CN111175912A - 一种集成光纤适配器的光学器件 - Google Patents

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CN111175912A CN202010033748.7A CN202010033748A CN111175912A CN 111175912 A CN111175912 A CN 111175912A CN 202010033748 A CN202010033748 A CN 202010033748A CN 111175912 A CN111175912 A CN 111175912A
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Abstract

本发明涉及光纤通信技术领域，公开了一种集成光纤适配器的光学器件，即包括通过光学材料一体成型的光纤适配器结构和光学功能结构，由于是通过光学材料一体成型来使原来分体制造的光学组件、光学准直套筒保持件及适配器结构支撑件等合而为一，不但可有效减少或者省略部件之间的组装流程，进而规避组装耦合误差，保障不同光器件之间的耦合效率和光损耗率，还可提高产品的加工一致性，提高产品良率，从而降低加工成本与提升产品加工效率。

Description

一种集成光纤适配器的光学器件
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域，具体地，涉及一种集成光纤适配器的光学器件。
背景技术
在光模块的构造中，光信号经过光纤适配器进入光电转换模块，经过不同功能的光器件对光信号处理后转换为电信号。这些不同功能的光器件经过各种不同工艺进行组装耦合，使光信号能够在不同功能的光器件中协调工作，由于不同光器件的组装耦合误差，会使光器件之间的耦合效率降低，引入比理论设计更多的光损耗，并且产品生产的一致性普遍较低。另外在一些非光电转化模块中，也普遍存在同样的问题，即光信号经过光纤适配器进入光模块，经过不同功能的光器件对光信号处理后从光模块中输出，同样由于不同光器件的组装耦合误差，会使光器件之间的耦合效率降低，引入比理论设计更多的光损耗，并且产品生产的一致性也普遍较低。
如图1所示,在一个光电转换模块中，光信号从外部进入光电转换模块时，依次需要经过的器件有：连接器Q1、适配器Q2、光学零件-隔离器Q3、光学零件-结构支撑Q4、光学零件-分波/合波器Q5、光学零件-滤波器及聚焦透镜Q6、发光/接光芯片Q7以及PCB电路板Q8等。由于前述适配器Q2、光学零件-隔离器Q3、光学零件-结构支撑Q4、光学零件-分波/合波器Q5、光学零件-滤波器及聚焦透镜Q6是组装耦合的，会因不同光器件的组装耦合误差而使光器件之间的耦合效率降低，引入比理论设计更多的光损耗，导致成品率不高。
发明内容
为了解决现有光模块构造中会因不同光器件的组装耦合误差而使光器件之间的耦合效率降低，引入比理论设计更多的光损耗，导致成品率不高的问题，本发明目的在于提供一种新型的且集成光纤适配器的光学器件。
本发明所采用的技术方案为：
一种集成光纤适配器的光学器件，包括通过光学材料一体成型的光纤适配器结构和光学功能结构，其中，所述光纤适配器结构位于所述光学器件的输入端且包括有适配器结构支撑件和光学准直套筒保持件，所述光学功能结构包括有准直套筒、光学功能芯件和光学功能芯件支撑体；
所述准直套筒设置在所述光学准直套筒保持件的内部容纳腔中且光学连通所述光学功能芯件。
优化的，所述光学功能结构包括有若干个沿输入方向依次光学连通的所述光学功能芯件，所述光学功能结构还包括有若干个与不同光学功能芯件一一对应的所述光学功能芯件支撑体。
进一步优化的，所有光学功能芯件中的任意组合构成一体成型结构。
进一步优化的，所述光学功能结构包括有两个所述光学功能芯件且沿输入方向分别为第一光学功能芯件和第二光学功能芯件，其中，所述第一光学功能芯件和所述第二光学功能芯件分别构造为准直透镜；
对应所述第二光学功能芯件的光学功能芯件支撑体构造为所述光学器件的输出端，使得所述光学器件构造成一个集成透镜的非接触式光纤适配器。
优化的，所述第一准直套筒、所述光学功能芯件和所述光学功能芯件支撑体中的任意组合构成一体成型结构。
优化的，所述光学功能芯件为一个且构造为准直套筒，所述光学功能芯件支撑体也为一个且构造为所述光学器件的输出端，使得所述光学器件构造成一个光纤适配器。
进一步优化的，所述光学器件的输入端与输出端的数量比值为1：N、N：1或N：M，其中，N和M分别为正整数。
优化的，所述光学准直套筒保持件与所述光纤适配器结构的其余部分为分体式组合关系；
和/或，所述准直套筒与所述光学功能结构的其余部分为分体式组合关系；
和/或，所述光学功能芯件与所述光学功能结构的其余部分为分体式组合关系。
优化的，所述光学功能芯件构造为具有光功率衰减功能的衰减器芯件、具有光信号单向隔离功能的隔离器芯件、具有环形器单纤双向功能的环形器芯件、具有分波功能的MUX器芯件或具有合波功能的DEMUX器芯件。
具体的，所述MUX器芯件与所述DEMUX器芯件互为光路可逆的两光学组件。
本发明的有益效果为：
(1)本发明创造提供了一种实现一体成型的且集成有光纤适配器的新型光学器件，包括通过光学材料一体成型的光纤适配器结构和光学功能结构，由于是通过光学材料一体成型来使原来分体制造的光学组件、光学准直套筒保持件及适配器结构支撑件等合而为一，不但可有效减少或者省略部件之间的组装流程，进而规避组装耦合误差，保障不同光器件之间的耦合效率和光损耗率，还可提高产品的加工一致性，提高产品良率，从而降低加工成本与提升产品加工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有光电转换模块的示例结构示意图。
图2是本发明提供的第一种集成光纤适配器的接收器的立体结构示意图。
图3是本发明提供的第一种集成光纤适配器的接收器的传输方向剖视结构示意图。
图4是本发明提供的第二种集成光纤适配器的接收器的立体结构示意图。
图5是本发明提供的第二种集成光纤适配器的接收器的传输方向剖视结构示意图。
图6是本发明提供的第三种集成光纤适配器的接收器的传输方向剖视结构示意图。
图7是本发明提供的第一种集成光纤适配器的激光器的立体结构示意图。
图8是本发明提供的第一种集成光纤适配器的激光器的传输方向剖视结构示意图。
图9是本发明提供的第二种集成光纤适配器的激光器的立体结构示意图。
图10是本发明提供的第二种集成光纤适配器的激光器的传输方向剖视结构示意图。
图11是本发明提供的非接触式光纤适配器的传输方向剖视结构示意图。
图12是本发明提供的集成准直套筒的光纤适配器的传输方向剖视结构示意图。
上述附图中：Q1-连接器；Q2-适配器；Q3-隔离器；Q4-结构支撑；Q5-分波/合波器；Q6-滤波器及聚焦透镜；Q7-发光/接光芯片；Q8-PCB电路板；11-适配器结构支撑件；12-光学准直套筒保持件；21-准直套筒；22-光学功能芯件；221-第一光学功能芯件；222-第二光学功能芯件；223-第三光学功能芯件；224-第四光学功能芯件；225-第五光学功能芯件；23-光学功能芯件支撑体；231-第一光学功能芯件支撑体；232-第二光学功能芯件支撑体；233-第三光学功能芯件支撑体；234-第四光学功能芯件支撑体；235-第五光学功能芯件支撑体。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。
应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本发明的示例实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
应当理解，还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。
应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出***，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
实施例一
如图2～3所示，本实施例提供的第一种集成光纤适配器的接收器(该接收器为一种常用到的光学器件)，包括通过光学材料一体成型的光纤适配器结构和光学功能结构，其中，所述光纤适配器结构位于所述光学器件的输入端且包括有适配器结构支撑件11和光学准直套筒保持件12，所述光学功能结构包括有准直套筒21、光学功能芯件22和光学功能芯件支撑体23；所述准直套筒21设置在所述光学准直套筒保持件12的内部容纳腔中且光学连通所述光学功能芯件22。
如图2～3所示，在所述接收器的具体结构中，所述光纤适配器结构用于作为所述接收器的光信号输入端，在插接外部的光纤连接器时，通过位于所述光学准直套筒保持件12中的所述准直套筒21导入光信号。所述光学功能芯件22用于实现具体的光信号处理功能，其可以但不限于构造为现有的且具有光功率衰减功能的衰减器芯件、具有光信号单向隔离功能的隔离器芯件、具有环形器单纤双向功能的环形器芯件、具有分波功能的MUX器芯件或具有合波功能的DEMUX器芯件等，从而可以实现对光信号的光功率衰减、单向隔离、环形耦合、分波或合波等处理目的。所述光学功能芯件支撑体23用于支撑所述光学功能芯件22。由于是通过光学材料一体成型来使原来分体制造的光学组件(即准直套筒21及光学功能芯件22等)、光学准直套筒保持件12及适配器结构支撑件11等合而为一，不但可有效减少或者省略部件之间的组装流程，进而规避组装耦合误差，保障不同光器件之间的耦合效率和光损耗率，还可提高产品的加工一致性，提高产品良率，从而降低加工成本与提升产品加工效率。此外，所述MUX器芯件与所述DEMUX器芯件互为光路可逆的两光学组件。
优化的，所述光学功能结构包括有若干个沿输入方向依次光学连通的所述光学功能芯件22，所述光学功能结构还包括有若干个与不同光学功能芯件22一一对应的所述光学功能芯件支撑体23。如图3所示，所述光学功能结构包括有四个所述光学功能芯件22，即第一光学功能芯件221、第二光学功能芯件222、第三光学功能芯件223和第四光学功能芯件224，其中，所述第一光学功能芯件221为透镜芯件，所述第二光学功能芯件222为允许特定波长光信号通过的滤波片,所述第三光学功能芯件223为能够对光信号进行反射的且具有一定角度的反射镜片,第四光学功能芯件224为具有汇聚光束功能的透镜,从而可以使构造的光学器件能够作为接收器使用。
进一步优化的，所有光学功能芯件22中的任意组合构成一体成型结构，即所述第一光学功能芯件221、所述第二光学功能芯件222、所述第三光学功能芯件223和所述第四光学功能芯件224中的任意两个、任意三个或四个全部为一体成型结构。
优化的，所述准直套筒21、所述光学功能芯件22和所述光学功能芯件支撑体23中的任意组合构成一体成型结构，即所述准直套筒21、所述光学功能芯件22和所述光学功能芯件支撑体23中的任意两个或三个全部为一体成型结构。
优化的，所述光学准直套筒保持件12与所述光纤适配器结构的其余部分为分体式组合关系；和/或，所述准直套筒21与所述光学功能结构的其余部分为分体式组合关系；和/或，所述光学功能芯件22与所述光学功能结构的其余部分为分体式组合关系。
综上，采用本实施例所提供的第一种集成光纤适配器的接收器，具有如下技术效果：
(1)本实施例提供了一种实现一体成型的且集成有光纤适配器的新型接收器，包括通过光学材料一体成型的光纤适配器结构和光学功能结构，由于是通过光学材料一体成型来使原来分体制造的光学组件、光学准直套筒保持件及适配器结构支撑件等合而为一，不但可有效减少或者省略部件之间的组装流程，进而规避组装耦合误差，保障不同光器件之间的耦合效率和光损耗率，还可提高产品的加工一致性，提高产品良率，从而降低加工成本与提升产品加工效率。
实施例二
如图4～5所示，本实施例参照实施例一的结构提供了另一种集成光纤适配器的接收器，其与实施例一的不同之处在于：所述适配器结构支撑件11构造为与所述光学准直套筒保持件12一体成型的输入端口结构。所述输出端口结构用于构成可插接光纤连接器的输出端口，其也可采用现有结构实现，以便满足各种类型连接器的母头形式或者公头形式。此外，由于所述适配器结构支撑件11与所述光学准直套筒保持件12是一体成型设计的，可保证IEC-61754-20中的J尺寸，使光纤连接器***适配器结构输入端时，获得良好的对接效率，从而避免产生应力，有效防止连接器损耗变大，提升产品的使用可靠性。
本实施例的技术效果可参照实施例一的技术效果直接推导得到，于此不再赘述。
实施例三
如图6所示，本实施例参照实施例一的结构提供了另一种集成光纤适配器的接收器，其与实施例一的不同之处在于：所述光学功能结构包括有五个所述光学功能芯件22，即第一光学功能芯件221、第二光学功能芯件222、第三光学功能芯件223、第四光学功能芯件224和第五光学功能芯件225，其中，所述第一光学功能芯件221为对光信号进行传导的导光部件(例如陶瓷插芯、玻璃插芯、金属插芯或者塑料插芯等)，所述第二光学功能芯件222为汇聚光束的透镜,所述第三光学功能芯件223为允许特定波长光信号通过的滤波片,第四光学功能芯件224为能够对光信号进行反射的且具有一定角度的反射镜片,第五光学功能芯件225为具有汇聚光束功能的透镜,从而可以使构造的光学器件能够作为接收器使用。此外，如图6所示，所述准直套筒21和所述第一光学功能芯件221与其他所述光学功能结构的其余部分为分体式组合关系，例如分别与所述第二光学功能芯件222、所述第三光学功能芯件223、所述第四光学功能芯件224、所述第五光学功能芯件225、第一光学功能芯件支撑体231、第二光学功能芯件支撑体232、第三光学功能芯件支撑体233、第四光学功能芯件支撑体234和第五光学功能芯件支撑体235(这些部分为一体成型)分离。
本实施例的技术效果可参照实施例一的技术效果直接推导得到，于此不再赘述。
实施例四
如图7～8所示，本实施例参照实施例一的结构提供了一种集成光纤适配器的激光器(该激光器也为一种常用到的光学器件)，其与实施例一的不同之处在于：光学器件主体为激光器，其光学功能结构包括有三个光学功能芯件22，即第一光学功能芯件221、第二光学功能芯件222和第三光学功能芯件223，其中，所述第一光学功能芯件221为透镜芯件，所述第二光学功能芯件222为允许特定波长光信号通过的滤波片,所述第三光学功能芯件223为具有汇聚光束功能的透镜,从而可以使构造的光学器件能够作为激光器使用。
本实施例的技术效果可参照实施例一的技术效果直接推导得到，于此不再赘述。
实施例五
如图9～10所示，本实施例参照实施例四的结构提供了另一种集成光纤适配器的激光器，其与实施例四的不同之处在于：所述适配器结构支撑件11构造为与所述光学准直套筒保持件12一体成型的输入端口结构。所述输出端口结构用于构成可插接光纤连接器的输出端口，其也可采用现有结构实现，以便满足各种类型连接器的母头形式或者公头形式。此外，由于所述适配器结构支撑件11与所述光学准直套筒保持件12是一体成型设计的，可保证IEC-61754-20中的J尺寸，使光纤连接器***适配器结构输入端时，获得良好的对接效率，从而避免产生应力，有效防止连接器损耗变大，提升产品的使用可靠性。
本实施例的技术效果可参照实施例四的技术效果直接推导得到，于此不再赘述。
实施例六
如图11所示，本实施例参照实施例一的结构提供了一种集成光纤适配器的新型光学器件，其与实施例一的不同之处在于：所述光学功能结构包括有两个所述光学功能芯件22且沿输入方向分别为第一光学功能芯件221和第二光学功能芯件222，其中，所述第一光学功能芯件221和所述第二光学功能芯件222分别构造为准直透镜；对应所述第二光学功能芯件222的光学功能芯件支撑体23构造为所述光学器件的输出端，使得所述光学器件构造成一个集成透镜的非接触式光纤适配器。
优化的，所述光学器件的输入端与输出端的数量比值为1：N、N：1或N：M，其中，N和M分别为正整数。例如在N取值为2时，若输入端与输出端的数量比值为1：N，则可使所述非接触式光纤适配器具有分波功能；而若输入端与输出端的数量比值为N：1，则可使所述非接触式光纤适配器具有分波功能。即前述输入端和输出端可根据需要设置为多个，并可进行功能互换。
本实施例的技术效果可参照实施例一的技术效果直接推导得到，于此不再赘述。
实施例七
如图12所示，本实施例参照实施例一的结构提供了一种集成光纤适配器的新型光学器件，其与实施例一的不同之处在于：所述光学功能芯件22为一个且构造为准直套筒，所述光学功能芯件支撑体23也为一个且构造为所述光学器件的输出端，使得所述光学器件构造成一个光纤适配器。此外，如图12所示，所述准直套筒21与构造为准直套筒的所述光学功能芯件22一体成型，使得该光纤适配器还具有集成准直套筒的特点。
同样优化的，所述光学器件的输入端与输出端的数量比值为1：N、N：1或N：M，其中，N和M分别为正整数。例如在N取值为2时，若输入端与输出端的数量比值为1：N，则可使所述光纤适配器具有分波功能；而若输入端与输出端的数量比值为N：1，则可使所述光纤适配器具有分波功能。即前述输入端和输出端可根据需要设置为多个，并可进行功能互换。
本实施例的技术效果可参照实施例一的技术效果直接推导得到，于此不再赘述。
以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种集成光纤适配器的光学器件，其特征在于：包括通过光学材料一体成型的光纤适配器结构和光学功能结构，其中，所述光纤适配器结构位于所述光学器件的输入端且包括有适配器结构支撑件(11)和光学准直套筒保持件(12)，所述光学功能结构包括有准直套筒(21)、光学功能芯件(22)和光学功能芯件支撑体(23)；
所述准直套筒(21)设置在所述光学准直套筒保持件(12)的内部容纳腔中且光学连通所述光学功能芯件(22)。
2.如权利要求1所述一种集成光纤适配器的光学器件，其特征在于：所述光学功能结构包括有若干个沿输入方向依次光学连通的所述光学功能芯件(22)，所述光学功能结构还包括有若干个与不同光学功能芯件(22)一一对应的所述光学功能芯件支撑体(23)。
3.如权利要求2所述一种集成光纤适配器的光学器件，其特征在于：所有光学功能芯件(22)中的任意组合构成一体成型结构。
4.如权利要求2所述一种集成光纤适配器的光学器件，其特征在于：所述光学功能结构包括有两个所述光学功能芯件(22)且沿输入方向分别为第一光学功能芯件(221)和第二光学功能芯件(222)，其中，所述第一光学功能芯件(221)和所述第二光学功能芯件(222)分别构造为准直透镜；
对应所述第二光学功能芯件(222)的光学功能芯件支撑体(23)构造为所述光学器件的输出端，使得所述光学器件构造成一个集成透镜的非接触式光纤适配器。
5.如权利要求1所述一种集成光纤适配器的光学器件，其特征在于：所述第一准直套筒(21)、所述光学功能芯件(22)和所述光学功能芯件支撑体(23)中的任意组合构成一体成型结构。
6.如权利要求1所述一种集成光纤适配器的光学器件，其特征在于：所述光学功能芯件(22)为一个且构造为准直套筒，所述光学功能芯件支撑体(23)也为一个且构造为所述光学器件的输出端，使得所述光学器件构造成一个光纤适配器。
7.如权利要求4或6所述一种集成光纤适配器的光学器件，其特征在于：所述光学器件的输入端与输出端的数量比值为1：N、N：1或N：M，其中，N和M分别为正整数。
8.如权利要求1所述一种集成光纤适配器的光学器件，其特征在于：所述光学准直套筒保持件(12)与所述光纤适配器结构的其余部分为分体式组合关系；
和/或，所述准直套筒(21)与所述光学功能结构的其余部分为分体式组合关系；
和/或，所述光学功能芯件(22)与所述光学功能结构的其余部分为分体式组合关系。
9.如权利要求1所述一种集成光纤适配器的光学器件，其特征在于：所述光学功能芯件(22)构造为具有光功率衰减功能的衰减器芯件、具有光信号单向隔离功能的隔离器芯件、具有环形器单纤双向功能的环形器芯件、具有分波功能的MUX器芯件或具有合波功能的DEMUX器芯件。
10.如权利要求9所述一种集成光纤适配器的光学器件，其特征在于：所述MUX器芯件与所述DEMUX器芯件互为光路可逆的两光学组件。
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