一种单纤双向光收发组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及光纤通讯领域，公开了一种单纤双向光收发组件，包括输入输出端、光学组件、接收端和发射端，所述光学组件包括依光路设置的偏振分光元件、旋光单元、偏振分光棱镜和光耦合单元；所述旋光单元包括磁致旋光片和1/2波片，位于发射端发射的光路上。本发明采用双折射晶体、偏振分光棱镜和磁致旋光元件组合，可获得较高耦合效率的同时，避免了相邻波长的干扰，解决了光收发信号无法有效分开的难题，实现了任意波长间隔的单纤双向光收发组件，且其外形可以与现有单纤双向光收发模块兼容，结构简单紧凑，成本低。
【专利说明】一种单纤双向光收发组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤通讯领域，尤其涉及一种可用于相邻波长的单纤双向光收发组件。
【背景技术】
[0002]随着光纤网络的应用越来越普及，尤其是世界各地光纤接入FTTH (Fiber To TheHome)项目逐步实施，以及点对点的数据传输，市场上对于单纤双向组件的需求也越来越大。目前市场上的单纤双向组件都是波长间隔很宽的两个波长的光信号。
[0003]最简单结构的单纤双向光收发模块组件的原理，如图1所示，光信号通过光纤由输入输出端20进入光学组件，在光学组件中，第一滤波片40与光路呈45度角，光束经过第一滤波片40发生90度反射，再经过第二滤波片50滤波，然后光束由接收端30接收。接收端30采用的H)光电二极管为一种光探测器，用于光电转换，使光信号转化为电信号。发射端10采用激光二极管，发射端10光束经过第一滤波片40透射进入输入输出端20。
[0004]传统的双波长单纤双向光收发模块组件的原理如图2所示，其它原理及描述同图1，为增加信号稳定性，减少传输过程中的各种干扰，在发射端10的前端放一个光隔离器60(由一个磁环、两个偏振片、一个磁旋光片组成)，使线路干扰不会反射回激光二极管。
[0005]在传统结构中，因为第一滤波片40必须是45°入射，实现不同波长的透射和反射，所以要满足应用要求，那么发射和接收端的波长就必须足够宽，否则就会导致透射波长信号或者反射波长信号无法有效分开。
【发明内容】
[0006]为克服上述问题，本发明提出一种单纤双向光收发组件，可用于相邻波长或单波长的光信号收发，而且结构紧凑、成本低。
[0007]为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为:一种单纤双向光收发组件，包括输入输出端、光学组件、接收端和发射端，所述光学组件包括依光路设置的偏振分光元件、旋光单兀、偏振分光棱镜和光稱合单兀；所述旋光单兀包括磁致旋光片和1/2波片，位于发射端发射的光路上；发射端发出的线偏振光直接透射过偏振分光棱镜，经旋光单元后其偏振态保持不变，并经偏振分光兀件后由输入输出端输出；由输入输出端输入的信号光则经偏振分光单分为平行方向线偏振光和垂直方向线偏振光，其中一路直接入射到偏振分光棱镜上，经偏振分光棱镜反射后垂直输出，另一路经旋光单兀之后其偏振方向旋转90° ,再入射到偏振分光棱镜上，被偏振分光棱镜反射后垂直输出；或者，发射端发出的线偏振光经偏振分光棱镜反射后入射到旋光单元，经旋光单元后其偏振态保持不变，并经偏振分光元件后由输入输出端输出；而输入输出端输入的信号光经偏振分光单兀分为平行方向线偏振光和垂直方向线偏振光，其中一路直接入射到偏振分光棱镜上，并透射过偏振分光棱镜后输出，另一路经旋光单元之后其偏振方向旋转90°，再入射到偏振分光棱镜上，并透射过偏振分光棱镜后输出；经偏振分光棱镜输出的两路偏振态相同的平行光经光I禹合单兀I禹合到接收端上。
[0008]进一步的,所述偏振分光单兀为一双折射晶体,或一偏振分光棱镜与全反射面的组合。
[0009]进一步的，所述光耦合单元为一会聚透镜，或一双折射晶体与一 1/2波片的组合。
[0010]进一步的，所述接收端为一光电探测器；所述发射端为一激光二极管。
[0011]进一步的，所述发射端与偏振分光棱镜之间设有一光隔离器。
[0012]进一步的，所述接收端与光耦合单元之间设有一滤光片。
[0013]本发明的有益效果:本发明采用双折射晶体、偏振分光棱镜和磁致旋光元件组合，可获得较高耦合效率的同时，避免了相邻波长的干扰，解决了光收发信号无法有效分开的难题，实现了任意波长间隔的单纤双向光收发组件，且其外形可以与现有单纤双向光收发模块兼容，结构简单紧凑，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为单纤双向双波长光收发组件原理示意图；
图2为传统单纤双向双波长光收发组件结构示意图；
图3为本发明单纤双向光收发组件实施例一结构示意图；
图4为本发明单纤双向光收发组件实施例二结构示意图；
图5为本发明单纤双向光收发组件实施例三结构示意图；
图6为本发明单纤双向光收发组件实施例四结构示意图；
图7为本发明单纤双向光收发组件实施例五结构示意图。
[0015]附图标记:10、发射端；20、输入输出端；30、接收端;40、第一滤波片;50、第二滤波片；60、光隔离器；70、光学组件；71、双折射晶体；72、偏振分光棱镜；73、会聚透镜；74、旋光单元；741、磁致旋光片；742、1/2波片；743、磁环；75、第二双折射晶体;76、第二 1/2波片；77、第二偏振分光棱镜；78、全反射面。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明做进一步说明。
[0017]本发明的单纤双向光收发组件，可用于相邻波长或单波长的光信号收发。通过采用双折射晶体、偏振分光棱镜和磁致旋光元件组合，可获得较高耦合效率的同时，避免了相邻波长的干扰，解决了光收发信号无法有效分开的难题，实现了任意波长间隔的单纤双向光收发组件，且其外形可以与现有单纤双向光收发模块兼容，结构简单紧凑，成本低。具体的，本发明的单纤双向光收发组件，包括输入输出端、光学组件、接收端和发射端。其中，光学组件包括依光路设置的偏振分光元件、旋光单元、偏振分光棱镜和光耦合单元；旋光单元包括磁致旋光片和1/2波片，位于发射端发射的光路上。
[0018]如图3所示的实施例一，该实施例中，偏振分光单元采用的是一双折射晶体71，光耦合单元为一会聚透镜73，旋光单元74的磁致旋光片741和22.5°的1/2波片742依次设于一磁环743内，位于双折射晶体71和偏振分光棱镜72之间,发射端10发射的光路上。发射端10为一激光二极管,发出平行方向偏振的线偏振光,直接透射过偏振分光棱镜72,到达磁环743内的22.5°的1/2波片742和磁致旋光片741，经过22.5°的1/2波片742和磁致旋光片741之后其偏振方向不变，依然为平行方向偏振，并经双折射晶体71的折射之后由输入输出端20输出。而由输入输出端20输入的任意偏振态的信号光,经双折射晶体71后分为平行方向线偏振光和垂直方向线偏振光。其中，垂直方向的线偏振光直接入射到偏振分光棱镜72上,经偏振分光棱镜72反射后垂直输出；而平行方向的线偏振光经旋光单元74的磁致旋光片741和22.5°的1/2波片742之后其偏振方向旋转90°，变成垂直方向的线偏振光，再入射到偏振分光棱镜72上,被偏振分光棱镜72反射后垂直输出。经偏振分光棱镜72输出的两路偏振态相同的平行光经会聚透镜73耦合会聚到接收端30上，接收端30为一光电探测器,将其转换为电信号输出。
[0019]该结构的单纤双向光收发组件，其发射端10和接收端30的光信号可以是具有一定波长间隔的两种波长光信号，且两光信号的波长间隔可以根据相关应用的需求而任意调整，可以是波长间隔较宽的两光信号，也可以是相邻波长的两光信号，甚至可以是波长间隔为零的相同波长信号。而且采用双折射晶体、偏振分光棱镜和磁致旋光元件组合，对发射端激光二极管起到隔离器的作用，提高了系统的抗干扰性能，增强了系统稳定性。
[0020]如图4所示的实施例二，与实施例一不同的是，该实施例中，发射端10激光二极管发出的为垂直方向的线偏振光，入射到偏振分光棱镜72之后,被偏振分光棱镜72反射输出，到达磁环743内的22.5°的1/2波片742和磁致旋光片741，经过22.5°的1/2波片742和磁致旋光片741之后其偏振方向不变，依然为垂直方向偏振，并经双折射晶体71之后由输入输出端20输出。而输入输出端20输入的任意偏振态的信号光,经双折射晶体71后分为平行方向线偏振光和垂直方向线偏振光。其中，平行方向的线偏振光直接入射到偏振分光棱镜72上,经偏振分光棱镜72透射后输出；而垂直方向的线偏振光经旋光单兀74的磁致旋光片741和22.5°的1/2波片742之后其偏振方向旋转90°，变成平行方向的线偏振光，再入射到偏振分光棱镜72上,经偏振分光棱镜72透射后输出。经偏振分光棱镜72输出的两路偏振态相同的平行光再经会聚透镜73耦合会聚到接收端30上，接收端30为一光电探测器，将其转换为电信号输出。
[0021]如图5所示的实施例三，与实施例一不同的是，该实施例中光耦合单元为一第二双折射晶体75与一 45°的第二 1/2波片76的组合。其发射端10光路与实施例一相同，接收端30光路在偏振分光棱镜72之前也与实施例一相同,不同的是经偏振分光棱镜72输出的两路垂直方向线偏振的平行光，其中一路直接入射到第二双折射晶体75上，另一路经45°的第二 1/2波片76之后偏振方向旋转90°，变成平行方向线偏振光之后再入射到第二双折射晶体75内，两路偏振方向相互垂直的线偏振光经第二双折射晶体75合为一束光输出，并由接收端30光电探测器接收，将其转换为电信号输出。
[0022]如图6所示的实施例四，与实施例一不同的是，该实施例中偏振分光单元为一第二偏振分光棱镜77与一全反射面78的组合,该全反射面78与光路斜45°设置。发射端10的光路与实施例一相同，经旋光单元74之后依然为水平方向线偏振光，之后直接透射过该第二偏振分光棱镜77,由输入输出端20输出。而输入输出端20输入的任意偏振态的信号光，经该第二偏振分光棱镜77之后,分为平行方向线偏振光和垂直方向线偏振光。其中水平方向偏振的线偏振光直接透射过该第二偏振分光棱镜77,入射到旋光单兀74的磁致旋光片741和22.5°的1/2波片742之后其偏振方向旋转90°，变成垂直方向的线偏振光，再入射到偏振分光棱镜72上,被偏振分光棱镜72反射后垂直输出；而垂直方向的线偏振光则被该第二偏振分光棱镜77反射后，再由斜45°设置的全反射面78反射后与另一线偏振光传播方向平行的方向输出，然后直接入射到偏振分光棱镜72上,经偏振分光棱镜72反射后垂直输出。经偏振分光棱镜72输出的两路偏振态相同的平行光经会聚透镜73耦合会聚到接收端30光电探测器上，将其转换为电信号输出。
[0023]如图7所示的实施例五，与实施例四不同的是，该实施例中，光耦合单元为一第二双折射晶体75与一 45°的第二 1/2波片76的组合。其发射端10光路与实施例四相同，接收端30光路在偏振分光棱镜72之前也与实施例四相同,不同的是经偏振分光棱镜72输出的两路垂直方向线偏振的平行光，其中一路直接入射到第二双折射晶体77上，另一路经45°的第二 1/2波片78之后偏振方向旋转90°，变成平行方向线偏振光之后再入射到第二双折射晶体77内，两路偏振方向相互垂直的线偏振光经第二双折射晶体77合为一束光输出，并由接收端30光电探测器接收，将其转换为电信号输出。
[0024]上述各实施例中，还可在发射端与偏振分光棱镜之间设置一光隔离器。也可在接收端与光耦合单元之间设置一滤光片。以进一步提高系统的抗干扰性和稳定性。
[0025]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种单纤双向光收发组件，包括输入输出端、光学组件、接收端和发射端，其特征在于:所述光学组件包括依光路设置的偏振分光元件、旋光单元、偏振分光棱镜和光耦合单元；所述旋光单元包括磁致旋光片和1/2波片，位于发射端发射的光路上；发射端发出的线偏振光直接透射过偏振分光棱镜，经旋光单元后其偏振态保持不变，并经偏振分光元件后由输入输出端输出；由输入输出端输入的信号光则经偏振分光单分为平行方向线偏振光和垂直方向线偏振光，其中一路直接入射到偏振分光棱镜上，经偏振分光棱镜反射后垂直输出，另一路经旋光单兀之后其偏振方向旋转90° ,再入射到偏振分光棱镜上,被偏振分光棱镜反射后垂直输出；或者，发射端发出的线偏振光经偏振分光棱镜反射后入射到旋光单元，经旋光单元后其偏振态保持不变，并经偏振分光元件后由输入输出端输出；而输入输出端输入的信号光经偏振分光单7Π分为平行方向线偏振光和垂直方向线偏振光，其中一路直接入射到偏振分光棱镜上，并透射过偏振分光棱镜后输出，另一路经旋光单兀之后其偏振方向旋转90° ,再入射到偏振分光棱镜上,并透射过偏振分光棱镜后输出；经偏振分光棱镜输出的两路偏振态相同的平行光经光耦合单元耦合到接收端上。
2.如权利要求1所述单纤双向光收发组件，其特征在于:所述偏振分光单元为一双折射晶体，或一偏振分光棱镜与全反射面的组合。
3.如权利要求1所述单纤双向光收发模块组件，其特征在于:所述光耦合单元为一会聚透镜，或一双折射晶体与一 1/2波片的组合。
4.如权利要求1-3任一项所述单纤双向光收发组件,其特征在于:所述接收端为一光电探测器；所述发射端为一激光二极管。
5.如权利要求1-3任一项所述单纤双向光收发组件，其特征在于:所述发射端与偏振分光棱镜之间设有一光隔离器。
6.如权利要求1-3任一项所述单纤双向光收发组件，其特征在于:所述接收端与光耦合单元之间设有一滤光片。
【文档编号】G02B6/42GK104133273SQ201410296243
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】张才生 申请人:厦门市贝莱光电技术有限公司