单纤三向光器件和光调制解调器的制作方法

1.本技术涉及光通信技术领域，尤其涉及一种单纤三向光器件和光调制解调器。


背景技术：

2.随着网络业务的高速发展，尤其是iptv、hdtv、双向视频以及在线视频等大流量业务的逐渐开展与普及，每个用户的带宽需求将以数量级递增。光纤到户(fiber to the home，ftth)被认为是宽带接入的终极解决方案，光纤到户从广义上说是指一根光纤直接到家庭，其满足了数据、语音、catv等综合业务对高带宽的需求，但光纤到户要得到普及，关键是降低接入成本。
3.为进一步降低接入成本，采用单纤三向传输技术来实现这种综合业务的传输已经逐渐成为光纤到户技术发展的一个主流。单纤三向传输技术是指在一根光纤里可以同时传输收发三个方向的光信号。单纤三向光器件只有一个端口，通过单纤三向光器件中的滤波片进行滤波，可以同时完成两个波长光信号的发射和另一个波长光信号的接收。
4.单纤三向光器件包括光接收件和光发射件。光发射件采用晶体管外形封装，晶体管外形封装(transistor outline，to)是一种晶体管封装方式，旨在使引线能够被加工成型并用于表面贴装。参考图1，传统的晶体管外形封装200包括探测器210、激光器220、to管帽230、非球面透镜240、引脚250以及to底座260。to管帽230具有内腔，引脚250和to管帽230均设置在to底座260上，激光器220和探测器210均设置在to管帽230的内腔中，非球面透镜240设置在to管帽230上。这样，通过激光器220发出激光从而由非球面透镜240射出。
5.将晶体管外形封装应用于单纤三向光器件中，单纤三向光器件能够收发波长为1310nm、1490nm以及1550nm的光，但是传统的单纤三向光器件采用非球面透镜220的透镜类型，这样从激光器220发出的激光在经过非球面透镜240后，会在非球面透镜240的焦点处汇聚成一点。这样的汇聚光在经过滤波片后，光的功率衰减会比较大，不易于进行耦合。


技术实现要素：

6.为了解决光在经过滤波片后的衰减比较大的技术问题，本技术提供了一种单纤三向组件和光调制解调器。
7.第一方面，本技术提供了一种单纤三向组件，包括：光器件壳体、滤波组件、光发射件以及凸透镜；
8.所述光器件壳体具有内腔和与所述内腔连通的第一通道和第二通道；所述第一通道为入/出光通道，所述第二通道为入光通道；
9.所述滤波组件容置于所述内腔中；
10.所述凸透镜设置在所述滤波组件和所述光发射件之间；
11.所述光发射件设置在所述第二通道上，所述光发射件包括平窗透镜和激光器；
12.所述激光器发射的激光在经过所述平窗透镜的透射、所述凸透镜的透射以及所述滤波组件的透射后，从所述第一通道射出。
13.可选地，所述滤波组件包括第一滤波片和第二滤波片，所述光器件壳体还具有与所述内腔连通的第三通道和第四通道；
14.从所述第一通道入射的光经过所述第一滤波片的反射后从所述第三通道射出，从所述第一通道入射的光在经过所述第一滤波片的透射和第二滤波片的反射后从所述第四通道射出。
15.可选地，第一方向为从所述第一通道入射的光的方向，第二方向为从所述第二通道入射的光的方向，第三方向为从所述第三通道射出的光的方向，第四方向为从所述第四通道射出的光的方向；
16.所述第一方向与所述第二方向相反，所述第三方向与所述第四方向分别与所述第一方向垂直；
17.所述第一滤波片与所述第一方向之间具有第一夹角a，所述第二滤波片与所述第一方向之间具有第二夹角b，所述第一夹角a与所述第二夹角b之和的取值范围大于89
°
，且小于91
°
。
18.可选地，所述第一夹角a的取值范围为44
°
＜a＜46
°
。
19.可选地，所述第二夹角b的取值范围为44
°
＜a＜46
°
。
20.可选地，所述第一通道和所述第二通道对齐。
21.可选地，所述单纤三向光器件还包括两个光接收件，所述两个光接收件分别设置在所述第三通道和所述第四通道上。
22.可选地，所述光接收件采用晶体管外形封装。
23.可选地，所述光发射件采用晶体管外形封装。
24.第二方面，本技术提供了一种光调制解调器，包括上述的单纤三向光器件。
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三向组件包括：光器件壳体、滤波组件、光发射件以及凸透镜。光发射件设置在第二通道上，光发射件包括平窗透镜和激光器；激光器发射的激光在经过平窗透镜的透射、凸透镜的透射以及滤波组件的透射后，从第一通道射出。这样，通过光发射件的激光器发出的光经过平窗透镜后从第二通道入射，光在经过凸透镜的透射后以平行光的方式入射到滤波组件中，并从第一通道射出。这样，通过采用凸透镜结合平窗透镜的方式，使得光以平行光的方式进行传输，减少光通过滤波组件的损耗，从而提高耦合效率，更易于自动化生产。
27.本技术实施例提供的光调制解调器，包括上述的单纤三向光器件。将单纤三向光器件应用于光调制解调器，能够减少光透射过滤波组件的损耗，从而提高耦合效率，更易于自动化生产。
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为一种晶体管外形封装的结构示意图；
31.图2本技术实施例提供的一种单纤三向光器件的结构示意图；
32.图3为本技术实施例提供的一种单纤三向光器件的正视图；
33.图4为图3中沿a-a线的剖面图；
34.图5为本技术实施例提供的一种单纤三向光器件的光路图。
35.附图标记：
36.100、单纤三向光器件；110、光器件壳体；120、滤波组件；121、第一滤波片；122、第二滤波片；133、光发射件；140、凸透镜；131、第一光接收件；132、第二光接收件。
具体实施方式
37.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。
38.参考图2至图5，本技术实施例提供了一种单纤三向光器件100，包括：光器件壳体110、滤波组件120、光发射件133以及凸透镜140。
39.光器件壳体110具有内腔和与内腔连通的第一通道和第二通道；第一通道为入/出光通道，第二通道为入光通道；滤波组件120容置于内腔中；凸透镜140设置在滤波组件120和光发射件133之间；光发射件133设置在第二通道上，光发射件133包括平窗透镜和激光器；激光器发射的激光在经过平窗透镜的透射、凸透镜140的透射以及滤波组件120的透射后，从第一通道射出。
40.这样，利用本技术实施例提供的单纤三向光器件100，通过光发射件133的激光器发出光，然后光从光发射件133的平窗透镜中射出，并经过凸透镜140的透射后，入射到滤波组件120上，并经由滤波组件120从第一通道射出。通过采用凸透镜140结合平窗透镜的方式，使得光以平行光的方式进行传输，减少光通过滤波组件120的损耗，从而提高耦合效率，更易于自动化生产。
41.在一具体实施方式中，滤波组件120包括第一滤波片121和第二滤波片122，光器件壳体110还具有与内腔连通的第三通道和第四通道；
42.从第一通道入射的光经过第一滤波片121的反射后从第三通道射出，从第一通道入射的光在经过第一滤波片121的透射和第二滤波片122的反射后从第四通道射出。
43.从第一通道入射的光的波长为1490nm和1550nm，波长为1490nm的光从第一通道入射，并经过第一滤波片121的透射后，入射到第二滤波片122上，并经由第二滤波片122的发射，从第四通道射出。波长为1550nm的光在从第一通道入射，并经过第一滤波片121的反射后，从第三通道射出。从第二通道入射的光的波长为1310nm，波长为1310nm的光从第二通道入射，并经过凸透镜140的透射和滤波组件120的透射后，从第一通道射出。
44.这样，可以通过滤波组件120对三种波长的光进行分光，避免光路之间的串扰，减少光路的损耗。特定波长的光的透射和特定波长的光的反射，分别由第一滤波片121和第二滤波片122上的镀膜决定。这些波长为1310nm、1490nm、以及1550nm的光通过滤波组件120时，通过调整第一滤波片121和第二滤波片122上的镀膜，从而允许特定波长的光通过或对
特定波长的光进行反射。
45.参考图5，第一方向h为图5中箭头h的方向，第二方向k为箭头k的方向，第三方向i为箭头i的方向，第四方向j为箭头j的方向。
46.第一方向h为从第一通道入射的光的方向，第二方向k为从第二通道入射的光的方向，第三方向i为从第三通道射出的光的方向，第四方向j为从第四通道射出的光的方向。
47.第一方向h与第二方向k相反，第三方向i与第四方向j分别与第一方向h垂直；第一滤波片121与第一方向h之间具有第一夹角a，第二滤波片122与第一方向h之间具有第二夹角b，第一夹角a与第二夹角b之和的取值范围大于89
°
，且小于91
°
。
48.通过这样的设置，从第三通道和第四通道射出的光均与从第一通道入射的光呈基本垂直的角度，减少波长为1550nm和1490nm的光的功率损耗。
49.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
°
。这样，波长为1550nm的光以第一方向h入射后，在经过第一滤波片121的反射，以第三方向i射出。第一方向h与第三方向i垂直，进而减少波长为1550nm的光的功率损耗。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，所以第一夹角a的取值允许存在
±
0.5
°
以内的公差。
50.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之间的角度时，会存在一定的偏差，第一夹角a的取值可以为45.5
°
或44.5
°
。
51.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
°
。这样，波长为1490nm的光以第一方向h入射到第一滤波片121上，并经过第一滤波片121的透射后，入射到第二滤波片122上，经由第二滤波片122的反射后，波长为1490nm的光以第四方向j射出。通过设置第一方向h与第四方向j垂直，进而减少光的功率损耗。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，所以第二夹角b的取值允许存在
±
0.5
°
以内的公差。
52.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，第二夹角b的取值可以为45.5
°
或44.5
°
。
53.第一通道和第二通道对齐。从第一通道到第二通道的光路是平齐的，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。
54.单纤三向光器件100还包括两个光接收件，两个光接收件分别设置在第三通道和第四通道上。两个光接收件包括第一光接收件131和第二光接收件132，第一光接收件131设置在第三通道上，第二光接收件132设置在第四通道上。
55.光接收件采用晶体管外形封装。光发射件133采用晶体管外形封装。采用晶体管外形(transistor out-line，to)封装，能够使得单纤三向光器件100往小型化方向发展，结构更加紧凑。
56.本技术实施例还提供了一种光调制解调器，包括单纤三向光器件100。将单纤三向光器件100应用于光调制解调器，单纤三向光器件100包括凸透镜140，凸透镜140被配置为使第二滤波片122位于凸透镜140和第一滤波片121之间；凸透镜140以用于将非平行的入射光耦合为平行光。现有技术中使用非球面透镜，发射出的是汇聚光。非球面透镜发射的汇聚
光存在失焦的可能性比较高，不可靠的风险较大。失焦即在经过非球面透镜之后，所有的光会汇聚在焦点上，而如果接收的光屏没有刚好放置在焦点的位置上，便会得到一个较大的光斑，使得成像模糊。本技术实施例提供的单纤三向光器件100，通过使用将现有技术中的非球面透镜改为平面镜，同时在平面镜前增加一个凸透镜140，进而使得经过凸透镜140之后发射出的是平行光。由于平行光的光斑会比较大，容易进行耦合，且在经过滤波组件120之后的损耗小。
57.光调制解调器，也称为单端口光端机，简称光猫，光调制解调器是将光纤的光以太信号转换成了电脑可以识别的电子信号。光调制解调器是针对特殊用户环境而研发的一种三件一套的光纤传输设备。该光纤传输设备采用大规模集成芯片，具有电路简单、功耗低、可靠性高的特点，还具有完整的告警状态指示和完善的网管功能。
58.本技术实施例提供的光调制解调器，还可以利用波长为1550nm的光来传输广播电视信号。在光调制解调器中采用高度集成的单纤三向光器件100，将数字信号与模拟信号的收发集成在一个模块中，从而为三种不同业务的传输提供了独立的物理信道，实现了语音、数据、视频三种业务在物理层的融合，对现有电信网、数据网和广播电视网的改造要求最小。
59.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。
60.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。