專利名稱：插拔式雙向光電收發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及插拔式雙向光電收發(fā)器，特別是關(guān)于例如光通信、有線電視等光 電通信網(wǎng)絡(luò)中使用的信號傳輸及轉(zhuǎn)換的光電收發(fā)器。
背景技術(shù)：
在高速通訊網(wǎng)絡(luò)中，已廣泛使用光纖通信設(shè)備。特別是隨著高速區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和光纖 入網(wǎng)的快速發(fā)展，對于光纖通信系統(tǒng)的需求日愈增加。在光纖通信設(shè)備或系統(tǒng)中，光電收發(fā) 模塊安裝于通訊設(shè)備中以進(jìn)行光電信號的轉(zhuǎn)換及傳輸，為了增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)的彈性及維修方 便，光電收發(fā)模塊以可插拔方式插入于通訊設(shè)備中。這些光電收發(fā)模塊或設(shè)備的體積也隨 著光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展而須要小型化，且不能因體積的小型化而降低性能。在光電收發(fā)模塊中，光電收發(fā)器是其核心元件，因此，光電收發(fā)模塊的小型化通常 取決于光電收發(fā)器的體積。在傳統(tǒng)的光纖通信技術(shù)中，已知有不同型式的光電收發(fā)器。圖1顯示一傳統(tǒng)的光 電收發(fā)器1A，其主要包含發(fā)訊激光二極管(transmitting laser diode) 1、光感測器2、及卡 接/實(shí)體連接型(簡稱SC/PC)光纖配接器3。當(dāng)光電收發(fā)器IA要與外部的光通信網(wǎng)絡(luò)連 接時(shí)，其卡接端4與光纖fe卡接，而光纖fe的另一端插入至APC (角度型實(shí)體連接)/APC 型光纖配接器6，而連接至外部光通信網(wǎng)絡(luò)。在此類光電收發(fā)器中，由于從激光二極管1發(fā) 射的光經(jīng)過光纖配接器3、光纖fe、及光纖配接器6而連接至光通信網(wǎng)絡(luò)，所以，光信號經(jīng)過 此光路徑后功率損耗達(dá)到0. 3dB至0. 4dB。此外，光纖配接器3的端面光回傳反射損耗(簡 稱光回?fù)p)不佳，而此等級的功率損耗對于例如2. 5GHz等高傳輸速率通信的應(yīng)用而言是無 法接受的。圖2顯示另一現(xiàn)有的單纖雙向光電收發(fā)器，又稱為尾纖式雙向光電收發(fā)器1B。如 圖2所示，尾纖式雙向光電收發(fā)器IB包含發(fā)訊激光二極管LD、光感測器10、陶瓷插芯11、 及光纖5c。光電收發(fā)器IB在與外部的光通信網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，經(jīng)由自其本體引出的光纖5c的 一端插入至APC/APC型光纖配接器12而連接至光通信網(wǎng)絡(luò)。在插拔式雙向光電收發(fā)器IB 中，設(shè)有纏繞的光纖5c以解決光回?fù)p問題。但是，此纏繞的光纖5c的半徑需要大于15毫 米，一股而言是30毫米，因此，使得光電收發(fā)器IB的體積無可避免地增加，因而阻礙整體模 塊的小型化。此外，在先前技術(shù)中，為了解決激光二極管耦合效率低的問題，會增加激光二極管 的功率，但這會增加成本，或者采用6度或更小的端面角度的陶瓷插芯，但這會因?yàn)榛負(fù)p較 差而導(dǎo)致傳輸不穩(wěn)定。一般而言，陶瓷插芯是由中空陶瓷殼及設(shè)于陶瓷殼的中空部中的光 纖構(gòu)成，而且陶瓷插芯的端面研磨成特定角度，例如6度。因此，需要提供體積小、損耗低且成本低的插拔式雙向光電收發(fā)器。

實(shí)用新型內(nèi)容慮及上述，本實(shí)用新型提供插拔式雙向光電收發(fā)器，通過設(shè)置帶角角度的陶瓷插
3芯及將陶瓷插芯的光軸與發(fā)訊激光二極管的光軸配置成特定的偏移補(bǔ)償角，可以降低光電 收發(fā)器的體積、降低光回?fù)p、以及增加耦合效率。根據(jù)本實(shí)用新型的一態(tài)樣，提供插拔式雙向光電收發(fā)器，包括發(fā)訊激光二極管， 根據(jù)收到的電信號而發(fā)射光信號；光感測器，用于接收光信號以及根據(jù)收到的光信號而產(chǎn) 生電信號；光纖配接器，具有二端面角均為8度的陶瓷插芯；耦合部，具有三個(gè)不同的開口 以分別容納發(fā)訊激光二極管、光感測器、及陶瓷插芯的一端，以致于發(fā)訊激光二極管的發(fā)射 光光軸與陶瓷插芯的光軸配置成彼此偏移3. 8度角；以及，卡合部，設(shè)有中空的殼體以容納 陶瓷插芯的另一端，以及設(shè)有配置于殼體外周圍的卡合構(gòu)件，以允許以插拔方式與外部光 纖構(gòu)件連接。由于根據(jù)本實(shí)用新型的光電收發(fā)器采用插拔設(shè)計(jì)，因而不須要設(shè)置纏繞式的光 纖，而顯著地降低了體積，以及，由于陶瓷插芯與外部光通信網(wǎng)絡(luò)連接的一端面的角度為8 度，所以，可以解決回?fù)p不佳，而與發(fā)訊激光二極管耦合的一端的端面角度也為8度且其光 軸與發(fā)訊激光二極管的光軸配置成3. 8度角偏移補(bǔ)償，而可以顯著增進(jìn)耦合效率，例如增 加 10% 至 15%。從參考附圖的下述舉例說明的實(shí)施例的說明中，將清楚本實(shí)用新型的進(jìn)一步特 點(diǎn)、目的及功能。

此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分， 并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定。在附圖中圖1為顯示根據(jù)先前技術(shù)的光電收發(fā)器與光通信網(wǎng)絡(luò)的連接；圖2為顯示根據(jù)先前技術(shù)的另一光電收發(fā)器與光通信網(wǎng)絡(luò)的連接；圖3顯示根據(jù)本實(shí)用新型的插拔式雙向光電收發(fā)器與光通信網(wǎng)絡(luò)的連接；圖4為爆炸視圖，顯示根據(jù)本實(shí)用新型的插拔式雙向光電收發(fā)器；圖5為剖面視圖，顯示根據(jù)本實(shí)用新型的插拔式雙向光電收發(fā)器；圖6為光路徑圖，用于說明根據(jù)本實(shí)用新型的插拔式雙向光電收發(fā)器的補(bǔ)償角的 關(guān)系。附圖標(biāo)號5d 光纖20插拔式雙向光電收發(fā)器21發(fā)訊激光二極管22固定套23 滑圈24第一濾光片25金屬座26光感測器27第二濾光片28陶瓷插芯四金屬固定座[0031]30陶瓷套筒32 上勾33 殼34 卡環(huán)
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用 新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí) 用新型，但并不作為對本實(shí)用新型的限定。在下述中，將參考附圖，說明根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例。圖3顯示根據(jù)本實(shí)用新型的插拔式雙向光電收發(fā)器20與光通信網(wǎng)絡(luò)的連接方式。如圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型的雙向光電收發(fā)器20可以經(jīng)由光纖5d而連接至外 部的光通信網(wǎng)絡(luò)，不需要經(jīng)過外光纖配接器(例如圖1及圖2中所示的配接器6和12)。接著，將參考圖4及圖5，說明根據(jù)本實(shí)用新型的插拔式雙向光電收發(fā)器20的構(gòu)造。圖4及圖5分別為根據(jù)本實(shí)用新型的插拔式雙向光電收發(fā)器20的爆炸視圖及剖 面視圖。如圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型的光電收發(fā)器20包含發(fā)訊激光二極管21、光感測器 26、耦合部份、光纖配接器、卡合部，其中，耦合部份具有金屬座25、第一濾光片24、及第二 濾光片27，光纖配接器由陶瓷插芯觀、金屬固定座29、陶瓷套筒30、及金屬套筒31組成，以 及，卡合部由上勾32、殼33、以及卡環(huán)；34組成。如圖4及圖5所示，發(fā)訊激光二極管21穿過固定套22以及滑圈23而固定至耦合 部份中的金屬座25。發(fā)訊激光二極管21根據(jù)收到的電信號而發(fā)光以傳輸信號。舉例而言， 發(fā)訊激光二極管21可為分散回饋式激光二極管，但不限于此。光感測器沈固定至耦合部份，接收光信號以轉(zhuǎn)換成電信號。舉例而言，光感測器 26可為雪崩型光電二極管，但不限于此。耦合部份包含金屬座25、第一濾光片24、及第二濾光片27。金屬座25為立體且 中空的，以及設(shè)有三個(gè)開口以分別容納發(fā)訊激光二極管21、光感測器沈、及光纖配接器，藉 以使發(fā)訊激光二極管21、光感測器沈、及光纖配接器能夠在其中依預(yù)定光路徑來進(jìn)行光耦 合。三個(gè)開口中，二個(gè)開口的法線是一致的，亦即，這二開口是彼此對立，而另一開口的法線 與這二個(gè)開口的法線彼此垂直。此外，如圖4及圖5所示，第一濾光片M設(shè)置成與激光二 極管21的發(fā)射光光軸成45度，使激光二極管21的發(fā)射光通過，而使要傳送給光感測器沈 的具有特定波長的光反射以由光感測器26接收。而第二濾光片27設(shè)置成與激光二極管21 的發(fā)射光光軸相平行，而與光感測器26的接收光軸相垂直，用于阻擋波長與要由光感測器 26接收的光的特定波長不同的所有光通過。光纖配接器由陶瓷插芯觀、金屬固定座29、陶瓷套筒30、及金屬套筒31組成。由 圖5可見，陶瓷插芯觀的二端面均研磨成8度角，所以，光纖配接器為APC/APC型。陶瓷插 芯28的一端通過固定座四而固定至金屬座25，以與發(fā)訊激光二極管21及光感測器沈相 互耦合，而其另一端通過陶瓷套筒30及金屬套筒31而固定至卡合部，如此，可以導(dǎo)引發(fā)射自激光二極管21及傳送至光感測器沈的光信號，而與外部光通信網(wǎng)絡(luò)互相通信。卡合部由上勾32、殼33、以及卡環(huán)；34組成。從圖4及圖5清楚可見，上勾32從殼 33的一開口置入而固定于殼33之內(nèi)、卡環(huán)34與殼33的相卡合。如此，相對應(yīng)的卡合機(jī)構(gòu) (未顯示)的外部光纖5d可以插入卡合部的殼33中并通過卡合機(jī)構(gòu)而與卡環(huán)34相卡合固 定，以致于以可插拔的方式與雙向光電收發(fā)器20相連接。值得注意的是，根據(jù)本實(shí)用新型的光電收發(fā)器中陶瓷插芯觀的軸心(容納于其中 的光纖的軸心)、發(fā)訊激光二極管21的發(fā)射光光軸、光感測器沈的接收光軸之間的夾角關(guān) 系配置成光耦合效率顯著增加。特別地，陶瓷插芯觀的軸心與發(fā)訊激光二極管21的發(fā)射 光光軸配置成3. 8度偏移補(bǔ)償角，而且，陶瓷插芯觀的二端面角為8度。圖6為光路徑圖，用于說明根據(jù)本實(shí)用新型的光電收發(fā)器20中陶瓷插芯觀的軸 心(容納于其中的光纖的軸心)與發(fā)訊激光二極管21的發(fā)射光光軸之間的夾角關(guān)系。如圖6所示，當(dāng)光自陶瓷插芯觀以α入射角(α =8° )入射而以折射角β射 出時(shí)，根據(jù)折射原理Ii1Sin α = n2sin β其中，α =8°，Ii1 = 1.467(陶瓷插芯之玻璃光纖的折射率)η2 = 1(空氣折射 率)。根據(jù)上述公式，可求得θ = arc (Sin (Ii1Sin α )/η2)-8° = 3. 78°。因此，若將發(fā)訊激光二極管的發(fā)射光光軸與陶瓷插芯的軸心之間的夾角配置為 3.8° 士0.2°時(shí)，將可使得光的出射角度與激光二極管LD的射出光角度一致。如此，由于 要由光感測器接收的光是從外部光纖經(jīng)過陶瓷芯傳輸，然后，經(jīng)過45度濾光片(第一濾光 片24)反射進(jìn)入光感測器，而光經(jīng)過陶瓷插芯的8度端面折射后，會如圖6所示股朝向8度 角的長邊方向偏移3. 78度，所以，根據(jù)本實(shí)用新型，通過3. 8度的補(bǔ)償偏移角，入射光到達(dá) 45度的濾光片(第一濾光片24)的入射角可以成為45度，反射后就垂直入射到光感測器 中，而得到最好的耦合效率。根據(jù)上述，由于根據(jù)本實(shí)用新型的光電收發(fā)器采用插拔設(shè)計(jì)，因而不須要設(shè)置纏 繞式的光纖，而顯著地降低了體積，以及，由于陶瓷插芯與外部光通信網(wǎng)絡(luò)連接的一端面的 角度為8度，所以，可以克服回?fù)p不佳的問題，而與發(fā)訊激光二極管耦合的一端的端面角度 也為8度且其光軸與發(fā)訊激光二極管的光軸配置成3. 8度角偏移補(bǔ)償，而可以顯著增進(jìn)耦 合效率，例如增加10%至15%。在上述說明書中，已參考眾多具體細(xì)節(jié)來說明本實(shí)用新型的實(shí)施例，這些細(xì)節(jié)隨 著實(shí)施不同而不同，但是，說明書及圖式應(yīng)被視為說明而非限定。應(yīng)了解，本實(shí)用新型不局 限于所揭示的舉例說明的實(shí)施例。權(quán)利要求范圍應(yīng)依最廣義的解釋以涵蓋所有修改及均等 結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求1.一種插拔式雙向光電收發(fā)器，其特征在于，所述的插拔式雙向光電收發(fā)器包括發(fā)訊激光二極管，根據(jù)收到的電信號而發(fā)射光信號；光感測器，用于接收光信號以及根據(jù)收到的光信號而產(chǎn)生電信號；光纖配接器，具有二端面角均為8度的陶瓷插芯；耦合部，具有三個(gè)不同的開口以分別容納所述發(fā)訊激光二極管、所述光感測器、及所述 陶瓷插芯的一端，以致于所述發(fā)訊激光二極管的光發(fā)射光光軸與所述陶瓷插芯的光軸配置 成彼此偏移3. 8度角；以及卡合部，設(shè)有中空的殼體以容納所述陶瓷插芯的另一端，以及設(shè)有配置于所述殼體外 周圍的卡合構(gòu)件，以允許以插拔方式與外部光纖構(gòu)件連接。
2.如權(quán)利要求1所述的插拔式雙向光電收發(fā)器，其特征在于，所述發(fā)訊激光二極管插 入于固定套中，所述固定套再固定至所述耦合部的一側(cè)，以及，陶瓷插芯的一端插入于固定 座中，所述固定座再固定至所述耦合部的另一側(cè)，所述另一側(cè)與所述固定套固定的所述耦 合部的所述一側(cè)是彼此相反的。
3.如權(quán)利要求1所述的插拔式雙向光電收發(fā)器，其特征在于，所述發(fā)訊激光二極管是 分散回饋式激光二極管。
4.如權(quán)利要求1所述的插拔式雙向光電收發(fā)器，其特征在于，所述光感測器是雪崩光 電二極管。
5.如權(quán)利要求1所述的插拔式雙向光電收發(fā)器，其特征在于，所述耦合部包含三面開 口的中空金屬立方體底座、第一濾光片、及第二濾光片，所述三面開口中的二個(gè)開口的法線 是彼此一致的，而另一開口的法線與所述二個(gè)開口的法線彼此垂直，所述第一濾光片設(shè)置 成與所述發(fā)訊激光二極管的發(fā)射光光軸成45度，所述第二濾光片設(shè)置成與所述發(fā)訊激光 二極管的發(fā)射光光軸相平行且與所述光感測器的接收光軸垂直。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種插拔式雙向光電收發(fā)器，包括發(fā)訊激光二極管；光感測器；光纖配接器，具有二端面角均為8度的陶瓷插芯；耦合部，具有三個(gè)不同的開口以分別容納發(fā)訊激光二極管、光感測器、及陶瓷插芯的一端，以致于發(fā)訊激光二極管的發(fā)射光光軸與陶瓷插芯的光軸配置成彼此偏移3.8度角；以及卡合部，設(shè)有中空的殼體以容納陶瓷插芯的另一端，以及設(shè)有配置于殼體外周圍的卡合構(gòu)件，以允許以插拔方式與外部光纖構(gòu)件連接。本實(shí)用新型的光電收發(fā)器采用插拔設(shè)計(jì)，不需要設(shè)置纏繞式的光纖，因而顯著地降低了體積，并且可以解決回?fù)p不佳的問題，顯著的增進(jìn)了耦合效率。
文檔編號H04B10/24GK201926786SQ20102059847
公開日2011年8月10日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者張媛媛, 羅建洪, 聶鵬 申請人:寧波環(huán)球廣電科技有限公司