专利名称：一种多路并行光收发结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光通讯技术领域，尤其涉及一种多路并行的光收发结构。
背景技术：
目前，高速光通信模块呈现出小型化、低功耗、热插拔、多路并行工作等特点。随着光通信传输内容不断的扩容，传输速率和所占用的通道不断的増加，为了解决随之出现的问题，较为流行的做法是利用光波导器件制作多路光通信需要的有源和无源器件。然而其存在的问题是波分复用的波导元件存在较大的传输损耗，不利于实现光收发模块低功耗的要求。
发明内容为克服上述问题，本实用新型提出ー种多路并行光收发结构，体积小、偏振相关损耗低，光耦合效率高。为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为ー种多路并行光收发结构，包括发光阵列、第一微透镜阵列、光探测器阵列、第二微透镜阵列、全反射镜、波分复用器、两光纤准直器；所述波分复用器包括一平板型固定元件，固定元件一面为全反射面，另一面为干涉滤波片阵列，分别与发光阵列各发光单元相对应，只透射所对应发光単元的波长光；所述第一微透镜阵列与发光阵列对应，第二微透镜阵列与光探测器阵列对应；发光阵列与光探测器阵列垂直设置并上下错开；所述两光纤准直器平行设置，分别接收入射光信号和输出发射光信号，入射光与发射光上下平行通过波分复用器；所述全反射镜置于发射光路中，将发射光反射90°与入射光平行，或者置于入射光路中，将与发射光平行的入射光反射90°进入光探测器阵列；所述波分复用器置于平行光路中，其透光面法线方向与平行光成ー夹角，其透光面与全反射镜相邻，全反射面与光纤准直器相邻。进ー步的，还包括光路平移棱镜，置于光纤准直器与波分复用器之间的光路中。进ー步的，还包括第二全反射镜、直角棱镜和光路平移棱镜；所述光路平移棱镜置于光纤准直器与波分复用器之间的光路中，所述第二全反射镜和直角棱镜依次置于波分复用器与光路平移棱镜之间的入射光路中或发射光路中；第二全反射镜与波分复用器相邻。进ー步的，所述波分复用器透光面法线方向与平行光的夹角为12°。进ー步的，所述发光阵列为多个LD并排平行设置；所述光探测器阵列为多个ro并排平行设置。进ー步的，所述LD阵列各相邻LD的中心波长间隔相等，由长波到短波或短波到长波依次排列；所述中心波长间隔为20nm。进ー步的，所述发光阵列有4个LD并排设置；所述光探测器阵列有4个ro并排设置。进ー步的，所述两光纤准直器的工作距离为发光阵列到光纤准直器之间最短光程与最长光程之和的一半。[0012]进ー步的，所述两光纤准直器中心间距为6. 25mm ;所述波分复用器的干渉滤波片阵列单个干涉滤波片的宽X高为1.4_X2. 8mm。进ー步的，所述发光阵列每相邻两个发光单元的中心之间间距IOmm ;所述全反射镜的高X宽为I. 4mmX60mm。本实用新型的有益效果本实用新型的ー种多路并行光收发结构，采用传统微光学器件，多路并行的T0SA\R0SA及波分复用器复合结构，实现多路并行的光收发模块，偏振相关损耗低，发光单元与端ロ光纤的耦合效率高；采用微型光学元件，整体体积小，功耗低。
图I为本实用新型实施例ー结构示意图；图2为图I仰视图； 图3为本实用新型实施例ニ结构示意图；图4为图3仰视图；图5为本实用新型实施例三结构示意图；图6为图5仰视图；图I为本实用新型实施例四结构示意图；图8为图7仰视图。附图标记1.发光阵列；2.第一微透镜阵列；3.光探测器阵列；4.第二微透镜阵列；5.波分复用器；501.固定元件；502.全反射面；503.干涉滤波片阵列；6.全反射镜；7.光纤准直器；701.输出光纤准直器；702.输入光纤准直器；8.光路平移棱镜；9.平行平板；10.直角棱镜；11.第二全反射镜。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
，对本实用新型做进ー步说明。本实用新型的多路并行光收发结构，为多路并行的TOSA和多路并行的ROSA使用共同的波分复用器结构，将多路不同波长的LD发光单元的光束经过准直变换和波分复用器非相干合束的方式会聚到同一输出端ロ ；并将输入端ロ接收的含有不同波长的激光束经过波分复用器分解为空间上相互平行的多路光束，并由相匹配的微透镜阵列将各路光束聚焦于光探测器阵列各ro単元上。如图I和2所示为本实用新型的多路并行光收发结构实施例一示意图，包括发光阵列I、第一微透镜阵列2、光探测器阵列3、第二微透镜阵列4、全反射镜6、波分复用器5和两光纤准直器7。该波分复用器5包括一平板型固定元件501，固定元件一面为全反射面502，另一面为干涉滤波片阵列503，分别与发光阵列I各发光单元相对应，只透射所对应发光単元的波长光。第一微透镜阵列2与发光阵列I对应，第二微透镜阵列4与光探测器阵列3对应；发光阵列I与光探测器阵列3垂直设置并上下错开；两光纤准直器7平行设置，分别作为输入光纤准直器702接收入射光信号和输出光纤准直器701输出发射光信号，入射光与发射光上下平行通过波分复用器5 ;全反射镜6置于发射光路中，将发射光反射90°与入射光平行，或者置于入射光路中，将与发射光平行的入射光反射90°进入光探测器阵列3，如图I所示；波分复用器5置于平行光路中，其透光面法线方向与平行光成ー夹角，优选的，该夹角为12°，波分复用器5的透光面与全反射镜6相邻，全反射面502与光纤准直器7相邻。其中，发光阵列I为多个LD并排平行设置，光探测器阵列3为多个H)并排平行设置。优选的，其工作波段为1310nm光通信波段，发光阵列I有4个LD并排设置，光探测器阵列3有4个H)并排设置；其中，LD阵列各相邻LD的中心波长间隔相等，由长波到短波或短波到长波依次排列，各中心波长间隔为20nm ;光探测器阵列3各路光信号中心波长分别与发光阵列I各发光单兀中心波长相对应。如图I和2所示，全反射镜6设于入射光路中，由发光阵列I发出的4束不同波长光经第一微透镜阵列2准直之后直接进入波分复用器5，经波分复用器5合束后由输出光纤准直器701输出；而由输入光纤准直器702接收的输入光信号含有相应的4种不同波长信号光由波分复用器5分解为空间上相互平行的4束光，经全反射镜6反射90°后平行入射到光探测器阵列3端，由第二微透镜阵列4聚焦到光探测器阵列3上。也可将全反射镜6设于发射光路中，将发光阵列I与光探测器阵列3互换位置即可。如图3和4所示为本实用新型的实施例二，与实施例一不同的是，在光纤准直器7 与波分复用器5之间的光路中增加了光路平移棱镜8。与1310nm波段工作的光纤准直器对应，本实用新型的两个光纤准直器中心间距为6. 25mm，而膜片一般规格为L4mmX2. 8mm,为减少干涉滤波片膜片成本，本实施例波分复用器5的单个干涉滤波片采用宽X高为I. 4mmX 2. 8mm的规格,于是在信号输入光路或是输出光路中增加了光路平移棱镜8,如图4所示，将输入信号光束平行抬高，使其与输出光路相距I. 4mm，上下平行通过波分复用器5。该结构降低了干涉滤波片的成本，也大大减小了整体结构的体积。如图5和6所不的实施例三,与实施例二相似,可以同时在输入信号光路和输出光路中同时增加平行平板9，将入射光平行抬高，同时也将输出光平行抬高，以缩小输入波分复用器5的信号光和输出波分复用器5的发射光之间的间距。如图7和8所示为实施例四，与前面几个实施例不同的是，之前的结构中，输入光纤准直器702和输出光纤准直器701平行设置，其中心连线与X轴平行，而本实施例中的输入光纤准直器702和输出光纤准直器701平行设置，二者的中心连线与Z轴平行，即经输入光纤准直器702入射的光信号与输出的发射信号在相同高度上，因此需要通过光路平移棱镜8将二者的高度错开，并通过直角棱镜10与第二全反射镜11转折光路，使二者上下平行通过波分复用器5。如图7和8所示，该实施例通过在输入信号光路中增加光路平移棱镜8，将输入光路降低，再通过直角棱镜10和第二全反射镜11将其转折至与输出的发射信号光在同一垂直面上，并且上下平行的通过波分复用器5。上下两光束的间距也以1.4mm为优选，波分复用器的单个干涉滤波片尺寸也为I. 4mmX 2. 8mm,第二全反射镜尺寸也可为I. 4mmX I. 4mm。上述各实施例中，利用透镜变换压缩发光阵列各LD单元激光束的发散角，以增加其瑞利距离，并通过相应设计的光纤准直器接收，耦合到传输光纤中，经过光纤准直器准直后的光束束腰半径选择为250μπι。考虑到满足不同发光单元之间的光程差，光纤准直器的工作距离选择为发光阵列到光纤准直器之间最短光程与最长光程之和的一半。发光阵列I每相邻两个发光单元的中心之间间距以IOmm为优选，全反射镜6的高X宽为I. 4mmX60mmo尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均为本实用新型 的保护范围。
权利要求1.一种多路并行光收发结构,包括发光阵列、第一微透镜阵列、光探测器阵列、第二微透镜阵列、全反射镜、波分复用器、两光纤准直器；所述波分复用器包括一平板型固定元件，固定元件一面为全反射面，另一面为干涉滤波片阵列，分别与发光阵列各发光单元相对应，只透射所对应发光单元的波长光；所述第一微透镜阵列与发光阵列对应，第二微透镜阵列与光探测器阵列对应；发光阵列与光探测器阵列垂直设置并上下错开；其特征在于所述两光纤准直器平行设置，分别接收入射光信号和输出发射光信号，入射光与发射光上下平行通过波分复用器；所述全反射镜置于发射光路中，将发射光反射90°与入射光平行，或者置于入射光路中，将与发射光平行的入射光反射90°进入光探测器阵列；所述波分复用器置于平行光路中，其透光面法线方向与平行光成一夹角，其透光面与全反射镜相邻，全反射面与光纤准直器相邻。
2.如权利要求I所述多路并行光收发结构，其特征在于还包括光路平移棱镜，置于光纤准直器与波分复用器之间的光路中。
3.如权利要求I所述多路并行光收发结构，其特征在于还包括第二全反射镜、直角棱镜和光路平移棱镜；所述光路平移棱镜置于光纤准直器与波分复用器之间的光路中，所述第二全反射镜和直角棱镜依次置于波分复用器与光路平移棱镜之间的入射光路中或发射光路中；第二全反射镜与波分复用器相邻。
4.如权利要求1-3任一项所述多路并行光收发结构，其特征在于所述波分复用器透光面法线方向与平行光的夹角为12°。
5.如权利要求1-3任一项所述多路并行光收发结构，其特征在于所述发光阵列为多个LD并排平行设置；所述光探测器阵列为多个ro并排平行设置。
6.如权利要求5所述多路并行光收发结构，其特征在于所述LD阵列各相邻LD的中心波长间隔相等，由长波到短波或短波到长波依次排列；所述中心波长间隔为20nm。
7.如权利要求5所述多路并行光收发结构，其特征在于所述发光阵列有4个LD并排设置；所述光探测器阵列有4个ro并排设置。
8.如权利要求1-3任一项所述多路并行光收发结构，其特征在于所述两光纤准直器的工作距离为发光阵列到光纤准直器之间最短光程与最长光程之和的一半。
9.如权利要求2或3所述多路并行光收发结构，其特征在于所述两光纤准直器中心间距为6. 25mm;所述波分复用器的干涉滤波片阵列单个干涉滤波片的宽X高为I. 4mmX 2. 8mmη
10.如权利要求1-3或7任一项所述多路并行光收发结构，其特征在于所述发光阵列每相邻两个发光单元的中心之间间距IOmm ;所述全反射镜的高X宽为I. 4mmX60mm。
专利摘要本实用新型涉及光纤通讯领域，公开了一种多路并行光收发结构，包括发光阵列、第一微透镜阵列、光探测器阵列、第二微透镜阵列、全反射镜、波分复用器和两光纤准直器，采用传统微光学器件，构成多路并行的TOSA和ROSA，二者使用共同的波分复用器，实现多路并行的光收发模块。该结构偏振相关损耗低，发光单元与端口光纤的耦合效率高，功耗低；采用微型光学元件，通过复用共同的波分复用器，缩小了整体体积，利于实现小型化、多通道的大容量光收发模块。
文档编号G02B6/43GK202600195SQ20122029405
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者吴砺, 郑睿, 张华平, 蔡宏铭 申请人:福州高意通讯有限公司