專利名稱：光信號發(fā)送接收用組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光信號發(fā)送接收用組件，特別是涉及一種小型且價廉的光信號發(fā)送接收用組件。
現(xiàn)有技術(shù)目前的光信號發(fā)送接收用組件具備圖5所示的光學(xué)系統(tǒng)。該光信號發(fā)送接收用組件20是使從作為發(fā)光元件的激光二極管11發(fā)出的、波長為n1(例如，λ＝1310nm)的光入射到光纖12上，再使從光纖12射出的波長n2(例如，λ＝1550nm)的光由作為受光元件的光電二極管接受的裝置。
該光信號發(fā)送接收用組件20具備設(shè)置在激光二極管11的附近的、使光聚焦在上述光纖12的端面上的第1凸透鏡21，設(shè)置在光電二極管13附近的、使從光纖12發(fā)出的光聚焦在光電二極管13上的第2凸透鏡23。這種光學(xué)系統(tǒng)在第1凸透鏡21和光纖12之間具備一分波濾光器(filter)24，該濾光器24相對于光軸傾斜45度角。在本例中，分波濾光器24是在平行的光學(xué)玻璃上疊置多層膜形成的。
對于該光信號發(fā)送接收用組件20，上述光纖12的端面12a形成了一個傾斜的斜面結(jié)構(gòu)，使得從激光二極管11發(fā)出的光不會由光纖12反射而返回(圖4中的符號16以夸張的方式表示了其傾斜角及大小)。
根據(jù)該光信號發(fā)送接收用組件20，從激光二極管11的發(fā)光元件15發(fā)出的波長n1的光經(jīng)第1凸透鏡21，透過分波濾光器24聚焦后入射到光纖12上。
從光纖12射出的波長n2的光被分波濾光器24反射，由第2凸透鏡23聚光后入射到光電二極管13的受光元件14上。
然而，上述現(xiàn)有的光信號發(fā)送接收用組件，從激光二極管11發(fā)出的光由第1凸透鏡21聚焦，該聚焦光到達(dá)光纖12之間要透過分波濾光器24。
但是，在處于這樣聚焦?fàn)顟B(tài)的光透過包含相對光軸傾斜設(shè)置的平行光學(xué)玻璃的分波濾光器時，會發(fā)生透光損失及非點狀光行差損失，對光纖的耦合效率降低。對于這種情況，降低透過損失通過實施防反射手段，提高向分波濾光器的入射率或者改善光學(xué)玻璃的材質(zhì)降低吸收率來實現(xiàn)，但這種手段不能提高起因于非點狀光行差的對光纖的耦合效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使分波濾光器的非點狀光行差引起的發(fā)光元件和光纖的耦合效率損失為最小的光信號發(fā)送接收用組件。
本發(fā)明按如下方式構(gòu)成解決上述問題的光信號發(fā)送接收用組件。本發(fā)明是一種光信號發(fā)送接收用組件，該組件具備發(fā)出作為發(fā)送光的第1波長光的發(fā)光元件；接收作為接收光的第2波長光的受光元件；濾光器，該濾光器呈傾斜狀配置，使來自上述發(fā)光元件的光入射到光纖上，使來自上述光纖的光射向上述受光元件，把上述發(fā)光元件、上述濾光器和上述光纖同軸配置，把上述受光元件配置在來自上述光纖的光被上述濾光器反射而導(dǎo)向的位置上，使上述光纖的端面相對于上述光纖的光軸傾斜一定角度，并使該光纖端面的傾斜方向與上述傾斜配置的光纖的傾斜方向相反。
根據(jù)本發(fā)明，因在聚光光路中傾斜配置的濾光器而產(chǎn)生非點狀光行差，通過入射到與光纖的濾光器的傾斜方向反方向傾斜配置的端面上，而可以予以抵消，從而能夠減輕與光纖的耦合效率的降低。
本發(fā)明的光信號發(fā)送接收用組件，把將上述第1波長的光聚焦在上述光纖端面上的第1光學(xué)元件配置在上述發(fā)光元件和上述濾光器之間；把將上述第2波長的光聚焦在上述受光元件上的第2光學(xué)元件配置在上述受光元件和上述濾光器之間。
根據(jù)本發(fā)明的光信號發(fā)送接收用組件，從發(fā)光元件射出的第1波長的光透過濾光器，由第1光學(xué)元件直接入射到光纖上，另一方面，從光纖射出的光被濾光器反射，并入射到受光元件上。
本發(fā)明的光信號發(fā)送接收用組件的上述第1及第2光學(xué)元件是非球面透鏡。根據(jù)上述使用非球面透鏡的本發(fā)明，以最小限度的透鏡結(jié)構(gòu)，例如1枚透鏡，就能夠?qū)崿F(xiàn)光行差少的光學(xué)系統(tǒng)。
另外，本發(fā)明的光信號發(fā)送接收用組件的上述濾光器是分波濾光器。若本發(fā)明使用分波濾光器為濾光器，則在射出側(cè)、入射側(cè)分別發(fā)射接收由2個波長構(gòu)成的第1及第2光，因此能夠以更高的效率進(jìn)行信號傳輸。
本發(fā)明的光信號發(fā)送接收用組件的上述濾光器為分支濾光器(將相同波長光的光量分開例如半反光鏡)，上述第1波長和第2波長是相同的波長。
根據(jù)濾光器為分支濾光器的本發(fā)明，使用對相同波長光進(jìn)行發(fā)射接收的元件，對其相互的通信按時段分割，即，依次按順時針和逆時針方向通信，就能夠在發(fā)射接收兩側(cè)用同一個光學(xué)器件。


圖1示出本發(fā)明實施例的光信號發(fā)送接收用組件的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成圖。
圖2示出圖1所示的光信號發(fā)送接收用組件的光學(xué)系統(tǒng)耦合效率值及光行差值的曲線圖。
圖3是說明圖2所示的曲線的各參數(shù)。
圖4是表示圖1的光信號發(fā)送接收用組件的具體構(gòu)成的斷面圖。
圖5是現(xiàn)有光信號發(fā)送接收用組件圖。
具體實施形式下面，以附圖為基礎(chǔ)說明本發(fā)明的實施形式。圖1表示本發(fā)明光信號發(fā)送接收用組件的實施形式的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，圖2表示圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)的耦合效率值及光行差值的曲線，圖3是說明圖2的曲線橫軸上的θ的圖，圖4表示采用圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)的光信號發(fā)送接收用組件的具體例。
在圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)中，使作為發(fā)光元件的激光二極管11(15表示發(fā)光元件)發(fā)出的第1波長λ＝1310nm的光入射到光纖12上，并使從光纖12射出的第2波長λ＝1550nm的光入射到作為受光元件的光電二極管13(用14表示受光元件)上。該波長通過在光信號發(fā)送接收用組件的入射側(cè)和射出側(cè)間相互變換，而可雙向通信。
在本例中，光信號發(fā)送接收用組件30在上述激光二極管11和光纖12之間具備作為第1光學(xué)元件的非球面凸透鏡21和作為第2光學(xué)元件的非球面凸透鏡23。利用這些非球面凸透鏡21及23，由1枚凸透鏡就能夠?qū)崿F(xiàn)光行差小的聚焦光學(xué)系統(tǒng)。
在本例中，使光纖12的端面31的傾斜方向與上述傾斜配置的分波濾光器24的傾斜方向相反。如圖3所示，該傾斜方向用箭頭A表示分波濾光器24的傾斜方向，用箭頭B表示光纖12的端面31的傾斜方向。在該例中，箭頭A為在分波濾光器24的分光面上通過光軸O，以最接近光纖的地方為終點的矢量，同樣地，箭頭B是以光纖12的端面31的傾斜方向通過光軸O，以最接近分波濾光器的地方為終點的矢量。
本例中，如表1或圖2所示，箭頭A和箭頭B的轉(zhuǎn)動角度(圖3中為θ)為0°時，可以確認(rèn)耦合效率的相對值為最大(圖2中為●)。另外，通過非點狀光行差的仿真，也能確認(rèn)角度θ＝0°時為最小(圖2中的□印)。
表1研究結(jié)果

注把濾光器角度和光纖斜切角度的方向相反的情況定為0度角，而把方向相同的情況定為180度。
如表1及圖2所示，可以知道通過使光纖12端面31的傾斜方向與分波濾光器24的傾斜方向相反，能得到卓越的耦合效率。
圖4示出具備上述光學(xué)系統(tǒng)的光信號發(fā)送接收用組件的具體實例。在本例中，把上述光學(xué)系統(tǒng)容納在由不銹鋼一體地形成的基體40內(nèi)。光纖12通過向基體40上的安裝套筒41，以其端面相對于分波濾光器24保持反向傾斜的方式，安裝到基體41上。
在上述實施例中，雖然使發(fā)送接收光的波長不一樣，但也可以使這些光的波長相同，按時間分段進(jìn)行通信，能夠交替分段或?qū)μ囟〞r間分段實施通信。
即使是在這種情況下，本發(fā)明通過選定濾光器的特性、例如分割波長的分波濾光器或者分支同一波長光的分支濾光器，就能適應(yīng)上述這種情況。
發(fā)明的效果根據(jù)以上說明的本發(fā)明的光信號發(fā)送接收用組件，本發(fā)明把發(fā)光元件、濾光器和光纖同軸配置，而把受光元件配置在將來自光纖的光通過上述濾光器反射而進(jìn)行導(dǎo)向的位置上，并使上述光纖端面相對于光纖的光軸傾斜一定角度，同時該光纖端面的傾斜方向與上述傾斜配置的光纖的傾斜方向相反，因此本發(fā)明具有以下效果，因在聚光光路中傾斜配置的濾光器而產(chǎn)生非點狀光行差，通過入射到與光纖的濾光器的傾斜方向反方向傾斜配置的端面上，而可以予以抵消，從而能夠減輕與光纖的耦合效率的降低。
另外，本發(fā)明是把第1光學(xué)元件配置在上述發(fā)光元件和上述濾光器之間，該第1光學(xué)元件使第1波長的光聚焦在上述光纖端面上，把第2光學(xué)元件配置在上述受光元件和上述濾光器之間，該第2光學(xué)元件使第2波長的光聚焦在上述受光元件上，因此從發(fā)光元件射出的第1波長的光透過濾光器，由第1光學(xué)元件直接入射到光纖上，另一方面，從光纖射出的光被濾光器反射，并入射到受光元件上，從而能夠減少光學(xué)元件的件數(shù)。
根據(jù)使用上述非球面透鏡的本發(fā)明，能夠以最小限度的透鏡結(jié)構(gòu)實現(xiàn)光行差少的光學(xué)系統(tǒng)。
若使本發(fā)明的濾光器為分波濾器，則使由2個波長構(gòu)成的第1及第2光分別在射出側(cè)、入射側(cè)發(fā)射接收，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高效的信號傳遞。
若濾光器為分支濾光器，發(fā)送接收相同波長的光信號，則使用對相同波長光進(jìn)行發(fā)射接收的元件，對其相互的通信按時段分割，即，依次按順時針和逆時針方向通信，就能夠在發(fā)射接收兩側(cè)使用同一個光學(xué)器件。
權(quán)利要求
1.一種光信號發(fā)送接收用組件，該組件具備發(fā)出作為發(fā)送光的第1波長光的發(fā)光元件；接收作為接收光的第2波長光的受光元件；濾光器，該濾光器呈傾斜狀配置，使來自上述發(fā)光元件的光入射到光纖上，使來自上述光纖的光射向上述受光元件，其特征在于，把上述發(fā)光元件、上述濾光器和上述光纖同軸配置，把上述受光元件配置在來自上述光纖的光被上述濾光器反射而導(dǎo)向的位置上，使上述光纖的端面相對于上述光纖的光軸傾斜一定角度，并使該光纖端面的傾斜方向與上述傾斜配置的光纖的傾斜方向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號發(fā)送接收用組件，其特征在于，把將上述第1波長的光聚焦在上述光纖端面上的第1光學(xué)元件配置在上述發(fā)光元件和上述濾光器之間；把將上述第2波長的光聚焦在上述受光元件上的第2光學(xué)元件配置在上述受光元件和上述濾光器之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光信號發(fā)送接收用組件，其特征在于，上述第1及第2光學(xué)元件是非球面透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項所述的光信號發(fā)送接收用組件，其特征在于，上述濾光器是分波濾光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3的任一項所述的光信號發(fā)送接收用組件，其特征在于，上述濾光器為分支濾光器，上述第1波長和第2波長是相同的波長。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光信號接發(fā)用組件。該組件具備發(fā)出第1波長光的發(fā)光元件；接受第2波長光的受光元件；和濾光器，該濾光器呈傾斜狀配置，使來自上述發(fā)光元件的光入射到光纖上，使來自上述光纖的光射向上述受光元件，其特征在于，把上述發(fā)光元件、濾光器和光纖同軸配置，而把受光元件配置在來自光纖的光被上述濾光器反射導(dǎo)向的位置上，并使上述光纖端面相對于光纖的光軸傾斜一定角度，同時該光纖端面的傾斜方向與上述傾斜配置的光纖的傾斜方向相反。
文檔編號G02B6/42GK1451986SQ0312262
公開日2003年10月29日 申請日期2003年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月17日
發(fā)明者竜田惠一, 今井誠作 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社