通过光波导同时进行数据和功率传输的设备的制造方法_3

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ter)。其在波长808nm或者940nm处工作。PPC将从第一激光束6接收到的能量转换为电能。使用PPC-6E,大约可以产生6V以及最多500mW的能量。该电能可以用于先前提及的各种应用。
[0051 ]基站3处的基站低功率激光源7产生第二波长的第二激光束8。该第二激光束8从第二设备27得到反射,然后被基站光接口 11耦合到光波导2中。然后,该第二激光束8传输通过光波导2,并且在从第三设备28反射之后,被远程站光接口 15引导到第二远程站光接收器14。基站低功率激光源7的示例工作波长是131 Onm。
[0052]样本基站低功率激光源7的一些特征是,其是具有多量子阱(MQW,Mult1-Quantum-We11)结构的无冷却的激光二极管,其在5mW CW处在-40 °C至+85 °C之间的温度下工作,因此其可以在不进行主动冷却的情况下在高温下工作,其是气密密封的有源部件,其具有内置的InGaAs监视光电二极管,兼容于具有平窗盖或球形透镜盖的Telcordia(Bellcore)GR-468-⑶RE和T0-18封装。第二远程站光接收器14的示例在1310nm的波长处工作的高速InGaAs检测器。该检测器具有高响应性、高电带宽、快速响应时间、高可靠性/气密封装,并且具有直径为300μπι的有源区域。
[0053]远程站4处的远程站低功率激光源12产生具有第三波长的第三激光束10。该第三激光束10从第四设备29反射,其通过第三设备28,然后被远程站光接口 15耦合到光波导2中。然后,该第三激光束10传输通过光波导2,并且在通过第二设备27并且从第一设备26反射之后,被基站光接口 11引导到基站光接收器9。远程站低功率激光源12的示例工作波长是850nmo
[0054]第二远程站光接收器14的示例是在850nm处工作的光电二极管,例如具有低噪声互阻放大器的GaAs光电检测器。该光电二极管具有250μπι的大的有源区域、高带宽或者宽动态范围,其被气密密封在Τ0-46罐中,以单个3.3V至5V的电源工作,并且提供差分输出。
[0055]在850nm处工作的远程站4处的远程站低功率激光源12的示例是单模垂直腔面发射激光(VCSEL,Vertical Cavity Surface Emitting Laser)发射器。VCSEL发射器的一些特征是,其以单模&单偏振工作,其提供理想的圆形高斯束,具有稳定的偏振,具有T0-46平窗盖,并且具有内置的静电放电(ESD)保护结构。
[0056]用于进行数据传输的光接收器9、14和发送器7、12在不同的波长处工作。在可用光分量的整个范围内,基本上几个组合是可以的。通常,例如从650nm开始直到1550nm的所有波长都是可以的。这也适用于对于不同的波长可使用的大功率激光源5和第一远程站光接收器13。
[0057]图1示出了设备的集成版本。该集成版本具有包括基站低功率激光源7、基站光接收器9、基站光接口 11和大功率激光源5的基站壳体17。该基站壳体17还可以形成基站三重模块18。有连接到大功率激光源5的热沉16,用于从大功率激光源5散热。热沉16被容纳在基站三重模块18或者基站壳体17内部。
[0058]在该版本的基站三重模块18中,对应的远程站4也具有集成结构,其中,远程站低功率激光源12、远程站光接口 15、第一远程站光接收器13和第二远程站光接收器14布置在远程站壳体20内部。该远程站壳体20也可以形成远程站三重模块21。
[0059]因此,图1示出了主要由大功率激光源5并且主要由第一远程站光接收器13或光伏功率转换器(PPC)分别形成基站三重模块18和远程站三重模块21的一部分的实施例。
[0060]与现有技术的双重模块相比,该集成版本的基站三重模块18设计需要更大的壳体用于基站壳体17,因为大功率激光源5的功率消耗将对基站三重模块18进行加热,从而必须考虑合适的热沉16设计。
[0061 ]与基站三重模块18相比,远程站三重模块21仅具有低功率消耗,因为第一远程站光接收器13或者PPC仅提供很少、例如大约10mW的电能。其不需要任何热沉,而使得远程站三重模块21和其壳体20必须被加大,与现有技术的双重模块相比,刚刚足以保持附加的第一远程站光接收器13或者PPC。
[0062]现在参考图2,其示出了用于在基站3和远程站4之间通过光波导2同时进行数据和功率传输的设备的另一个实施例,其中,大功率激光源5和第一远程站光接收器13分别经由具有波导19、23的永久链路连接到基站和远程站。大功率激光源5和第一远程站光接收器13作为单独的单元制造。
[0063]在基站3处,基站低功率激光源7、基站光接口11和基站光接收器9 一起形成布置在基站壳体17内部的基站三重模块18。该基站三重模块18经由具有波导19的第一永久链路连接到大功率激光源5。该波导19可以是光纤尾纤、单个短的光纤。该波导19或者光纤尾纤将第一激光束6从大功率激光源5馈送到基站三重模块18中。
[0064]类似地,对于远程站,远程站低功率激光源12、远程站光接口 15和第二远程站光接收器14 一起形成布置在远程站壳体20内部的远程站三重模块21。该远程站三重模块21经由带有波导23的第二永久链路连接到第一远程站光接收器13。该波导23可以是光纤尾纤、单个短的光纤。该波导23或者光纤尾纤将第一激光束6从远程站三重模块21馈送到第一远程站光接收器13中。
[0065]作为单独的单元制造大功率激光源5和第一远程站光接收器13并且分别经由尾纤光纤连接到基站三重模块18和远程站三重模块21的这种机械设计,与如图1所示的集成版本相比更容易实现。与图1的集成版本相比,基站壳体17和远程站壳体20更紧凑,因为由于连接到大功率激光源5的热沉16的尺寸,集成版本的基站三重模块18将变得更大。
[0066]还可以想象使用混合设计。例如,将图2的“尾纤版本”用于基站3,而将图1的“集成版本”用于远程站4,或者相反。
[0067]现在参考图3,示出了描绘在通过连接基站3和远程站4的光波导2同时进行数据和功率传输的方法100的流程图。该流程图示出了由基站3处的大功率激光源5产生具有第一波长的第一激光束6的步骤101、由基站3处的基站低功率激光源7产生具有第二波长的第二激光束8的步骤102、将第一激光束6和第二激光束8耦合到光波导2中的步骤103、将第一激光束6上的功率从基站3经由光波导2传输到远程站4的步骤104、将第二激光束8上的数据从基站3经由光波导2传输到远程站4的步骤105、将第一激光束6引导到第一远程站光接收器13并且将第二激光束8引导到第二远程站光接收器14的步骤106、在第一远程站光接收器13处接收来自基站3的功率的步骤107、在第二远程站光接收器14处接收来自基站3的数据的步骤108、由远程站4处的远程站低功率激光源12产生具有第三波长的第三激光束10的步骤109、将第三激光束10耦合到光波导2中的步骤110、将第三激光束10上的数据从远程站4经由光波导2传输到基站3的步骤111、将第三激光束10从光波导2引导到基站光接收器9的步骤112以及最后在基站光接收器9处接收来自远程站4的数据的步骤113,其中,第一波长、第二波长和第三波长彼此不同。
[0068]虽然参考具体实施例描述了本发明,但是该描述不旨在解释为限制的含义。在参考对本发明的描述时,对所公开的实施例的各种变形以及本发明的替换实施例对于本领域技术人员将变得明显。因此,应当理解,可以进行这些变形,而不脱离限定的本发明的实施例。
[0069]附图标记列表
[0070]I 系统[0071 ] 2光波导
[0072]3 基站
[0073]4远程站
[0074]5大功率激光源
[0075]6第一激光束
[0076]7基站低功率激光源
[0077]8第二激光束
[0078]9基站光接收器
[0079]10第三激光束
[0080]11基站光接口
[0081]12远程站低功率激光源
[0082]13第一远程站光接收器
[0083]14第二远程站光接收器
[0084]15远程站光接口
[0085]16 热沉
[0086]17基站壳体
[0087]18基站三重模块
[0088]19带有波导的第一永久链路
[0089]20远程站壳体
[0090]21远程站三重模块
[0091]23带有波导的第二永久链路
[0092]24设备的基站光学布置
[0093]25设备的远程站光学布置
[0094]26第一设备
[0095]27第二设备
[0096]2
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