專利名稱：一種光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，光纖傳感器小型化、模塊化技術(shù)是國(guó)際上尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家各國(guó)政府、科技界、工業(yè)界追逐的高新技術(shù)，它對(duì)降低器件制造成本，提高光纖傳感器工程化程度有著重大的研究和應(yīng)用價(jià)值。光纖傳感器小型化技術(shù)的主流方向是結(jié)構(gòu)緊湊的集成光學(xué)型傳感器，而作為將該類型光纖傳感器的光源、探測(cè)器及連接光路高度集成的關(guān)鍵技術(shù)一收發(fā)一體化模塊自然成為光纖傳感器小型化的關(guān)鍵。當(dāng)前，如圖1所示，光纖傳感器中的探測(cè)器多通用內(nèi)嵌場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的PIN-FET探測(cè)器。此探測(cè)器器件成本高居不下，成為整個(gè)光纖傳感器成本無法大幅度降低的一個(gè)重要限制因素。而且PIN-FET的蝶形封裝形式也很難與同樣封裝形式的光源進(jìn)一步集成，造成了光發(fā)射與接收裝置體積過大，難于實(shí)現(xiàn)光纖傳感器的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的光纖傳感器中的探測(cè)器存在的集成難度較大、收發(fā)裝置的體積較大、成本較高的問題，提出了一種光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊，包括TO封裝光源，用于向光耦合傳輸器件提供光源；光耦合傳輸器件，用于將TO封裝光源輸出的光傳輸?shù)焦饫w上，以及將光纖返回的光反射到TO封裝PIN-TIA探測(cè)器的PIN光敏面上；TO封裝PIN-TIA探測(cè)器，用于將光耦合傳輸器件的反射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過TIA 跨阻放大器進(jìn)行放大，通過TO封裝的管腳輸出到光纖傳感系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是應(yīng)用PIN-TIA探測(cè)器組件替代通用的PIN-FET組件，降低了器件成本；選擇TO封裝形式的光源和探測(cè)器組件，將分立元件集成封裝在單一模塊中，提高了光纖傳感器的可靠性，降低了耦合封裝成本，使光纖傳感器小型化成為可能。


圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的現(xiàn)有光纖傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的采用TO封裝形式光收發(fā)一體模塊外形示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供了一種光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊，其特征在于，如圖2所示，包括CN 102540364 A
TO封裝光源21，用于向光耦合傳輸器件22提供光源；光耦合傳輸器件22，用于將TO封裝光源21輸出的光傳輸?shù)焦饫w上，以及將光纖返回的光反射到TO封裝PIN-TIA探測(cè)器23的PIN光敏面上；TO封裝PIN-TIA探測(cè)器23，用將光耦合傳輸器件22的反射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過 TIA跨阻放大器進(jìn)行放大，通過TO封裝的管腳輸出到光纖傳感系統(tǒng)。具體的，本具體實(shí)施方式
選用低成本、TO封裝形式的光通信用內(nèi)嵌跨阻放大器 PIN-TIA探測(cè)器組件替換PIN-FET探測(cè)器。將PIN-TIA探測(cè)器組件應(yīng)用于光傳感領(lǐng)域，并選用TO封裝形式的光源作為發(fā)射器。加以分立的微光學(xué)器件組裝成光耦合傳輸部分，從而形成TO形式的光收發(fā)一體模塊。其中，光耦合傳輸器件22包括三個(gè)透鏡和分光器件，所述三個(gè)透鏡分別設(shè)置在TO 封裝光源21出射光路、光纖的出射入射光路上以及TO封裝PIN-TIA探測(cè)器23的入射光路上，所述分光器件設(shè)置在所述三個(gè)透鏡之間的光路上?？蛇x的，光耦合傳輸器件22還可以包括旋光晶體，所述旋光晶體設(shè)置在所述分光器件與光纖之間的光路上。如圖2所示，TO封裝光源21發(fā)出空間光束，經(jīng)由透鏡、分光器件、旋光晶體組成的光耦合傳輸器件22，進(jìn)入光纖，組成正向光傳輸光路。從光纖返回的光經(jīng)由光耦合傳輸器件 22，通過分光器件反射到TO封裝PIN-TIA探測(cè)器23的PIN光敏面上，TO封裝的PIN-TIA探測(cè)器23接受空間光，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過TIA跨阻放大器進(jìn)行放大，從管腳可以輸出，完成整個(gè)器件的收發(fā)功能。其中，分光器件可以選用以下幾種膜片、分束棱鏡、偏振膜片和偏振分束棱鏡。當(dāng) TO封裝光源21發(fā)出非偏振光時(shí)，光耦合傳輸器件22不包含旋光晶體，所用分光器件為膜片或分束棱鏡。當(dāng)TO封裝光源21發(fā)出偏振光時(shí)，光耦合傳輸器件22包含旋光晶體，所用分光器件為偏振膜片或偏振分束棱鏡。本具體實(shí)施方式
利用了 TO封裝形式的光源和探測(cè)器組件，對(duì)準(zhǔn)工藝簡(jiǎn)單，耦合效率高。所用PIN-TIA組件成本低，大大降低了整個(gè)收發(fā)模塊的研制成本。TO封裝形式的光收發(fā)一體模塊外形示意圖如圖3所示。本發(fā)明與現(xiàn)有產(chǎn)品相比具有以下優(yōu)勢(shì)1、應(yīng)用PIN-TIA探測(cè)器組件替代通用的PIN-FET組件，降低了器件成本。2、選擇TO封裝形式的光源和探測(cè)器組件，將分立元件集成封裝在單一模塊中，提高了光纖傳感器的可靠性，降低了耦合封裝成本，使光纖傳感器小型化成為可能。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊，其特征在于，包括TO封裝光源，用于向光耦合傳輸器件提供光源；光耦合傳輸器件，用于將TO封裝光源輸出的光傳輸?shù)焦饫w上，以及將光纖返回的光反射到TO封裝PIN-TIA探測(cè)器的PIN光敏面上；TO封裝PIN-TIA探測(cè)器，用于將光耦合傳輸器件的反射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過TIA跨阻放大器進(jìn)行放大，通過TO封裝的管腳輸出到光纖傳感系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述光耦合傳輸器件包括三個(gè)透鏡和分光器件，所述三個(gè)透鏡分別設(shè)置在TO封裝光源出射光路、 光纖的出射入射光路上以及TO封裝PIN-TIA探測(cè)器的入射光路上，所述分光器件設(shè)置在所述三個(gè)透鏡之間的光路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述分光器件采用膜片或分束棱鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述光耦合傳輸器件還包括旋光晶體，所述旋光晶體設(shè)置在所述分光器件與光纖之間的光路上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述分光器件采用偏振膜片或偏振分束棱鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖傳感用同軸封裝光收發(fā)一體模塊，包括TO封裝光源，用于向光耦合傳輸器件提供光源；光耦合傳輸器件，用于將TO封裝光源輸出的光傳輸?shù)焦饫w上，以及將光纖返回的光反射到TO封裝PIN-TIA探測(cè)器的PIN光敏面上；TO封裝PIN-TIA探測(cè)器，用于將光耦合傳輸器件的反射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過TIA跨阻放大器進(jìn)行放大，通過TO封裝的管腳輸出到光纖傳感系統(tǒng)。本發(fā)明應(yīng)用PIN-TIA探測(cè)器組件替代通用的PIN-FET組件，降低了器件成本；選擇TO封裝形式的光源和探測(cè)器組件，將分立元件集成封裝在單一模塊中，提高了光纖傳感器的可靠性，降低了耦合封裝成本，使光纖傳感器小型化成為可能。
文檔編號(hào)G02B6/42GK102540364SQ201110460569
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者馮麗爽, 周震, 王坤博, 馬迎建 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)