专利名称：插拔式双向光电收发器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及插拔式双向光电收发器，特别是关于例如光通信、有线电视等光 电通信网络中使用的信号传输及转换的光电收发器。
背景技术：
在高速通讯网络中，已广泛使用光纤通信设备。特别是随着高速区域网络和光纤 入网的快速发展，对于光纤通信系统的需求日愈增加。在光纤通信设备或系统中，光电收发 模块安装于通讯设备中以进行光电信号的转换及传输，为了增加系统设计的弹性及维修方 便，光电收发模块以可插拔方式插入于通讯设备中。这些光电收发模块或设备的体积也随 着光纤通信技术的快速发展而须要小型化，且不能因体积的小型化而降低性能。在光电收发模块中，光电收发器是其核心元件，因此，光电收发模块的小型化通常 取决于光电收发器的体积。在传统的光纤通信技术中，已知有不同型式的光电收发器。图1显示一传统的光 电收发器1A，其主要包含发讯激光二极管(transmitting laser diode) 1、光感测器2、及卡 接/实体连接型(简称SC/PC)光纤配接器3。当光电收发器IA要与外部的光通信网络连 接时，其卡接端4与光纤fe卡接，而光纤fe的另一端插入至APC (角度型实体连接)/APC 型光纤配接器6，而连接至外部光通信网络。在此类光电收发器中，由于从激光二极管1发 射的光经过光纤配接器3、光纤fe、及光纤配接器6而连接至光通信网络，所以，光信号经过 此光路径后功率损耗达到0. 3dB至0. 4dB。此外，光纤配接器3的端面光回传反射损耗(简 称光回损)不佳，而此等级的功率损耗对于例如2. 5GHz等高传输速率通信的应用而言是无 法接受的。图2显示另一现有的单纤双向光电收发器，又称为尾纤式双向光电收发器1B。如 图2所示，尾纤式双向光电收发器IB包含发讯激光二极管LD、光感测器10、陶瓷插芯11、 及光纤5c。光电收发器IB在与外部的光通信网络连接时，经由自其本体引出的光纤5c的 一端插入至APC/APC型光纤配接器12而连接至光通信网络。在插拔式双向光电收发器IB 中，设有缠绕的光纤5c以解决光回损问题。但是，此缠绕的光纤5c的半径需要大于15毫 米，一股而言是30毫米，因此，使得光电收发器IB的体积无可避免地增加，因而阻碍整体模 块的小型化。此外，在先前技术中，为了解决激光二极管耦合效率低的问题，会增加激光二极管 的功率，但这会增加成本，或者采用6度或更小的端面角度的陶瓷插芯，但这会因为回损较 差而导致传输不稳定。一般而言，陶瓷插芯是由中空陶瓷壳及设于陶瓷壳的中空部中的光 纤构成，而且陶瓷插芯的端面研磨成特定角度，例如6度。因此，需要提供体积小、损耗低且成本低的插拔式双向光电收发器。
实用新型内容虑及上述，本实用新型提供插拔式双向光电收发器，通过设置带角角度的陶瓷插
3芯及将陶瓷插芯的光轴与发讯激光二极管的光轴配置成特定的偏移补偿角，可以降低光电 收发器的体积、降低光回损、以及增加耦合效率。根据本实用新型的一态样，提供插拔式双向光电收发器，包括发讯激光二极管， 根据收到的电信号而发射光信号；光感测器，用于接收光信号以及根据收到的光信号而产 生电信号；光纤配接器，具有二端面角均为8度的陶瓷插芯；耦合部，具有三个不同的开口 以分别容纳发讯激光二极管、光感测器、及陶瓷插芯的一端，以致于发讯激光二极管的发射 光光轴与陶瓷插芯的光轴配置成彼此偏移3. 8度角；以及，卡合部，设有中空的壳体以容纳 陶瓷插芯的另一端，以及设有配置于壳体外周围的卡合构件，以允许以插拔方式与外部光 纤构件连接。由于根据本实用新型的光电收发器采用插拔设计，因而不须要设置缠绕式的光 纤，而显著地降低了体积，以及，由于陶瓷插芯与外部光通信网络连接的一端面的角度为8 度，所以，可以解决回损不佳，而与发讯激光二极管耦合的一端的端面角度也为8度且其光 轴与发讯激光二极管的光轴配置成3. 8度角偏移补偿，而可以显著增进耦合效率，例如增 加 10% 至 15%。从参考附图的下述举例说明的实施例的说明中，将清楚本实用新型的进一步特 点、目的及功能。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 并不构成对本实用新型的限定。在附图中图1为显示根据先前技术的光电收发器与光通信网络的连接；图2为显示根据先前技术的另一光电收发器与光通信网络的连接；图3显示根据本实用新型的插拔式双向光电收发器与光通信网络的连接；图4为爆炸视图，显示根据本实用新型的插拔式双向光电收发器；图5为剖面视图，显示根据本实用新型的插拔式双向光电收发器；图6为光路径图，用于说明根据本实用新型的插拔式双向光电收发器的补偿角的 关系。附图标号5d 光纤20插拔式双向光电收发器21发讯激光二极管22固定套23 滑圈24第一滤光片25金属座26光感测器27第二滤光片28陶瓷插芯四金属固定座[0031]30陶瓷套筒32 上勾33 壳34 卡环
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，
以下结合附图对本实用 新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实 用新型，但并不作为对本实用新型的限定。在下述中，将参考附图，说明根据本实用新型的实施例。图3显示根据本实用新型的插拔式双向光电收发器20与光通信网络的连接方式。如图3所示，根据本实用新型的双向光电收发器20可以经由光纤5d而连接至外 部的光通信网络，不需要经过外光纤配接器(例如图1及图2中所示的配接器6和12)。接着，将参考图4及图5，说明根据本实用新型的插拔式双向光电收发器20的构造。图4及图5分别为根据本实用新型的插拔式双向光电收发器20的爆炸视图及剖 面视图。如图4所示，根据本实用新型的光电收发器20包含发讯激光二极管21、光感测器 26、耦合部份、光纤配接器、卡合部，其中，耦合部份具有金属座25、第一滤光片24、及第二 滤光片27，光纤配接器由陶瓷插芯观、金属固定座29、陶瓷套筒30、及金属套筒31组成，以 及，卡合部由上勾32、壳33、以及卡环；34组成。如图4及图5所示，发讯激光二极管21穿过固定套22以及滑圈23而固定至耦合 部份中的金属座25。发讯激光二极管21根据收到的电信号而发光以传输信号。举例而言， 发讯激光二极管21可为分散回馈式激光二极管，但不限于此。光感测器沈固定至耦合部份，接收光信号以转换成电信号。举例而言，光感测器 26可为雪崩型光电二极管，但不限于此。耦合部份包含金属座25、第一滤光片24、及第二滤光片27。金属座25为立体且 中空的，以及设有三个开口以分别容纳发讯激光二极管21、光感测器沈、及光纤配接器，藉 以使发讯激光二极管21、光感测器沈、及光纤配接器能够在其中依预定光路径来进行光耦 合。三个开口中，二个开口的法线是一致的，亦即，这二开口是彼此对立，而另一开口的法线 与这二个开口的法线彼此垂直。此外，如图4及图5所示，第一滤光片M设置成与激光二 极管21的发射光光轴成45度，使激光二极管21的发射光通过，而使要传送给光感测器沈 的具有特定波长的光反射以由光感测器26接收。而第二滤光片27设置成与激光二极管21 的发射光光轴相平行，而与光感测器26的接收光轴相垂直，用于阻挡波长与要由光感测器 26接收的光的特定波长不同的所有光通过。光纤配接器由陶瓷插芯观、金属固定座29、陶瓷套筒30、及金属套筒31组成。由 图5可见，陶瓷插芯观的二端面均研磨成8度角，所以，光纤配接器为APC/APC型。陶瓷插 芯28的一端通过固定座四而固定至金属座25，以与发讯激光二极管21及光感测器沈相 互耦合，而其另一端通过陶瓷套筒30及金属套筒31而固定至卡合部，如此，可以导引发射自激光二极管21及传送至光感测器沈的光信号，而与外部光通信网络互相通信。卡合部由上勾32、壳33、以及卡环；34组成。从图4及图5清楚可见，上勾32从壳 33的一开口置入而固定于壳33之内、卡环34与壳33的相卡合。如此，相对应的卡合机构 (未显示)的外部光纤5d可以插入卡合部的壳33中并通过卡合机构而与卡环34相卡合固 定，以致于以可插拔的方式与双向光电收发器20相连接。值得注意的是，根据本实用新型的光电收发器中陶瓷插芯观的轴心(容纳于其中 的光纤的轴心)、发讯激光二极管21的发射光光轴、光感测器沈的接收光轴之间的夹角关 系配置成光耦合效率显著增加。特别地，陶瓷插芯观的轴心与发讯激光二极管21的发射 光光轴配置成3. 8度偏移补偿角，而且，陶瓷插芯观的二端面角为8度。图6为光路径图，用于说明根据本实用新型的光电收发器20中陶瓷插芯观的轴 心(容纳于其中的光纤的轴心)与发讯激光二极管21的发射光光轴之间的夹角关系。如图6所示，当光自陶瓷插芯观以α入射角(α =8° )入射而以折射角β射 出时，根据折射原理Ii1Sin α = n2sin β其中，α =8°，Ii1 = 1.467(陶瓷插芯之玻璃光纤的折射率)η2 = 1(空气折射 率)。根据上述公式，可求得θ = arc (Sin (Ii1Sin α )/η2)-8° = 3. 78°。因此，若将发讯激光二极管的发射光光轴与陶瓷插芯的轴心之间的夹角配置为 3.8° 士0.2°时，将可使得光的出射角度与激光二极管LD的射出光角度一致。如此，由于 要由光感测器接收的光是从外部光纤经过陶瓷芯传输，然后，经过45度滤光片(第一滤光 片24)反射进入光感测器，而光经过陶瓷插芯的8度端面折射后，会如图6所示股朝向8度 角的长边方向偏移3. 78度，所以，根据本实用新型，通过3. 8度的补偿偏移角，入射光到达 45度的滤光片(第一滤光片24)的入射角可以成为45度，反射后就垂直入射到光感测器 中，而得到最好的耦合效率。根据上述，由于根据本实用新型的光电收发器采用插拔设计，因而不须要设置缠 绕式的光纤，而显著地降低了体积，以及，由于陶瓷插芯与外部光通信网络连接的一端面的 角度为8度，所以，可以克服回损不佳的问题，而与发讯激光二极管耦合的一端的端面角度 也为8度且其光轴与发讯激光二极管的光轴配置成3. 8度角偏移补偿，而可以显著增进耦 合效率，例如增加10%至15%。在上述说明书中，已参考众多具体细节来说明本实用新型的实施例，这些细节随 着实施不同而不同，但是，说明书及图式应被视为说明而非限定。应了解，本实用新型不局 限于所揭示的举例说明的实施例。权利要求范围应依最广义的解释以涵盖所有修改及均等 结构和功能。
权利要求1.一种插拔式双向光电收发器，其特征在于，所述的插拔式双向光电收发器包括发讯激光二极管，根据收到的电信号而发射光信号；光感测器，用于接收光信号以及根据收到的光信号而产生电信号；光纤配接器，具有二端面角均为8度的陶瓷插芯；耦合部，具有三个不同的开口以分别容纳所述发讯激光二极管、所述光感测器、及所述 陶瓷插芯的一端，以致于所述发讯激光二极管的光发射光光轴与所述陶瓷插芯的光轴配置 成彼此偏移3. 8度角；以及卡合部，设有中空的壳体以容纳所述陶瓷插芯的另一端，以及设有配置于所述壳体外 周围的卡合构件，以允许以插拔方式与外部光纤构件连接。
2.如权利要求1所述的插拔式双向光电收发器，其特征在于，所述发讯激光二极管插 入于固定套中，所述固定套再固定至所述耦合部的一侧，以及，陶瓷插芯的一端插入于固定 座中，所述固定座再固定至所述耦合部的另一侧，所述另一侧与所述固定套固定的所述耦 合部的所述一侧是彼此相反的。
3.如权利要求1所述的插拔式双向光电收发器，其特征在于，所述发讯激光二极管是 分散回馈式激光二极管。
4.如权利要求1所述的插拔式双向光电收发器，其特征在于，所述光感测器是雪崩光 电二极管。
5.如权利要求1所述的插拔式双向光电收发器，其特征在于，所述耦合部包含三面开 口的中空金属立方体底座、第一滤光片、及第二滤光片，所述三面开口中的二个开口的法线 是彼此一致的，而另一开口的法线与所述二个开口的法线彼此垂直，所述第一滤光片设置 成与所述发讯激光二极管的发射光光轴成45度，所述第二滤光片设置成与所述发讯激光 二极管的发射光光轴相平行且与所述光感测器的接收光轴垂直。
专利摘要本实用新型公开了一种插拔式双向光电收发器，包括发讯激光二极管；光感测器；光纤配接器，具有二端面角均为8度的陶瓷插芯；耦合部，具有三个不同的开口以分别容纳发讯激光二极管、光感测器、及陶瓷插芯的一端，以致于发讯激光二极管的发射光光轴与陶瓷插芯的光轴配置成彼此偏移3.8度角；以及卡合部，设有中空的壳体以容纳陶瓷插芯的另一端，以及设有配置于壳体外周围的卡合构件，以允许以插拔方式与外部光纤构件连接。本实用新型的光电收发器采用插拔设计，不需要设置缠绕式的光纤，因而显著地降低了体积，并且可以解决回损不佳的问题，显著的增进了耦合效率。
文档编号H04B10/24GK201926786SQ20102059847
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者张媛媛, 罗建洪, 聂鹏 申请人:宁波环球广电科技有限公司