本發(fā)明涉及光探測器件，尤其涉及一種同軸光探測器。

背景技術(shù)：

同軸光探測器用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。目前的同軸光探測器并不具備特定波長接收的功能，在一些需針對特定波長接收的應(yīng)用中，需要在同軸光探測器的光路前端增加濾光裝置來選擇特定波長的光束，再使用該同軸光探測器來接收該特定波長的光束。請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常用的光路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，濾光裝置101的入射光路和光纖11相連，濾光裝置101的出射光路通過光纖11和同軸光探測器102相連。光纖11內(nèi)傳輸?shù)墓庑盘柍錾渲翞V光裝置101內(nèi)，經(jīng)濾光裝置101濾光后該光信號內(nèi)特定波長的光束出射并經(jīng)光纖11傳輸?shù)酵S光探測器102，被該同軸光探測器102轉(zhuǎn)換為電信號。

然而，在這些針對特定波長接收的應(yīng)用中，由于需額外增加濾光裝置，不利于該同軸光探測器所在模塊的小型化布局，而且，濾光裝置和同軸光探測器通過光纖互相連接，光信號在多次通過自由空間到光纖的轉(zhuǎn)換后，會帶來較大的額外損耗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種同軸光探測器，能夠?qū)崿F(xiàn)對光束進行濾光以使得同軸光探測器中的光電二極光接收到特定波長的光束的功能且降低了光信號在自由空間和光纖之間轉(zhuǎn)換時造成的光損耗。

第一方面提供一種同軸光探測器，包括：

光口適配器、濾光組件、連接管體以及包括光電二極管的同軸型鐳射二極體模組(TO-CAN)；所述連接管體的兩端分別與所述光口適配器和所述TO-CAN相連，所述濾光組件位于所述連接管體內(nèi)；

所述光口適配器用于與光纖相連，來自所述光纖的光束經(jīng)所述光口適配器導(dǎo)向所述濾光組件，經(jīng)所述濾光組件濾光后出射至所述光電二極管。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種實現(xiàn)方式中，所述濾光組件包括沿光路依次排序的準直透鏡、濾光件和匯聚透鏡。

結(jié)合第一方面的第一種實現(xiàn)方式，在第一方面的第二種實現(xiàn)方式中，所述濾光組件的中心軸與所述光口適配器出射光束至所述濾光組件的出光口偏離預(yù)置距離，且所述濾光件的入射面垂直于所述濾光組件的中心軸。

結(jié)合第一方面、第一方面的第一種實現(xiàn)方式、第一方面的第二種實現(xiàn)方式，在第一方面的第三種實現(xiàn)方式中，所述同軸光探測器還包括第一套筒，所述第一套筒位于所述連接管體內(nèi)，且所述第一套筒的一端與所述光口適配器相互固定；

所述濾光組件固定在所述第一套筒內(nèi)。

結(jié)合第一方面的第三種實現(xiàn)方式，在第一方面的第四種實現(xiàn)方式中，所述濾光組件還包括具有第一端和第二端的第二套筒，所述第二套筒固定在所述第一套筒的靠近所述光口適配器的一端內(nèi)；

所述準直透鏡固定在所述第二套筒內(nèi)，所述濾光件固定在所述的第二套筒的第二端的端面上。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第五種實現(xiàn)方式中，所述光口適配器包括底座、套筒和用于與所述光纖相連的插芯，所述底座具有相對的第一端面和第二端面；

所述底座上設(shè)置有貫穿所述第一端面和所述第二端面的通孔，且所述通孔位于所述第一端面上的開口的口徑小于位于所述第二端面上的開口的口徑，使得所述通孔的內(nèi)壁上形成朝向所述第二端面的環(huán)形臺階；

所述濾光組件從所述第二端面一側(cè)插入所述通孔內(nèi)并抵持在所述環(huán)形臺階上，

所述套筒的一端固定在所述第一端面上，且所述插芯的部分嵌在所述套筒內(nèi)且另一部分嵌在所述通孔內(nèi)。

結(jié)合第一方面、第一方面的第一種實現(xiàn)方式、第一方面的第二種實現(xiàn)方式，在第一方面的第六種實現(xiàn)方式中，所述連接管體包括首尾連接的調(diào)節(jié)環(huán)和連接套筒，所述調(diào)節(jié)環(huán)背向所述連接套筒的一端與所述光口適配器相連，所述連接套筒背向所述調(diào)節(jié)環(huán)的一端與所述TO-CAN相連。

結(jié)合第一方面的第六種實現(xiàn)方式，在第一方面的第七種實現(xiàn)方式中，所述調(diào)節(jié)環(huán)由絕緣材料制成。

結(jié)合第一方面、第一方面的第一種實現(xiàn)方式、第一方面的第二種實現(xiàn)方式，在第一方面的第八種實現(xiàn)方式中，所述連接管體的長度為可調(diào)的。

結(jié)合第一方面、第一方面的第一種實現(xiàn)方式、第一方面的第二種實現(xiàn)方式，在第一方面的第九種實現(xiàn)方式中，所述TO-CAN還包括管座和管帽，所述光電二極管固定在所述管座朝向所述連接管體的一面上；

所述管帽蓋設(shè)在所述光電二極管上，用于將所述光電二極管密封在所述管帽和所述管座圍成的空間內(nèi)；

所述管帽上還設(shè)置有呈平面狀的透光窗口，經(jīng)所述濾光組件濾光的光束穿過所述透光窗口入射至所述光電二極管。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明中，通過將具有濾光功能的濾光組件集成到同軸光探測器內(nèi)，且集成有濾光組件的同軸光探測器相比原來的同軸光探測器的整體尺寸并沒有顯著增加，使得本發(fā)明中的同軸光探測器在保持小型化的同時實現(xiàn)了對光束進行濾光以使得同軸光探測器中的光電二極光接收到特定波長的光束的功能，而且，減少了光信號在自由空間和光纖之間的轉(zhuǎn)換次數(shù)，進而降低了光信號在自由空間和光纖之間轉(zhuǎn)換時造成的光損耗。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常用的光路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的同軸光探測器的一個實施例的結(jié)構(gòu)框架圖；

圖3為圖2所示同軸光探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的同軸光探測器的工作原理示意圖；

圖5為圖3所示同軸光探測器中的光口適配器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種同軸光探測器，能夠?qū)崿F(xiàn)對光束進行濾光以使得同軸光探測器中的光電二極光接收到特定波長的光束的功能且降低了光信號在自由空間和光纖之間轉(zhuǎn)換時造成的光損耗。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實 施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“包括”和“具有”以及它們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

請參閱圖2，圖2為本發(fā)明的同軸光探測器的一個實施例的結(jié)構(gòu)框架圖。本實施例中，同軸光探測器2包括光口適配器21、濾光組件22、連接管體23以及同軸型鐳射二極體模組(英文全稱：Transistor-Outline CAN，縮寫：TO-CAN)24。

請參閱圖3，圖3為圖2所示同軸光探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，該TO-CAN 24包括光電二極管241，用于將入射的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。所述連接管體23的兩端分別與該光口適配器21和TO-CAN 24相連，以將使得光口適配器21和TO-CAN 24相互固定。具體的，該連接管體23的兩端可以通過粘接或者焊接(例如電阻焊接)的方式分別和光口適配器21和TO-CAN24相連，以保證連接管體23內(nèi)部中空處的密封性。當然，上述連接方式僅為舉例，在此不作限制。

在所述連接管體23內(nèi)，光口適配器21和TO-CAN 24之間還設(shè)有濾光組件22，用于對入射的光束中預(yù)置范圍內(nèi)的光透射并對除預(yù)置范圍內(nèi)的光以外的其余光進行反射。

光口適配器21用于與光纖相連，來自所述光纖的光束經(jīng)所述光口適配器21導(dǎo)向所述濾光組件22，經(jīng)所述濾光組件22透射的部分光出射至所述光電二極管241。

本實施例中，通過將具有濾光功能的濾光組件集成到同軸光探測器內(nèi)，且集成有濾光組件的同軸光探測器相比原來的同軸光探測器的整體尺寸并沒有顯著增加，使得本發(fā)明中的同軸光探測器在保持小型化的同時實現(xiàn)了接收 特定波長的功能，而且，減少了光信號在自由空間和光纖之間的轉(zhuǎn)換次數(shù)，進而降低了光信號在自由空間和光纖之間轉(zhuǎn)換時造成的光損耗。

本實施例中，濾光組件22的結(jié)構(gòu)有多種形式，下面結(jié)合圖3對其中的一種具體結(jié)構(gòu)進行描述。如圖3所示，濾光組件22包括沿光路依次排序的準直透鏡221、濾光件222和匯聚透鏡223。來自光纖的光束經(jīng)光口適配器21導(dǎo)向準直透鏡221進行準直。經(jīng)準直的光束入射至濾光件222，該濾光件222用于透射波長位于預(yù)置范圍內(nèi)的光，并反射波長位于除所述預(yù)置范圍以外其余范圍內(nèi)的光。本實施例中，該濾光件222為濾光片，當然，濾光件222也可以有其他結(jié)構(gòu)形式，在此不作限制。經(jīng)濾光件222透射的光束被匯聚透鏡223匯聚至TO-CAN 24中的光電二極管241上，被光電二極管241轉(zhuǎn)換為電信號。

由于濾光片的設(shè)計原理使得濾光片對入射該濾光片的光束的透過率曲線隨著該入射光束的入射角度的改變而改變，而在一些應(yīng)用中同軸光探測器對入射光電二極管的光束的波長范圍有著較為嚴格的要求。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，一種常用的組裝方法是調(diào)整濾光片的擺放角度，以改變?yōu)V光片的入射光束的入射角度，使得經(jīng)濾光片透射的光束的光譜符合要求。然而，在該種組裝方法中，在濾光片調(diào)節(jié)好擺放角度后粘接固定時容易出現(xiàn)一定的偏移，導(dǎo)致濾光片透射的光束的光譜與目標光譜出現(xiàn)偏差。

優(yōu)選的，本實施例中，所述濾光組件22的中心軸與所述光口適配器21的出光口偏離預(yù)置距離，且所述濾光件222的入射面垂直于所述濾光組件22的中心軸。為描述清楚，本實施例的濾光組件中，準直透鏡的光軸和匯聚透鏡的光軸重合，濾光組件22的中心軸指的是該準直透鏡221和匯聚透鏡223所重合的光軸。所述光口適配器21的出光口指的是光口適配器21用于將光束出射至濾光組件22的出光口。

如圖4所示，圖4為本發(fā)明的同軸光探測器的工作原理示意圖。圖4中的A位置位于準直透鏡221的入光面一側(cè)的焦點上，B位置位于A位置沿垂直于光軸L的方向偏離該光軸L預(yù)置距離d后的位置上。當光口適配器21的出光口位于A位置時，光口適配器21的出光口出射的發(fā)散光束經(jīng)準直透鏡221準直成一束與光軸L平行的平行光出射。當光口適配器21的出光口位于B位置時，光口適配器21的出光口出射的發(fā)散光束經(jīng)準直透鏡221準直后成 一束平行光光束出射，其中該束平行光與光軸L的夾角為θ，θ＝arctan(d/f)，其中f為準直透鏡221的焦距。

這樣，在組裝同軸光探測器的過程中，固定濾光件時無需調(diào)整濾光件的擺放角度，而是通過移動濾光組件以改變?yōu)V光組件的中心軸與光口適配器的出光口的偏離距離，來調(diào)整入射濾光件的光束的入射角度，以此可以將濾光組件的位置調(diào)整至使得濾光件透射的光束的光譜符合目標光譜的一個位置。由于將濾光組件固定至調(diào)整好的位置上時不易發(fā)生偏差，本實施例中采用的結(jié)構(gòu)能夠提高成品率。

本實施例中，為方便移動濾光組件，優(yōu)選的，同軸光探測器2還包括第一套筒25。該第一套筒25設(shè)于連接管體23內(nèi)，且該第一套筒25的一端與光口適配器21相互固定。例如，該第一套筒25可以通過粘接或者焊接的方式固定在光口適配器21上。所述濾光組件22固定在第一套筒25內(nèi)。具體的，該濾光組件22可以粘接在第一套筒25內(nèi)或者過盈嵌套在第一套筒25內(nèi)。這樣，可以在組裝同軸光探測器的過程中通過移動第一套筒來移動濾光組件。

在組裝本實施例的同軸光探測器時，可以將固定有濾光組件的第一套筒固定在光口適配器上，且將連接管體固定在TO-CAN 24上，然后將該光口適配器和TO-CAN 24相互連接。本實施例中同軸光探測器的結(jié)構(gòu)有利于光軸光探測器的組裝，減少組裝成本。

本實施例中，濾光組件22中準直透鏡221和濾光件222相互固定的方法有多種。優(yōu)選的，濾光組件22還包括具有第一端和第二端的第二套筒224，所述第二套筒224的第一端與所述光口適配器21相互固定。具體的，本實施例中，所述第二套筒224固定在所述第一套筒25的靠近所述光口適配器21的一端內(nèi)。

所述準直透鏡221固定在所述第二套筒224內(nèi)，所述濾光件222固定在所述的第二套筒224的第二端的端面上，其中，所述第二套筒224的第二端的端面所在平面與所述濾光組件22的中心軸垂直，以使得固定在第二端的端面上的濾光件222與所述濾光組件22的中心軸垂直。具體的，該準直透鏡221可以通過過盈嵌套在第二套筒內(nèi)的方式來固定在第二套筒224內(nèi)，濾光件222可粘接在第二套筒的第二端的端面上。

本實施例中，由于第二套筒的設(shè)置，在組裝濾光組件時無需將準直透鏡和濾光件進行耦合調(diào)整，進而簡化了同軸光探測器的組裝過程，避免了因濾光片的擺放角度不合格而導(dǎo)致降低同軸光探測器的成品率，有利于同軸光探測器的批量生產(chǎn)。

本發(fā)明中的同軸光探測器在組裝時，將固定有濾光組件22的光口適配器21和TO-CAN 24通過連接管體23連接時，TO-CAN 24中的光電二極管241有可能并不位于匯聚透鏡223的焦點上，也即匯聚透鏡223所匯聚的光束在光電二極管241上形成的光斑并不是匯聚光斑。

因此，優(yōu)選的，所述連接管體23的長度為可調(diào)的，這樣，可通過調(diào)節(jié)連接管體23的長度來調(diào)節(jié)匯聚透鏡223和TO-CAN 24中光電二極管241的距離，以使得光電二極管241位于匯聚透鏡的焦點上。

或者，連接管體23也可以不是長度可調(diào)的。優(yōu)選的，本實施例中，所述連接管體23包括首尾連接的調(diào)節(jié)環(huán)231和連接套筒232，所述調(diào)節(jié)環(huán)231背向所述連接套筒232的一端與所述光口適配器21相連，所述連接套筒232背向所述調(diào)節(jié)環(huán)231的一端與所述TO-CAN 24相連。這樣，可以方便在產(chǎn)品組裝時可以根據(jù)不同需要選擇不同的長度的調(diào)節(jié)環(huán)231與連接套筒232組裝，該調(diào)節(jié)環(huán)起到調(diào)整濾光組件與光電二極管之間的距離的作用。優(yōu)選的，該調(diào)節(jié)環(huán)231可由絕緣材料制成，以使得調(diào)節(jié)環(huán)231同時起到電隔離的作用。該絕緣材料可以是陶瓷材料，在此不作限制。

現(xiàn)有技術(shù)中，TO-CAN的結(jié)構(gòu)一般包括管座、設(shè)置在該管座上的光電二極管以及將所述光電二極管密封在管帽和管座圍成的空間內(nèi)，該管帽上設(shè)置有球面的透光窗口，光束通過該透光窗口入射至光電二極管上。

優(yōu)選的，本實施例中，光電二極管241固定在管座朝向連接管體23的一面上。且與現(xiàn)有技術(shù)中的TO-CAN不同的是，本實施例中的TO-CAN 24中的管帽242上的透光窗口2421呈平面狀。這樣可以縮短匯聚透鏡223和光電二極管241之間的距離，進而縮短同軸光探測器的長度，有利于同軸光探測器的小型化。

本實施例中，光口適配器有多種結(jié)構(gòu)形式。下面結(jié)合圖3和圖5對其中的一種具體結(jié)構(gòu)進行描述，圖5為圖3所示同軸光探測器中的光口適配器的 結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，光口適配器21包括底座211、套筒212和用于與所述光纖相連的插芯213。該底座211可由金屬材料制成，具有相對的第一端面(圖中用虛線L1表示)和第二端面(圖中用虛線L2表示)。該套筒212和插芯213可由陶瓷材料制成。

所述底座211上設(shè)置有貫穿所述第一端面和所述第二端面的通孔2111，且所述通孔2111位于所述第一端面上的開口的口徑小于位于所述第二端面上的開口的口徑，使得所述通孔2111的內(nèi)壁上形成朝向所述第二端面的環(huán)形臺階2112。

所述濾光組件22從所述底座211的第二端面一側(cè)插入所述通孔2111內(nèi)并抵持在所述環(huán)形臺階2112上。所述套筒212的一端固定在所述底座211的第一端面上，且所述插芯213的部分嵌在所述套筒212內(nèi)且另一部分嵌在所述通孔2111內(nèi)。

所述光口適配器21和光纖相連時，所述插芯213背向底座211的一端與光纖接口相連，其中該光纖接口與光纖相連，以使得插芯213能夠接收來自該光纖的光束，并將該光束導(dǎo)向連接管體23內(nèi)的濾光組件22。

本實施例中，由于插芯的部分長度和濾光組件的部分長度和底座的厚度重合，能夠減小同軸光探測器的長度，有利于同軸光探測器的小型化。需注意的是，本實施例中，光口適配器中還可以包括其他部件，并不限于上述描述部件，在此不作限制。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。