專利名稱：一種同軸單纖雙向器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到光學(xué)器件，特別涉及到一種用于傳感以及光通訊的單纖雙向器件。
背景技術(shù)：
單纖雙向器件(BOSA)在光通訊中應(yīng)用最廣泛、而且用量最大的光學(xué)器件之一。目前常用的單纖雙向器件是由一個帶透鏡的TO激光器和一個在光軸上的約45度濾光片，一根光纖插針以及一個TO型的光電探測器組成。單線雙向器件的功能是在一根光纖上完成下行信號和上行信號的同時傳輸，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。在上述的單纖雙向器件中，在光線下行狀態(tài)下從光纖6、發(fā)射出來的信號光被45 度濾光片4、反射，并被透鏡廠匯聚到探測器8、上被接收，也就將入射的光信號轉(zhuǎn)化為電信號輸出。在光線上行狀態(tài)下電信號加到TO型激光器f的引腳上，激光器2、發(fā)光，光信號被透鏡3、聚焦穿過45度濾光片耦合到光纖6、里，從而完成數(shù)據(jù)的上行?，F(xiàn)有技術(shù)中單纖雙向器件，從光路和外形來說，呈T字形，水平上行，垂直的為下行。其存在的不足之處在于由于采用了單個球透鏡做上行的光信號耦合，像差很大導(dǎo)致耦合效率降低，并且外形尺寸相對比較大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新的結(jié)構(gòu)類型的單纖雙向光學(xué)器件。本實用新型的單纖雙向光學(xué)器件要能夠提高激光器與光纖之間的耦合效率，降低濾光片的制作難度，并且能夠減小整個器件所占的體積。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本實用新型提供的技術(shù)方案如下一種同軸單纖雙向器件，其特征在于，其包括有分布在直行光路上的激光組件、第一透鏡、濾光片和探測組件，所述的激光組件包括光纖和LD芯片，所述的光纖從基座上伸出至第一透鏡的一側(cè)，所述的LD芯片靠近并平行于所述光纖的伸出端，所述的第一透鏡和濾光片由基座支撐并平行排列，所述的探測組件包括有第二透鏡和光電探測器，該光電探測器連接基座引腳，所述的探測組件通過外殼與所述的基座連接，所述第二透鏡和所述濾光片中有一個鍍有透射下行光、反射上行光的膜層。在本實用新型單纖雙向器件的下行光路中，所述光纖上出射的光信號通過第一透鏡和濾光片，經(jīng)過第二透鏡聚焦到光電探測器上轉(zhuǎn)化成電信號。在本實用新型單纖雙向器件的上行光路中，激光組件中的LD芯片通電發(fā)光，通過第一透鏡，由濾波片反射，再次通過第一透鏡聚焦在光纖上傳輸出去。在本實用新型的同軸單纖雙向器件中，所述的濾光片為小角度濾光片，其中濾光片的光軸和入射光線之間的夾角不大于13度。在本實用新型的同軸單纖雙向器件中，所述的濾光片置于第一透鏡的焦點位置附近，具體是在第一透鏡的焦點位置的正負(fù)10%焦距范圍內(nèi)。
3[0013]在本實用新型的同軸單纖雙向器件中，所述的激光器芯片和光纖位于濾光片的同一側(cè)，所述的光電探測器和光纖位于濾光片的兩側(cè)?；谏显V技術(shù)方案，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)中的單纖雙向組件相比具有如下技術(shù)優(yōu)點1.本實用新型的同軸單纖雙向器件相比傳統(tǒng)的單纖雙向器件，由于是同軸設(shè)計， 其所用到的機械件量和結(jié)構(gòu)大大簡化，而且可以省去一個濾光片，降低制造成本。2.在光線下行狀態(tài)下從光纖射出的下行信號光經(jīng)過第一透鏡準(zhǔn)直和第二透鏡聚焦后再到達(dá)探測器，可以在探測器的表面得到更小的光斑，讓探測器接受到更多的信號光。在光線上行狀態(tài)下從激光器發(fā)出的上行信號光，兩次經(jīng)過第一透鏡，分別是準(zhǔn)直和聚焦，然后被光纖耦合接收，因為相當(dāng)于兩個透鏡進(jìn)行耦合，所以像差更小，可以得到更高的耦合效率。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中單纖雙向器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的同軸單纖雙向器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型的同軸單纖雙向器件的下行結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型同軸單纖雙向器件下行光路部分放大示意圖。圖5是本實用新型的同軸單纖雙向器件的上行結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實用新型同軸單纖雙向器件下行光路部分放大示意圖。
具體實施方式
下面我們結(jié)合附圖和具體的實施例來對本實用新型的同軸單纖雙向器件做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以求更為清楚明了地理解本實用新型的結(jié)構(gòu)特征和使用過程，但不能以此來限制本實用新型的保護(hù)范圍。請看圖2、圖3和圖5，本實用新型的同軸單纖雙向器件在結(jié)構(gòu)上主要包括有分布在直行光路上的激光組件、第一透鏡、濾光片、探測組件。其中，所述的激光組件包括光纖和 LD芯片，所述的光纖從基座上伸出至第一透鏡的一側(cè)，所述的LD芯片平行于所述的光纖伸出端。所述的第一透鏡和濾光片由基座支撐并平行排列，所述的探測組件通過外殼與所述的基座連接，所述的探測組件包括有第二透鏡和光電探測器，該光電探測器連接基座引腳。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可在TO管座1靠近中軸的位置制作出一個通孔，而光纖2 則從該通孔內(nèi)伸出來，光纖的延伸端與LD芯片3的發(fā)光面齊平，而LD芯片3則被固定在TO 管座1上。光纖2的延伸端以及LD芯片均靠近第一透鏡5的一側(cè)，這里的光纖2的延伸端也可以用一個光纖插針來替代。靠近第一透鏡5的另一側(cè)設(shè)置有一個濾光片6，第一透鏡5 和濾光片6都固定在一個基座4上，并且保持第一透鏡5和濾光片6平行放置。基座4的一端固定在TO管座1上，另一端同軸固定有一個圓筒形的外殼7，外殼7的另一端固定有 TO管殼10。探測組件固定在TO管殼10上，其中光電探測器9連接有TO管座引腳，光電探測器9的前端設(shè)置有第二透鏡8，而第二透鏡8則靠近且平行于所述的濾光片6。這里的濾光片6位于第一透鏡5的焦點位置，而且要求濾光片6需垂直于第一透鏡5的光軸，這樣光線通過第一透鏡5以后可以聚焦在濾光片6上，以實現(xiàn)高效過濾。[0026]上述的濾光片6為小角度濾光片，其中濾光片6的光軸和入射光線之間的夾角需要小于等于13度，我們稱之為小角度濾光片。并且，濾光片6放置的位置在第一透鏡5的焦點位置附近，具體是在第一透鏡5的焦點位置的正負(fù)10%焦距范圍內(nèi)。上述的上行信號光和下行信號光需要具有一定的光譜間隔，而且在濾光片上鍍有能讓其中一路光透射，另一路光反射的膜層。當(dāng)然，上述的膜層也可以鍍在第一透鏡上以簡化結(jié)構(gòu)。在上述的同軸單纖雙向器件中，若要實現(xiàn)其雙向的下行功能，其光路流程如圖3 和圖4所示。光纖2接受外部的入射光，該入射光通過光纖2的伸出端出射，射出的光信號通過第一透鏡5，并透射過濾光片6，然后經(jīng)過第二透鏡8聚焦到光電探測器9上面，第一透鏡5和第二透鏡8選擇為球形透鏡，且他們方向相反地放置在濾光片6的兩側(cè)，則第二透鏡 8聚焦上述的光信號至光電探測器9上，光電探測器9將上述的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，然后通過TO管殼10的引腳傳輸出去，這就完成了單纖雙向之下行功能。在該過程中，第一透鏡 5起到準(zhǔn)直作用，第二透鏡8起到聚焦作用，由于第二透鏡8的聚焦，可以再光電探測器9的表面獲得更小的光斑，從而讓光電探測器9接收到更多的信號光。在上述的同軸單纖雙向器件中，若要實現(xiàn)其雙向的上行功能，其光路流程如圖5 和圖6所示。當(dāng)電信號施加在TO管殼10的引腳上，就會使LD芯片3發(fā)光，發(fā)出的光信號通過第一透鏡5至濾光片6上，上述LD芯片3發(fā)出的光被濾光片6反射回來，反射光再次通過第一透鏡5，而此時第一透鏡5對反射光起到聚焦作用，聚焦后的反射光入射至光纖2 內(nèi)傳輸出去，也就完成了單纖雙向之上行功能。在該過程中，LD芯片發(fā)出的光兩側(cè)經(jīng)過第一透鏡5，其第一次通過第一透鏡5時起到準(zhǔn)直作用，而第二通過第一透鏡5時是起到聚焦作用，最后才被光纖2耦合接收。這樣相當(dāng)于兩個透鏡的進(jìn)行耦合，所以像差更小，可以獲得更高的耦合效率。
權(quán)利要求1.一種同軸單纖雙向器件，其特征在于，其包括有分布在直行光路上的激光組件、第一透鏡、濾光片和探測組件，所述的激光組件包括光纖和LD芯片，所述的光纖從基座上伸出至第一透鏡的一側(cè)，所述的LD芯片靠近并平行于所述光纖的伸出端，所述的第一透鏡和濾光片由基座支撐并平行排列，所述的探測組件包括有第二透鏡和光電探測器，該光電探測器連接基座引腳，所述的探測組件通過外殼與所述的基座連接，所述第二透鏡和所述濾光片中有一個鍍有透射下行光、反射上行光的膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同軸單纖雙向器件，其特征在于，在單纖雙向器件的下行光路中，所述光纖上出射的光信號通過第一透鏡和濾光片，經(jīng)過第二透鏡聚焦到光電探測器上轉(zhuǎn)化成電信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同軸單纖雙向器件，其特征在于，在單纖雙向器件的上行光路中，激光組件中的LD芯片通電發(fā)光，通過第一透鏡，由濾波片反射，再次通過第一透鏡聚焦在光纖上傳輸出去。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同軸單纖雙向器件，其特征在于，所述的濾光片為小角度濾光片，其中濾光片的光軸和入射光線之間的夾角不大于13度。
5 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同軸單纖雙向器件，其特征在于，所述的濾光片置于第一透鏡的焦點位置的正負(fù)10%焦距范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同軸單纖雙向器件，其特征在于，所述的激光器芯片和光纖位于濾光片的同一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同軸單纖雙向器件，其特征在于，所述的光電探測器和光纖位于濾光片的兩側(cè)。
專利摘要本實用新型涉及到一種同軸單纖雙向器件，其包括有分布在直行光路上的激光組件、第一透鏡、濾光片和探測組件，激光組件包括光纖和LD芯片，光纖從基座上伸出至第一透鏡的一側(cè)，LD芯片靠近并平行于所述光纖的伸出端，第一透鏡和濾光片由基座支撐并平行排列，所述的探測組件包括有第二透鏡和光電探測器，該光電探測器連接基座引腳，探測組件通過外殼與所述的基座連接所述的探測組件通過環(huán)形外殼與所述的基座連接，所述第二透鏡和所述濾光片中有一個鍍有透射下行光、反射上行光的膜層。本實用新型的單纖雙向光學(xué)器件提高了激光器與光纖之間的耦合效率，降低了濾光片的制作難度，且減小了整個器件所占的體積。
文檔編號H04B10/24GK202196203SQ20112029241
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者方祖捷 申請人:方祖捷