本實用新型涉及光纖通信技術(shù)中的光收發(fā)模塊領(lǐng)域,具體地,涉及一種光學結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
在當今的光通信應(yīng)用領(lǐng)域,傳統(tǒng)的模塊是采用BOB技術(shù)(BOSA on Board),即將BOSA(Bi-Directional Optical Sub-Assembly)放置在PCBA(Printed Circuit Board Assembly)上,再通過一定的封裝形式形成模塊。這種方式存在諸多問題,供應(yīng)鏈較長,從Chip—TO(Transistor-Outline)—BOSA—PCBA—Module,中間環(huán)節(jié)過多,層層剝削下,導致成本升高;另外工序較多,工藝復雜,生產(chǎn)周期長,管理也比較麻煩,導致成本上升。在這樣的訴求下,迫切需要一種結(jié)構(gòu)簡單,工藝難度低并且易于實現(xiàn)的新技術(shù)新結(jié)構(gòu)來代替原來的模塊。
并且隨著通訊領(lǐng)域的日益發(fā)展,傳統(tǒng)的傳輸技術(shù)已經(jīng)很難滿足傳輸容量及速度的要求,為防止寬帶資源的不足,承運商和服務(wù)供應(yīng)商們對規(guī)劃新一代高速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行了部署,這就需要相應(yīng)的高速并行光收發(fā)模塊以滿足高密度高速率的數(shù)據(jù)傳輸要求,而同時設(shè)備廠商又要求模塊的體積越做越小,成本更低。在這樣的環(huán)境條件下,不同廠家都競相尋找新技術(shù)來突破成本瓶頸。
綜上所述,本申請實用新型人在實現(xiàn)本申請實用新型技術(shù)方案的過程中,發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題:
在現(xiàn)有技術(shù)中,現(xiàn)有的光收發(fā)模塊存在結(jié)構(gòu)復雜,成本較高的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型提供了一種光學結(jié)構(gòu),解決了現(xiàn)有的光收發(fā)模塊存在結(jié)構(gòu)復雜,成本較高的技術(shù)問題,實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單,成本較低的技術(shù)效果。
為解決上述技術(shù)問題,本申請?zhí)峁┝艘环N光學結(jié)構(gòu),所述結(jié)構(gòu)包括:
激光發(fā)射端、耦合裝置、接收端;所述耦合裝置上貼合有波長分光膜,其中,激光發(fā)射端發(fā)射出光信號后,光信號經(jīng)過耦合裝置入射到波長分光膜上,第一波長光束被波長分光膜反射,然后經(jīng)過耦合裝置聚焦耦合到光纖中;光纖發(fā)出第二波長光束經(jīng)過耦合裝置入射到波長分光膜上透射聚焦到接收端。
其中,耦合裝置用于實現(xiàn)不同波長的光束分光功能,耦合裝置上設(shè)有匯聚曲面,用于匯聚發(fā)射端光束進行耦合。發(fā)射端可以為激光器LD,用于發(fā)射光信號,發(fā)射端耦合裝置,用于將LD發(fā)射的光信號耦合進光纖中,接收端PD,用于接收光信號并轉(zhuǎn)換為光電流,接收端耦合裝置,用于將光信號耦合到PD上。
進一步的,所述耦合裝置具體為平凸透鏡,波長分光膜貼合在平凸透鏡的平面上,光信號從平凸透鏡的凸面射入。
進一步的,所述耦合裝置具體包括:平凸透鏡和濾波片,濾波片與平凸透鏡的平面連接,波長分光膜貼合在平凸透鏡的平面上,光信號從平凸透鏡的凸面射入。
進一步的,所述濾波片的角度為8~20度,或角度為45度。8~20度時,此角度內(nèi)鍍膜的膜系設(shè)計比較容易實現(xiàn),45度時在該角度下光學結(jié)構(gòu)多樣,調(diào)試更簡單。
進一步的,所述耦合裝置的進光端面和出光端面均鍍有增透膜。增透膜可以有效地減小端面反射,提高透過率,減小損耗。
進一步的,所述結(jié)構(gòu)還包括PCB板,所述耦合裝置固定在PCB板上。即采用COB封裝,將結(jié)構(gòu)用導電或非導電膠粘附在互連基板上,然后進行引線鍵合實現(xiàn)其電氣連接。
進一步的,所述光學結(jié)構(gòu)還包括支撐架,所述支撐架用于對所述耦合裝置進行支撐。
進一步的,所述耦合裝置還包括:第二濾波片。第二濾波片起到光束隔離的作用,提高對非需求波長的隔離度。
進一步的,所述耦合裝置具體包括:第一平凸透鏡、第二平凸透鏡、第一直角棱鏡、第二直角棱鏡、濾波片,其中,第一平凸透鏡的平面與第一直角棱鏡的第一側(cè)面貼合,第二平凸透鏡的平面與第一直角棱鏡的第二側(cè)面貼合,波長分光膜貼合在第一直角棱鏡的第三側(cè)面上,第二直角棱鏡的側(cè)面與第一直角棱鏡的第三側(cè)面貼合,濾波片位于接收端和第二直角棱鏡之間。
進一步的,所述耦合裝置具體包括:第三平凸透鏡、第四平凸透鏡、第三直角棱鏡、第四直角棱鏡、濾波片,其中,第三平凸透鏡的平面與第三直角棱鏡的第一側(cè)面貼合,第四平凸透鏡的平面與第四直角棱鏡的第一側(cè)面貼合,第三直角棱鏡的第二側(cè)面與第四直角棱鏡的第二側(cè)面貼合,波長分光膜貼合在第三直角棱鏡的第二側(cè)面與第四直角棱鏡的第二側(cè)面之間;濾波片位于接收端和第四直角棱鏡之間。
本申請?zhí)峁┑囊粋€或多個技術(shù)方案,至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:
本申請中的光學結(jié)構(gòu),耦合裝置既可以實現(xiàn)發(fā)射端的聚焦耦合功能,又可以實現(xiàn)接收端的聚焦耦合功能,從發(fā)送端發(fā)出的光信號經(jīng)過耦合裝置后耦合到光纖中,而從光纖出射的光信號經(jīng)過耦合裝置后耦合到接收端上;該光學結(jié)構(gòu)緊湊,可以有效地減小體積和降低成本,調(diào)試簡單方便;其中,由于所用器件少,損耗低,耦合效率高,且由于所有器件安裝在同一基準面上,有良好的溫度性能,有利于光信號的長距離傳輸,具有切實的可行性。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,并不構(gòu)成對本實用新型實施例的限定;
圖1是本申請實施例一中光學結(jié)構(gòu)的俯視示意圖;
圖2是本申請實施例一中光學結(jié)構(gòu)的主視示意圖;
圖3是本申請實施例二中光學結(jié)構(gòu)的俯視示意圖;
圖4是本申請實施例三中光學結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本申請實施例四中光學結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本申請實施例五中光學結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種光學結(jié)構(gòu),解決了現(xiàn)有的光收發(fā)模塊存在結(jié)構(gòu)復雜,成本較高的技術(shù)問題,實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單,成本較低的技術(shù)效果。
為了能夠更清楚地理解本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點,下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進行進一步的詳細描述。需要說明的是,在相互不沖突的情況下,本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型,但是,本實用新型還可以采用其他不同于在此描述范圍內(nèi)的其他方式來實施,因此,本實用新型的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。
圖1為實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖,該視圖為俯視圖。包括激光器101,透鏡102,濾波片103,光纖104,以及PD105,其中透鏡102和濾波片103粘接成為組合器件12,該組合器件實現(xiàn)發(fā)射端和接收端的光信號耦合功能。
在圖1中,從激光器101發(fā)出的光信號λ1入射到透鏡102上,曲面1001會首先進行一次光束壓縮以減小光束的發(fā)散角,該光束接著入射到透鏡和濾波片的粘接面1002上,由于濾波片的粘接面鍍有分光膜,可以保證波長為λ1的光束反射,而波長為λ2的光束透射。光束λ1被1002面反射后再次經(jīng)過曲面1001,此時該曲面將λ1光束進行聚焦后耦合到光纖104中。光束兩次經(jīng)過曲面1001后再進行耦合,可以有效地提高耦合效率,如此則完成了發(fā)射端的耦合。
在接收端,從光纖104中發(fā)出的光束為λ2,該光束入射到曲面1001上時發(fā)散角被壓縮,由于光纖的數(shù)值孔徑比較小,經(jīng)過曲面的一次匯聚作用后該光束就可以聚焦在遠端。光束λ2接著入射到粘接面1002上時,由于濾波片103的鍍膜為對λ2透射,則光束無損耗通過粘接面1002后進入濾波片103,再從103出射后聚焦于PD105上,完成了接收端對光信號的耦合。
該濾波片采用小角度濾波片,工藝難度低易制作,隔離度高,且成本更加便宜。
圖2為實施例1的主視圖,激光器101和PD105在同一水平面上,兩者之間的連線平行于PCBA。利用濾波片103的底部和PCBA進行粘接,起到支撐組合器件的作用。
該結(jié)構(gòu)簡單,只用調(diào)節(jié)組合器件10和光纖104即可實現(xiàn)發(fā)射端和接收端的同時耦合,操作方便效率高。
圖3為實施例2的俯視圖,與實施例1所不同的是,僅用透鏡202代替了實施例中的組合器件10,且平面2002需要鍍分光膜,實現(xiàn)不同波長光的透射和反射功能。由此可見,透鏡202集成了聚焦和濾波的功能,此時不再需要額外增加濾波片,可有效降低成本,但是需要增加能支撐住透鏡的支撐架。
圖4為實施例3結(jié)構(gòu)示意圖,與實施例1和2所不同的是,該濾波片303的粘接面3002使用大角度分光膜,如45度,此時激光器301,PD305可以在同一水平面上,即平行于PCBA,此時光纖也平行于PCBA;也可以選擇激光器和PD不在同一水平面上,此時光纖垂直于PCBA。該實施例中可以增加濾波片306,該濾波片306為小角度濾波片,用于隔離大角度濾波面3002所沒有隔離掉的光信號,提高隔離度。
圖5為實施例4結(jié)構(gòu)示意圖,與實施例1、2、3所不同的是,組合器件40由透鏡402、404,直角棱鏡403,濾波片405組成,同樣的在粘接面4002上鍍分光膜,透鏡402和404可以相同,也可以不同,直角棱鏡403可以和405互換,發(fā)射端經(jīng)過兩個透鏡的匯聚作用實現(xiàn)和光纖的耦合,接收端通過透鏡的一次聚焦作用實現(xiàn)和PD的耦合。小角度濾波片408可以實現(xiàn)更高的隔離度。
實施例4的另外一個顯著特點是,透鏡402可以和濾波片408互換位置,激光器401和PD407可以互換位置,即為實施例5,如圖6所示。其中501為激光器,507為PD,透鏡502、505和直角棱鏡503以及濾波片504組合形成發(fā)射端直通光路,透鏡505,直角棱鏡503以及濾波片504同時又形成接收端轉(zhuǎn)折光路,在接收端的出光位置依然加入一塊小角度濾波片用于增加隔離度。另外一個和實施例4所不同的地方是,粘接面5002的膜系和4002的膜系有所不同。可以根據(jù)設(shè)計需求選擇所需要的結(jié)構(gòu),實現(xiàn)方式靈活多變。
上述本申請實施例中的技術(shù)方案,至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點:
本申請中的光學結(jié)構(gòu),耦合裝置既可以實現(xiàn)發(fā)射端的聚焦耦合功能,又可以實現(xiàn)接收端的聚焦耦合功能,從發(fā)送端發(fā)出的光信號經(jīng)過耦合裝置后耦合到光纖中,而從光纖出射的光信號經(jīng)過耦合裝置后耦合到接收端上;該光學結(jié)構(gòu)緊湊,可以有效地減小體積和降低成本,調(diào)試簡單方便;其中,由于所用器件少,損耗低,耦合效率高,且由于所有器件安裝在同一基準面上,有良好的溫度性能,有利于光信號的長距離傳輸,具有切實的可行性。
盡管已描述了本實用新型的優(yōu)選實施例,但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念,則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以,所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。
顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣,倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。