棱镜转光器及具有其的光模块的制作方法
【专利摘要】本申请揭示了一种棱镜转光器及具有其的光模块，其中该棱镜转光器包括：形成在其表面的至少两个光入射面以及分别与所述至少两个光入射面对应的至少两个光出射面，其中，所述至少两个光入射面中任意两个光入射面之间的夹角小于180度。本申请的棱镜转光器可以根据需求，通过设计棱镜的光入射面、光出射面与光路夹角，来调整平行光路的信道间距；整体制造工艺简单，容差大，可靠性高，易于产品的量产。
【专利说明】棱镜转光器及具有其的光模块
【技术领域】
[0001] 本发明属于光通信元件制造【技术领域】，具体涉及一种棱镜转光器及具有其的光模 块。
【背景技术】
[0002] 在光通讯中，不同波长的光需要进行信号处理后对接到光纤进行输出，由于相互 对接的光通讯设备的信道间距不同，往往需要将光路信道间距调整到合适的范围之后再进 行奉禹合传输。
[0003] 现有技术中，通常采用的方式是PLC光波导耦合传输，或者自由空间中多颗透镜 的带角度耦合。但是，PLC光波导耦合传输需要用到硅光子技术，并且光波导与单模光纤尺 寸的巨大差异导致需要极其复杂的模斑转换器(耦合器）来进行耦合，其工艺难度大、容差 小、成本高，并且波导的精度要求非常高，导致与光纤耦合难度很大；而自由空间中多颗透 镜耦合的光路设计复杂、且容差及可靠性低，很难实现产品的量产。
【发明内容】
[0004] 本申请一实施例提供一棱镜转光器，其可以实现多路光信号信道间距调整，且工 艺简单、容差大、且成本低，该棱镜转光器包括形成在其表面的至少两个光入射面以及分别 与所述至少两个光入射面对应的至少两个光出射面，其中，所述至少两个光入射面中任意 两个光入射面之间的夹角小于180度。
[0005] -实施例中,所述至少两个光入射面中的任一与对应的所述光出射面平行设置。
[0006] -实施例中，所述至少两个光入射面中的任意两个光入射面到对应的光出射面的 方向所限定的平面与所述两个光入射面之间的夹角为锐角。
[0007] -实施例中，所述至少两个光入射面中的任意两个光入射面到对应的光出射面的 方向所限定的平面与所述两个光入射面之间的夹角相等。
[0008] 本申请一实施例提供一种棱镜转光器，包括： 第一棱镜主体； 形成在所述第一棱镜主体表面的至少两个第一光入射面以及分别与所述至少两个第 一光入射面对应的至少两个第一光出射面；所述至少两个第一光入射面中任意两个第一光 入射面之间的夹角小于180度；其中， 所述至少两个第一光入射面中的任意两个第一光入射面到对应的两个光出射面的方 向所限定的平面垂直于所述两个第一光入射面。
[0009] -实施例中，所述至少两个第一光入射面中的任一与对应的所述光出射面平行设 置。
[0010] 一实施例中，还包括： 与所述第一棱镜主体光路对应的第二棱镜主体； 形成在所述第二棱镜主体表面的至少两个第二光入射面以及分别与所述至少两个第 二光入射面对应的至少两个第二光出射面；其中， 所述至少两个第二光入射面中的任意两个第二光入射面到对应的第二光出射面的方 向所限定的平面与所述两个第二光入射面之间的夹角为锐角。
[0011] 一实施例中，所述至少两个第二光入射面中的任意两个第二光入射面到对应的第 二光出射面的方向所限定的平面与所述两个第二光入射面之间的夹角相等。
[0012] 一实施例中，所述至少两个第二光入射面中的任一与对应的所述第二光出射面平 行设置。
[0013] 一实施例中，所述第二棱镜主体在入射光信号的光路上位于所述第一棱镜主体的 远端。
[0014] 本申请一实施例提供一种光模块，包括入射组件、出射组件以及如上所述的棱镜 转光器，所述出射组件发出的光信号经过所述棱镜转光器后传入所述入射组件，所述棱镜 转光器用于引导所述出射组件发出的光信号进入所述入射组件。
[0015] 与现有技术相比，本申请的技术方案通过在一个棱镜主体上同时形成至少两个光 入射面，且该两个光入射面可以根据设计需要夹呈角度设置以使对应的导光通路在光入射 面处的间距小于在光出射面处的间距，保证了对光信号信道间距的有效调整；同时，入射面 和出射面为平行平面，对介质热膨胀要求更低，对折射率随温度变化的要求也更低；并且棱 镜主体可以根据实际的应用需要选择合适的介质，材料选择更加灵活；而多个的光入射面 可以被制作于同一棱镜主体上，避免了自由空间中多个透镜耦合的复杂光路设计，且整体 制造工艺简单，容差大，可靠性高，易于产品的量产。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本申请棱镜转光器第一实施方式的结构示意图； 图2是本申请棱镜转光器第一实施方式的俯视示意图； 图3是本申请棱镜转光器第一实施方式的侧视示意图； 图4是本一实施例中棱镜转光器的俯视意图； 图5是本一实施例中棱镜转光器的侧视意图； 图6是本申请棱镜转光器第二实施方式的结构示意图； 图7是本申请棱镜转光器第二实施方式的俯视示意图； 图8是本申请棱镜转光器第二实施方式的侧视示意图； 图9是本申请棱镜转光器第三实施方式的结构示意图； 图10是本申请棱镜转光器第三实施方式的俯视示意图； 图11是本申请棱镜转光器第三实施方式的侧视示意图； 图12是本申请棱镜转光器第四实施方式的结构示意图； 图13是本申请棱镜转光器第五实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本申请进行详细描述。但这些实施方式并 不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的 变换均包含在本申请的保护范围内。
[0018] 应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构， 但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分 开。例如，第一棱镜主体可以被称为第二棱镜主体，并且类似地第二棱镜主体也可以被称为 第一棱镜主体，这并不背离本申请的保护范围。
[0019] 参图1到图3,介绍本申请棱镜转光器IOOa的第一【具体实施方式】。在本实施方式 中，该棱镜转光器IOOa包括光入射面21a、22a、以及光出射面31a、32a。
[0020] 在本实施方式中，棱镜转光器IOOa内形成有两条导光通路P1，并分别对应两个形 成在棱镜转光器IOOa表面的光入射面21a、22a和光出射面31a、32a。其中，两个光入射面 21a、22a之间的夹角小于180度。这样，当两束平行的入射光分别自该两个光入射面21a、 22a进入棱镜转光器IOOa后，会在棱镜转光器IOOa内呈彼此相对远离的趋势朝对应的两个 光出射面31a、32a传播，也即，两束光信号之间的信道间距逐渐增加。
[0021] 这里，需要说明的是，本申请各实施方式中所提到的"导光通路"并非具有严格限 定的边缘或边界，其是指光入射面和光出射面之间可用于传导光信号的部分棱镜转光器或 棱镜主体，各附图中导光通路的标示只是为了标号的方便，而并非确实限定各导光通路的 边缘或边界。
[0022] 与导光通路Pl分别对应的两个光入射面21a、22a分别平行于两个光出射面31a、 32a。如此，当光信号从光入射面21a、22a进入棱镜转光器100a、并从光出射面31a、32a出 射时，不会改变其传播方向。也即，在经过棱镜转光器IOOa后，出射的光信号与入射的光信 号之间彼此平行。
[0023] 在本实施方式中，两个光入射面21a、22a到两个光出射面31a、32a的方向所限定 的平面与两个光入射面21a、22a之间的夹角等于90度。也即光信号在通过棱镜转光器IOOa 后，不会产生纵向的偏移。
[0024] 需要说明的是，本申请各实施方式中的"棱镜转光器、棱镜主体"通常被设置为具 有均勻厚度的一透光介质，所述的光入射面和光出射面均形成在该棱镜转光器或棱镜主体 厚度方向的侧缘上，在这样类似的实施方式中，所说的光入射面21a、22a到光出射面31a、 32a的方向所限定的平面也即指与该棱镜转光器IOOa的上、下表面101a、102a平行的平面。 同时，所说的"纵向偏移"也即是指光信号在棱镜转光器或棱镜主体厚度方向的偏移，所说 的"横向偏移"也即是指光信号投影在光入射面21a、22a到光出射面31a、32a的方向所限 定的平面上后的偏移。
[0025] 参图4至图5,当然，在一些替换的实施例中，棱镜主体10也可能被制作为具有不 均匀的厚度，在这样的实施方式中，光入射面21、22到光出射面31、32方向ΤΙ、T2实际上 指：光入射面21、22与光出射面31、32对应具有最小间距处的向量连线方向。此时，对应得 到由光入射面21、22到光出射面31、32方向T1、T2所限定的平面S。这样的实施例并不影 响本申请之技艺内容的实施，也应当被视为在本申请的保护范围之内。
[0026] 继续参图1至图3,这里，任意一束光信号在进入对应的光入射面21a、22a以及自 对应的光出射面31a、32a出射时的偏移量offset计算公式如下 ： Offset=I^sin(al_a2);其中，L为光入射面和光出射面之间的距离，al为光信号的入 射角，a2为光信号在进入棱镜转光器IOOa后产生的折射角。
[0027] 参图6至图8,介绍本申请棱镜转光器IOOb的第二【具体实施方式】。在本实施方式 中，该棱镜转光器IOOb包括光入射面2lb、22b、以及光出射面3lb、32b。
[0028] 在本实施方式中，棱镜转光器IOOb内形成有两条导光通路P1，并分别对应两个形 成在棱镜转光器IOOb表面的光入射面21b、22b和光出射面31b、32b。其中，两个光入射面 21b、22b之间的夹角小于180度。这样，当两束平行的入射光分别自该两个光入射面21b、 22b进入棱镜转光器IOOb后，会在棱镜转光器IOOb内呈彼此相对远离的趋势朝对应的两个 光出射面31b、32b传播，也即，两束光信号之间的信道间距逐渐增加。
[0029] 与导光通路Pl分别对应的两个光入射面21b、22b分别平行于两个光出射面31b、 32b。如此，当光信号从光入射面21b、22b进入棱镜转光器100b、并从光出射面31b、32b出 射时，不会改变其传播方向。也即，在经过棱镜转光器IOOb后，出射的光信号与入射的光信 号之间彼此平行。
[0030] 在本实施方式中，两个光入射面21b、22b到两个光出射面31b、32b的方向所限定 的平面（即平面l〇lb、102b)与两个光入射面21b、22b之间的夹角为锐角。也即光信号在通 过棱镜转光器IOOb后，会分别产生横向和纵向两个方向的偏移。这里，两个光入射面21b、 22b到两个光出射面31b、32b的方向所限定的平面与两个光入射面21b、22b之间的夹角相 等，以进一步保证光信号在纵向上的偏移程度相等。
[0031] 这里,任意一束光信号在进入对应的光入射面21b、22b以及自对应的光出射面 31b、32b出射时的偏移量offset计算公式如下：
【权利要求】
1. 一种棱镜转光器，其特征在于，包括形成在其表面的至少两个光入射面以及分别与 所述至少两个光入射面对应的至少两个光出射面，其中，所述至少两个光入射面中任意两 个光入射面之间的夹角小于180度。
2. 根据权利要求1所述的棱镜转光器，其特征在于，所述至少两个光入射面中的任一 与对应的所述光出射面平行设置。
3. 根据权利要求1或2所述的棱镜转光器，其特征在于，所述至少两个光入射面中的任 意两个光入射面到对应的光出射面的方向所限定的平面与所述两个光入射面之间的夹角 为锐角。
4. 根据权利要求3所述的棱镜转光器，其特征在于，所述至少两个光入射面中的任意 两个光入射面到对应的光出射面的方向所限定的平面与所述两个光入射面之间的夹角相 等。
5. -种棱镜转光器，其特征在于，包括： 第一棱镜主体； 形成在所述第一棱镜主体表面的至少两个第一光入射面以及分别与所述至少两个第 一光入射面对应的至少两个第一光出射面；所述至少两个第一光入射面中任意两个第一光 入射面之间的夹角小于180度；其中， 所述至少两个第一光入射面中的任意两个第一光入射面到对应的两个光出射面的方 向所限定的平面垂直于所述两个第一光入射面。
6. 根据权利要求5所述的棱镜转光器，其特征在于，所述至少两个第一光入射面中的 任一与对应的所述光出射面平行设置。
7. 根据权利要求5或6所述的棱镜转光器，其特征在于，还包括： 与所述第一棱镜主体光路对应的第二棱镜主体； 形成在所述第二棱镜主体表面的至少两个第二光入射面以及分别与所述至少两个第 二光入射面对应的至少两个第二光出射面；其中， 所述至少两个第二光入射面中的任意两个第二光入射面到对应的第二光出射面的方 向所限定的平面与所述两个第二光入射面之间的夹角为锐角。
8. 根据权利要求7所述的棱镜转光器，其特征在于，所述至少两个第二光入射面中的 任意两个第二光入射面到对应的第二光出射面的方向所限定的平面与所述两个第二光入 射面之间的夹角相等。
9. 根据权利要求7所述的棱镜转光器，其特征在于，所述至少两个第二光入射面中的 任一与对应的所述第二光出射面平行设置。
10. 根据权利要求7所述的棱镜转光器，其特征在于，所述第二棱镜主体在入射光信号 的光路上位于所述第一棱镜主体的远端。
11. 一种光模块，包括入射组件和出射组件，其特征在于，还包括如上任意一项权利要 求所述的棱镜转光器，所述出射组件发出的光信号经过所述棱镜转光器后传入所述入射组 件，所述棱镜转光器用于引导所述出射组件发出的光信号进入所述入射组件。
【文档编号】G02B6/34GK104459893SQ201410770137
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】孙雨舟, 于登群, 常江, 张永干, 李伟龙, 王祥忠 申请人:苏州旭创科技有限公司