一種單纖雙向光收發組件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及光纖通訊領域，公開了一種單纖雙向光收發組件，包括輸入輸出端、光學組件、接收端和發射端，所述光學組件包括依光路設置的偏振分光元件、旋光單元、偏振分光棱鏡和光耦合單元；所述旋光單元包括磁致旋光片和1/2波片，位于發射端發射的光路上。本發明采用雙折射晶體、偏振分光棱鏡和磁致旋光元件組合，可獲得較高耦合效率的同時，避免了相鄰波長的干擾，解決了光收發信號無法有效分開的難題，實現了任意波長間隔的單纖雙向光收發組件，且其外形可以與現有單纖雙向光收發模塊兼容，結構簡單緊湊，成本低。
【專利說明】一種單纖雙向光收發組件
【技術領域】
[0001]本發明涉及光纖通訊領域，尤其涉及一種可用于相鄰波長的單纖雙向光收發組件。
【背景技術】
[0002]隨著光纖網絡的應用越來越普及，尤其是世界各地光纖接入FTTH (Fiber To TheHome)項目逐步實施，以及點對點的數據傳輸，市場上對于單纖雙向組件的需求也越來越大。目前市場上的單纖雙向組件都是波長間隔很寬的兩個波長的光信號。
[0003]最簡單結構的單纖雙向光收發模塊組件的原理，如圖1所示，光信號通過光纖由輸入輸出端20進入光學組件，在光學組件中，第一濾波片40與光路呈45度角，光束經過第一濾波片40發生90度反射，再經過第二濾波片50濾波，然后光束由接收端30接收。接收端30采用的H)光電二極管為一種光探測器，用于光電轉換，使光信號轉化為電信號。發射端10采用激光二極管，發射端10光束經過第一濾波片40透射進入輸入輸出端20。
[0004]傳統的雙波長單纖雙向光收發模塊組件的原理如圖2所示，其它原理及描述同圖1，為增加信號穩定性，減少傳輸過程中的各種干擾，在發射端10的前端放一個光隔離器60(由一個磁環、兩個偏振片、一個磁旋光片組成)，使線路干擾不會反射回激光二極管。
[0005]在傳統結構中，因為第一濾波片40必須是45°入射，實現不同波長的透射和反射，所以要滿足應用要求，那么發射和接收端的波長就必須足夠寬，否則就會導致透射波長信號或者反射波長信號無法有效分開。
【發明內容】
[0006]為克服上述問題，本發明提出一種單纖雙向光收發組件，可用于相鄰波長或單波長的光信號收發，而且結構緊湊、成本低。
[0007]為達到上述目的，本發明所提出的技術方案為:一種單纖雙向光收發組件，包括輸入輸出端、光學組件、接收端和發射端，所述光學組件包括依光路設置的偏振分光元件、旋光單兀、偏振分光棱鏡和光稱合單兀；所述旋光單兀包括磁致旋光片和1/2波片，位于發射端發射的光路上；發射端發出的線偏振光直接透射過偏振分光棱鏡，經旋光單元后其偏振態保持不變，并經偏振分光兀件后由輸入輸出端輸出；由輸入輸出端輸入的信號光則經偏振分光單分為平行方向線偏振光和垂直方向線偏振光，其中一路直接入射到偏振分光棱鏡上，經偏振分光棱鏡反射后垂直輸出，另一路經旋光單兀之后其偏振方向旋轉90° ,再入射到偏振分光棱鏡上，被偏振分光棱鏡反射后垂直輸出；或者，發射端發出的線偏振光經偏振分光棱鏡反射后入射到旋光單元，經旋光單元后其偏振態保持不變，并經偏振分光元件后由輸入輸出端輸出；而輸入輸出端輸入的信號光經偏振分光單兀分為平行方向線偏振光和垂直方向線偏振光，其中一路直接入射到偏振分光棱鏡上，并透射過偏振分光棱鏡后輸出，另一路經旋光單元之后其偏振方向旋轉90°，再入射到偏振分光棱鏡上，并透射過偏振分光棱鏡后輸出；經偏振分光棱鏡輸出的兩路偏振態相同的平行光經光I禹合單兀I禹合到接收端上。
[0008]進一步的,所述偏振分光單兀為一雙折射晶體,或一偏振分光棱鏡與全反射面的組合。
[0009]進一步的，所述光耦合單元為一會聚透鏡，或一雙折射晶體與一 1/2波片的組合。
[0010]進一步的，所述接收端為一光電探測器；所述發射端為一激光二極管。
[0011]進一步的，所述發射端與偏振分光棱鏡之間設有一光隔離器。
[0012]進一步的，所述接收端與光耦合單元之間設有一濾光片。
[0013]本發明的有益效果:本發明采用雙折射晶體、偏振分光棱鏡和磁致旋光元件組合，可獲得較高耦合效率的同時，避免了相鄰波長的干擾，解決了光收發信號無法有效分開的難題，實現了任意波長間隔的單纖雙向光收發組件，且其外形可以與現有單纖雙向光收發模塊兼容，結構簡單緊湊，成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為單纖雙向雙波長光收發組件原理示意圖；
圖2為傳統單纖雙向雙波長光收發組件結構示意圖；
圖3為本發明單纖雙向光收發組件實施例一結構示意圖；
圖4為本發明單纖雙向光收發組件實施例二結構示意圖；
圖5為本發明單纖雙向光收發組件實施例三結構示意圖；
圖6為本發明單纖雙向光收發組件實施例四結構示意圖；
圖7為本發明單纖雙向光收發組件實施例五結構示意圖。
[0015]附圖標記:10、發射端；20、輸入輸出端；30、接收端;40、第一濾波片;50、第二濾波片；60、光隔離器；70、光學組件；71、雙折射晶體；72、偏振分光棱鏡；73、會聚透鏡；74、旋光單元；741、磁致旋光片；742、1/2波片；743、磁環；75、第二雙折射晶體;76、第二 1/2波片；77、第二偏振分光棱鏡；78、全反射面。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明做進一步說明。
[0017]本發明的單纖雙向光收發組件，可用于相鄰波長或單波長的光信號收發。通過采用雙折射晶體、偏振分光棱鏡和磁致旋光元件組合，可獲得較高耦合效率的同時，避免了相鄰波長的干擾，解決了光收發信號無法有效分開的難題，實現了任意波長間隔的單纖雙向光收發組件，且其外形可以與現有單纖雙向光收發模塊兼容，結構簡單緊湊，成本低。具體的，本發明的單纖雙向光收發組件，包括輸入輸出端、光學組件、接收端和發射端。其中，光學組件包括依光路設置的偏振分光元件、旋光單元、偏振分光棱鏡和光耦合單元；旋光單元包括磁致旋光片和1/2波片，位于發射端發射的光路上。
[0018]如圖3所示的實施例一，該實施例中，偏振分光單元采用的是一雙折射晶體71，光耦合單元為一會聚透鏡73，旋光單元74的磁致旋光片741和22.5°的1/2波片742依次設于一磁環743內，位于雙折射晶體71和偏振分光棱鏡72之間,發射端10發射的光路上。發射端10為一激光二極管,發出平行方向偏振的線偏振光,直接透射過偏振分光棱鏡72,到達磁環743內的22.5°的1/2波片742和磁致旋光片741，經過22.5°的1/2波片742和磁致旋光片741之后其偏振方向不變，依然為平行方向偏振，并經雙折射晶體71的折射之后由輸入輸出端20輸出。而由輸入輸出端20輸入的任意偏振態的信號光,經雙折射晶體71后分為平行方向線偏振光和垂直方向線偏振光。其中，垂直方向的線偏振光直接入射到偏振分光棱鏡72上,經偏振分光棱鏡72反射后垂直輸出；而平行方向的線偏振光經旋光單元74的磁致旋光片741和22.5°的1/2波片742之后其偏振方向旋轉90°，變成垂直方向的線偏振光，再入射到偏振分光棱鏡72上,被偏振分光棱鏡72反射后垂直輸出。經偏振分光棱鏡72輸出的兩路偏振態相同的平行光經會聚透鏡73耦合會聚到接收端30上，接收端30為一光電探測器,將其轉換為電信號輸出。
[0019]該結構的單纖雙向光收發組件，其發射端10和接收端30的光信號可以是具有一定波長間隔的兩種波長光信號，且兩光信號的波長間隔可以根據相關應用的需求而任意調整，可以是波長間隔較寬的兩光信號，也可以是相鄰波長的兩光信號，甚至可以是波長間隔為零的相同波長信號。而且采用雙折射晶體、偏振分光棱鏡和磁致旋光元件組合，對發射端激光二極管起到隔離器的作用，提高了系統的抗干擾性能，增強了系統穩定性。
[0020]如圖4所示的實施例二，與實施例一不同的是，該實施例中，發射端10激光二極管發出的為垂直方向的線偏振光，入射到偏振分光棱鏡72之后,被偏振分光棱鏡72反射輸出，到達磁環743內的22.5°的1/2波片742和磁致旋光片741，經過22.5°的1/2波片742和磁致旋光片741之后其偏振方向不變，依然為垂直方向偏振，并經雙折射晶體71之后由輸入輸出端20輸出。而輸入輸出端20輸入的任意偏振態的信號光,經雙折射晶體71后分為平行方向線偏振光和垂直方向線偏振光。其中，平行方向的線偏振光直接入射到偏振分光棱鏡72上,經偏振分光棱鏡72透射后輸出；而垂直方向的線偏振光經旋光單兀74的磁致旋光片741和22.5°的1/2波片742之后其偏振方向旋轉90°，變成平行方向的線偏振光，再入射到偏振分光棱鏡72上,經偏振分光棱鏡72透射后輸出。經偏振分光棱鏡72輸出的兩路偏振態相同的平行光再經會聚透鏡73耦合會聚到接收端30上，接收端30為一光電探測器，將其轉換為電信號輸出。
[0021]如圖5所示的實施例三，與實施例一不同的是，該實施例中光耦合單元為一第二雙折射晶體75與一 45°的第二 1/2波片76的組合。其發射端10光路與實施例一相同，接收端30光路在偏振分光棱鏡72之前也與實施例一相同,不同的是經偏振分光棱鏡72輸出的兩路垂直方向線偏振的平行光，其中一路直接入射到第二雙折射晶體75上，另一路經45°的第二 1/2波片76之后偏振方向旋轉90°，變成平行方向線偏振光之后再入射到第二雙折射晶體75內，兩路偏振方向相互垂直的線偏振光經第二雙折射晶體75合為一束光輸出，并由接收端30光電探測器接收，將其轉換為電信號輸出。
[0022]如圖6所示的實施例四，與實施例一不同的是，該實施例中偏振分光單元為一第二偏振分光棱鏡77與一全反射面78的組合,該全反射面78與光路斜45°設置。發射端10的光路與實施例一相同，經旋光單元74之后依然為水平方向線偏振光，之后直接透射過該第二偏振分光棱鏡77,由輸入輸出端20輸出。而輸入輸出端20輸入的任意偏振態的信號光，經該第二偏振分光棱鏡77之后,分為平行方向線偏振光和垂直方向線偏振光。其中水平方向偏振的線偏振光直接透射過該第二偏振分光棱鏡77,入射到旋光單兀74的磁致旋光片741和22.5°的1/2波片742之后其偏振方向旋轉90°，變成垂直方向的線偏振光，再入射到偏振分光棱鏡72上,被偏振分光棱鏡72反射后垂直輸出；而垂直方向的線偏振光則被該第二偏振分光棱鏡77反射后，再由斜45°設置的全反射面78反射后與另一線偏振光傳播方向平行的方向輸出，然后直接入射到偏振分光棱鏡72上,經偏振分光棱鏡72反射后垂直輸出。經偏振分光棱鏡72輸出的兩路偏振態相同的平行光經會聚透鏡73耦合會聚到接收端30光電探測器上，將其轉換為電信號輸出。
[0023]如圖7所示的實施例五，與實施例四不同的是，該實施例中，光耦合單元為一第二雙折射晶體75與一 45°的第二 1/2波片76的組合。其發射端10光路與實施例四相同，接收端30光路在偏振分光棱鏡72之前也與實施例四相同,不同的是經偏振分光棱鏡72輸出的兩路垂直方向線偏振的平行光，其中一路直接入射到第二雙折射晶體77上，另一路經45°的第二 1/2波片78之后偏振方向旋轉90°，變成平行方向線偏振光之后再入射到第二雙折射晶體77內，兩路偏振方向相互垂直的線偏振光經第二雙折射晶體77合為一束光輸出，并由接收端30光電探測器接收，將其轉換為電信號輸出。
[0024]上述各實施例中，還可在發射端與偏振分光棱鏡之間設置一光隔離器。也可在接收端與光耦合單元之間設置一濾光片。以進一步提高系統的抗干擾性和穩定性。
[0025]盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內，在形式上和細節上對本發明做出的各種變化，均為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種單纖雙向光收發組件，包括輸入輸出端、光學組件、接收端和發射端，其特征在于:所述光學組件包括依光路設置的偏振分光元件、旋光單元、偏振分光棱鏡和光耦合單元；所述旋光單元包括磁致旋光片和1/2波片，位于發射端發射的光路上；發射端發出的線偏振光直接透射過偏振分光棱鏡，經旋光單元后其偏振態保持不變，并經偏振分光元件后由輸入輸出端輸出；由輸入輸出端輸入的信號光則經偏振分光單分為平行方向線偏振光和垂直方向線偏振光，其中一路直接入射到偏振分光棱鏡上，經偏振分光棱鏡反射后垂直輸出，另一路經旋光單兀之后其偏振方向旋轉90° ,再入射到偏振分光棱鏡上,被偏振分光棱鏡反射后垂直輸出；或者，發射端發出的線偏振光經偏振分光棱鏡反射后入射到旋光單元，經旋光單元后其偏振態保持不變，并經偏振分光元件后由輸入輸出端輸出；而輸入輸出端輸入的信號光經偏振分光單7Π分為平行方向線偏振光和垂直方向線偏振光，其中一路直接入射到偏振分光棱鏡上，并透射過偏振分光棱鏡后輸出，另一路經旋光單兀之后其偏振方向旋轉90° ,再入射到偏振分光棱鏡上,并透射過偏振分光棱鏡后輸出；經偏振分光棱鏡輸出的兩路偏振態相同的平行光經光耦合單元耦合到接收端上。
2.如權利要求1所述單纖雙向光收發組件，其特征在于:所述偏振分光單元為一雙折射晶體，或一偏振分光棱鏡與全反射面的組合。
3.如權利要求1所述單纖雙向光收發模塊組件，其特征在于:所述光耦合單元為一會聚透鏡，或一雙折射晶體與一 1/2波片的組合。
4.如權利要求1-3任一項所述單纖雙向光收發組件,其特征在于:所述接收端為一光電探測器；所述發射端為一激光二極管。
5.如權利要求1-3任一項所述單纖雙向光收發組件，其特征在于:所述發射端與偏振分光棱鏡之間設有一光隔離器。
6.如權利要求1-3任一項所述單纖雙向光收發組件，其特征在于:所述接收端與光耦合單元之間設有一濾光片。
【文檔編號】G02B6/42GK104133273SQ201410296243
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】張才生 申請人:廈門市貝萊光電技術有限公司