專利名稱：Cwdm多工/解多工器系統(tǒng)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖數(shù)據(jù)通訊及電信通訊中的光電轉(zhuǎn)換器件，特別涉及一種CWDM多工/解多工器系統(tǒng)及其制造方法。
背景技術(shù)：
CWDM粗波分復(fù)用是利用多個激光器在單條光纖上同時發(fā)送多束不同波長激光的技術(shù)。現(xiàn)有的CWDM系統(tǒng)架設(shè)是通過數(shù)個單一波長的光通訊模組，利用外部或內(nèi)部整合的多工/解多工器(MUX/DEMUX)來組成，即利用注塑成型技術(shù)制作塑料光學(xué)器件，再利用薄膜光學(xué)濾波片以曲折方式實現(xiàn)多工/解多工的光路動作。技術(shù)已經(jīng)被證明具有低成本、低耗能等明顯優(yōu)勢。一種利用現(xiàn)有的多工/解多工器的示例，如美國專利US5，786，915所公開，如圖I·中所示，是一般Z字形多工/解多工器的光路示意圖，透過這樣的光路設(shè)計，一個多波長的光源將由光學(xué)入射端口 02進入，在光學(xué)模塊中01依序?qū)⒏鞑ㄩL的光線濾出至各個輸出埠，完成解多工的動作。同樣的，如果將光線路徑反向操作，我們也可以將四個波長的光整合成一道光線輸出，這便是多工器的原理。另一種現(xiàn)有的集成度較高的多工/解多工器的示例，如美國專利US6，201，908中所公開，如圖2和圖3所示，圖2所示為該部件的示意圖，圖3所示為其內(nèi)部光路圖，該專利利用光學(xué)模塊，在其內(nèi)部以Z字形的光路完成多工/解多工工作。明顯的該專利中所述多工/解多工器與前一專利(US5，786，915)相比具有體積較小和成本較低的優(yōu)點，并且便于插拔。上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷是由于濾波片陣列的擺設(shè)方向與來自于入射光線的方向成平行方向，將會造成在制作光纖通訊后端高速數(shù)位電訊號上的困擾，而且塑料光學(xué)器件、光線準直器和多工/解多工器組裝時，在擺放各個器件時產(chǎn)生的累積公差會導(dǎo)致從光線準直器產(chǎn)生的準直光線難以成功的從塑料光學(xué)器件上的透鏡輸出，導(dǎo)致此設(shè)計在生產(chǎn)良率方面比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種CWDM多工/解多工器系統(tǒng)及其制造方法。本發(fā)明一方面提供了一種CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，該CWDM多工/解多工器系統(tǒng)包括，(i)多工/解多工器，其用于將一束入射光線按不同波長分離出來分別導(dǎo)引到對應(yīng)的透鏡里面和/或?qū)⒂蓪?yīng)透鏡發(fā)射來的不同波長的光線匯聚成一束光線射出，(ii)透鏡陣列，透鏡陣列中的透鏡接收來自多工/解多工器的光線和/或射出光線至多工/解多工器，(iii)與多工/解多工器配合的光線準直器；所述光線準直器發(fā)射或接收的光線與多工/解多工器的入射或發(fā)射光線在同一直線上。將光線準直器發(fā)射或接收的光線與多工/解多工器的入射或發(fā)射光線布置在同一直線上，可以使透鏡陣列與后端的光偵測器(photo detector)以及轉(zhuǎn)阻放大器(transimpedance amplifier; TIA)進行搭配時，在印刷電路板上面的轉(zhuǎn)阻放大器(transimpedance amplifier; TIA)可以用最短的導(dǎo)線與后端的連接器進行連接。優(yōu)選地，所述透鏡陣列與所述光線準直器發(fā)射或接收的光線垂直。優(yōu)選地，所述多工/解多工器和光線準直器安裝在塑料光學(xué)器件上，所述塑料光學(xué)器件上設(shè)有透鏡陣列。優(yōu)選的，所述透鏡陣列和所述塑料光學(xué)器件一體成型。優(yōu)選地，所述塑料光學(xué)器件通過注塑成型。優(yōu)選地，所述透鏡陣列包括四個透鏡。優(yōu)選地，所述透鏡陣列包括四個透鏡，但不限于四個透鏡，透鏡的數(shù)量以透鏡陣列 的方式出現(xiàn)，且數(shù)量大于一個。優(yōu)選地，所述透鏡等間距，且間距為750微米。透鏡之間的間距不局限于750微米，根據(jù)透鏡的數(shù)量和實際需求而定。優(yōu)選地，在塑料光學(xué)器件的所述透鏡陣列位置周圍設(shè)有符合光纖連接器規(guī)范的對位孔，相應(yīng)的光纖連接器上設(shè)有與對位孔對應(yīng)的對位針。優(yōu)選地，所述光纖連接器為MT光纖連接器。優(yōu)選地，所述光纖連接器為MT光纖連接器，但不限于MT光纖連接器，任何利用對位針及對位孔進行被動對準的多通道光纖連接器皆在本專利宣告保護范圍內(nèi)。本發(fā)明一方面還提供了一種上述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)的制造方法，該方法包括
A.將光纖連接器上的對位針與塑料光學(xué)器件上的對位孔配合，然後用光纖連接線連接塑料光學(xué)器件上的透鏡陣列和與透鏡數(shù)量對應(yīng)的光功率計連接；
B.將多工/解多工器和光線準直器安裝在塑料光學(xué)器件上；
C.調(diào)整光線準直器與多工/解多工器的相對位置直到每臺光功率計測得滿足規(guī)范的光功率輸出，再將光線準直器與解多工器以紫外光膠加以固定，便完成整個塑料光學(xué)器件、光線準直器以及解多工器三者之間的組合工作。一種光接收器件，包括光接收部件和配套電路，該器件包括所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，光接收部件與透鏡陣列的出射光配合。優(yōu)選地，所述光接收部件為光偵測器。一種光發(fā)射器件，包括光發(fā)射部件和配套驅(qū)動電路，該器件包括上述所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，光線經(jīng)由光發(fā)射部件發(fā)出后與透鏡陣列配合。一種光收發(fā)器件，包括光發(fā)射部件、光接收部件和配套電路，該器件包括上述所述CffDM多工/解多工器系統(tǒng)，經(jīng)光發(fā)射部件發(fā)出的光線與透鏡陣列配合，經(jīng)透鏡陣列的出射光與光接收部件配合。優(yōu)選地，所述光發(fā)射部件為面射型雷射或邊射型雷射，光接收部件為光偵測器。在此說明本專利與傳統(tǒng)做法上面的不同之處，在傳統(tǒng)的作法上，如果在塑料光學(xué)器件上沒有設(shè)計對位孔的機制，將會造成我們在組裝塑料光學(xué)器件、光線準直器以及解多工器三者時，擺放各個器件時產(chǎn)生的累積公差將會導(dǎo)致從光線準直器產(chǎn)生的準直光線難以成功地從四個在塑料光學(xué)器件上的透鏡輸出，而導(dǎo)致本設(shè)計的生產(chǎn)良率太低。而本發(fā)明的做法是在塑料光學(xué)器件上的透鏡陣列的兩側(cè)導(dǎo)入精密對位孔，并透過MT光纖連接器與光功率計相連接來達成主動光功率監(jiān)控。換言之，可以將光線準直器與解多工器調(diào)整至與理想上光路吻合的位置來實現(xiàn)此一設(shè)計。而在制造上面，以目前的技術(shù)水準在塑料光學(xué)器件上設(shè)計精密光學(xué)透鏡與對位孔已經(jīng)是相當(dāng)成熟的技術(shù)了。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果
(i)光學(xué)設(shè)計架構(gòu)上可以有效縮短高速數(shù)字訊號的電氣傳輸路徑長度；
(ii)MT光纖連接器的導(dǎo)入可以簡化制作上的難度；
(iii)該光接收器是在塑膠透鏡的兩側(cè)導(dǎo)入精密對位孔，并透過MT光纖連接器上面的帶狀光纖與光功率計相連來實現(xiàn)主動光功率監(jiān)控，并以此來調(diào)整光線準直器與多工/解多工器的位置至理想光路吻合位置，減小了光訊號能量損耗，提高了生產(chǎn)良率。



圖I為現(xiàn)有技術(shù)的不意圖。圖2為另一現(xiàn)有技術(shù)的不意 圖3為圖2所示器件的內(nèi)部光路圖。圖4為本發(fā)明所述塑料光學(xué)器件、光線準直器、多工/解多工器的連接位置結(jié)構(gòu)示意 圖5為圖4所述塑料光學(xué)器件上對位孔和MT光纖連接器對位針配合局部示意圖。圖6為本發(fā)明所述MT光纖連接器與塑料光學(xué)器件配合組裝示意圖。圖7為本發(fā)明所述MT光纖連接器與塑料光學(xué)器件配合組裝示意圖。圖8為本發(fā)明所述塑料光學(xué)器件與印刷電路板配合示意圖。圖9為與傳統(tǒng)塑料光學(xué)器件配合的印刷電路板電氣線路布局圖。圖10為與本發(fā)明所采用的塑料光學(xué)器件配合的印刷電路板電氣線路布局圖。圖中標記
01、光學(xué)模塊，02、入射端口 ；
I、塑料光學(xué)器件，2、光線準直器，3、多工/解多工器，4、MT光纖連接器，5、對位針，6、對位孔，7、光纖,8、透鏡陣列,9、印刷電路板,10、電氣線路一、11、電氣線路二，12、光偵測器，13、轉(zhuǎn)阻放大器，14、光功率計。
具體實施例方式下面結(jié)合試驗例及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。如圖4-10所示，一種CWDM系統(tǒng)，包括塑料光學(xué)器件I，連接在所述塑料光學(xué)器件I前端的光線準直器2，安裝在所述塑料光學(xué)器件I上的多工/解多工器3，以及接收來自多工/解多工器的光線和/或射出光線至多工/解多工器3的透鏡陣列8 ;其中光線準直器2發(fā)射或接收的光線與多工/解多工器3的入射或發(fā)射光線在同一直線上。CWDM系統(tǒng)的組裝流程還包括MT (mechanical transfer ,簡稱MT)光纖連接器4以及通過光纖7與MT光纖連接器4連接的光功率計14，MT光纖連接器4上設(shè)有兩個對位針5，塑料光學(xué)器件I表面設(shè)有兩個對位孔6 ;其中對位針5與對位孔6相適配，MT光纖連接器4起到了完成中間過程的對位工作。本實施例中，利用注塑成型方式制造的塑料光學(xué)器件I與解多工器3、一個光線準直器2相互配合，以便將解多工器分離出來各個波長的光線導(dǎo)引到在塑料光學(xué)器件I的透鏡陣列8上的對應(yīng)透鏡里面，其使用間距750微米的透鏡構(gòu)成透鏡陣列8，與塑料光學(xué)器件I后端的四顆光偵測器12和轉(zhuǎn)阻放大器13相適配，這樣配置的好處在于印刷電路板9上的光偵測器12排列與后端電子連接器或柔板的方向一致(即呈平行)，在光偵測器12后面的轉(zhuǎn)阻放大器13輸出可以用最短的電氣導(dǎo)線10與后端電子連接器或柔板進行連接，可以減小光訊號在經(jīng)由光偵測器12與轉(zhuǎn)阻放大器13轉(zhuǎn)換成高速數(shù)字電訊號在長傳輸線下傳輸導(dǎo)致的失真，如圖10所示。而如圖9所示表示與傳統(tǒng)塑料光學(xué)器件(如圖3所示)配合的印刷電路板9電氣線路布局圖，其電器線路二 11較長，不利于高速數(shù)字訊號的傳輸。本發(fā)明在塑料光學(xué)器件I上引入了兩個與MT光纖連接器4上對位針5適配的對位孔6，透過MT光纖連接器4上的兩支對位針5與塑料光學(xué)器件I上的兩個對位孔6相配合之后，利用四條單?；蚨嗄９饫w7制成的MT光纖連接線與四臺光功率計14就可以連 接并以主動光功率監(jiān)控方式來進行組裝。在此，MT光纖連接線上面的四條光纖7便與塑料光學(xué)器件I進行了被動式對位，四條光纖7可以與塑料光學(xué)器件I上的透鏡陣列8的對應(yīng)透鏡以最大耦合效率的方式來接收來自多工/解多工器3的光線。并且，只需調(diào)整光線準直器2與多工/解多工器3的相對位置，直到四臺光功率計14測得滿足規(guī)范的光功率輸出，然后再將光線準直器2與多工/解多工器3用紫外光膠加以固定，就完成了整個塑料光學(xué)器件I、光線準直器2以及多工/解多工器3之間的組合，即完成了 CWDM系統(tǒng)的組合。另外，如果本發(fā)明所述CWDM系統(tǒng)中塑料光學(xué)器件I上沒有設(shè)計對位孔6，將容易造成在組裝塑料光學(xué)器件I、光線準直器2以及多工/解多工器3時，擺放各個器件時所產(chǎn)生的累積公差導(dǎo)致從光線準直器2產(chǎn)生的準直光線難以成功地從塑料光學(xué)器件I上的透鏡輸出，造成現(xiàn)有CWDM系統(tǒng)的生產(chǎn)良率太低。而本發(fā)明所述CWDM系統(tǒng)通過MT光纖連接器的對位針5與塑料光學(xué)器件I上對位孔6的配合，可以方便的將光線準直器I與多工/解多工器3調(diào)整到理想上光路吻合位置，順利實現(xiàn)準直光線成功的從塑料光學(xué)器件I上的透鏡陣列輸出，減小了光訊號損耗，提高了生產(chǎn)良率。利用主動耦合光線的方式可以得到的訊號的最佳化效果，不僅適合單模CWDM光接收器組件，還可以反向應(yīng)用于CWDM光發(fā)射器器件上(TOSA)以及光收發(fā)器件(BOSA)上，其中光接收部件為光偵測器12，光發(fā)射部件為面射型雷射或邊射型雷射。特別的，本發(fā)明實施例所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)使用MT光纖連接器4配合來作為調(diào)整CWDM系統(tǒng)多工/解多工器3、光線準直器2以及塑料光學(xué)器件I三者間的對準組裝工作，但凡利用精密模具原理配合對位針5、對位孔6方式的實施方式以及對應(yīng)器件都應(yīng)該被涵蓋在本專利的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，該CWDM多工/解多工器系統(tǒng)包括，(i )多工/解多工器(3)，其用于將一束入射光線按不同波長分離出來分別導(dǎo)引到對應(yīng)的透鏡里面和/或?qū)⒂蓪?yīng)透鏡發(fā)射來的不同波長的光線匯聚成一束光線射出，(ii)透鏡陣列(8)，透鏡陣列(8)中的透鏡接收來自多工/解多工器的光線和/或射出光線至多工/解多工器(3)，( iii )與多工/解多工器配合的光線準直器(2)，其特征在于，所述光線準直器(2)發(fā)射或接收的光線與多工/解多工器(3)的入射或發(fā)射光線在同一直線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡陣列(8)與所述光線準直器(2)發(fā)射或接收的光線垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，其特征在于所述多工/解多工器(3)和光線準直器(2)安裝在塑料光學(xué)器件(I)上，所述塑料光學(xué)器件(I)上設(shè)有透鏡陣列⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，其特征在于，所述塑料光學(xué)器件(I)和所述透鏡陣列(8) —體成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4任一所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，其特征在于，所述塑料光學(xué)器件(I)通過注塑成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡陣列(8)包括四個透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡陣列(8)包括四個透鏡，但不限于四個透鏡，透鏡的數(shù)量以透鏡陣列的方式出現(xiàn)，且數(shù)量大于一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7任一所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡間距為等間距，且間距為750微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，其特征在于，在塑料光學(xué)器件(I)的所述透鏡陣列(8)位置周圍設(shè)有符合光纖連接器規(guī)范的對位孔￠)，相應(yīng)的光纖連接器上設(shè)有與對位孔(6)對應(yīng)的對位針(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖連接器為MT光纖連接器(4)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖連接器為MT光纖連接器(4)，但不限于MT光纖連接器(4)，任何利用對位針及對位孔進行被動對準的多通道光纖連接器皆在本專利宣告保護范圍內(nèi)。
12.—種CWDM多工/解多工器系統(tǒng)的制造方法，其特征在于，該方法包括 A.將光纖連接器上的對位針(5)與塑料光學(xué)器件(I)上的對位孔(6)配合，然后用光纖連接線連接塑料光學(xué)器件(I)上的透鏡陣列(8)和與透鏡數(shù)量對應(yīng)的光功率計(14)； B.將多工/解多工器(3)和光線準直器(2)安裝在塑料光學(xué)器件(I)上； C.調(diào)整光線準直器(2)與多工/解多工器(3)的相對位置直到每臺光功率計(14)測得滿足規(guī)范的光功率輸出，再將光線準直器(2)與解多工器(3)以紫外光膠加以固定，完成整個塑料光學(xué)器件(I)、光線準直器(2)以及解多工器(3)三者之間的組合工作。
13.一種光接收器件，包括光接收部件和配套電路，其特征在于，該器件包括權(quán)利要求I或2所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，光接收部件與透鏡陣列(8)的出射光配合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述一種光接收器件，其特征在于，所述光接收部件為光偵測器(12)。
15.一種光發(fā)射器件，包括光發(fā)射部件和配套驅(qū)動電路，其特征在于，該器件包括權(quán)利要求I或2所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，光線經(jīng)由光發(fā)射部件發(fā)出后與透鏡陣列⑶配合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述一種光發(fā)射部件，其特征在于，所述光發(fā)射部件為面射型雷射或邊射型雷射。
17.一種光收發(fā)器件，包括光發(fā)射部件、光接收部件和配套電路，其特征在于，該器件包括權(quán)利要求I或2所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，經(jīng)光發(fā)射部件發(fā)出的光線與透鏡陣列(8)配合，經(jīng)透鏡陣列(8)的出射光與光接收部件配合。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述一種光收發(fā)器件，其特征在于，所述光發(fā)射部件為面射型雷射或邊射型雷射，所述光接收部件為光偵測器(12)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CWDM多工/解多工器系統(tǒng)，該CWDM多工/解多工器系統(tǒng)包括，(i)多工/解多工器，其用于將一束入射光線按不同波長分離出來分別導(dǎo)引到對應(yīng)的透鏡里面和/或?qū)⒂蓪?yīng)透鏡發(fā)射來的不同波長的光線匯聚成一束光線射出，(ii)透鏡陣列，透鏡陣列中的透鏡接收和/或射出光線至多工/解多工器，(iii)與多工/解多工器配合的光線準直器，所述光線準直器發(fā)射或接收的光線與多工/解多工器的入射或發(fā)射光線在同一直線上。本發(fā)明所述CWDM多工/解多工器系統(tǒng)可以方便的將光線準直器與多工/解多工器調(diào)整到理想上光路吻合位置，順利實現(xiàn)光線成功的從塑料光學(xué)器件上的透鏡輸出，減小了光訊號失真，提高了生產(chǎn)良率。
文檔編號G02B6/293GK102890313SQ201210402718
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者張詠誠, 郭志鉛, 周一鳴 申請人:索爾思光電(成都)有限公司