關用語係包含全部及/或範圍限定，例如“至少”、“大於”、“小於”、“不超過”等，是指範圍的上限或下限。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1:光時域反射裝置

100:承載座

101:第一端

102:第二端

110:固定部

200:反射濾波片

Claims (20)

1. 一種光時域反射裝置，其適用以反射一光路徑上的至少部分的複數光訊號，包含：

   一承載座，具有一第一端及一第二端，並包含有一限位部及一固定部，該限位部係位於該第一端及該第二端之間，該固定部係位於該第一端；以及

   一反射濾波片，係設置於該固定部，並連接該第一端，該反射濾波片係包含一第一反射面及一第二反射面，該第一反射面及該第二反射面係分別位於該反射濾波片的相對兩側，該第一反射面及該第二反射面係分別具有一第一曲率半徑及一第二曲率半徑，且該第一曲率半徑係不大於該第二曲率半徑；

   其中，該光路徑上的部分的該些光訊號係藉由該反射濾波片的反射而返回至該光路徑。
2. 如請求項1所述的光時域反射裝置，其中該反射濾波片係設置於該光路徑上。
3. 如請求項1所述的光時域反射裝置，該反射濾波片與該限位部的直線距離係不小於3毫米。
4. 如請求項1所述的光時域反射裝置，其中該第一反射面係朝向該第一端設置。
5. 如請求項1所述的光時域反射裝置，其中該第一反射面的該第一曲率半徑係不小於1毫米。
6. 如請求項1所述的光時域反射裝置，其中該第一反射面的該第一曲率半徑係為無限大。
7. 如請求項1所述的光時域反射裝置，其中該第二反射面的該第二曲率半徑係為無限大。
8. 如請求項1所述的光時域反射裝置，其中該反射濾波片係具有一厚度，該厚度係為該光路徑上的該第一反射面與該第二反射面之間的直線距離，且該厚度係不大於0.7毫米。
9. 如請求項1所述的光時域反射裝置，其中該第一反射面係使該光路徑上的一第一特定波長範圍的該些光訊號反射，並使一第二特定波長範圍的該些光訊號通過。
10. 如請求項9所述的光時域反射裝置，其中該第一特定波長範圍係介於1640奈米至1660奈米之間，而該第二特定波長範圍係介於1260奈米至1590奈米之間。
11. 如請求項1所述的光時域反射裝置，其中該限位部係位於該承載座的一內管壁上。
12. 一種光學組件，包含：一光時域反射裝置，包含：一承載座，具有一第一端及一第二端，並包含有一限位部及一固定部，該限位部係位於該第一端及該第二端之間，該固定部係位於該第一端；以及一反射濾波片，係設置於該固定部，該反射濾波片係包含一第一反射面及一第二反射面，該第一反射面及該第二反射面係分別位於該反射濾波片的相對兩側，該第一反射面及該第二反射面係分別具有一第一曲率半徑及一第二曲率半徑，且該第一曲率半徑係不大於該第二曲率半徑； 一光導引模組，連接該光時域反射裝置，並通過該第二端設置於該承載座內；以及

    一光收發次模組，連接該光導引模組，且該光時域反射裝置係位於該光收發次模組內；

    其中，當複數的光訊號自該光導引模組發出時，部分的該些光訊號係進入該光時域反射裝置並藉由該反射濾波片以反射回該光導引模組。
13. 如請求項12所述的光學組件，其中該光導引模組係包含一套圈固定管、一套圈及一光纖，該套圈係位於該套圈固定管內，該光纖係位於該套圈內。
14. 如請求項13所述的光學組件，其中該套圈固定管係抵靠於該光時域反射裝置的該第二端。
15. 如請求項13所述的光學組件，其中該套圈係抵靠該光時域反射裝置的該限位部。
16. 如請求項13所述的光學組件，其中該光纖與該反射濾波片的直線距離係不大於3毫米。
17. 如請求項12所述的光學組件，其中該光收發次模組係為雙向光收發次模組(Bi-direction Optical Sub-Assembly,BOSA)及三向光收發次模組(Tri-Directional Optical Sub Assembly,TRI-DI OSA)之至少其中之一。
18. 如請求項12所述的光學組件，其中，該反射濾波片係設置於一光路徑上，當該些光訊號自該光導引模組發出後，係沿著該光路徑行進。
19. 如請求項18所述的光學組件，其中該第一反射面係使該光路徑上的一第一特定波長範圍的該些光訊號反射，並使一第二特定波長範圍的該些光訊號通過。
20. 如請求項19所述的光學組件，其中該第一特定波長範圍係介於1640奈米至1660奈米之間，而該第二特定波長範圍係介於1260奈米至1590奈米之間。

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