单纤四向光器件和光功率计的制作方法

1.本技术涉及光通信技术领域，尤其涉及一种单纤四向光器件和光功率计。


背景技术：

2.光功率计(optical power meter，opm)是指用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器。在光纤系统中，测量光功率是最基本的需求，而光功率计则是最常用的测量仪表。一台光功率计通过测量发射端机或光网络的绝对功率，就能够评价光端设备的性能。将光功率计与稳定光源组合使用时，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。
3.现有技术中的光功率计为满足2.5gbit/s速率的光纤网络的测量需求而设计，其只能够接收波长为1490nm和1310nm的光，对波长为1490nm和1310nm的光的功率进行测量。
4.而随着光通信技术的发展，现有的光纤网络的速率从2.5gbit/s迈向10gbit/s。而在10gbit/s 速率的光纤网络中，所采用的激光包括波长为1260nm、1490nm、1550nm以及1577nm的光，波长相应的增加了1550nm和1577nm。上述针对2.5gbit/s速率的光纤网络的需求而设计的光功率计不能测量10gbit/s光纤网络中增加的波长为1550nm和1577nm的光，不能满足10gbit/s 速率光纤网络的光功率的测量的需要。


技术实现要素：

5.为了解决相关技术中需要兼容2.5gbit/s和10gbit/s速率不同波长产品的技术问题，本技术提供了一种单纤四向光器件和光功率计。
6.第一方面，本技术提供了一种单纤四向光器件，包括：光器件壳体和滤波组件；
7.所述光器件壳体具有内腔和与所述内腔连通的入光通道、第一出光通道、第二出光通道、第三出光通道以及第四出光通道；
8.所述滤波组件容置于所述内腔中，所述滤波组件包括第一滤波片、第二滤波片、第三滤波片以及第四滤波片；
9.所述入光通道用于向所述滤波组件入射波长为1260nm至1690nm的光，波长为1260nm至 1670nm的光经所述第一滤波片半反射后，从第一出光通道射出；
10.波长为1490nm的光经过所述第一滤波片透射后入射到所述第二滤波片上，并经过所述第二滤波片的反射，从所述第二出光通道射出；
11.波长为1550nm的光依次经所述第一滤波片和第二滤波片透射后入射到所述第三滤波片上，并经由所述第三滤波片反射至第四滤波片上，再经由所述第四滤波片反射到第三出光通道上；
12.波长为1577nm的光依次经过所述第一滤波片、第二滤波片以及第三滤波片的透射后，从所述第四出光通道射出。
13.可选地，波长为1260nm至1690nm的光以第一方向从所述入光通道入射至所述滤波组件，波长为1260nm至1690nm的光以第二方向从所述第一出光通道射出；
14.所述第一方向和所述第二方向互相垂直；所述第一滤波片与所述第一方向之间具有第一夹角a，所述第一夹角a的取值范围为44
°
＜a＜46
°
。
15.可选地，波长为1260nm至1690nm的光以第一方向从所述入光通道入射至所述滤波组件，波长为1490nm的光以第三方向从所述第二出光通道射出；所述第一方向和所述第三方向互相垂直；
16.所述第二滤波片与所述第一方向之间具有第二夹角b，所述第二夹角b的取值范围为44
°
＜b＜46
°
。
17.可选地，波长为1260nm至1690nm的光以第一方向从所述入光通道入射至所述滤波组件，波长为1550nm的光以第四方向从所述第三出光通道射出；所述第一方向与所述第四方向互相垂直；
18.所述第三滤波片与所述第一方向之间具有第三夹角c，所述第四滤波片与所述第四方向之间具有第四夹角d；所述第三夹角c的取值范围为10
°
≤a≤22
°
，所述第四夹角d的取值范围为32
°
≤b≤35
°
。
19.可选地，所述第三夹角c与所述第四夹角d之和的取值范围为大于44
°
且小于46
°
。
20.可选地，所述单纤四向光器件还包括四个光接收件，所述光接收件均用于接收光信号，所述四个光接收件分别设置在所述第一出光通道、所述第二出光通道、所述第三出光通道以及所述第四出光通道上。
21.可选地，所述光接收件采用晶体管外形封装。
22.可选地，所述入光通道与所述第三出光通道对齐。
23.可选地，所述滤波组件位于所述入光通道和所述第三出光通道之间，所述第四滤波片位于所述第二滤波片和所述第三滤波片之间。
24.第二方面，本技术提供了一种光功率计，包括上述的单纤四向光器件。
25.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
26.本技术实施例提供的单纤四向光器件，通过从入光通道入射波长为1260nm至1690nm的光，在经过第一滤波片的半反射后，波长为1260nm至1690nm的光部分从第一出光通道射出，部分从第一滤波片透射后，入射到第二滤波片上；波长为1490nm的光在经过第二滤波片的反射后，从第二出光通道射出；波长为1550nm的光在经过第二滤波片的透射后，入射到第三滤波片上，并经过第三滤波片的反射，入射到第四滤波片上，并经由第四滤波片的反射，从第三出光通道射出；波长为1577nm的光在依次经过第一滤波片、第二滤波片以及第三滤波片的透射后，从第四出光通道射出。从而使得单纤四向光器件可以处理多个不同波长的光，可以接收波长为1550nm和1577nm的光，进而适应10gbit/s速率光纤网络的测量需求。
27.本技术实施例提供的光功率计，其包括上述的单纤四向光器件。将单纤四向光器件应用于光功率计中，可以使得光功率计的接收波长数量增多，适用于处理2.5gbit/s和10gbit/s速率的光纤网络。
附图说明
28.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本技术实施例提供的一种单纤四向光器件的结构示意图；
31.图2为本技术实施例提供的一种单纤四向光器件的正视图；
32.图3为图2中沿a-a线的剖面图；
33.图4为本技术实施例提供的一种单纤四向光器件的光路示意图。
34.100、单纤四向光器件；110、光器件壳体；120、滤波组件；121、第一滤波片；122、第二滤波片；123、第三滤波片；124、第四滤波片；
35.131、第一光接收件；132、第二光接收件；133、第三光接收件；134、第四光接收件。
具体实施方式
36.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
37.参考图1至图4，本技术实施例提供了一种单纤四向光器件100，包括：光器件壳体110 和滤波组件120。
38.光器件壳体110具有内腔和与内腔连通的入光通道、第一出光通道、第二出光通道、第三出光通道以及第四出光通道；滤波组件120容置于内腔中，滤波组件120包括第一滤波片 121、第二滤波片122、第三滤波片123以及第四滤波片124；入光通道用于向滤波组件120入射波长为1260nm至1690nm的光，波长为1260nm至1670nm的光经第一滤波片121半反射后，从第一出光通道射出；波长为1490nm的光经过第一滤波片121透射后入射到第二滤波片122 上，并经过第二滤波片122的反射，从第二出光通道射出；波长为1550nm的光依次经第一滤波片121和第二滤波片122透射后入射到第三滤波片123上，并经由第三滤波片123反射至第四滤波片124上，再经由第四滤波片124反射到第三出光通道上；波长为1577nm的光依次经过第一滤波片121、第二滤波片122以及第三滤波片123的透射后，从第四出光通道射出。
39.利用本技术实施例提供的单纤四向光器件100，通过从入光通道入射波长为1260nm至 1690nm的光，在经过第一滤波片121的半反射后，波长为1260nm至1690nm的光部分从第一出光通道射出，部分从第一滤波片121透射后，入射到第二滤波片122上；波长为1490nm的光在经过第二滤波片122的反射后，从第二出光通道射出；波长为1550nm的光在经过第二滤波片122的透射后，入射到第三滤波片123上，并经过第三滤波片123的反射，入射到第四滤波片124上，并经由第四滤波片124的反射，从第三出光通道射出；波长为1577nm的光在依次经过第一滤波片121、第二滤波片122以及第三滤波片123的透射后，从第四出光通道射出。这样，通过设置第一滤波片121、第二滤波片122、第三滤波片123、以及第四滤波片124，且对应四个滤波片分别设置第一出光通道、第二出光通道、第三出光通道、以及第四出光通道，从而使得单纤四向光器件100可以处理多个不同波长的光，可以接收波长为1550nm和1577nm 的光，进而适应10gbit/s速率光纤网络的测量需求，能够用于兼容接收2.5gbit/
s和10gbit/s速率的通信波长。
40.具体地，从入光通道入射的光为全波长的光，波长的取值范围在1260nm至1670nm之间。第一滤波片121为半反射的第一滤波片121，波长为1260nm至1670nm之间的光在入射到第一滤波片121上时，部分光被第一滤波片121反射，并从第一出光通道射出，部分光从第一滤波片121透射，并入射到第二滤波片122上。
41.第二滤波片122、第三滤波片123以及第四滤波片124分别能够反射或透射特定波长的光，例如第二滤波片122能够反射波长为1490nm的光，第三滤波片123和第四滤波片124能够反射波长为1550nm的光。这些特定波长的光的透射和特定波长的光的反射，分别由第二滤波片 122、第三滤波片123以及第四滤波片124上的镀膜决定。通过调整第二滤波片122、第三滤波片123以及第四滤波片124的镀膜，允许特定波长的光通过。
42.参考图4，第一方向h为箭头h的方向，第二方向j为箭头j的方向，第三方向k为箭头k 的方向，第四方向l为箭头l的方向。波长为1260nm至1690nm的光以第一方向h从入光通道入射至滤波组件120，波长为1260nm至1690nm的光以第二方向j从第一出光通道射出；第一方向h和第二方向j互相垂直；第一滤波片121与第一方向h之间具有第一夹角a，第一夹角a 的取值范围为44
°
＜a＜46
°
。
43.设置第一方向h和第二方向j相互垂直，可以使得波长为1260nm至1690nm的光在经过第一滤波片121的反射后，以垂直于第二方向j入射到第一出光通道，进而使得光功率的损耗降低到最小。且通过设置第一滤波片121与第一方向h之间具有第一夹角a，第一夹角a的取值范围为44
°
＜a＜46
°
。确保第一滤波片121对波长为1260nm至1690nm的光进行半反射后，可以以第二方向j入射到第一出光通道。在一具体实施方式中，第一夹角a的取值可以为45
°
，当然，在实际调整第一滤波片121与第一方向h的角度时，会存在一定的偏移。所以第一夹角a的取值允许存在45
°±
0.5
°
以内的公差。
44.继续参考图4，波长为1260nm至1690nm的光以第一方向h从入光通道入射至滤波组件 120，波长为1260nm至1690nm的光在经过第一滤波片121的透射后，波长为1490nm的光被第二滤波片122反射，以第三方向k从第二出光通道射出；第一方向h和第三方向k互相垂直；第二滤波片122与第一方向h之间具有第二夹角b，第二夹角b的取值范围为44
°
＜b＜46
°
。
45.设置第一方向h与第三方向k互相垂直，可以使得波长为1490nm的光在经过第二滤波片 122的反射后，以垂直于第一方向h的角度入射到第二出光通道，进而使得光功率的损耗降低到最小。且通过设置第二滤波片122与第一方向h之间具有第二夹角b，第二夹角b的取值范围为44
°
＜b＜46
°
。确保第二滤波片122对波长为1490nm的光进行反射后，可以垂直于第一方向h入射到第二出光通道。
46.在一具体实施方式中，第二夹角b的取值可以为45
°
，当然，在实际调整第二滤波片122 与第一方向h之间的角度时，会存在一定的偏差。所以第二夹角b的取值允许存在45
°±
0.5
°
以内的公差。
47.波长为1550nm的光以第四方向l从第三出光通道射出；第一方向h与第四方向l互相垂直；第三滤波片123与第一方向h之间具有第三夹角c，第四滤波片124与第四方向l之间具有第四夹角d；第三夹角c的取值范围为10
°
≤c≤22
°
，第四夹角d的取值范围为32
°
≤d≤ 35
°
。
48.波长为1550nm的光在经过第一滤波片121的透射、第二滤波片122的透射、第三滤
波片 123的反射以及第四滤波片124的反射后，以第四方向l从第三出光通道射出。波长为1577nm 的光在依次经过第一滤波片121、第二滤波片122、第三滤波片123以及第四滤波片124后，以第一方向h从第四出光通道射出。设置第一方向h与第二方向j互相垂直，第一方向h与第三方向k互相垂直，第一方向h与第四方向l互相垂直。这样，从第一出光通道和第二出光通道射出的光均与从入光通道入射的光呈基本垂直的角度，减少光路的功率损耗。
49.第三滤波片123与第一方向h之间具有第三夹角c，第四滤波片124与第四方向l之间具有第四夹角d；第三夹角c的取值范围为10
°
≤c≤22
°
，第四夹角d的取值范围为32
°
≤d≤ 35
°
。
50.第三夹角c的数值不能设置过大，第三夹角c的取值范围小于或等于22
°
能够避免第三滤波片123对入射光的干扰。在一具体实施方式中，第三夹角c可以设置为13
°
，这样可以提高光路的抗干扰能力。
51.第四夹角d的数值也不能设置过小，设置第四夹角d的取值范围大于或等于32
°
能够避免第四滤波片124对入射光的干扰，使得波长为1550nm的光能够先由第三滤波片123反射后再入射到第四滤波片124上。
52.第三夹角c与第四夹角d之和的取值范围为大于44
°
且小于46
°
。这样，能够使得波长为 1270nm波长的光经第三滤波片123反射和第四滤波片124反射，以垂直于第一方向h从第一出光通道射出，进而减少光路损耗。需要说明的是，此处所指的“垂直”为基本垂直，并非数学意义上的绝对垂直，即允许存在一定的公差。
53.在一具体实施方式中，第三夹角c和第四夹角d的取值之和为45
°
。当然，在实际调整第三夹角c和第四夹角d的取值之和的角度值时，会存在一定的偏差。所以第一夹角a和第二夹角b的取值之和允许存在45
°±
0.5
°
以内的公差。
54.单纤四向光器件100还包括四个光接收件，光接收件均用于接收光信号，四个光接收件分别设置在第一出光通道、第二出光通道、第三出光通道以及第四出光通道上。四个光接收件分别为第一光接收件131、第二光接收件132、第三光接收件133以及第四光接收件134。
55.第一光接收件131设置在第一出光通道上，第二光接收件132设置在第二出光通道上，第三光接收件133设置在第三出光通道上，第四光接收件134设置在第四出光通道上。
56.光接收件采用晶体管外形封装。采用晶体管外形(transistor out-line，to)封装，能够使得单纤四向光器件100往小型化方向发展，结构更加紧凑。具体地，可以采用to46封装，to46的to管座的外径尺寸为4.6mm。
57.入光通道与第三出光通道对齐。通过这样的设置，从入光通道到第三出光通道是平齐的，缩短了光路的传输距离，减少了光功率的损耗，可以实现更好的传输效率。
58.滤波组件120位于入光通道和第三出光通道之间。通过这样的设置，从入光通道入射的光可以直接射到滤波组件120上，部分光还可以从滤波组件120射出到第三出光通道，减少了光路的传输距离，提高了光纤的传输效率。
59.第四滤波片124位于第二滤波片122和第三滤波片123之间。通过这样的设置，可以使得波长为1550nm的光首先入射到第三滤波片123上，然后又第三滤波片123反射至第四滤波片 124上，进而节省了滤波组件120所占用的空间，使得第二滤波片122与第三滤波片123之间的距离可以减小，进而使得滤波组件120结构紧凑，趋向于小型化。
60.本技术实施例还提供一种光功率计，包括单纤四向光器件100。光功率计包括单纤四向光器件100，可以兼容接收波长为1260nm至1690nm的光，且可以单独反射波长为1490nm、 1550nm以及1577nm的光，实现对2.5gbit/s和10gbit/s速率的光纤网络的功率计算。
61.在一具体实施方式中，光功率计包括手持光功率计。手持光功率计主要应用于光纤广电有线电视网络工程(community antenna television，catv)、光纤通信工程、综合布线系统、光器件生产与研究、光通信教学与试验和其他光纤工程。
62.手持式光功率计以极其直观和易于使用而闻名。虽然设置和操作因制造商和型号而异，但光功率或光损耗测试的许多基本功能在不同平台之间保持一致。手持式光功率计上的控制按钮通常包括电源(开/关)、波长选择、记忆功能、单元显示和建立基准线值的零/参考按钮。
63.光功率计可以与光学光源(ols)结合使用，形成光损耗测试装置(olts)。此功能在系统启动前的构建阶段特别有用。光纤跳线、适配器或直接连接用于将光功率计和ols连接到光纤链路的两端。打开光功率计的电源，然后打开ols，接着选择正确的波长。通过测量校准光源的功率输出功率，可以量化链路的插入损耗或衰减，并与损耗预算进行比较。
64.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
65.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。