專利名稱：一種模式耦合光組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種模式耦合光組件。
背景技術(shù)：
目前，F(xiàn)TTx所用的無源光纖網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，PON)架構(gòu)，是通過光無源器件——光耦合器(Coupler or PLC)，將多路由光節(jié)點(Optical Network Unit, 0NU)傳輸來的光信號耦合到一根光纖傳輸，然后再耦合到光纜終端設(shè)備(Optical Line Terminal, 0LT)，請參閱圖 1。通過光無源器件——光耦合器實現(xiàn)將多路由ONU傳輸來的光信號耦合到一根光纖傳輸，耦合時光功率損耗很嚴重，4路合1路損耗約7dB的光功率，8路合1路損耗約IOdB 的光功率，其光功率損耗PL與ONU數(shù)量N的關(guān)系是PL=3*Log2 (N) +ldB。而在ONU端用于光信號發(fā)射的激光器發(fā)射光功率有限，為+2——+7dBm,而OLT用于光信號接收的光電探測器的靈敏度也有限，為-36——28dBm,由于光信號在光纖中傳輸一定的距離或?qū)⑵浞殖啥嗦沸盘?，都會使光信號衰弱，即光纖鏈路上的光功率損耗，尤其是光耦合器耦合帶來的附加損耗，會嚴重限制光信號的傳輸距離或者一個OLT能分的ONU的數(shù)量。

實用新型內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例的目的在于提供一種模式耦合光組件。本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種模式耦合光組件，包括準直器陣列、非球透鏡以及光電探測器，所述準直器陣列將每一路光纖發(fā)射出來的光信號準直成平行光，所述非球透鏡將準直后的平行光匯聚到光電探測器上，所述準直器陣列須滿足其出射光束的整體橫截面小于非球透鏡的通光孔徑，且經(jīng)過非球透鏡匯聚后其匯聚角度需滿足光電探測器的數(shù)值孔徑，所述準直器陣列與非球透鏡的組合須滿足每一路出射的準直高斯光束經(jīng)非球透鏡變換后其束腰半徑小于光電探測器有效面積的半徑。進一步地，所述模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片、透鏡陣列以及激光器陣列，所述準直器陣列輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片反射，再經(jīng)非球透鏡耦合至光電探測器；所述激光器陣列發(fā)射的光信號經(jīng)所述透鏡陣列準直，經(jīng)過波分復(fù)用濾光片透射， 再經(jīng)過準直器陣列的耦合進入到光纖，傳輸?shù)竭h端。進一步地，所述模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片、透鏡、分光片組以及激光器陣列，所述準直器陣列輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片反射，再經(jīng)非球透鏡耦合至光電探測器；所述激光器陣列發(fā)射的光信號經(jīng)透鏡準直，再經(jīng)過分光片組進行分光，再經(jīng)波分復(fù)用濾光片透射，再經(jīng)過準直器陣列的耦合進入到光纖，傳輸?shù)竭h端。進一步地，所述分光片組包括四個分光片，第一個分光片的分光比例(R:T)為 3:1，第二個分光片的分光比例(R = T)S 1:2，第三個分光片的分光比例(R = T)S 1:1，第四個分光片的分光比例(R:T)為1:0。在本實用新型的實施例中，該模式耦合光組件將多路由光節(jié)點傳輸來的光信號以低光功率損耗的方式耦合到光纜終端設(shè)備的光接收組件的光電探測器上，避免了光耦合器帶來的附加損耗，提高了光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中的光功率預(yù)算，從而有助于無源光纖網(wǎng)絡(luò)增大分光比，增加傳輸距離。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)圖；圖2是本實用新型第一實施例提供的模式耦合光組件的光路原理圖；圖3是本實用新型第二實施例提供的模式耦合光組件的光路原理圖；圖4是本實用新型第三實施例提供的模式耦合光組件的光路原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。圖2示出了本實用新型第一實施例提供的模式耦合光組件的光路原理，該模式耦合光組件包括準直器陣列11、非球透鏡12以及光電探測器13。所述準直器陣列11將每一路光纖10發(fā)射出來的光信號準直成平行光，所述非球透鏡12將準直后的平行光匯聚到光電探測器13上。在本實施例中，將光耦合器與光接收組件封裝在一起。具體實現(xiàn)如下先通過準直器陣列11 (一個透鏡陣列)將從每一路光纖10發(fā)射出來的光信號準直成平行光，再通過一個合適的非球透鏡12將所有的準直光一起匯聚到光電探測器13上。由于光電探測器13有較大的光敏面以及較大的數(shù)值孔徑，能使每一路到光電探測器13的光損耗都很小。例如4 合1小于ldB，8合1和16合1小于2dB，從而使光信號可以傳輸?shù)母h。而準直器陣列的陣列排布方式可以任意，但必須滿足其出射光束的橫截面小于非球透鏡12的通光孔徑，且經(jīng)過非球透鏡12匯聚后其匯聚角度需滿足光電探測器13的數(shù)值孔徑，且每一路出射的準直光束的光斑大小要與非球透鏡12的參數(shù)匹配好，以使每一路光束經(jīng)非球透鏡12聚焦后， 其光斑大小小于光電探測器13的光敏面大小。圖3示出了本實用新型第二實施例提供的模式耦合光組件的光路原理，該實施例是在第一實施例的基礎(chǔ)上，將光耦合器與光發(fā)射、光接收組件封裝在一起。也即是該模式耦合光組件除包括準直器陣列11、非球透鏡12以及光電探測器13 外，該模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片14、透鏡陣列15以及激光器陣列16。該準直器陣列11輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片14反射，再經(jīng)非球透鏡12耦合至光電探測器13。所述激光器陣列16發(fā)射的光信號經(jīng)所述透鏡陣列15準直，經(jīng)過波分復(fù)用濾光片14透射，再經(jīng)過準直器陣列11的耦合進入到光纖10，傳輸?shù)竭h端。光纖端 10為N通道的準直器陣列11。光接收組件采用非球透鏡12將所有的光信號耦合至光電探測器13。而光發(fā)射組件采用N個激光器陣列16，并通過一組N通道的透鏡陣列15準直，經(jīng)過波分復(fù)用(WDM)濾光片14透射，耦合至N通道的準直器陣列11，并通過光纖10傳輸至遠端。圖4示出了本實用新型第三實施例提供的模式耦合光組件的光路原理，該實施例在第一實施例的基礎(chǔ)上，將光耦合器與光發(fā)射、光接收組件封裝在一起。也即是該模式耦合光組件除包括準直器陣列11、非球透鏡12以及光電探測器13 外，該模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片14、透鏡18、分光片組17以及激光器19。該準直器陣列11輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片14反射，再經(jīng)非球透鏡12耦合至光電探測器13。所述激光器19發(fā)射的光信號經(jīng)透鏡18準直，再經(jīng)過分光片組17進行分光， 再經(jīng)波分復(fù)用濾光片14透射，再經(jīng)過準直器陣列11的耦合進入到光纖10，傳輸?shù)竭h端。光纖10端為N通道的準直器陣列11。光接收組件采用非球透鏡12將所有的光信號耦合至光電探測器13。在本實施例中，該分光片組17包括四個分光片，第一個分光片的分光比例(R:T) 為3:1，第二個分光片的分光比例(R:T)為1:2，第三個分光片的分光比例(R:T)為1:1，第四個分光片的分光比例(R:T)為1:0。在本實用新型的實施例中，該模式耦合光組件將多路由光節(jié)點傳輸來的光信號以低光功率損耗的方式耦合到光纜終端設(shè)備的光接收組件的光電探測器上，避免了光耦合器帶來的附加損耗，提高了光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中的光功率預(yù)算，從而有助于無源光纖網(wǎng)絡(luò)增大分光比，增加傳輸距離。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種模式耦合光組件，其特征在于，包括準直器陣列、非球透鏡以及光電探測器，所述準直器陣列將每一路光纖發(fā)射出來的光信號準直成平行光，所述非球透鏡將準直后的平行光匯聚到光電探測器上，所述準直器陣列須滿足其出射光束的整體橫截面小于非球透鏡的通光孔徑，且經(jīng)過非球透鏡匯聚后其匯聚角度需滿足光電探測器的數(shù)值孔徑，所述準直器陣列與非球透鏡的組合須滿足每一路出射的準直高斯光束經(jīng)非球透鏡變換后其束腰半徑小于光電探測器有效面積的半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模式耦合光組件，其特征在于，所述模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片、透鏡陣列以及激光器陣列，所述準直器陣列輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片反射，再經(jīng)非球透鏡耦合至光電探測器；所述激光器陣列發(fā)射的光信號經(jīng)所述透鏡陣列準直，經(jīng)過波分復(fù)用濾光片透射，再經(jīng)過準直器陣列的耦合進入到光纖，傳輸?shù)竭h端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模式耦合光組件，其特征在于，所述模式耦合光組件還包括波分復(fù)用濾光片、透鏡、分光片組以及激光器陣列，所述準直器陣列輸出的平行光經(jīng)過所述波分復(fù)用濾光片反射，再經(jīng)非球透鏡耦合至光電探測器；所述激光器陣列發(fā)射的光信號經(jīng)透鏡準直，再經(jīng)過分光片組進行分光，再經(jīng)波分復(fù)用濾光片透射，再經(jīng)過準直器陣列的耦合進入到光纖，傳輸?shù)竭h端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模式耦合光組件，其特征在于，所述分光片組包括四個分光片，第一個分光片的分光比例為3:1，第二個分光片的分光比例為1:2，第三個分光片的分光比例為1:1，第四個分光片的分光比例為1:0。
專利摘要本實用新型適用于光通信領(lǐng)域，提供了一種模式耦合光組件，包括準直器陣列、非球透鏡以及光電探測器，所述準直器陣列將每一路光纖發(fā)射出來的光信號準直成平行光，所述非球透鏡將準直后的平行光匯聚到光電探測器上。所述準直器陣列須滿足其出射光束的橫截面小于非球透鏡的通光孔徑，且經(jīng)過非球透鏡匯聚后其匯聚角度需滿足光電探測器的數(shù)值孔徑。在本實用新型的實施例中，該模式耦合光組件將多路由光節(jié)點傳輸來的光信號以低光功率損耗的方式耦合到光纜終端設(shè)備的光接收組件的光電探測器上，避免了光耦合器帶來的附加損耗，提高了光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中的光功率預(yù)算，從而有助于無源光纖網(wǎng)絡(luò)增大分光比，增加傳輸距離。
文檔編號G02B6/42GK202025112SQ20112012162
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者廖振興, 鄭啟飛 申請人:華為技術(shù)有限公司, 深圳市恒寶通光電子有限公司