TWI228882B - Bi-directional optical transceiver module - Google Patents

Description

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五、發明說明（1) 【技術領域】 本發明係利用繞射光學 光，照射在受光元件之發光 發光，經由繞射光學元件再 傳輸的功能。 凡件將一入射光源繞射成環狀 70件上，則此發光元件可直接 傳輪回該入射光源，達到雙向 【先前技術】 由幾何線性光學中的繞射（Diffraction)原理可知 =光源端A射到一個具有狹縫的平自，將㈣入射光的波 及狹縫的寬冑’而在另一端產生不同間距的亮暗相間繞 射條紋HA圖繞射光柵示意圖所示，若將上述繞射 原理中的單狹縫擴展成週期性的狹縫，將可以獲得疊加的 此一週期性狹縫的結構便是所謂的光柵（Grating) 結構，圖示中有一接受光束丨丨由外界射入，可為光纖、雷 射等光源，經過設置有光柵陣列15，之間形成複數個溝槽 16 ’接受光束11經過此一透光體可於另一端屏幕上形成多 種繞射圖案，繞射圖案係由不同光束射向形成，若通過光 栅陣列15的光線沒有偏折的方向，如圖示之第二繞射光束 1 3，則會於屏幕上形成一亮點，而於此第二繞射光束丨3的 周圍光束，如第一繞射光束1 2，則會形成一亮圈，第三繞 射光束1 4 ’則會形成一暗圈，請同時參閱第一 b圖繞射圖 案示意圖’接受光束11射入光柵陣列丨5，於後方屏幕上則 形成有明亮條紋的繞射圖案1 8。 上述第一 B圖形成一繞射光學元件（diffractive 〇ptical

1228882 五、發明說明（2) element )，將入射光源（來自光纖）繞射成環狀光，照 射在一受光元件（photodiode)上，可藉以達到傳輸訊息 的功能。 請參閱第二圖習用技術之光收發模組剖面示意圖（美 國專利5，5 5 5，3 3 4 )，光源係為一光纖2 1自末端所射出的 光束22，經過腔體内一透鏡23的折射集中後穿過一繞射光 柵組2 4，光訊號藉產生的繞射圖形射入下基台2 7上所設置 的光接收元件25 ’下基台27上另有一光發射元件26，將光 訊號再經由透鏡23射向光讀寫部份的光纖21，已達成雙向 收發的目的’此習用技術之光接收元件2 5與光發射元件2 6 係分開設置於不同位置，光的成像與傳遞在不同點，設計 較為困難複雜。 第二圖係為習用技術之光收發模組示意圖（日本專利 200 1 -1 47349 )，光纖31為一光源，將光束經一稜鏡32射 入此光收發模組，内部包括圖示之發光元件34，係將光束 33經稜鏡射入原本光源之光纖31，另有一受光系統35内之 受光元件36接收光訊號，藉棱鏡32上之兩組斜面，如圖示 之第一斜面32a與第二斜面32b將光束33分開為兩個射向， f為接收光與發射光，將設置於不同位置的發光元件^與 :ί : :3目6 ί原本光源之光纖31相互溝通，以達到此光收 發才莫組之目的。 I用之各種光收發模組係 接收元件來達到雙工之收發訊 置於不同的位置，為了達到傳 藉由不同之光發射元件與光 號目的，因為光收發元件設 遞訊號目的，必須將收發的

第7頁 1228882 發明說明（3) 光束分開導入元件，增加了模組設置的複雜度。故本發明 為改善上述光收發元件設置位置之缺失，將發光元件設置 於文光元件中央處，則此發光元件可直接發光，經由繞射 光學元件再傳輸回該入射光源，達到雙向傳輸的功能。 【發明内容】 本發明雙向光學收發模組係將發光元件設置於受光元 件中央處’則此發光元件可直接發光，經由繞射光學元件 再傳輸回該入射光源，達到雙向傳輸的功能。該光學收發 模組包括有一入射光源；一繞射光學元件，係接收該入射 光源之光束；一受光元件，係接收經由該繞射光學元件之 光束；及一發光元件，係設置於該受光元件之上。 【實施方式】 第四A圖係為本發明雙向光學收發模組（duplex optical module )示意圖，係利用繞射光學元件 (diffractive optical element) 43 將一入射光源41 所 發射之入射光束42繞射成環狀光，照射在受光元件44上， 本實施例之受光元件可為一光電二極體（photodi〇de)， 而在受光元件44中央處，則黏著發光元件45，本實施例可 為一發光二極體（light emitting diode, LED)，則此 發光元件45可直接發光，經由繞射光學元件43再傳輸回該 入射光源41，達到雙向傳輸的功能。更將繞射光學元件4 3 與由受光元件44和發光元件45所組成之收發光元件結合， 應用於單芯雙向全雙工的收發模組。 如第四A圖所示，入射光源41的入射端對準一光收發

第8頁 1228882 五、發明說明（4) 模組之繞射光學元件43，其入射光束42射向繞射光學元件 43，其實施例可為光柵陣列（grat i ng array )所形成的 繞射元件，通過此元件之繞射光束42’ （圖示之箭頭為光 束方向）於受光元件44上形成繞射圖形，於受光元件44上 另設置有發光元件4 5，可直接由此發光元件4 5連結一透 鏡，並透過該透鏡4 6射出光束，經由該繞射光學元件& 3將 發射光束47 (如圖示之箭頭）發射至該入射光源41，以最 簡單最直接的方式達到雙向傳輸訊息之目的。 而如第四B圖之光二極體第一實施例示意圖所示，此 為受光元件4 4之正視圖，可清楚知道發光元件4 5之所在， 即直接於受光元件44上黏著該發光元件45，利用發光元件 45與繞射光學元件43將入射光源41 (可來自光纖）繞射成 環狀之繞射光環42”，照射在該受光元件44上，此發光元 件4 5 (可為發光二極體）可直接發光，經由繞射光學元件 43再傳輸回入射光源41，達到雙向傳輸的功能。 第五A圖係為本發明雙向光學收發模組之光二極體第 二實施例示意圖，上述之發光元件45可設置於受光元件44 上之任_意部份，並不限於中央位置，其發射光束即需第四 A圖所不之透鏡46來調整光束射向，最終目標須射向入射 光源41。 將該發光元件45設置 而第五B圖光二極體第三實施例係 於另一位置，並不限於以上所述位置 本發=發學學

五、發明說明（5) 件，此發光元件 該入射光源，達 綜上所述， 的及功效上均深 且為目前市面上 系統’爰依法提 唯以上所述 能以之限定本發 =範圍所作之均 蓋之範圍内，謹 禱0 可直接 到雙向 充份顯 富實施 前所未 出申請 者，僅 明所實 等變化 請 貴 發光，經由 傳輸的功能 不出本發明 之進步性， 見之新發明 〇 為本發明之 施之範園。 與修飾，皆 審查委員明 繞射光學元件再傳輸回 之目的。雙向光學收發模組在目 極具產業之利用價值， ’完全符合發明專利之 車父佳實施例而已，當不 即大凡依本發明申請專 應仍屬於本發明專利涵 鑑，並祈惠准，是所至

1228882 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第一A圖係為習用技術繞射光柵示意圖； 第一B圖係為習用技術繞射圖案示意圖； 第二圖係為習用技術之光收發模組剖面示意圖； 第三圖係為習用技術之光收發模組示意圖； 第四A圖係為本發明雙向光學收發模組示意圖； 第四B圖係為本發明雙向光學收發模組之光二極體第一實 施例不意圖，

第五A圖係為本發明雙向光學收發模組之光二極體第二實 施例示意圖； 第五B圖係為本發明雙向光學收發模組之光二極體第三實 施例示意圖。 【符號說明】 11接收光束； 1 2第一繞射光束； 1 3第二繞射光束； 1 4第三繞射光束； 1 5光柵陣列； 1 6溝槽；

1 8繞射圖案； 2 1光纖； 22光束； 2 3透鏡； . 2 4繞射光柵組；

第11頁 1228882 圖式簡單說明 2 5光接收元件； 2 6光發射元件； 27下基台； 3 1光纖； 3 2稜鏡； 3 2 a第一斜面； 32b第二斜面； 33光束； 34發光元件； 3 5受光系統； 3 6受光元件； 41入射光源； 4 2入射光束； 4 2 ’繞射光束； 42π繞射光環； 43繞射光學元件； 44受光元件； 45發光元件； 46透鏡； 47發射光束。

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Claims (1)

1. 修正 【申請專利範圍】 •—種雙向光學收發模組，其特徵在於光收發元件位於相 同位置’使得發光元件之光束得以落在入射光位置，該 模組包括有·· 一入射光源； 一繞射光學元件，係接收該入射光源之光束，使其成形 於受光元件上；

   一受光元件，係位於該繞射光學元件之另一側，用於接 收經由該繞射光學元件之光束；及 —發光元件，係設置於該受光元件之上方。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之雙向光學收發模組，其中 該發光元件更連結一透鏡。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之雙向光學收發模組，其中 該入射光源可為一光纖。 4·如申請專利範圍第1項所述之雙向光學收發模組，其中 該發光元件為一發光二極體。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之雙向光學收發模組，其中

   該受光元件為一光電二極體。 6 ·/種雙向光學收發模紐，其特徵在於光收發元件位於相 同位置’使得發光元件之光束得以落在入射光位置，該 雙向光學收發模組包括有： /入射光源； /繞射光學元件，係接收該入射光源之光束，使其成形 於受光元件上；

   iI228S8t π 餐號 92109419 修正 申請專利範圍 一受光元件 收經由該 一發光元件 體；及 ，係位於該繞射光學元件之另一側，用於接 繞射光學元件之光束； ，係設置於該受光元件之上方，更為一發光 透鏡，係連結於該發光元件之上方； 收發模組之該受光元件上方直接設置該發光 發光元件可直接發光，經由該繞射光學元件 該入射光源，達到雙向傳輸的功能之目的。 範圍第6項所述之雙向光學收發模組，其中 藉於該光學 元件，該 再傳輸回 7. 如申請專利 該入射光源可為一光纖。 8. 如申請專利範圍第6項所述之雙向光學收發模組，其中 該發光元件為一發光二極體。 9. 如申請專利範圍第6項所述之雙向光學收發模組，其中 該受光元件為一光電二極體。

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