专利名称：光路耦合结构及具有所述耦合结构的光模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光路耦合结构，具体地说，是涉及一种用于以太无源光网络用10Gbps光模块的光路耦合结构，属于光通信技术领域。
技术背景目前，在光接入网中最常用的是以太无源光网络(EPON)，网络标准规定在 EP0N中存在有三路不同波长的光信号，而在光网络单元端(0NU) —般只需要 其中两路波长的光信号， 一路为0NU向光线路终端(0LT)发射的光信号，另一 路为0NU接收的来自于0LT的光信号。随着光通信技术的发展和用户对高速带 宽的需求，市场上出现了应用在EP0N 0冊、能够传输速率为10Gbps光信号的 收发一体光模块。这些光模块中 一般包含有一个发射光信号的光组件和一个接 收光信号的光组件，且采用光发射组件和光接收组件相分离的方式实现光信号 的发射和接收。当光模块应用在光通信系统中时，需要用两根光纤分别连接模 块内部的光发射组件和光接收组件，采用两路光纤进行信号的传递，如图l所 示。这种收发一体光模块制作工艺比较简单，但需要的光纤较多，尤其是在光 通信系统存在多路信号进行传输的情况下，光纤数量大大增加，不仅增加了光 纤铺设的难度，增加成本，而且不利于信号的长距离传输。现有技术中虽然出 现了光收发一体的光组件，可以用一根光纤实现单纤多向传输功能，但这种光 组件生产工艺比较复杂，价格昂贵，而且光信号的隔离度指标难以做到很大， 不能满足10Gbps光模块的需求。为实现高速收发一体光模块的单纤多向传输，还有人提出在光模块内部设 置薄膜波分复用器2-1，将光发射组件2-2和光接收组件2-3分别与薄膜波分4连接，实现多路信号的耦合，然后通过薄膜波分复用器2-1的公共端口连接一根光纤进行光信号的传输，如图2所示。这种耦合结构虽然降低了光模块对外传输光纤的数量，降低了成本和光纤铺设难度，但是，这种耦合结构存在着下述缺点首先，因为薄膜波分复用器占据一定的空间，从而 使得光模块的体积较大，不适应光通信系统小型化的发展趋势；其次，光发射 组件及光接收组件与薄膜波分复用器之间存在着光信号的二次耦合，从而增加 了光功率的损耗；再次，釆用薄膜波分复用器的耦合结构需要大量的尾纤盘绕， 因而带来了额外的光功率损耗，而且这类损耗是不可预算的。发明内容本实用新型为解决现有技术中高速光模块的光路耦合结构存在的上述问 题，提供了一种光路耦合结构，通过设置在光发射组件内部的滤光片将发射光 信号和接收光信号进行耦合，能够减小模块体积，降低光功率损耗。 为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现 一种光路耦合结构，包括光发射组件和光接收组件，所述光发射组件包含 有第一端口和第二端口，所述光接收组件与所述第二端口相连接；在所述光发射组件内部设置有激光器和至少两个滤光片，其中，所述激光器发射的第一光 波信号经第一滤光片透射后传至第二滤光片，经所述第二滤光片反射后从所述 第 一端口输出；从所述第 一端口输入的第二光波信号经所述第二滤光片透射后， 通过所述第二端口传至所述光接收组件；从所述第 一端口输入的第三光波信号经所述第二滤光片反射后传至所述第一滤光片，再经所述第一滤光片反射掉。 才艮据本实用新型，为进一步阻止所述第一光波信号和所述第三光波信号串 入所述第二端口，提高所述第二光波信号的透光率，在所述光发射组件内部还 设置有第三滤光片，所述第二光波信号经所述第二滤光片透射后传至所述第三 滤光片，经所述第三滤光片透射后，再通过所述第二端口传至所述光接收组件。 根据本实用新型，为进一步提高不同波长光波信号之间的隔离度，所述第一滤光片和所述第三滤光片优选分别与光波信号方向成0°角设置；所述第二 滤光片优选与光波信号方向成45。角设置。根据本实用新型，所述光接收组件为10. 3125Gbps R0SA，所述激光器的发 射速率为1. 25Gbps。根据本实用新型，所述第二端口通过尾纤连接所述光接收组件。本实用新型还公开了 一种光模块，所述光模块包括光发射组件和光接收组 件，所述光发射组件包含有第一端口和第二端口，所述光接收组件与所述第二 端口相连接；在所述光发射组件内部设置有激光器和至少两个滤光片，其中， 所述激光器发射的第一光波信号经第一滤光片透射后传至第二滤光片，经所述 第二滤光片反射后从所述第 一端口输出；从所述第 一端口输入的第二光波信号 经所述第二滤光片透射后，通过所述第二端口传至所述光接收组件；从所述第 一端口输入的第三光波信号经所述第二滤光片反射后传至所述第一滤光片，再 经所述第一滤光片反射掉。才艮据本实用新型，为进一步阻止所述第一光波信号和所述第三光波信号串 入所述第二端口，提高所述第二光波信号的透光率，在所述光发射组件内部还 设置有第三滤光片，所述第二光波信号经所述第二滤光片透射后传至所述第三 滤光片，经所述第三滤光片透射后，再通过所述第二端口传至所述光"f妻收组件。根据本实用新型，为进一步提高不同波长光波信号之间的隔离度，所述第一滤光片和所述第三滤光片优选分别与光波信号方向成0°角设置；所述第二 滤光片优选与光波信号方向成45。角设置。才艮据本实用新型，所述光接收组件为10. 3125Gbps ROSA,所述激光器的发 射速率为1. 25Gbps。根据本实用新型，所述第一端口连接有尾纤作为光模块的公共输出端口 ； 所述第二端口通过尾纤连接所述光接收组件。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型在低速的 光发射组件中集成滤光片，将灵敏度较高的高速光接收组件与光发射组件的一个端口相连接，通过滤光片实现接收光信号与发射光信号的耦合，并将不需要 的光信号滤除。由于滤光片体积小、损耗低、隔离度较高，因此，在光模块内 部采用滤光片实现光路耦合，减小了光模块的体积，降低了光功率的二次额外损耗。而且这种光路耦合结构简单，成本低廉，可以很容易地实现1.25Gbps 突发信号与10Gbps连续信号之间的耦合，有效提高了光模块的可靠性，便于用 户使用。
图1是现有技术中光模块实现光信号传输的一种方式的原理示意图； 图2是现有技术中光;f莫块实现光信号传输的另一种方式的原理示意图； 图3是本实用新型光路耦合结构的工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细的描述。 在非对称10Gbps EP0N ONU所用的光模块中，光模块发射的光波信号波长 为1310nm，速率为1. 25Gbps,突发模式；光^^块接收的光波信号波长为1577體， 速率为10. 3125Gbps，连续模式。此外，从光纤输入至光模块的光波信号中还 含有波长为1490 土10nm的光波信号。为防止1490 ± 10nm的光波信号串入光发 射组件和光接收组件中造成光波串扰，需要将该波长的光波信号滤除掉。请参阅图3示出的光路耦合结构的一个实施例。在该实施例中，所述光路 耦合结构包括光发射组件和10. 3125Gbps光接收组件，所述光发射组件包括第 一端口 Com口和第二端口 Pass 口。为实现非对称10Gbps EPON ONU用光才莫块中 10Gbps的接收光信号与1. 25Gbps的发射光信号的耦合，同时将不需要的1490 ± 10nm的光波信号滤除掉，所述耦合结构将高灵敏度的10. 3125Gbps光接收组 件与所述光发射组件的Pass 口通过尾纤相连接；而在光发射组件中，除设置有 用来发射光波信号的1.25Gbps激光器外，还设置有三个滤光片，其中，所述第7一滤光片和所述第三滤光片分别与光波信号方向成0。角设置；所述第二滤光 片与光波信号方向成45。角设置。激光器发射的1310nm的第一光波信号经第 一滤光片透射后传至第二滤光片，再经第二滤光片反射后从所述Com 口输出。 通过控制第一滤光片的厚度，可使第一光波信号98%以上的能量由第一滤光片 透射；通过控制第二滤光片的厚度，可使第一光波信号98%以上的能量通过该 滤光片反射。
从Com口输入的15Wnm的第二光波信号经第二滤光片透射后传至第三滤光 片，然后再经第三滤光片透射后，通过Pass 口输出至所述IO. 3125Gbps光接收 组件中。
从Com 口输入的1490 土10nm的第三光波信号先经第二滤光片反射，然后传 至第一滤光片，再经第一滤光片反射掉。由于第一滤光片与光波信号方向成0 °角设置，所以第三光波信号经第一滤光片发射后会沿其原路返回，再经所述 第二滤光片反射后，最终从Com口输出，保证其不会串入激光器内。此外，第 二滤光片可能会透射过一定能量的第一光波信号和第三光波信号，这些光波信 号也会经与光波信号方向成0°角设置的第三滤光片进一步反射，使得这些串 扰信号按原路返回，最终从Com口输出，防止其串入Pass 口，以提高信号的隔 离度。
上述光发射组件的Com 口可以连接尾纤直接作为光模块的公共输出端口 ， 与光通信系统进行光信号的传输，实现单纤双向传输功能。
上述实施例所述的各个滤光片的角度设置仅为一个最佳实施方案，在光模 块的实际制作过程中，可以根据产品要求及所选用的滤光片的性能改变滤光片 的角度，只要能够实现上述各路光波信号的传输路径即可。
本实用新型所述的光路耦合结构通过在低速光发射组件中集成滤光片进行 光路耦合，不仅能够节省光模块的空间，降低光功率的二次损耗，而且很容易 地实现了 1. 25Gbps突发信号与10Gbps连续信号之间的耦合，提高了光模块的 可靠性。当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式而已，应当指出，对 于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可
以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种光路耦合结构，包括光发射组件和光接收组件，其特征在于，所述光发射组件包含有第一端口和第二端口，所述光接收组件与所述第二端口相连接；在所述光发射组件内部设置有激光器和至少两个滤光片，其中，所述激光器发射的第一光波信号经第一滤光片透射后传至第二滤光片，经所述第二滤光片反射后从所述第一端口输出；从所述第一端口输入的第二光波信号经所述第二滤光片透射后，通过所述第二端口传至所述光接收组件；从所述第一端口输入的第三光波信号经所述第二滤光片反射后传至所述第一滤光片，再经所述第一滤光片反射掉。
2、 根据权利要求1所述的光路耦合结构，其特征在于，所述光发射组件内 部还设置有第三滤光片，所述第二光波信号经所述第二滤光片透射后传至所述 第三滤光片，经所述第三滤光片透射后，再通过所述第二端口传至所述光"l妻收 组件。
3、 根据权利要求2所述的光路耦合结构，其特征在于，所述第一滤光片和 所述第三滤光片分别与光波信号方向成0°角设置；所述第二滤光片与光波信 号方向成45。角设置。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的光路耦合结构，其特征在于，所述 光接收组件为10. 3125Gbps ROSA,所述激光器的发射速率为1. 25Gbps。
5、 根据权利要求4所述的光路耦合结构，其特征在于，所述第二端口通过 尾纤连接所述光接收组件。
6、 一种光模块，包括光发射组件和光接收组件，其特征在于，所述光发射 组件包含有第一端口和第二端口，所述光接收组件与所述第二端口相连接；在 所述光发射组件内部设置有激光器和至少两个滤光片，其中，所述激光器发射 的第一光波信号经第一滤光片透射后传至第二滤光片，经所述第二滤光片反射 后从所述第一端口输出；从所述第一端口输入的第二光波信号经所述第二滤光片透射后，通过所述第二端口传至所述光接收组件；从所述第一端口输入的第 三光波信号经所述第二滤光片反射后传至所述第一滤光片，再经所述第一滤光 片反射掉。
7、 根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述光发射组件内部还设 置有第三滤光片，所述第二光波信号经所述第二滤光片透射后传至所述第三滤 光片，经所述第三滤光片透射后，再通过所述第二端口传至所述光接收组件。
8、 根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述第一滤光片和所述第 三滤光片分别与光波信号方向成0°角设置；所述第二滤光片与光波信号方向 成45°角设置。
9、 根据权利要求6至8中任一项所述的光模块，其特征在于，所述光接收 组件为10. 3125Gbps ROSA,所述激光器的发射速率为1. 25Gbps。
10、 根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述第一端口连接有尾 纤作为光模块的公共输出端口 ；所述第二端口通过尾纤连接所述光接收组件。
专利摘要本实用新型公开了一种光路耦合结构及具有所述耦合结构的光模块，包括光发射组件和光接收组件，所述光发射组件包含有第一端口和第二端口，所述光接收组件与第二端口相连接；在光发射组件内部设置有激光器和至少两个滤光片，其中，所述激光器发射的第一光波信号经第一滤光片透射后传至第二滤光片，经第二滤光片反射后从第一端口输出；从第一端口输入的第二光波信号经第二滤光片透射后，通过第二端口传至所述光接收组件；从第一端口输入的第三光波信号经第二滤光片反射后传至第一滤光片，再经第一滤光片反射掉。通过设置在光发射组件内部的滤光片将发射光信号和接收光信号进行耦合，能够减小模块体积，降低光功率损耗。
文档编号H04B10/12GK201289533SQ20082017266
公开日2009年8月12日 申请日期2008年10月10日 优先权日2008年10月10日
发明者鹏 何, 强 张, 杨思更, 赵其圣 申请人:青岛海信宽带多媒体技术股份有限公司