棱鏡轉光器及具有其的光模塊的制作方法
【專利摘要】本申請揭示了一種棱鏡轉光器及具有其的光模塊，其中該棱鏡轉光器包括：形成在其表面的至少兩個光入射面以及分別與所述至少兩個光入射面對應的至少兩個光出射面，其中，所述至少兩個光入射面中任意兩個光入射面之間的夾角小于180度。本申請的棱鏡轉光器可以根據需求，通過設計棱鏡的光入射面、光出射面與光路夾角，來調整平行光路的信道間距；整體制造工藝簡單，容差大，可靠性高，易于產品的量產。
【專利說明】棱鏡轉光器及具有其的光模塊
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光通信元件制造【技術領域】，具體涉及一種棱鏡轉光器及具有其的光模 塊。
【背景技術】
[0002] 在光通訊中，不同波長的光需要進行信號處理后對接到光纖進行輸出，由于相互 對接的光通訊設備的信道間距不同，往往需要將光路信道間距調整到合適的范圍之后再進 行奉禹合傳輸。
[0003] 現有技術中，通常采用的方式是PLC光波導耦合傳輸，或者自由空間中多顆透鏡 的帶角度耦合。但是，PLC光波導耦合傳輸需要用到硅光子技術，并且光波導與單模光纖尺 寸的巨大差異導致需要極其復雜的模斑轉換器(耦合器）來進行耦合，其工藝難度大、容差 小、成本高，并且波導的精度要求非常高，導致與光纖耦合難度很大；而自由空間中多顆透 鏡耦合的光路設計復雜、且容差及可靠性低，很難實現產品的量產。
【發明內容】
[0004] 本申請一實施例提供一棱鏡轉光器，其可以實現多路光信號信道間距調整，且工 藝簡單、容差大、且成本低，該棱鏡轉光器包括形成在其表面的至少兩個光入射面以及分別 與所述至少兩個光入射面對應的至少兩個光出射面，其中，所述至少兩個光入射面中任意 兩個光入射面之間的夾角小于180度。
[0005] -實施例中,所述至少兩個光入射面中的任一與對應的所述光出射面平行設置。
[0006] -實施例中，所述至少兩個光入射面中的任意兩個光入射面到對應的光出射面的 方向所限定的平面與所述兩個光入射面之間的夾角為銳角。
[0007] -實施例中，所述至少兩個光入射面中的任意兩個光入射面到對應的光出射面的 方向所限定的平面與所述兩個光入射面之間的夾角相等。
[0008] 本申請一實施例提供一種棱鏡轉光器，包括： 第一棱鏡主體； 形成在所述第一棱鏡主體表面的至少兩個第一光入射面以及分別與所述至少兩個第 一光入射面對應的至少兩個第一光出射面；所述至少兩個第一光入射面中任意兩個第一光 入射面之間的夾角小于180度；其中， 所述至少兩個第一光入射面中的任意兩個第一光入射面到對應的兩個光出射面的方 向所限定的平面垂直于所述兩個第一光入射面。
[0009] -實施例中，所述至少兩個第一光入射面中的任一與對應的所述光出射面平行設 置。
[0010] 一實施例中，還包括： 與所述第一棱鏡主體光路對應的第二棱鏡主體； 形成在所述第二棱鏡主體表面的至少兩個第二光入射面以及分別與所述至少兩個第 二光入射面對應的至少兩個第二光出射面；其中， 所述至少兩個第二光入射面中的任意兩個第二光入射面到對應的第二光出射面的方 向所限定的平面與所述兩個第二光入射面之間的夾角為銳角。
[0011] 一實施例中，所述至少兩個第二光入射面中的任意兩個第二光入射面到對應的第 二光出射面的方向所限定的平面與所述兩個第二光入射面之間的夾角相等。
[0012] 一實施例中，所述至少兩個第二光入射面中的任一與對應的所述第二光出射面平 行設置。
[0013] 一實施例中，所述第二棱鏡主體在入射光信號的光路上位于所述第一棱鏡主體的 遠端。
[0014] 本申請一實施例提供一種光模塊，包括入射組件、出射組件以及如上所述的棱鏡 轉光器，所述出射組件發出的光信號經過所述棱鏡轉光器后傳入所述入射組件，所述棱鏡 轉光器用于引導所述出射組件發出的光信號進入所述入射組件。
[0015] 與現有技術相比，本申請的技術方案通過在一個棱鏡主體上同時形成至少兩個光 入射面，且該兩個光入射面可以根據設計需要夾呈角度設置以使對應的導光通路在光入射 面處的間距小于在光出射面處的間距，保證了對光信號信道間距的有效調整；同時，入射面 和出射面為平行平面，對介質熱膨脹要求更低，對折射率隨溫度變化的要求也更低；并且棱 鏡主體可以根據實際的應用需要選擇合適的介質，材料選擇更加靈活；而多個的光入射面 可以被制作于同一棱鏡主體上，避免了自由空間中多個透鏡耦合的復雜光路設計，且整體 制造工藝簡單，容差大，可靠性高，易于產品的量產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1是本申請棱鏡轉光器第一實施方式的結構示意圖； 圖2是本申請棱鏡轉光器第一實施方式的俯視示意圖； 圖3是本申請棱鏡轉光器第一實施方式的側視示意圖； 圖4是本一實施例中棱鏡轉光器的俯視意圖； 圖5是本一實施例中棱鏡轉光器的側視意圖； 圖6是本申請棱鏡轉光器第二實施方式的結構示意圖； 圖7是本申請棱鏡轉光器第二實施方式的俯視示意圖； 圖8是本申請棱鏡轉光器第二實施方式的側視示意圖； 圖9是本申請棱鏡轉光器第三實施方式的結構示意圖； 圖10是本申請棱鏡轉光器第三實施方式的俯視示意圖； 圖11是本申請棱鏡轉光器第三實施方式的側視示意圖； 圖12是本申請棱鏡轉光器第四實施方式的結構示意圖； 圖13是本申請棱鏡轉光器第五實施方式的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 以下將結合附圖所示的【具體實施方式】對本申請進行詳細描述。但這些實施方式并 不限制本申請，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的 變換均包含在本申請的保護范圍內。
[0018] 應當理解的是盡管術語第一、第二等在本文中可以被用于描述各種元件或結構， 但是這些被描述對象不應受到這些術語的限制。這些術語僅用于將這些描述對象彼此區分 開。例如，第一棱鏡主體可以被稱為第二棱鏡主體，并且類似地第二棱鏡主體也可以被稱為 第一棱鏡主體，這并不背離本申請的保護范圍。
[0019] 參圖1到圖3,介紹本申請棱鏡轉光器IOOa的第一【具體實施方式】。在本實施方式 中，該棱鏡轉光器IOOa包括光入射面21a、22a、以及光出射面31a、32a。
[0020] 在本實施方式中，棱鏡轉光器IOOa內形成有兩條導光通路P1，并分別對應兩個形 成在棱鏡轉光器IOOa表面的光入射面21a、22a和光出射面31a、32a。其中，兩個光入射面 21a、22a之間的夾角小于180度。這樣，當兩束平行的入射光分別自該兩個光入射面21a、 22a進入棱鏡轉光器IOOa后，會在棱鏡轉光器IOOa內呈彼此相對遠離的趨勢朝對應的兩個 光出射面31a、32a傳播，也即，兩束光信號之間的信道間距逐漸增加。
[0021] 這里，需要說明的是，本申請各實施方式中所提到的"導光通路"并非具有嚴格限 定的邊緣或邊界，其是指光入射面和光出射面之間可用于傳導光信號的部分棱鏡轉光器或 棱鏡主體，各附圖中導光通路的標示只是為了標號的方便，而并非確實限定各導光通路的 邊緣或邊界。
[0022] 與導光通路Pl分別對應的兩個光入射面21a、22a分別平行于兩個光出射面31a、 32a。如此，當光信號從光入射面21a、22a進入棱鏡轉光器100a、并從光出射面31a、32a出 射時，不會改變其傳播方向。也即，在經過棱鏡轉光器IOOa后，出射的光信號與入射的光信 號之間彼此平行。
[0023] 在本實施方式中，兩個光入射面21a、22a到兩個光出射面31a、32a的方向所限定 的平面與兩個光入射面21a、22a之間的夾角等于90度。也即光信號在通過棱鏡轉光器IOOa 后，不會產生縱向的偏移。
[0024] 需要說明的是，本申請各實施方式中的"棱鏡轉光器、棱鏡主體"通常被設置為具 有均勻厚度的一透光介質，所述的光入射面和光出射面均形成在該棱鏡轉光器或棱鏡主體 厚度方向的側緣上，在這樣類似的實施方式中，所說的光入射面21a、22a到光出射面31a、 32a的方向所限定的平面也即指與該棱鏡轉光器IOOa的上、下表面101a、102a平行的平面。 同時，所說的"縱向偏移"也即是指光信號在棱鏡轉光器或棱鏡主體厚度方向的偏移，所說 的"橫向偏移"也即是指光信號投影在光入射面21a、22a到光出射面31a、32a的方向所限 定的平面上后的偏移。
[0025] 參圖4至圖5,當然，在一些替換的實施例中，棱鏡主體10也可能被制作為具有不 均勻的厚度，在這樣的實施方式中，光入射面21、22到光出射面31、32方向ΤΙ、T2實際上 指：光入射面21、22與光出射面31、32對應具有最小間距處的向量連線方向。此時，對應得 到由光入射面21、22到光出射面31、32方向T1、T2所限定的平面S。這樣的實施例并不影 響本申請之技藝內容的實施，也應當被視為在本申請的保護范圍之內。
[0026] 繼續參圖1至圖3,這里，任意一束光信號在進入對應的光入射面21a、22a以及自 對應的光出射面31a、32a出射時的偏移量offset計算公式如下 ： Offset=I^sin(al_a2);其中，L為光入射面和光出射面之間的距離，al為光信號的入 射角，a2為光信號在進入棱鏡轉光器IOOa后產生的折射角。
[0027] 參圖6至圖8,介紹本申請棱鏡轉光器IOOb的第二【具體實施方式】。在本實施方式 中，該棱鏡轉光器IOOb包括光入射面2lb、22b、以及光出射面3lb、32b。
[0028] 在本實施方式中，棱鏡轉光器IOOb內形成有兩條導光通路P1，并分別對應兩個形 成在棱鏡轉光器IOOb表面的光入射面21b、22b和光出射面31b、32b。其中，兩個光入射面 21b、22b之間的夾角小于180度。這樣，當兩束平行的入射光分別自該兩個光入射面21b、 22b進入棱鏡轉光器IOOb后，會在棱鏡轉光器IOOb內呈彼此相對遠離的趨勢朝對應的兩個 光出射面31b、32b傳播，也即，兩束光信號之間的信道間距逐漸增加。
[0029] 與導光通路Pl分別對應的兩個光入射面21b、22b分別平行于兩個光出射面31b、 32b。如此，當光信號從光入射面21b、22b進入棱鏡轉光器100b、并從光出射面31b、32b出 射時，不會改變其傳播方向。也即，在經過棱鏡轉光器IOOb后，出射的光信號與入射的光信 號之間彼此平行。
[0030] 在本實施方式中，兩個光入射面21b、22b到兩個光出射面31b、32b的方向所限定 的平面（即平面l〇lb、102b)與兩個光入射面21b、22b之間的夾角為銳角。也即光信號在通 過棱鏡轉光器IOOb后，會分別產生橫向和縱向兩個方向的偏移。這里，兩個光入射面21b、 22b到兩個光出射面31b、32b的方向所限定的平面與兩個光入射面21b、22b之間的夾角相 等，以進一步保證光信號在縱向上的偏移程度相等。
[0031] 這里,任意一束光信號在進入對應的光入射面21b、22b以及自對應的光出射面 31b、32b出射時的偏移量offset計算公式如下：
【權利要求】
1. 一種棱鏡轉光器，其特征在于，包括形成在其表面的至少兩個光入射面以及分別與 所述至少兩個光入射面對應的至少兩個光出射面，其中，所述至少兩個光入射面中任意兩 個光入射面之間的夾角小于180度。
2. 根據權利要求1所述的棱鏡轉光器，其特征在于，所述至少兩個光入射面中的任一 與對應的所述光出射面平行設置。
3. 根據權利要求1或2所述的棱鏡轉光器，其特征在于，所述至少兩個光入射面中的任 意兩個光入射面到對應的光出射面的方向所限定的平面與所述兩個光入射面之間的夾角 為銳角。
4. 根據權利要求3所述的棱鏡轉光器，其特征在于，所述至少兩個光入射面中的任意 兩個光入射面到對應的光出射面的方向所限定的平面與所述兩個光入射面之間的夾角相 等。
5. -種棱鏡轉光器，其特征在于，包括： 第一棱鏡主體； 形成在所述第一棱鏡主體表面的至少兩個第一光入射面以及分別與所述至少兩個第 一光入射面對應的至少兩個第一光出射面；所述至少兩個第一光入射面中任意兩個第一光 入射面之間的夾角小于180度；其中， 所述至少兩個第一光入射面中的任意兩個第一光入射面到對應的兩個光出射面的方 向所限定的平面垂直于所述兩個第一光入射面。
6. 根據權利要求5所述的棱鏡轉光器，其特征在于，所述至少兩個第一光入射面中的 任一與對應的所述光出射面平行設置。
7. 根據權利要求5或6所述的棱鏡轉光器，其特征在于，還包括： 與所述第一棱鏡主體光路對應的第二棱鏡主體； 形成在所述第二棱鏡主體表面的至少兩個第二光入射面以及分別與所述至少兩個第 二光入射面對應的至少兩個第二光出射面；其中， 所述至少兩個第二光入射面中的任意兩個第二光入射面到對應的第二光出射面的方 向所限定的平面與所述兩個第二光入射面之間的夾角為銳角。
8. 根據權利要求7所述的棱鏡轉光器，其特征在于，所述至少兩個第二光入射面中的 任意兩個第二光入射面到對應的第二光出射面的方向所限定的平面與所述兩個第二光入 射面之間的夾角相等。
9. 根據權利要求7所述的棱鏡轉光器，其特征在于，所述至少兩個第二光入射面中的 任一與對應的所述第二光出射面平行設置。
10. 根據權利要求7所述的棱鏡轉光器，其特征在于，所述第二棱鏡主體在入射光信號 的光路上位于所述第一棱鏡主體的遠端。
11. 一種光模塊，包括入射組件和出射組件，其特征在于，還包括如上任意一項權利要 求所述的棱鏡轉光器，所述出射組件發出的光信號經過所述棱鏡轉光器后傳入所述入射組 件，所述棱鏡轉光器用于引導所述出射組件發出的光信號進入所述入射組件。
【文檔編號】G02B6/34GK104459893SQ201410770137
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】孫雨舟, 于登群, 常江, 張永干, 李偉龍, 王祥忠 申請人:蘇州旭創科技有限公司