專利名稱：一種模式耦合光組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種模式耦合光組件。
背景技術(shù)：
目前，F(xiàn)TTx所用的無源光纖網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，PON)架構(gòu)，是通過光無源器件——光耦合器(Coupler or PLC)，將多路由光節(jié)點(diǎn)(Optical Network Unit, 0NU)傳輸來的光信號(hào)耦合到一根光纖傳輸，然后再耦合到光纜終端設(shè)備(Optical Line Terminal, 0LT)，請(qǐng)參閱圖 1。通過光無源器件——光耦合器實(shí)現(xiàn)將多路由ONU傳輸來的光信號(hào)耦合到一根光纖傳輸，耦合時(shí)光功率損耗很嚴(yán)重，4路合1路損耗約7dB的光功率，8路合1路損耗約IOdB 的光功率，其光功率損耗PL與ONU數(shù)量N的關(guān)系是PL=3*Log2 (N) +ldB。而在ONU端用于光信號(hào)發(fā)射的激光器發(fā)射光功率有限，為+2——+7dBm,而OLT用于光信號(hào)接收的光電探測(cè)器的靈敏度也有限，為-36——28dBm,由于光信號(hào)在光纖中傳輸一定的距離或?qū)⑵浞殖啥嗦沸盘?hào)，都會(huì)使光信號(hào)衰弱，即光纖鏈路上的光功率損耗，尤其是光耦合器耦合帶來的附加損耗，會(huì)嚴(yán)重限制光信號(hào)的傳輸距離或者一個(gè)OLT能分的ONU的數(shù)量。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種模式耦合光組件。本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種模式耦合光組件，包括準(zhǔn)直器陣列、非球透鏡以及光電探測(cè)器，所述準(zhǔn)直器陣列將每一路光纖發(fā)射出來的光信號(hào)準(zhǔn)直成平行光，所述非球透鏡將準(zhǔn)直后的平行光匯聚到光電探測(cè)器上，所述準(zhǔn)直器陣列須滿足其出射光束的整體橫截面小于非球透鏡的通光孔徑，且經(jīng)過非球透鏡匯聚后其匯聚角度需滿足光電探測(cè)器的數(shù)值孔徑，所述準(zhǔn)直器陣列與非球透鏡的組合須滿足每一路出射的準(zhǔn)直高斯光束經(jīng)非球透鏡變換后其束腰半徑小于光電探測(cè)器有效面積的半徑。進(jìn)一步地，所述模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片、透鏡陣列以及激光器陣列，所述準(zhǔn)直器陣列輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片反射，再經(jīng)非球透鏡耦合至光電探測(cè)器；所述激光器陣列發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)所述透鏡陣列準(zhǔn)直，經(jīng)過波分復(fù)用濾光片透射， 再經(jīng)過準(zhǔn)直器陣列的耦合進(jìn)入到光纖，傳輸?shù)竭h(yuǎn)端。進(jìn)一步地，所述模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片、透鏡、分光片組以及激光器陣列，所述準(zhǔn)直器陣列輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片反射，再經(jīng)非球透鏡耦合至光電探測(cè)器；所述激光器陣列發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)透鏡準(zhǔn)直，再經(jīng)過分光片組進(jìn)行分光，再經(jīng)波分復(fù)用濾光片透射，再經(jīng)過準(zhǔn)直器陣列的耦合進(jìn)入到光纖，傳輸?shù)竭h(yuǎn)端。進(jìn)一步地，所述分光片組包括四個(gè)分光片，第一個(gè)分光片的分光比例(R:T)為 3:1，第二個(gè)分光片的分光比例(R = T)S 1:2，第三個(gè)分光片的分光比例(R = T)S 1:1，第四個(gè)分光片的分光比例(R:T)為1:0。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，該模式耦合光組件將多路由光節(jié)點(diǎn)傳輸來的光信號(hào)以低光功率損耗的方式耦合到光纜終端設(shè)備的光接收組件的光電探測(cè)器上，避免了光耦合器帶來的附加損耗，提高了光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中的光功率預(yù)算，從而有助于無源光纖網(wǎng)絡(luò)增大分光比，增加傳輸距離。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的模式耦合光組件的光路原理圖；圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的模式耦合光組件的光路原理圖；圖4是本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的模式耦合光組件的光路原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖2示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的模式耦合光組件的光路原理，該模式耦合光組件包括準(zhǔn)直器陣列11、非球透鏡12以及光電探測(cè)器13。所述準(zhǔn)直器陣列11將每一路光纖10發(fā)射出來的光信號(hào)準(zhǔn)直成平行光，所述非球透鏡12將準(zhǔn)直后的平行光匯聚到光電探測(cè)器13上。在本實(shí)施例中，將光耦合器與光接收組件封裝在一起。具體實(shí)現(xiàn)如下先通過準(zhǔn)直器陣列11 (一個(gè)透鏡陣列)將從每一路光纖10發(fā)射出來的光信號(hào)準(zhǔn)直成平行光，再通過一個(gè)合適的非球透鏡12將所有的準(zhǔn)直光一起匯聚到光電探測(cè)器13上。由于光電探測(cè)器13有較大的光敏面以及較大的數(shù)值孔徑，能使每一路到光電探測(cè)器13的光損耗都很小。例如4 合1小于ldB，8合1和16合1小于2dB，從而使光信號(hào)可以傳輸?shù)母h(yuǎn)。而準(zhǔn)直器陣列的陣列排布方式可以任意，但必須滿足其出射光束的橫截面小于非球透鏡12的通光孔徑，且經(jīng)過非球透鏡12匯聚后其匯聚角度需滿足光電探測(cè)器13的數(shù)值孔徑，且每一路出射的準(zhǔn)直光束的光斑大小要與非球透鏡12的參數(shù)匹配好，以使每一路光束經(jīng)非球透鏡12聚焦后， 其光斑大小小于光電探測(cè)器13的光敏面大小。圖3示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的模式耦合光組件的光路原理，該實(shí)施例是在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將光耦合器與光發(fā)射、光接收組件封裝在一起。也即是該模式耦合光組件除包括準(zhǔn)直器陣列11、非球透鏡12以及光電探測(cè)器13 外，該模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片14、透鏡陣列15以及激光器陣列16。該準(zhǔn)直器陣列11輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片14反射，再經(jīng)非球透鏡12耦合至光電探測(cè)器13。所述激光器陣列16發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)所述透鏡陣列15準(zhǔn)直，經(jīng)過波分復(fù)用濾光片14透射，再經(jīng)過準(zhǔn)直器陣列11的耦合進(jìn)入到光纖10，傳輸?shù)竭h(yuǎn)端。光纖端 10為N通道的準(zhǔn)直器陣列11。光接收組件采用非球透鏡12將所有的光信號(hào)耦合至光電探測(cè)器13。而光發(fā)射組件采用N個(gè)激光器陣列16，并通過一組N通道的透鏡陣列15準(zhǔn)直，經(jīng)過波分復(fù)用(WDM)濾光片14透射，耦合至N通道的準(zhǔn)直器陣列11，并通過光纖10傳輸至遠(yuǎn)端。圖4示出了本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的模式耦合光組件的光路原理，該實(shí)施例在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將光耦合器與光發(fā)射、光接收組件封裝在一起。也即是該模式耦合光組件除包括準(zhǔn)直器陣列11、非球透鏡12以及光電探測(cè)器13 外，該模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片14、透鏡18、分光片組17以及激光器19。該準(zhǔn)直器陣列11輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片14反射，再經(jīng)非球透鏡12耦合至光電探測(cè)器13。所述激光器19發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)透鏡18準(zhǔn)直，再經(jīng)過分光片組17進(jìn)行分光， 再經(jīng)波分復(fù)用濾光片14透射，再經(jīng)過準(zhǔn)直器陣列11的耦合進(jìn)入到光纖10，傳輸?shù)竭h(yuǎn)端。光纖10端為N通道的準(zhǔn)直器陣列11。光接收組件采用非球透鏡12將所有的光信號(hào)耦合至光電探測(cè)器13。在本實(shí)施例中，該分光片組17包括四個(gè)分光片，第一個(gè)分光片的分光比例(R:T) 為3:1，第二個(gè)分光片的分光比例(R:T)為1:2，第三個(gè)分光片的分光比例(R:T)為1:1，第四個(gè)分光片的分光比例(R:T)為1:0。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，該模式耦合光組件將多路由光節(jié)點(diǎn)傳輸來的光信號(hào)以低光功率損耗的方式耦合到光纜終端設(shè)備的光接收組件的光電探測(cè)器上，避免了光耦合器帶來的附加損耗，提高了光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中的光功率預(yù)算，從而有助于無源光纖網(wǎng)絡(luò)增大分光比，增加傳輸距離。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種模式耦合光組件，其特征在于，包括準(zhǔn)直器陣列、非球透鏡以及光電探測(cè)器，所述準(zhǔn)直器陣列將每一路光纖發(fā)射出來的光信號(hào)準(zhǔn)直成平行光，所述非球透鏡將準(zhǔn)直后的平行光匯聚到光電探測(cè)器上，所述準(zhǔn)直器陣列須滿足其出射光束的整體橫截面小于非球透鏡的通光孔徑，且經(jīng)過非球透鏡匯聚后其匯聚角度需滿足光電探測(cè)器的數(shù)值孔徑，所述準(zhǔn)直器陣列與非球透鏡的組合須滿足每一路出射的準(zhǔn)直高斯光束經(jīng)非球透鏡變換后其束腰半徑小于光電探測(cè)器有效面積的半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模式耦合光組件，其特征在于，所述模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片、透鏡陣列以及激光器陣列，所述準(zhǔn)直器陣列輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片反射，再經(jīng)非球透鏡耦合至光電探測(cè)器；所述激光器陣列發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)所述透鏡陣列準(zhǔn)直，經(jīng)過波分復(fù)用濾光片透射，再經(jīng)過準(zhǔn)直器陣列的耦合進(jìn)入到光纖，傳輸?shù)竭h(yuǎn)端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模式耦合光組件，其特征在于，所述模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片、透鏡、分光片組以及激光器陣列，所述準(zhǔn)直器陣列輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片反射，再經(jīng)非球透鏡耦合至光電探測(cè)器；所述激光器陣列發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)透鏡準(zhǔn)直，再經(jīng)過分光片組進(jìn)行分光，再經(jīng)波分復(fù)用濾光片透射，再經(jīng)過準(zhǔn)直器陣列的耦合進(jìn)入到光纖，傳輸?shù)竭h(yuǎn)端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模式耦合光組件，其特征在于，所述分光片組包括四個(gè)分光片，第一個(gè)分光片的分光比例為3:1，第二個(gè)分光片的分光比例為1:2，第三個(gè)分光片的分光比例為1:1，第四個(gè)分光片的分光比例為1:0。
專利摘要本實(shí)用新型適用于光通信領(lǐng)域，提供了一種模式耦合光組件，包括準(zhǔn)直器陣列、非球透鏡以及光電探測(cè)器，所述準(zhǔn)直器陣列將每一路光纖發(fā)射出來的光信號(hào)準(zhǔn)直成平行光，所述非球透鏡將準(zhǔn)直后的平行光匯聚到光電探測(cè)器上。所述準(zhǔn)直器陣列須滿足其出射光束的橫截面小于非球透鏡的通光孔徑，且經(jīng)過非球透鏡匯聚后其匯聚角度需滿足光電探測(cè)器的數(shù)值孔徑。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，該模式耦合光組件將多路由光節(jié)點(diǎn)傳輸來的光信號(hào)以低光功率損耗的方式耦合到光纜終端設(shè)備的光接收組件的光電探測(cè)器上，避免了光耦合器帶來的附加損耗，提高了光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中的光功率預(yù)算，從而有助于無源光纖網(wǎng)絡(luò)增大分光比，增加傳輸距離。
文檔編號(hào)G02B6/42GK202025112SQ20112012162
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者廖振興, 鄭啟飛 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司, 深圳市恒寶通光電子有限公司