專利名稱：光學器件及光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及光學設(shè)備，更具體地說，是涉及一種米用全反射面實現(xiàn)光信號傳輸和光強度衰減的光學器件及光模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有光通信領(lǐng)域用的光模塊中，為將激光器發(fā)出的光束改變方向后耦合到光纖中，或者將光纖中的接收光束改變方向后耦合到光電探測器中，通常使用多個傾斜設(shè)置的反射鏡來改變光束的傳輸方向。多個反射鏡的組合因器件較多，布置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，組裝繁瑣，且容易因位置誤差而影響光信號的正常傳輸。因此，有人提出采用具有多結(jié)構(gòu)面的集成光學器件實現(xiàn)光信號的變向傳輸。一般情況下，光模塊的激光器發(fā)出的光強較大，需要衰減后傳輸?shù)焦饫w中。在使用這種多結(jié)構(gòu)面的光學器件時，通常需要在光學器件中加入吸光介質(zhì)材料吸收光，達到衰減光強度的目的。這種光強衰減方式不僅制作工藝復(fù)雜，且光強衰減程度不易控制，從而導致光學器件性能較低、成本較高、不易實現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的之一是提供一種光學器件，通過在光學器件中設(shè)置多個反射面，在實現(xiàn)光信號變向傳輸?shù)耐瑫r達到光強衰減的目的，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):一種光學器件，包括有設(shè)置在外表面上、將光源發(fā)出的入射光轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄獾臏手蓖哥R，所述光學器件還包括有將所述準直透鏡傳輸?shù)牟糠制叫泄庖缘谝辉O(shè)定角度全反射后傳輸并最終耦合至外部光 纖的傳輸光全反射面、將所述準直透鏡傳輸?shù)牟糠制叫泄庖缘诙O(shè)定角度全反射后傳輸并最終耦合至外部光學檢測器的檢測光全反射面以及至少一個將所述準直透鏡傳輸?shù)拇p平行光反射后從所述光學器件穿出的衰減光反射面。如上所述的光學器件，所述衰減光反射面為一個衰減光全反射面，所述光學器件還包括有與所述衰減光全反射面相對應(yīng)、用于該衰減光全反射面的反射光部分或全部透過的透射面。如上所述的光學器件，所述衰減光全反射面優(yōu)選與所述準直透鏡傳輸?shù)钠叫泄夥较虺?5°夾角傾斜設(shè)置，以實現(xiàn)光信號90°的變向。而且，所述透射面優(yōu)選為一個，且與所述衰減光全反射面的反射光方向垂直設(shè)置，以便將衰減光全反射面的反射光全部透過。如上所述的光學器件，所述衰減光反射面還可以為兩個，每個均為衰減光全反射面，所述光學器件還包括有與兩個所述衰減光全反射面相對應(yīng)、用于將兩個衰減光反射面的反射光部分或全部透過的透射面。優(yōu)選的，兩個所述衰減光全反射面均與所述準直透鏡傳輸?shù)钠叫泄夥较虺?5°夾角傾斜設(shè)置，以實現(xiàn)光信號90°的變向。而且，所述透射面優(yōu)選為兩個，每個所述透射面與其中一個所述衰減光全反射面相對應(yīng)，且每個所述透射面分別與所對應(yīng)的所述衰減光全反射面的反射光方向垂直設(shè)置，以便將衰減光全反射面的反射光全部透過。如上所述的光學器件，為實現(xiàn)光信號變向后耦合至外部光纖，在所述光學器件的外表面上還設(shè)置有與所述準直透鏡異面的第一聚焦透鏡，所述傳輸光全反射面以與所述準直透鏡傳輸?shù)钠叫泄夥较虺?5°夾角、且使得該傳輸光全反射面的反射光直接傳輸至所述第一聚焦透鏡的方向傾斜設(shè)置。如上所述的光學器件，為方便光信號強度的監(jiān)控，在所述光學器件還包括有與所述準直透鏡同平面設(shè)置的第二聚焦透鏡，所述光學器件還包括有一個二級全反射面，所述檢測光全反射面以與所述準直透鏡傳輸?shù)钠叫泄夥较虺?5°夾角、且使得該檢測光全反射面的反射光直接傳輸至所述二級全反射面的方向傾斜設(shè)置，所述二級全反射面以與所述檢測光全反射面的反射光方向呈45°夾角、 且使得該二級全反射面的反射光直接傳輸至所述第二聚焦透鏡的方向傾斜設(shè)置。本實用新型還提供了一種光模塊，該光模塊采用上述所述結(jié)構(gòu)的光學器件來實現(xiàn)光信號的傳輸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:本實用新型通過在光學器件中設(shè)置多個反射面，在利用全反射面實現(xiàn)光信號變向傳輸、最終耦合到輸出光纖中輸出的同時，還可以利用反射面將需要衰減的部分光從光學器件中透出而達到光強衰減的目的，從而以簡單的結(jié)構(gòu)和可靠的控制實現(xiàn)了光學器件的多個功能，提高了光學器件的使用性倉泛。結(jié)合附圖閱讀本實用新型的具體實施方式
后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

圖1是本實用新型光學器件一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具有圖1光學器件的光模塊一個實施例的光路原理圖；圖3是本實用新型光學器件另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是具有圖3光學器件的光模塊一個實施例的光路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細的描述。請參考圖1和圖2，其中，圖1所示為本實用新型光學器件一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為具有圖1光學器件的光模塊一個實施例的光路原理圖。如圖2所示意，光模塊包括有PCB板2，在PCB板2上設(shè)置有作為光源的激光器3和用來接收光信號、具體來說是接收檢測光信號的光學檢測器4，這里的光學檢測器4采用光電探測器來實現(xiàn)。該光模塊從整體尺寸及內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局考慮，與外部進行光信號傳輸?shù)鸟詈瞎饫w5位于激光器3的右上方，激光器3所發(fā)出的光信號并不能直接進入到耦合光纖5中。為保證光信號順利傳輸，需要將激光器3的光信號傳輸至耦合光纖5中。因此，該實施例的光模塊在PCB板2的上方、對應(yīng)激光器3和光學檢測器4的位置處設(shè)置有光學器件1，利用該光學器件I改變激光器3發(fā)出的光信號的傳輸方向，以將光信號順利耦合到耦合光纖5中來實現(xiàn)光信號的傳輸。光學器件I在實現(xiàn)光信號變向傳輸功能的同時，還可以衰減光信號的強度，避免不符合要求的過強光信號進入到耦合光纖5中。此外，結(jié)合光模塊的整體結(jié)構(gòu)，利用該光學器件I還可以檢測經(jīng)耦合光纖5中所輸出的光信號的強度。為實現(xiàn)光學器件I的上述功能，該光學器件I可以采用圖1所示的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。具體來說，如圖1所示，結(jié)合圖2所示意，該實施例的光學器件I具有朝向PCB板2的第一表面191及與第一表面191相垂直的第二表面192,在第一表面191上設(shè)置有準直透鏡11和第二聚焦透鏡13，在第二表面192上設(shè)置有第一聚焦透鏡12。其中，準直透鏡11與PCB板2上的激光器3相對應(yīng)，第二聚焦透鏡13與光學檢測器4相對應(yīng)，第一聚焦透鏡12與耦合光纖5相對應(yīng)。在準直透鏡11的上方設(shè)置有三個全反射面，分別是傳輸光全反射面14、檢測光全反射面15及衰減光全反射面161。這三個全反射面具有共同的頂點，并從該頂點依次向外延伸發(fā)散。此外，光學器件I還具有一個與檢測光全反射面15及第二聚焦透鏡13相對應(yīng)的二級全反射面18以及一個與衰減光全反射面161相對應(yīng)的透射面171。而且，光學器件I上述各個面按照下述光路傳輸方向要求來設(shè)置:傳輸光全反射面14與準直透鏡11傳輸來的平行光呈45°夾角傾斜設(shè)置，且該設(shè)置位置使得該傳輸光全反射面14能夠接收需通過耦合光纖5往外傳輸?shù)?、來自準直透鏡11的部分平行光，而經(jīng)該傳輸光全反射面14反射后的反射光能夠直接傳輸至第一聚焦透鏡12。檢測光全反射面15與準直透鏡11傳輸來的平行光呈45°夾角傾斜設(shè)置，且該設(shè)置位置使得該檢測光全反射面15能夠接收需通過光學檢測器4檢測的、來自準直透鏡11的部分平行光，而經(jīng)該檢測光全反射面15反射后的反射光能夠直接傳輸至二級全反射面18。而二級全反射面18以與該檢測光全反射面15的反射光方向呈45°夾角、且使得該二級全反射面18的反射光直接傳輸?shù)降诙劢雇哥R13的方向傾斜設(shè)置。衰減光全反射面161與準直透鏡11傳輸來的平行光呈45°夾角傾斜設(shè)置，且該設(shè)置位置使得該衰減光全反射面161能夠接收來自準直透鏡11的平行光中待衰減的部分平行光，而經(jīng)該衰減光全反射面161反射后的反射光直接傳輸至與該反射光方向垂直設(shè)置的透射面171上。其中，通過耦合光纖5往外傳輸?shù)墓?、通過光學檢測器4檢測的光及待衰減的光為根據(jù)實際光傳輸系統(tǒng)需求而預(yù)先設(shè)置好的。因此，在這些光強及透鏡位置確定之后，按照上述光路傳輸方向要求即可確定光學器件I中各全反射面及透射面的位置。應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)的光學器件I構(gòu)成圖2所示的光模塊，其光路傳輸方向及過程如下:激光器3發(fā)出強度較大的散射光并入射到準直透鏡11上，經(jīng)準直透鏡11變?yōu)槠叫泄廨敵?。準直透鏡11輸出的平行光中的部分光作為光模塊實際輸出的傳輸光而入射到傳輸光全反射面14上，該傳輸光經(jīng)傳輸光全反射面14全反射后向右傳輸至第二表面192上的第一聚焦透鏡1 2上，經(jīng)第一聚焦透鏡12聚焦耦合后傳輸至預(yù)先設(shè)置好的耦合光纖5中。準直透鏡11輸出的平行光中的部分光作為與光模塊實際輸出的傳輸光成一定比例關(guān)系的檢測光而入射到檢測光全反射面15上，該檢測光經(jīng)檢測光全反射面15全反射后向左傳輸至二級反射面18上，再經(jīng)二級反射面18變向后入射到第二聚焦透鏡13上，第二聚焦透鏡13將該檢測光聚焦后被光學檢測器4所接收。通過分析光學檢測器4所接收的檢測光的強度，即可獲知耦合光纖5所輸出的傳輸光的強度。準直透鏡11所輸出的平行光中的其余部分光作為需要衰減的衰減光而入射到衰減光全反射面161上,該衰減光經(jīng)衰減光全反射面161全反射后向前傳輸至透射面171中，并經(jīng)該透射面171透過后而穿出整個光學器件1，進而實現(xiàn)了對激光器3所發(fā)射的光信號強度的衰減。通過在光學器件I上設(shè)置上述全反射面及透射面，在利用全反射面實現(xiàn)光信號變向傳輸達到光信號最終對外輸出及輸出光強度信號強度檢測的同時，還可以利用全反射面及透射面來衰減光強，不僅結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，且可以通過改變?nèi)瓷涿娴奈恢盟p不同強度的光信號，控制簡單可靠。此外，用來衰減光強的反射面不局限于該實施例所采用的衰減光全反射面，也可以是以其他反射角度設(shè)置的一個非全反射面；與該衰減光反射面所對應(yīng)的透射面不局限于一個，也可以是多個透射面的組合等。在實際應(yīng)用中，光學器件I不局限于采用圖1及圖2所示的一個全反射面來衰減光強，還可以采用兩個或更多個全反射面來實現(xiàn)。圖3示出了本實用新型光學器件另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，而圖4所示為具有圖3光學器件的光模塊一個實施例的光路原理圖。如圖3及圖4所示意，光模塊也包括有PCB板2，在PCB板2上設(shè)置有作為光源的激光器3和用來接收光信號、具體來說是接收檢測光信號的光學檢測器4。與圖2實施例類似，該圖4實施例的光模塊與外部進行光信號傳輸?shù)鸟詈瞎饫w5也位于激光器3的右上方，同樣的，在PCB板2的上方、對應(yīng)激光器3和光學檢測器4的位置處設(shè)置有光學器件I。其中，光學器件I采用圖3所示的結(jié)構(gòu)。具體來說，與圖1實施例類似，該實施例的光學器件I也具有朝向PCB板2的第一表面191及與第一表面191相垂直的第二表面192，在第一表面191上設(shè)置有準直透鏡 11和第二聚焦透鏡13，在第二表面192上設(shè)置有第一聚焦透鏡12。其中，準直透鏡11與PCB板2上的激光器3相對應(yīng)，第二聚焦透鏡13與光學檢測器4相對應(yīng)，第一聚焦透鏡12與耦合光纖5相對應(yīng)。與圖1實施例不同的是，該圖3實施例的光學器件I在準直透鏡11的上方具有四個全反射面，分別是傳輸光全反射面14、檢測光全反射面15及衰減光全反射面161和衰減光全反射面162，這四個全反射面具有共同的頂點，并從該頂點依次向外延伸發(fā)散。此外，光學器件I還具有一個與檢測光全反射面15及第二聚焦透鏡13相對應(yīng)的二級全反射面18、一個與衰減光全反射面161相對應(yīng)的透射面171及一個與衰減光全反射面162相對應(yīng)的透射面172。其中，傳輸光全反射面14、檢測光全反射面15、二級全反射面18、衰減光全反射面161及透射面171的設(shè)置位置與圖1實施例相同，可參考圖1實施例的描述，在此不再復(fù)述。在這里僅說明衰減光全反射面162及相對應(yīng)的透射面172的設(shè)置位置。衰減光全反射面162與衰減光全反射面161對稱設(shè)置，而透射面162與透射面161對稱設(shè)置，共同構(gòu)成對激光器3所發(fā)出的光進行強度衰減的結(jié)構(gòu)來使用。具體來說，衰減光全反射面162與準直透鏡11傳輸來的平行光呈45°夾角傾斜設(shè)置，且其設(shè)置位置使得該衰減光全反射面162能夠接收來自準直透鏡11的平行光中待衰減的部分平行光，而經(jīng)該衰減光全反射面162反射后的反射光直接傳輸至與該反射光方向垂直設(shè)置的透射面172上。應(yīng)用圖3結(jié)構(gòu)的光學器件I構(gòu)成圖4所示的光模塊，其光路傳輸方向及過程如下:激光器3發(fā)出強度較大的散射光并入射到準直透鏡11上，經(jīng)準直透鏡11變?yōu)槠叫泄廨敵?。準直透鏡11輸出的平行光中的部分光作為光模塊實際輸出的傳輸光而入射到傳輸光全反射面14上，該傳輸光經(jīng)傳輸光全反射面14全反射后向右傳輸至第二表面192上的第一聚焦透鏡12上，經(jīng)第一聚焦透鏡12聚焦耦合后傳輸至預(yù)先設(shè)置好的耦合光纖5中。準直透鏡11輸出的平行光中的部分光作為與光模塊實際輸出的傳輸光成一定比例關(guān)系的檢測光而入射到檢測光全反射面15上，該檢測光經(jīng)檢測光全反射面15全反射后向左傳輸至二級反射面18上，再經(jīng)二級反射面18變向后入射到第二聚焦透鏡13上，第二聚焦透鏡13將該檢測光聚焦后被光學檢測器4所接收。通過分析光學檢測器4所接收的檢測光強度，即可獲知耦合光纖5所輸出的傳輸光的強度。準直透鏡11所輸出的平行光中的其余部分光作為需要衰減的衰減光分成兩部分，一部分入射到衰減光全反射面161上，經(jīng)衰減光全反射面161全反射后向前傳輸至透射面171中，并經(jīng)該透射面171透過后而穿出整個光學器件I ;另一部分入射到衰減光全反射面162上，經(jīng)衰減光全反射面162全反射后向后傳輸至透射面172中，并經(jīng)該透射面172透過后而穿出整個光學器件1，進而實現(xiàn)了對激光器3所發(fā)射的光信號強度的衰減。最后，需要說明的是:雖然在上述兩個實施例中，衰減光全反射面161和161、傳輸光全反射面14及檢測光全反射面15均與準直透鏡11傳輸?shù)钠叫泄夥较虺?5°夾角設(shè)置，該設(shè)置角度為最佳、最容易實現(xiàn)的一個角度，但并不局限為該角度，還可以采用其他的角度來設(shè)置，只要能夠?qū)崿F(xiàn)全反射、并能滿足后續(xù)光路傳輸即可。此外，透射面171和172也不局限于和相對應(yīng)的衰減光全反射面的反射光方向垂直設(shè)置，也可以是以其他角度設(shè)置，只要能夠?qū)⒎蠌姸纫蟮墓饩€透射出去即可。而且，準直透鏡11發(fā)射出的部分平行光也不局限于僅經(jīng)一級傳輸光全反射面14后直接傳輸至第一聚焦透鏡12，也還可以經(jīng)傳輸光全反射面14之后再經(jīng)過若干級反射面的傳輸、最終再傳輸至第一聚焦透鏡12。相應(yīng)的，檢測光的傳輸也不局限于僅經(jīng)檢測光全反射面15、二級全反射面18及第二聚焦透鏡13的傳輸和聚焦，還可以經(jīng)更多級的反射后傳輸至第二聚焦透鏡13。且，第二聚焦透鏡13也是可選的一種結(jié)構(gòu)，在光學檢測器4面積足夠大、能夠直接接收滿足需求的平行光時，也可以不設(shè)置該第二聚焦透鏡13。總而言之，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實施例所 記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型所要求保護的技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種光學器件，包括有設(shè)置在外表面上、將光源發(fā)出的入射光轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄獾臏手蓖哥R，其特征在于，所述光學器件還包括有將所述準直透鏡傳輸?shù)牟糠制叫泄庖缘谝辉O(shè)定角度全反射后傳輸并最終耦合至外部光纖的傳輸光全反射面、將所述準直透鏡傳輸?shù)牟糠制叫泄庖缘诙O(shè)定角度全反射后傳輸并最終耦合至外部光學檢測器的檢測光全反射面以及至少一個將所述準直透鏡傳輸?shù)拇p平行光反射后從所述光學器件穿出的衰減光反射面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學器件，其特征在于，所述衰減光反射面為一個衰減光全反射面，所述光學器件還包括有與所述衰減光全反射面相對應(yīng)、用于該衰減光全反射面的反射光部分或全部透過的透射面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學器件，其特征在于，所述衰減光全反射面與所述準直透鏡傳輸?shù)钠叫泄夥较虺?5°夾角傾斜設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學器件，其特征在于，所述透射面為一個，且與所述衰減光全反射面的反射光方向垂直設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學器件，其特征在于，所述衰減光反射面為兩個，且每個均為衰減光全反射面，所述光學器件還包括有與兩個所述衰減光全反射面相對應(yīng)、用于將兩個衰減光反射面的反射光部分或全部透過的透射面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5 所述的光學器件，其特征在于，兩個所述衰減光全反射面均與所述準直透鏡傳輸?shù)钠叫泄夥较虺?5°夾角傾斜設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學器件，其特征在于，所述透射面為兩個，每個所述透射面與其中一個所述衰減光全反射面相對應(yīng)，且每個所述透射面分別與所對應(yīng)的所述衰減光全反射面的反射光方向垂直設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的光學器件,其特征在于，在所述光學器件的外表面上還設(shè)置有與所述準直透鏡異面的第一聚焦透鏡，所述傳輸光全反射面以與所述準直透鏡傳輸?shù)钠叫泄夥较虺?5°夾角、且使得該傳輸光全反射面的反射光直接傳輸至所述第一聚焦透鏡的方向傾斜設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學器件，其特征在于，在所述光學器件還包括有與所述準直透鏡同平面設(shè)置的第二聚焦透鏡，所述光學器件還包括有一個二級全反射面，所述檢測光全反射面以與所述準直透鏡傳輸?shù)钠叫泄夥较虺?5°夾角、且使得該檢測光全反射面的反射光直接傳輸至所述二級全反射面的方向傾斜設(shè)置，所述二級全反射面以與所述檢測光全反射面的反射光方向呈45°夾角、且使得該二級全反射面的反射光直接傳輸至所述第二聚焦透鏡的方向傾斜設(shè)置。
10.一種光模塊，包括PCB板、設(shè)置在PCB板上的光源和光學檢測器、稱合光纖及對應(yīng)光源和光學檢測器而設(shè)置的光學器件，其特征在于，所述光學器件為上述權(quán)利要求1至9中任一項所述的光學器件。
專利摘要本實用新型公開了一種光學器件及光模塊，所述光學器件包括有設(shè)置在外表面上、將光源發(fā)出的入射光轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄獾臏手蓖哥R，所述光學器件還包括有將所述準直透鏡傳輸?shù)牟糠制叫泄庖缘谝辉O(shè)定角度全反射后傳輸并最終耦合至外部光纖的傳輸光全反射面、將所述準直透鏡傳輸?shù)牟糠制叫泄庖缘诙O(shè)定角度全反射后傳輸并最終耦合至外部光學檢測器的檢測光全反射面以及至少一個將所述準直透鏡傳輸?shù)拇p平行光反射后從所述光學器件穿出的衰減光反射面。本實用新型通過在光學器件中設(shè)置多個反射面，在實現(xiàn)光信號變向傳輸?shù)耐瑫r達到光強衰減的目的。
文檔編號G02B6/32GK203149147SQ201320162479
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者黃永亮, 劉一誠, 涂文凱 申請人:青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司