一种单纤双向bosa光学结构的制作方法

日期:2019-03-02 15:10:53

一种单纤双向bosa光学结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤通信技术中的光收发模块,特别涉及一种单纤双向BOSA光学结构。
【背景技术】
[0002]随着通讯领域的日益发展,传统的传输技术已经很难满足传输容量及速度的要求,在典型的应用领域如数据中心、网络连接、搜索引擎、高性能计算等领域,为防止宽带资源的不足,承运商和服务供应商们对规划新一代高速网络协议进行了部署,这就需要相应的高速收发模块以满足高密度高速率的数据传输要求。在高速的信息收发系统中,需要用高密度的光模块替代传统的光模块,采用多通道光收发技术,可以把更多的转发器和接收器集中在更小的空间中去,尤其在40Gbps或10Gbps的光纤解决方案中,采用4通道的传输技术,以每通道1Gbps或者更高的速度进行数据传输,其容量可以达到传统单通道传输的4倍甚至更高。而在这样的高速收发模块中,其核心组件即是模块中BOSA结构。
[0003]传统的BOSA结构是采用两个壳体分立的结构方式,其中一个为TOSA发射模块,另一个是ROSA接收模块,这就会使BOSA模块的体积庞大,并且造成资源的浪费,即使把TOSA和ROSA装在同一个模块中,也需要两个光纤跳线接口来进行发射和接收,若需发射和接收共用一根光纤,则需要接入外加环形器,这无疑又增加了运行成本和光路的难度。

【发明内容】

[0004]针对上述问题,本实用新型的目的在于提供一种结构简单、插损小、易于装配调试、耦合效率较高、并且体积也较小的用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构。该BOSA光学结构可以直接在一根光纤上进行上行和下行传输,无需外接器件或设备,大大简化了系统结构,降低了运营成本。
[0005]为达到上述目的,本实用新型所提出的技术方案为:一种单纤双向BOSA光学结构,包括一壳体,所述壳体内设有一带有通孔的中间隔板和被所述中间隔板分开的发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构,所述发射端TOSA光学结构包括依次设置于发射光路中的波分复用激光器组、准直透镜组、波分复用合光结构、合光PBS组合棱镜、半波片、法拉第旋转片、分光PBS组合棱镜以及光口准直器,还包括设置于法拉第旋转片右侧的磁块;所述接收端ROSA光学结构包括依次设置于接收光路中的光口准直器、分光PBS组合棱镜、光程补偿片、合光PBS组合棱镜、折光棱镜、波分解复用光学结构、聚焦透镜组以及接收H)组,还包括设置于光程补偿片右侧的法拉第旋转片和半波片、设置于法拉第旋转片和半波片右侧的磁块;所述光口准直器射出端与光学连接器连接,从光口准直器出射的光束经过光环路结构后再通过中间隔板的通孔入射到接收端ROSA中。
[000?]进一步的,所述发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构共用一个光环路结构和一个光口准直器,所述光环路结构包括合光PBS组合棱镜、半波片、法拉第旋转片、光程补偿片、分光PBS组合棱镜、磁块。
[0007]进一步的,所述TOSA光学结构中的波分复用合光结构包括第一膜片组、反射镜组、45度半透半反分光片和吸光片,所述第一膜片组包括第一膜片和第二膜片,所述反射镜组包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜;第一反射镜和第二反射镜分别设于第四光路λ4和第一光路λ?中,第二光路λ2和第三光路λ3中分别依次设有第一膜片和45度半透半反分光片、第二膜片和第三反射镜;所述第一膜片用于反射第一反射镜的反射光和透射第二光路的光线,后皆进入45度半透半反分光片,所述第二膜片用于反射第二反射镜的反射光和透射第三光路的光线,后皆被第三反射镜反射进入45度半透半反分光片。
[0008]进一步的,所述第一膜片与第一反射镜、所述第二膜片与第二反射镜以及所述第三反射镜与45度半透半反分光片均相互平行设置。
[0009]进一步的,所述吸光片设于45度半透半反分光片的侧面,用于吸收从45度半透半反分光片侧面出射的光束。
[0010]进一步的,所述ROSA光学结构中的波分解复用光学结构包括斜方棱镜和第二膜片组,所述第二膜片组包括第三膜片、第四膜片、第五膜片和第六膜片,所述第三膜片、第四膜片、第五膜片和第六膜片均采用相应的光学折射率匹配胶等间距地粘贴固定在斜方棱镜的出射端面上。
[0011 ]进一步的,所述斜方棱镜入射端面的入射位置上镀有针对所有入射光波长的增透膜,且该入射端面的其他位置上镀有针对需要被反射的入射光波长的高反射膜。
[0012]所述发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构利用法拉第旋转片和半波片来实现发射和接收光束偏振态的正交变换,使发射光束和接收光束在合光PBS组合棱镜上产生不同的走向,实现单纤双向的功能。
[0013]进一步的,所述光口准直器由准直透镜、金属套筒和陶瓷插芯组成,所述陶瓷插芯两端均带有斜角,避免从TOSA端传出的光束在该端面上被反射回到ROSA端。
[0014]进一步的,所述光口准直器射出端与光学连接器采用跳线连接。
[0015]本实用新型所述的单纤双向BOSA光学结构,在发射端TOSA通过准直透镜组对激光光束进行准直,然后通过波分复用合光结构将四路不同波长的光合为两路光,再通过45度半透半反分光片后合为一路光,再通过发射端TOSA的光环路结构输出到光口准直器。在接收端ROSA,从光口准直器出射的光束进入到TOSA端的光环路结构内,在合光PBS组合棱镜的另外一个方向出射,再由折光棱镜将光束往下层发射,然后通过波分解复用结构将光束分开导向各自对应的PD进行接收,从而实现了 BOSA光学结构的单纤双向传输的功能。该结构可以很好的利用壳体的长度和宽度空间,结构紧凑,并且灵活多变,耦合效率高,有良好的温度性能,有利于光信号的长距离传输,具有切实的可行性。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型所述的发射端TOSA光学结构的原理结构示意图。
[0017]图2为本实用新型所述的接收端ROSA光学结构的原理结构示意图。
[0018]图3为本实用新型所述的单纤双向BOSA光学结构的原理结构示意图。
[0019]其中:100.波分复用激光器组,101.准直透镜组,102.第一膜片,103.第一反射镜,104.第二膜片,105.第二反射镜,106.第三反射镜,107.45度半透半反分光片,108.吸光片,110.合光I3BS组合棱镜,111.半波片,112.法拉第旋转片,113.光程补偿片,114.分光I3BS组合棱镜,115.磁块,116.光口准直器,117.第一膜片组,118.反射镜组,119.光环路结构,120.第二膜片组,200.接收H)组,201.聚焦透镜组,202.第三膜片,203.第四膜片,204.第五膜片,205.第六膜片,206.斜方棱镜,207.折光棱镜,208.壳体,209.中间隔板。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】,对本实用新型做进一步说明。
[0021]所述单纤双向BOSA光学结构,采用双面分立结构,包括一壳体208,所述壳体内设有一带有通孔的中间隔板209和被所述中间隔板209分开的发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构。所述发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构共用一个光环路结构119和一个光口准直器116,所述光环路结构119包括合光I3BS组合棱镜110、半波片111、法拉第旋转片112、光程补偿片113、分光PBS组合棱镜114、磁块115。
[0022]如图1所示,所述发射端TOSA光学结构包括依次设置于发射光路中的波分复用激光器组100、准直透镜组101、波分复用合光结构、合光I3BS组合棱镜110、半波片111、法拉第旋转片112、分光I3BS组合棱镜114以及光口准直器116,还包括设置于法拉第旋转片右侧的磁块115。所述TOSA光学结构中的波分复用合光结构包括第一膜片组117、反射镜组118、45度半透半反分光片107和吸光片108,所述第一膜片组117包括第一膜片102和第二膜片104,所述反射镜组118包括第一反射镜103、第二反射镜105和第三反射镜106;第一反射镜103和第二反射镜105分别设于第四光路λ4和第一光路λ?中,第二光路λ2和第三光路λ3中分别依次设有第一膜片102和45度半透半反分光片107、第二膜片104和第三反射镜106;所述第一膜片102用于反射第一反射镜的反射光和透射第二光路的光线,后皆进入45度半透半反分光片107,所述第二膜片104用于反射第二反射镜的反射光和透射第三光路的光线,后皆被第三反射镜反射进入45度半透半反分光片107。
[0023]在图1中,激光器组100,包括四路激光器,每个激光器发射不同波长的激光,在激光器的出射端设置准直透镜组101,用于将激光器发出的发散光束进行准直。下面对其合光原理进行详细说明,首先4个激光器发射的光都为水平偏振状态(P光),第一光路波长为λ?的光经过准直透镜准直后进入第二反射镜105,经反射后进入第二膜片104,再经第二膜片104反射进入第三反射镜106,经第三反射镜106反射后进入45度50%: 50%半透半反分光片107反射进入合光I3BS组合棱镜110;第三光路波长为λ3的光经过准直透镜准直后进入第二膜片104,经第二膜片104透射进入第三反射镜106,再经第三反射镜106反射后进入45度50%: 50%半透半反分光片107,经107反射后进入合光I3BS组合棱镜110;第二光路波长为λ2的光经过准直透镜准直后进入第一膜片102,经第一膜片102透射进入45度50%: 50%半透半反分光片107,透射进入合光PBS组合棱镜110;第四光路波长为λ4的光经过准直透镜准直后进入反射镜103,经反射后进入第一膜片102,再经第一膜片102反射后进入45度50%:50%半透半反分光片107透射进入合光PBS组合棱镜110;因此,λ?,λ2,λ3,λ4均在45度50%: 50%半透半反分光片107处合光,然后均以水平偏振态P光进入合光PBS组合棱镜110,由于45度分光片107是50%: 50%的半透半反镜,因此4个波长的光在通过45度半透半反分光片107后强度均只有原来的一半,另一半强度的光束从分光片的另外一个方向输出,被设在45度半透半反分光片107侧面的吸光片108所吸收。4个波长的光在合光PBS组合棱镜110的PBS分光面上直接透射,然后进入合光PBS组合棱镜110的45度反射面,经该面垂直反射后进入半波片111,半波片111的光轴与水平方向成22.5度,因此偏振态与水平方向平行(P光)的4个波长的光通过半波片111后偏振方向与水平方向成45度,然后进入法拉第旋转片112,该方向传播的光束在法拉第旋转片11

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