专利名称：Gpon单纤双向光收发组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种吉比特无源光网络(Gigabit Passive Optical network, 以下简称GPON)光收发一体模块，尤其涉及GPON单纤双向光收发组件。
背景技术：
在光接人网中，如果光配线网(以下简称ODN)全部由无源器件组成，不包 括任何有源节点，则这种光接人网就是无源光网络(以下简称PON) 。 PON的 架构主要是将从光纤线路终端设备(以下简称OLT)下行的光信号，通过一根 光纤经由光无源器件光分路器(Splitter)，将光信号分路广播给各用户终端设 备(以下简称ONU)，这样就大幅减少网络机房及设备维护的成本，更节省了 大量光缆资源等建置成本，PON因而成为光纤到户(FTTH)最新热门技术。 其中，GPON系统要求OLT和ONU之间的光传输系统使用符合ITU-TG.652 标准的单模光纤，上下行一般采用波分复用技术实现单纤双向的上下行传输， 上行使用1260nm 1360nm波长，下行使用1480nm 1500nm波长。GPON 的物理媒介从属(PMD)层对应于OLT和ONU之间的光传输接口 (也称为P ON接口)，其具体参数值决定了GPON系统的最大传输距离和最大分路比。 OLT和ONU的发送光功率、接收机灵敏度等关键参数主要根据系统支持的OD N类型来进行划分。根据允许衰减范围的不同，ODN类型主要分为A、 B、 C 三大类，结合目前实际应用需求和光收发模块的实际能力工业界还定义了B+类，
4扩展了 GPON系统支持的最大分路比。目前B+类ODN是主流，其光衰减范围 为13 28dB，光通道损耗差15dB。现有技术中用于GPON系统的ONU单纤 双向组件100 (Single Fiber Bi-directional Optical Assembly,以下简称BOS A)，包括 一单光纤101、 一同轴封装(TO-CAN)激光器组件102、 一波分 复用器(WDM)滤波片103和一同轴封装(TO-CAN)光接收组件104。其中， 单光纤101与同轴封装(TO-CAN)激光器组件102置于水平光轴上呈相对安 装，波分复用器(WDM)滤波片位于两者之间呈倾斜45。，使同轴封装(TO-CAN) 激光器组件102发射1490nm光束经波分复用器(WDM)滤波片103 透射后入射至单光纤101的光端面向外输出，而同轴封装(TO-CAN)光接收 组件104则置于垂直光轴上，使自单光纤101输入的1310nm光束经波分复用 器(WDM)滤波片103反射后由光接收组件104接收转换成电信号输出。该种 结构的BOSA组件，存在以下缺点1、同轴封装(TO-CAN)激光器组件102 经单光纤101输出的光功率耦合效率低；2、由于波分复用器(WDM)滤波片 103的结构和性能，除了将反射1310nm光信号外，还有部分1490nm光束反 射至光接收组件104芯片接收，造成同轴封装(TO-CAN)光接收组件104的 信号干扰。
发明内容
本实用新型提供一种耦合效率高、能够满足不同工业级性能参数要求的 GPON单纤双向光收发组件。
为实现以上发明目的，本实用新型提供一种GPON单纤双向光收发组件， 包括 一单光纤、 一带管帽透镜的同轴封装(TO-CAN)激光器组件、第一波分 复用器(WDM)滤波片和一内置第二波分复用器(WDM)滤波 的同轴封装2009 (TO-CAN)光接收组件，所述单光纤与同轴封装(TO-CAN)激光器组件相对 设置，第一波分复用器(WDM)滤波片置于两者光路之间，所述同轴封装
(TO-CAN)激光器组件发射光束经第一波分复用器(WDM)滤波片透射后入 射至单光纤的光端面，而由该光端面出射光束经所述第一波分复用器(WDM) 滤波片反射后由同轴封装(TO-CAN)光接收组件接收转换成电信号输出，所述 单光纤的光端面设有第一倾斜角e p第一波分复用器(WDM)滤波片与单光纤 的中心轴呈第二倾斜角e2，第二波分复用器(WDM)滤波片与单光纤的中心轴 呈第三倾斜角e3，所述同轴封装(TO-CAN)光接收组件的PD芯片与单光纤 的中心轴呈第四倾斜角e4。
所述第一倾斜角91为0°至12° ;第二倾斜角62为45° 士e!/4;第三倾 斜角93为0°至4° ;第四倾斜角64为0°至8° 。
所述第一倾斜角e,为8° ;第二倾斜角e 2为43° ;第三倾斜角e 3为4° ;
第四倾斜角94为8° 。
所述第一波分复用器(WDM)滤波片与同轴封装(TO-CAN)激光器组件 之间还设有一自由空间光隔离器。
所述单光纤的外部设有一调节环，用于调节所述单光纤的轴向和径向位置。
所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件水平安装，其管帽透镜偏移激光器组 件中心轴，使所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件的发射光束入射至所述单光 纤的光端面时，其光束与单光纤中心轴呈e 5，其大小为6i/2角。
所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件倾斜安装，使所述同轴封装(TO-CAN) 激光器组件至所述单光纤的光端面的光束与单光纤中心轴呈e 6，其大小为e "2由于上述结构的同轴封装(TO-CAN)光接收组件的PD芯片与单光纤的中 心轴设有0°至8°的第四倾斜角9 4，整个GPON单纤双向光收发组件耦合效 率高、能够满足不同工业级性能参数要求。
图1表示现有技术单纤双向光收发组件BOSA光路示意图。
图2表示本实用新型GPON单纤双向光收发组件BOSA的光路示意图。
图3表示图2所示单纤双向光收发组件BOSA的第一种安装结构示意图。
图4表示图2所示单纤双向光收发组件BOSA的第二种安装结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型最佳实施例。
如图2所示的单纤双向光收发组件(BOSA)，包括 一单光纤1、 一带管 帽透镜的同轴封装(TO-CAN)激光器组件2、第一波分复用器(WDM)滤波 片3和一内置第二波分复用器(WDM)滤波片42的同轴封装(TO-CAN)光 接收组件4。单光纤1与同轴封装(TO-CAN)激光器组件2相对设置，第一波 分复用器(WDM)滤波片3置于两者光路之间，同轴封装(TO-CAN)激光器 组件2发射光束经第一波分复用器(WDM)滤波片3透射后入射至单光纤1的 光端面11，而由该光端面的出射光束经所述第一波分复用器(WDM)滤波片3 反射后由同轴封装(TO-CAN)光接收组件4接收转换成电信号输出。其屮，单 光纤1的光端面11设有第一倾斜角9 p该角是光端面11与垂直面的夹角，其 大小为0。至12° ，最佳值8。；第一波分复用器(WDM)滤波片3与单光纤 1的中心轴呈第二倾斜角92，其大小为为45。 士0i/4，其最佳值43° ;第二 波分复用器(WDM)滤波片42与单光纤1的中心轴呈第三倾斜角e3，其大小为0°至4° ，最佳值4。；同轴封装(TQ-CAN)光接收组件4的PD芯片41 与单光纤1的中心轴的呈第四倾斜角94，其大小为0。至8° ，最佳值8。。另 外，为防止其它光信号干扰激光器芯片的发射，位于第一波分复用器(WDM) 滤波片3和同轴封装(TO-CAN)激光器组件2之间还可以设置一自由空间光 隔禺器7。
如图3表示图2所示光路的单纤双向光收发组件(BOSA)组装结构第一种 实施例，在一个封装底座内，分别设有单光纤1、同轴封装(TO-CAN)激光器 组件2a和同轴封装(TO-CAN)光接收组件4的安装孔位置。其中，第一波分 复用器(WDM)滤波片3由一端面倾斜45° ± e ,/4的支座6固定，自由空间 光隔离器7内置于该支座的通光孔内，支座6置于单光纤1和同轴封装 (TO-CAN)激光器组件2a的光路之间，而同轴封装(TO-CAN)光接收组件 4则安装于单光纤1的出射光由第一波分复用器(WDM)滤波片3反射后的光 路上，其内置的第二波分复用器(WDM)滤波片42和PD芯片41分别按4° 和8°的倾斜角安装，这样有利于优化器件的光反射性能。为了提高单光纤1 的出射光耦合效率，同轴封装(TO-CAN)激光器组件2a采用标准件并按照常 规技术水平安装，但其管帽透镜则偏移组件的中心轴，使同轴封装(TO-CAN) 激光器组件2a发射光束入射至单光纤1的光端面11时，其光束与单光纤中心 轴呈65，其大小为e"2角，最佳值为4。，使激光器芯片光束经组件管帽透镜 折射后的光束能以较大耦合效率入射至单光纤1的光端面11后输出。另外，为 了能够使单光纤1更好地与同轴封装(TO-CAN)激光器组件2a耦合对准，单 光纤1外部设有一调节环5，用于调节所述单光纤1的轴向和径向位置，当出 射光焦点调节到合适位置后，即通过激光焊固定该调节环。图4表示图2所示光路的单纤双向光收发组件(BOSA)组装结构第二种实 施例，与图3所示的第一种实施例的组装构件相近似，其区别仅仅是同轴封装 (TO-CAN)激光器组件2b采用常规标准结构件，安装时，仅需将标准同轴 封装(TO-CAN)激光器组件2b倾斜安装，使同轴封装(TO-CAN)激光器组 件2b发射光束入射至单光纤1的光端面11时，其光束与单光纤中心轴呈0 6， 其大小同样为e一2角，最佳值为4。。其它结构与图3完全相同，不再重复叙 述。
上述结构的单纤双向光收发组件(BOSA)的同轴封装(TO-CAN)激光器 组件和同轴封装(TO-CAN)光接收组件的管帽透镜为球透镜或非球透镜。
权利要求1、一种GPON单纤双向光收发组件，包括一单光纤、一带管帽透镜的同轴封装(TO-CAN)激光器组件、第一波分复用器(WDM)滤波片和一内置第二波分复用器(WDM)滤波片的同轴封装(TO-CAN)光接收组件，所述单光纤与同轴封装(TO-CAN)激光器组件相对设置，第一波分复用器(WDM)滤波片置于两者光路之间，所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件发射光束经第一波分复用器(WDM)滤波片透射后入射至单光纤的光端面，而由该光端面出射光束经所述第一波分复用器(WDM)滤波片反射后由同轴封装(TO-CAN)光接收组件接收转换成电信号输出，其特征在于，所述单光纤的光端面设有第一倾斜角θ1，第一波分复用器(WDM)滤波片与单光纤的中心轴呈第二倾斜角θ2，第二波分复用器(WDM)滤波片与单光纤的中心轴呈第三倾斜角θ3，所述同轴封装(TO-CAN)光接收组件的PD芯片与单光纤的中心轴的呈第四倾斜角θ4。
2、 根据权利要求1所述的GPON单纤双向光收发组件，其特征在于， 所述第一倾斜角e!为0。至12° ;第二倾斜角92为45° 士e,/4;第三倾斜 角63为0°至4° ;第四倾斜角04为0°至8° 。
3、 根据权利要求2所述的GPON单纤双向光收发组件，其特征在于，所述第一倾斜角e,为8。；第二倾斜角92为43° ;第三倾斜角93为4° ;第四倾斜角94为8° 。
4、 根据权利要求3所述的GPON单纤双向光收发组件，其特征在于， 所述第一波分复用器(WDM)滤波片与同轴封装(TO-CAN)激光器组件之间还设有一 自由空间光隔离器。
5、 根据权利要求4所述的GPON单纤双向光收发组件，其特征在于，所述单光纤的外部设有一调节环，用于调节所述单光纤的轴向和径向位置。
6、 根据权利要求1、 2、 3、 4或5所述的GPON单纤双向光收发组件， 其特征在于，所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件水平安装，其管帽透镜偏 移激光器组件中心轴，使所述同轴封装(TQ-CAN)激光器组件的发射光束入 射至所述单光纤的光端面时，其光束与单光纤中心轴呈e 5，其大小为e 角。
7、 根据权利要求1、 2、 3、 4或5所述的GPON单纤双向光收发组件， 其特征在于，所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件倾斜安装，使所述同轴封 装(TO-CAN)激光器组件至所述单光纤的光端面的光束与单光纤中心轴呈e 6，其大小为e一2角。
专利摘要本实用新型提供一种GPON单纤双向光收发组件，包括一单光纤、一TO-CAN激光器组件、第一WDM滤波片和一内置第二WDM滤波片的TO-CAN光接收组件，TO-CAN激光器组件发射光束经第一WDM滤波片透射后入射至单光纤的光端面，而由该光端面出射光束经第一WDM滤波片反射后由TO-CAN光接收组件接收，单光纤的光端面设有第一倾斜角θ<sub>1</sub>，第一WDM滤波片与单光纤的中心轴呈第二倾斜角θ<sub>2</sub>，第二WDM滤波片与单光纤的中心轴呈第三倾斜角θ<sub>3</sub>，TO-CAN光接收组件的PD芯片与单光纤的中心轴的呈第四倾斜角θ<sub>4</sub>。本结构单纤双向光收发组件耦合效率高、能够满足不同工业级性能参数要求。
文档编号H04J14/02GK201387500SQ20092013583
公开日2010年1月20日 申请日期2009年3月24日 优先权日2009年3月24日
发明者李小兵, 杜先鹏 申请人:深圳新飞通光电子技术有限公司