[发明专利]一种单纤双向光收发器件

说明书

技术领域

本发明涉及光学通信技术领域，尤其是一种用于光学通信传输的单光纤双向光收发器件。

背景技术

光通信技术已成为现代通信的最主要支柱，在现代通信中起着中流砥柱的作用。同时，光通信作为一门逐步走向成熟的新兴技术，其近年来迅猛的发展速度是通信史上罕见的。光通信注定成为未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

单光纤双向光收发器件(Bi-direction Optic Sub-assembly，简称BOSA)是集发射、接收为一体的光电转换器件，其能够实现数据在单根光纤中双向传输的功能，是光通信系统中一种至关重要的器件。为实现单纤接收和发射的功能，BOSA一般包括激光器、探测器、波分复用滤光片、光纤连接器等部件。作为传输数据的信号源，激光器一般采用分布式反馈(Distributed Feedback，DFB)激光器，同时配合隔离器使用，以保证光学系统的稳定。目前大量商用的自由空间隔离器采用两片偏振片和一片45°法拉第旋光器组成，还有部分隔离器采用两个双折射晶体和一片45°法拉第旋光器组成。作为传输数据的接收端，探测器一般采用红外光谱的InGaAs探测器，配合互阻放大器(TIA)使用，不仅光电转换效率高，而且性能稳定可靠。

波分复用系统是BOSA系统重要组成部分，通过对波长选择性的反射和透射，可使不同波段的光进入不同的系统。一端来自光纤的信号光(上行或下行)经过波分复用滤光片，经45°滤光片反射进入光电探测器，而另一端激光器发出的光(下行或上行)经过该滤光片，透射进入光纤系统中，从而实现单纤双向的功能。

在目前的BOSA系统中，激光器和探测器都是呈垂直角度排列，隔离器和波分复用系统是独立使用的。现有技术的这种设计存在着结构复杂、安装困难、造价高等不足之处。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷与不足，提供一种新的结构设计的单光纤双向光收发器件。本发明的单光纤双向光收发器件结构简单而紧凑，集成性高，易于安装，并且能够降低器件制造成本。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种单光纤双向光收发器件，该单光纤双向光收发器件包括晶体管外壳(Transistor-Outline，TO)管座1、封装在TO管壳内的激光器2、封装在TO管壳内的探测器3、不等厚透镜光栅4和光纤连接器5，其中：TO管座1切面呈直角梯形，其直角面与TO管脚相连，管脚方向与TO管壳轴向方向平行；激光器2与探测器3焊接在TO管座1的斜面上，二者并列排布，电极引线由管座斜面经整个TO管座1引至管脚，与管脚相连；不等厚透镜光栅4倾斜放置固定，与TO管壳轴向方向夹角为β；激光器2发出光信号，经过不等厚透镜光栅4折射，进入光纤连接器5中的光纤；外界光由光纤入射进该单光纤双向光收发器件，经过不等厚透镜光栅4折射，进入探测器3。

上述方案中，所述激光器2的光发射面与探测器3的光接收面均保持与TO管座1斜面平行。

上述方案中，所述TO管座1的斜面被拆分为两部分，两部分斜面与TO管壳轴向方向夹角分别为α2和α3，激光器2和探测器3分别处于两个不同部分的斜面上，配合不等厚透镜光栅4的折射率和位置，使激光器2出射的波长为λ2的光信号最后以平行TO管壳轴向方向进入光纤连接器5，又使波长为λ3的光信号从光纤入射进来后，经过不等厚透镜光栅4的折射，垂直照射在探测器3上。

上述方案中，所述激光器2发射波长为λ2的光信号，光信号入射进不等厚透镜光栅4后，由于不等厚透镜光栅4对其折射率为n2，当光信号从不等厚透镜光栅4出射后，由于不等厚透镜光栅4的棱形色散效应，光信号传播方向偏转了一定角度，正好以平行于TO管壳轴向方向进入光纤连接器5。

上述方案中，波长为λ3的光信号从光纤入射进来时，其传播方向与TO管壳轴向方向平行，光信号首先入射进不等厚透镜光栅4，不等厚透镜光栅4对波长为λ3的光信号的折射率为n3，当光信号从不等厚透镜光栅4出射后，由于不等厚透镜光栅4的棱形色散效应，光信号传播方向偏转了一定角度，正好垂直照射在探测器3上。

上述方案中，所述激光器2与不等厚透镜光栅4之间还加装适用于波长为λ2的光隔离器，只有波长为λ2的光才能入射进不等厚透镜光栅4；所述探测器3与不等厚透镜光栅4之间还加装用于波长为λ3的光隔离器，只有波长为λ3的光才能入射到探测器2的表面。

上述方案中，为了改善所述不等厚透镜光栅4对光的透射率，在不等厚透镜光栅4两面镀上高透膜。