CN105283788A - 内置波长可调型选择性滤波器的光接收模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内置波长可调型选择性滤波器的光接收模块,所述波长可调型选择性滤波器在光纤维散发的各种波长的激光中选择特定波长来接收光且可谐调被选择的波长。本发明的内置可调型波长选择性滤波器的光接收模块为,根据包括光接收元件的光接收模块,其中在所述光接收元件内置接收在光纤维散发的激光的波长可调谐选择性滤波器,在所述光接收元件(22)形成在光纤维(600)散发的激光通过的平板型窗口(240),在所述光接收元件(22)内部配置用于波长分离以平行光入射的激光的波长可调型选择性滤波器(230),在所述光纤维(600)与光接收元件(22)之间具有将在光纤维(600)散发的激光转换为平行光的透镜(400)。

Description

内置波长可调型选择性滤波器的光接收模块
技术领域
本发明涉及内置波长可调型选择性滤波器的光接收模块,更详细地说涉及在光纤维散发的各种波长的激光中选择特定波长来接收光且可谐调被选择的波长的内置可调波长选择性滤波器的光接收模块。并且,本发明涉及包括波长可调接收器的双方向通信用光接收模块,所述波长可调接收器谐调从光纤维接收的接收光的波长并能够选择性地接收其波长,更详细地说涉及的双方向通信用光接收模块为,将使用于传输与接收光信号的激光制成平行光,并将利用附着于光纤维侧的一个透镜输出平行光的光传输元件与光纤维进行光结合,同时将利用附着于光纤维侧的透镜输入平行光的光接收元件与光纤维进行光结合。
背景技术
如图1示出了现有的用于光通信的光接收模块。在图1中,在光纤维放射的激光具有持固定角度散发的散发光的特征。为了有效接收这种散发光,应当包括能够向用于接收光的光电二极管聚集激光的透镜,并且在现有技术中制成了在光接收元件包括透镜,进而将光接收元件与光纤维进行光分拣,以使光接收元件具有聚光特性。并且,现有的双方向光收发模块为如图2使用了,结合在外部附着透镜的TO(Transistoroutline,晶体管轮廓)型光传输元件与附着透镜的TO型光接收元件,并将信号传输于光纤的形态的双方向通信用光模块。通常光接收元件包括半导体激光二极管芯片,并且这种半导体激光二极管芯片以具有固定的辐射角的散发光的形态来放射光。因此,为了将在以具有固定辐射角的散发光形态放射光的激光二极管芯片中放射的光聚集到光纤维,在激光二极管芯片与光纤维之间需要将散发光转换为汇聚光的透镜,据此如图2光传输元件包括透镜,进而起到将在光传输元件内部的激光二极管芯片放射的激光转换为汇聚光并光结合到光纤维的作用。在双方向通信用光模块中,向与传播传输用光相同的光纤维放射接收用激光。在光纤维中放射的激光也具有持固定辐射角的散发光的形态,因此根据光的前行距离激光的大小将逐渐增大。通常包括于光接收元件的接收用光电二极管(photodiode)为数十um大小非常小,因此为了将在光纤维放射的光汇聚到这种大小非常小的二极管,如图2需要将在光纤维以具有散发光特性而放射的激光汇聚到二极管的透镜。
如上述图1与图2所示,通常的收光模块或通常的双方向通信用模块中,在光接收元件包括透镜,因此在光纤维中具有散发光的特性,并且具有将放射的激光汇聚到光接收元件内部的光电二极管的聚光区域的特征。但是,在这一情况下在透镜与二极管的聚光区域之间的激光的前行角度根据部位会有所不同。这种特性已在图3示出。即,在图3的光纤维600中放射的激光经过包括于光接收元件20的透镜410成为汇聚到二极管210的聚光区域212的汇聚光。
现在在ITU(InternationalTelecommunicationUnion,简称国际电联)制定了NG-PON2(NextGenerationPassiveopticalNetwork2,下一代无源光网络2)的通信规格,在这种NG-PON2规格中采用了利用4个频道的波长将利用一个光纤维的波长多重化的方法,据此要求光接收元件使用谐调特定波长并能够选择性地接收的波长可调型光接收元件。谐调接收到的波长并选择性地选择接收是,能够由将能够谐调波长的可调波长选择性滤波器安装在光接收元件的透镜与二极管之间,容易达成谐调接收到的波长并选择性地选择接收。但是利用波长选择性滤波器选择特定波长的光并透过其光时,透过的光的波长根据入射到波长选择性滤波器的光的角度会有所不同。因此,为了使波长选择性滤波器有效地选择特定波长并透过其光,相比于入射到波长选择性滤波器的光具有如图3所示的汇聚光的特性,具有如图4所示的平行光的特性更好。
并且,如图5所示,在光接收元件附着透镜能够将在光纤维散发的光转换为平行光,但是这种将散发光转换为平行光的转换,取决于光纤维600与光接收元件22的光分拣。即,如图5所示根据光纤维600与光接收元件22的光分拣将进入到光接收元件22的激光转换为平行光的情况下,光纤维600应当正确配置在透镜225的焦点位置,如果光纤维600脱离透镜225的焦点位置,则通过透镜225的光就不是平行光。但是用这种方法进行光分拣的情况下,根据光分拣程度会在光接收元件22内激光具有平行光、汇聚光与散发光的特性,并这种光的汇聚性的变化是在光接收元件22内部产生的现象,因此存在很难知道在光分拣时光接收元件22内部的激光是否成为平行光的缺点。
因此,在如图1构造的现有的光接收模块与如图2的现有的双方向通信用光模块中,利用附着于光接收元件的透镜很难进行将在光接收元件外部具有散发光特性的光在光接收元件内部转换为平行光的光分拣,据此在光接收元件为波长可调型光接收元件时,则很难使入射到波长可调型选择性滤波器的激光具有平行光的特性,因此存在降低了波长选择性的缺点。
【现有技术文件】
【专利文献】
(专利文献1)韩国注册专利公报第10-0724820号(2007.05.28)
发明内容
(要解决的问题)
本发明是为了解决上述现有的技术问题而提出的,本发明的目的在于提供光接收模块,其光接收模块在光纤维与内置波长可调型选择性滤波器的波长可调型光接收元件中,能够使到达波长可调型选择性滤波器的激光很容易地具有平行光的特性。
(解决问题的手段)
为了达成上述目的,在本发明中提出了光模块构造,其光模块构造为代替透镜型的窗口,使用具有平行板的特性的窗口为光接收元件的窗口,并且在光接收元件与纤维之间配置透镜,进而在光纤维散发的激光经过所述透镜转换为平行光,并且平行光进入到光接收元件进而进入到光接收元件内部的波长可调型选择性滤波器的构造。
(发明的效果)
在现有的光结合构造为,在光结合光接收元件与光纤维时,将在光纤维散发的特性的散发光,利用附着于光接收元件的透镜汇聚到光接收元件的光电二极管并转换为汇聚光。在这种光结合构造中,光接收元件内部的激光无法具有平行光的特性,而是具有汇聚成一点的汇聚光的特性,因此在将波长选择性滤波器配置在光接收元件内部时,到达波长选择性滤波器的光的入射角具有多种角度,因此存在波长选择性滤波器的特性被钝化的问题,本发明解决这种问题以使进入到光接收元件的激光具有平行光的特性,进而波长选择性滤波器具有波长选择性高的效果。
附图说明
图1是现有技术的用于光通信的光接收模块的概念图,
图2是现有技术的TO型双方向通信用光模块的概念图,
图3是现有技术的使用球透镜(balllens)的光模块的光汇聚概念图。
图4是现有技术的具有平行光光特性的光接收模块的概念图。
图5是现有技术的在光接收元件附着透镜将在光纤维散发的光转换为平行光的光接收模块的概念图。
图6是根据本发明的内置利用平行光的波长可调型选择性滤波器的光接收元件的构成图。
图7是根据本发明的双方向通信用光模块的构成图,其双方向通信用光模块为,输出平行光的光传输元件与对应于输入平行光的接收波长可调型光接收元件通过一个光纤维执行双方向通信。
图8是示出在图7的双方向通信用光模块中在分束器与光接收元件之间配置光隔离器的一示例。
具体实施方法
以下,参照附图详细说明本发明的优选实施例。图6是示出了根据本发明的内置利用平行光的波长可调型选择性滤波器的光接收元件的构成示例。
如图6所述,在光纤维600中以具有固定辐射角形态的散发光输出光信号。在光纤维600中散发的光信号通过与光接收元件22分离的透镜400变换为平行光。被与光接收元件22分离的透镜400变换为平行光的光信号,通过光接收元件22的平板型窗口240进入到光接收元件22内部。在光接收元件22内部配置平板型的波长可调型选择性滤波器230,只有在其波长可调型选择性滤波器230透过的波长的光入射到用于接收光的二极管210来达成接收光的目的。这时,在波长可调型选择性滤波器230反射的成分的光优选为脱离光接收元件22。波长可调型选择性滤波器230可使用根据温度具有不同透射波长的波长可调型选择性滤波器,在这一情况下还可配置为了改变波长可调型选择性滤波器230温度的加热器(heater)或热电元件(Thermoelectriccooler,热电冷却器)。所述波长可调型选择性滤波器230也可使用被电压将透过的波长改变的液晶(liquidcrystal)型校准滤波器。
另外,在图6中透过平板型波长可调型选择性滤波器220的波长的光具有平行光的特性,因此为了将其光汇聚到面积小的二极管210的聚光区域,还可将透过波长可调型选择性滤波器230的平行光转换为汇聚光的透镜220,配置在波长可调型选择性滤波器230与二极管210之间。
在图6中,在光纤维600中具有散发光的特性并且放射的激光被透镜400转换为平行光,首先将在与其相同的光纤维散发的激光转换为平行光之后,具有平板型窗口240的光接收元件22光分拣转换为平行光的激光的情况,用透镜400将在光纤维600散发的激光转换为平行光的过程是在没有光接收元件22的状态下进行的,因此能够容易地判别在光纤维600散发的光被转换为平行光。据此,能够非常容易地进行在光纤维400与透镜400的光分拣,其中透镜400将在光纤维散发的散发光转换为平行光。
另外,内置波长可调型选择性滤波器230并能够谐调接收到的光信号的波长的光接收模块,不仅是与光纤维600与光接收元件22的单一模块,还可适用于由光纤维600与光接收元件22及光传输元件形成一个光模块的双方向通信用光模块。
图7是根据本发明实施例的双方向通信用光模块的构造的一示例,其双方向通信用光模块为,输出平行光的光传输元件10与对应于输入平行光的接收波长可调型光接收元件22通过一个光纤维600执行双方向通信。
通常,在双方向通信用光模块中在传输光波长与接收光波长之间具有10nm以上的波长间隔,并且接收到的光信号为其光信号的波长变化不过是数nm。因此就算是进入光接收元件22的各种波长的信号,利用分束器300也能够很好地分离传输信号与接收信号。在光传输元件10中输出为平行光的激光900透过分束器300被透镜400转换为汇聚光之后,与光纤维600光结合进行传输光通信。这时,光纤维600与透镜400能够与光传输元件10及光接收元件22分开进行光分拣,并且进行光分拣来确认在光纤维600输出的光被透镜400转换为平行光的状态。在光传输元件10被组装成与光纤维600与透镜400的光分拣无关地独立输出平行光700之后,进行光传输元件10与光纤维600的光分拣。在光传输元件10中输出的光为平行光,因此沿着在光纤维600输出的光被透镜400转换为平行光的相反的光路能够容易地光结合到光纤维600。
具有平板型窗口240且内置波长可调型选择性滤波器230的光接收元件22为,由于在光纤维600散发的激光750被透镜400转换为平行光,因此在可调波长选择性滤波器230能够容易地分离波长并选择性地接收波长。
因此,利用输出平行光的光传输元件10、平板型窗口240与内置波长可调型选择性滤波器230的光接收元件22能够制作双方向通信用光模块。
在上述图7中,为使波长可调型选择性滤波器230容易地分离波长,优选为激光垂直地入射于波长可调型选择性滤波器230。如此垂直入射于波长可调型选择性滤波器230的光信号波长中,在波长可调型选择性滤波器230反射的成分的光重新经过分束器300与透镜400返回到光纤维600,因此能够在未图示的其他光元件起到杂波的作用。
因此,为了防止被波长可调型选择性滤波器230反射的激光被光结合到光纤维600,将波长可调型选择性滤波器230稍微倾斜地配置,进而在波长可调型选择性滤波器230反射的成分的激光760被分束器300反射的情况下,也无法返回到透镜400及光纤维。
并且,为了不使在所述波长可调型选择性滤波器230反射的成分的激光760返回到光纤维600的另一方法为,还可在所述分束器300与光接收元件22之间还可***只向一侧方向透过光信号的光隔离器800,并且已在图8示出。
在所述分束器300与光接收元件22之间设置的光隔离器800屏蔽的激光770可返回到光模块内部,因此优选为在光隔离器800屏蔽的激光770的光路上涂布吸光剂来吸收不必要的激光。
另外,在本发明的实施例中,为了将在光纤维600散发具有散发特性的散放光转换为平行光而使用透镜400,但是附着具有这种功能的透镜的光纤维已经被商用化。尤其是,使在光纤维放射的激光具有非常好的平行特性的透镜有Grin-lens(gradedindexlens,渐变折射率透镜),而使用光纤维与Grin-lens为一体形的零部件是可成为本发明非常优选的实施例。
如上所述,本发明并不限定于上述的实施例,并且在本发明的技术思想与权利要求范围的同等范围内在本发明所属技术领域具有通常知识的技术人员当然能够进行各种修改及变形。
(附图标记说明)
10:光传输元件110:外部谐振器型激光模块
120:光传输元件的平板型窗口
20:内置波长可调型选择性滤波器的光接收元件
210:光电二极管212:光电二极管的聚光区域
220:透镜225:透镜
230:波长可调型选择性滤波器
240:光接收元件的平板型窗口
300:分束器
400:透镜410:透镜
600:光纤维
700:在光传输元件进行至光纤维的激光
750:在光纤维进行至光接收元件的激光
760:在波长可调型选择性滤波器反射的成分的激光
770:被光隔离器反射的激光
800:光隔离器

Claims (8)

1.一种光接收模块,根据包括光接收元件的光接收模块,其中在所述光接收元件内置接收在光纤维散发的激光的波长可调谐选择性滤波器,其特征在于,
在所述光接收元件(22)形成在光纤维(600)散发的激光通过的平板型窗口(240),在所述光接收元件(22)内部配置用于波长分离以平行光入射的激光的波长可调型选择性滤波器(230),
在所述光纤维(600)与光接收元件(22)之间具有将在光纤维(600)散发的激光转换为平行光的透镜(400)。
2.根据权利要求1所述的光接收模块,其特征在于,
在所述光纤维(600)与光接收元件(22)之间还具有只向一侧方向透过光信号的光隔离器(800)。
3.根据权利要求1所述的光接收模块,其特征在于,
在所述光纤维(600)与所述光接收元件(22)之间还配置根据波长透过或反射光的以45度角配置的分束器(300),所述透镜(400)配置在光纤维(600)与分束器(300)之间。
4.根据权利要求3所述的光接收模块,其特征在于,
在所述分束器(300)的一侧面还具有输出平行光的光传输元件(10),进而利用所述光纤维(600)执行双方向通信。
5.根据权利要求3所述的光接收模块,其特征在于,
在所述分束器(300)与光接收元件(22)之间还具有只以光接收元件方向透过光信号的光隔离器(800)。
6.根据权利要求1所述的光接收模块,其特征在于,
所述透镜(400)与光纤维(600)制作为一体形。
7.根据权利要求6所述的光接收模块,其特征在于,
所述透镜(400)为渐变折射率型透镜。
8.根据权利要求2或5所述的光接收模块,其特征在于,
在被所述光隔离器(800)屏蔽的激光的光路上涂布用于吸收所述激光的吸光剂。
CN201480029616.XA 2013-08-16 2014-08-18 内置波长可调型选择性滤波器的光接收模块 Active CN105283788B (zh)

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