一种单纤双向传输的并行光路结构及光模块的制作方法

1.本发明属于光纤通信领域，具体涉及一种单纤双向传输的并行光路结构及光模块。


背景技术：

2.如图1、2所示，单纤双向技术即bidi（bidirectional），是指在一根光纤里可以同时传输、收发两个方向的光信号，而常规的光纤传输是单纤单向的，这样要实现双向的通信就需要两根光纤。相比较而言，单纤双向技术只使用一根光纤就完成了原来两根光纤才能完成的工作，将现有光纤的传输量提高了一倍，从而大大节省了光纤资源。其原理在于，通过光模块中的滤波器进行滤波（过滤不需要的中心波长），同时完成一个波长光信号的发射和另一个波长光信号的接收，要想达到双向通信就必须有另一端完成一个波长光信号的接收和另一个波长光信号的发射，例如本端发射的光信号是850nm 接收的光信号是940nm，那么另一端的必须就是相反的，即发射的光信号是940nm 接受的光信号是850nm，因此bidi光模块需要成对使用。
3.但现有的bidi光模块存在以下问题：1、通道数较少，大多数为单通道结构，难以拓展，随着网络传输的信息量越来越大，就需要用更多的bidi光模块去补足，但设备与光模块的接口数量是有限的；2、芯片布局受限，现有的bidi光模块由于光学结构的限制，基本都采用vcsel激光器和pd接收器位于光路方向的前后布置方式，给芯片留下的空间非常有限，对芯片布局有诸多限制，使很多规格型号的芯片难以满足布局要求。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种采用新布局的单纤双向传输的并行光路结构及光模块。
5.本发明采用如下技术方案：一种单纤双向传输的并行光路结构，包括透镜本体，所述透镜本体的第一端面上沿水平方向并列设置有与光发射元件适配的发射通道阵列以及与光接收元件适配的接收通道阵列，所述透镜本体的第二端面上设置有与光纤连接器适配的光纤通道阵列，所述透镜本体上靠近发射通道阵列和接收通道阵列处设置有光学凸起，所述光学凸起将与发射通道平行的出射光束经过反射和/或折射后与光纤通道耦合方向平行，及将与光纤通道平行的入射光束经过反射和/或折射后与接收通道耦合方向平行；所述透镜本体上位于光学凸起与光纤通道阵列之间设置有将光束全反射的反射片以及让特定波长光束通过的滤光片；所述反射片位于出射光束的光路路径上，用于将出射光束反射至滤光片；所述滤光片位于入射光束的光路路径上，用于让经过光纤通道射入的入射光束穿过滤光片并且将经反射片反射到滤光片上的出射光束反射至光纤通道；
每个所述发射通道、接收通道、光纤通道内均设置有光学非球面。
6.可选地，所述光学凸起上设置有反射面和折射面，所述反射面位于发射通道和接收通道的朝向位置，所述折射面位于光学凸起靠近光纤通道阵列一侧，所述反射面用于将发射通道射出的出射光束全反射至折射面水平射出或将水平射入折射面的入射光束全反射至接收通道。
7.可选地，所述第一端面与第二端面相互垂直，所述光学凸起让经过的出射光束和入射光束角度经过反射和/或折射后与原始光路夹角为90
°
。
8.可选地，所述反射片和滤光片相互平行设置，并与反射和/或折射的光束夹角为45
°
。
9.可选地，所述发射通道和接收通道一一对应。
10.一种光模块，包括：光电转换模块、光纤连接器和光学结构，所述光电转换模块上设置有与光学结构配合的光发射元件和光接收元件，所述光纤连接器连接在光学结构上，所述光学结构为上述任意一项所述的单纤双向传输的并行光路结构。
11.本发明的有益效果在于，本发明的并行光路结构通过将发射通道和接收通道按照直线阵列的方式并列设置，有利于更多通用光学器件在pcba上的布局，对许多传统芯片的兼容性更强，降低了布局成本，同时为拓展留出了足够的空间，可按照需求拓展更多通道，在单纤双向传输技术的基础上，实现低速率向高速率以及多场景的网络升级，可以不需要改变原有的网络布线结构，即快捷也节省成本，切实可行的快速帮助用户简化网络布线、提高网络容量。
附图说明
12.图1为现有技术中单纤双向技术的原理示意图；图2为现有技术中bidi光模块的光路结构原理示意图；图3为本发明并行光路结构示意图；图4为本发明并行光路结构俯视结构示意图；图5为本发明并行光路结构剖面结构示意图；图6为图5中a处放大图；图7为图5中b处放大图；图8为本发明光模块结构示意图。
具体实施方式
13.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，实施例一：如图3-7所示，一种单纤双向传输的并行光路结构100，包括透镜本体1，所述透镜本体1的第一端面101上沿水平方向并列设置有与光发射元件（vcsel激光器）适配的发射通道11阵列以及与光接收元件（pd接收器）适配的接收通道12阵列，所述透镜本体1的第二端面102上设置有与光纤连接器300适配的光纤通道13阵列，所述透镜本体1上靠近发射通道
11阵列和接收通道12阵列处设置有光学凸起2，所述光学凸起2将与发射通道11平行的出射光束10经过反射和/或折射后与光纤通道13耦合方向平行用于让光在后续经过反射和/或折射后准确的进入到光纤通道13中将光耦合到光纤内，及将与光纤通道13平行的入射光束20经过反射和/或折射后与接收通道12耦合方向平行用于让从光纤通道13来的光束能够准确的进入到接收通道12中将光耦合到光接收元件（pd接收器）内；所述透镜本体1上位于光学凸起2与光纤通道13阵列之间设置有将光束全反射的反射片3以及让特定波长光束通过的滤光片4；所述反射片3位于出射光束10的光路路径上，用于将出射光束10反射至滤光片4；所述滤光片4位于入射光束20的光路路径上，用于让经过光纤通道13射入的入射光束20穿过滤光片4并且将经反射片3反射到滤光片4上的出射光束10反射至光纤通道13；每个所述发射通道11、接收通道12、光纤通道13内均设置有光学非球面5，用于将光发射元件（vcsel激光器）发射到发射通道11的光束转换为平行光束或将接收通道12接收的光束汇聚到光接收元件（pd接收器）上。
14.如图5所示，所述光学凸起2上设置有反射面21和折射面22，所述反射面21位于发射通道11和接收通道12的朝向位置，所述折射面22位于光学凸起2靠近光纤通道13阵列一侧，所述反射面21用于将发射通道11射出的出射光束10全反射至折射面22水平射出或将水平射入折射面22的入射光束20全反射至接收通道12。
15.如图5所示，在本实施例中，所述第一端面101与第二端面102相互垂直，这也是大多数发射通道11、接收通道12设置的端面与光纤通道13设置端面之间的布置关系，所述光学凸起2用于让经过的出射光束10和入射光束20角度经过反射和/或折射后与原始光路夹角为90
°
。在其他实施例中，根据发射通道11、接收通道12与光纤通道13之间经过反射和/或折射后角度的不同，光学凸起2以能够将通过发射通道11的光束经过反射和/或折射后准确的进入到光纤通道13中将光耦合到光纤内以及让从光纤通道13来的光束能够准确的进入到接收通道12中将光耦合到光接收元件（pd接收器）内为目的设置。
16.如图4所示，在本实施例中，所述反射片3和滤光片4相互平行设置，并与反射和/或折射的光束夹角为45
°
，使出射光束10可以通过两次90
°
反射后与光纤通道13耦合，也可让入射光束20透过滤光片4和光学凸起2后与接收通道12耦合。
17.所述滤光片4可使特定波长的光束透过，并过滤掉其他波长的光束，使其他波长的光束反射出去。
18.如图4所示，一般情况下，所述发射通道11和接收通道12一一对应，根据传输通道的标准规格，一般分别有2、4、6、8、16个通道，单个通道可实现50g、100g以上的传输，若要满足400g的传输速率，以传统的光纤传输方式，需要设置8个50g的通道；而采用单纤双向的方式传输，通过wdm 技术，将2个波段的激光复用到单纤内，通道的利用率提高了一倍，只需要4个50g的通道，节省通道数与布线成本，本发明的通道阵列能够很好的满足400g、800g、1.6t的传输要求。
19.如图8所示，一种光模块，包括：光电转换模块200、光纤连接器300和光学结构，所述光电转换模块200上设置有与光学结构配合的光发射元件（vcsel激光器）和光接收元件（pd接收器），所述光纤连接器300连接在光学结构上，所述光学结构为上述单纤双向传输的并行光路结构100。
20.所述光电转换模块200将数字信号转换为光信号，然后经过光学结构传输到光纤连接器300，让光纤进行数据传输，光学连接器可采用常见的接口型号，例如mt插芯。
21.本发明的有益效果在于，本发明的并行光路结构通过将发射通道和接收通道按照直线阵列的方式并列设置，有利于更多通用光学器件在pcba上的布局，对许多传统芯片的兼容性更强，降低了布局成本，同时为拓展留出了足够的空间，可按照需求拓展更多通道，在单纤双向传输技术的基础上，实现低速率向高速率以及多场景的网络升级，可以不需要改变原有的网络布线结构，即快捷也节省成本，切实可行的快速帮助用户简化网络布线、提高网络容量。
22.上述说明仅是本发明技术方案的概述，而可依照说明书的内容予以实施，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。