发明名称 光收发器之光学次模组装置
摘要 一种多工及解多工的光学次模组,包含有发射模组或接收模,或二者。发射模组包含有四个雷射光源,分别发射出不同波长的光讯号,经准直处理后,经由个自之反射镜加以反射至同一平面上而由薄膜滤光片加以耦光,再由透镜耦合至光纤内而发射出去。接收模组则包含有薄膜滤光片,将入射的光讯号加以分光成个自之光讯号,这些光讯号经由四个反射镜加以反射至光感测元件上,以转换成电信号。该反射镜系进行双轴式调整,以调整其倾斜角度,以提供主动对位的功能。另外在发射模组或接收模组的本体上,设有定位槽,用以容置雷射光源或光感测元件,该等定位槽的深度系针对相关光讯号的波长设定的,以达成被动对位的功能。藉此,此光学次模组可以藉由主动及被动对位而使光耦合效率最佳化。
申请公布号 TWI273299 申请公布日期 2007.02.11
申请号 TW094103251 申请日期 2005.02.02
申请人 国立台湾大学 发明人 施应庆;吴恩柏
分类号 G02B6/42(2006.01) 主分类号 G02B6/42(2006.01)
代理机构 代理人 洪尧顺 台北市内湖区行爱路176号3楼
主权项 1.一种光收发器之光学次模组装置,包含有一光发 射模组,其包含有: 一本体,具有相对的上表面及下表面,该本体内设 有第一贯穿孔,贯通于上下表面之间; 一光源产生装置,具有一基座,其上设有第一光源 产生器,具有一光源,可发射出具有第一波长的第 一光讯号,该基座系结合至本体的下表面上,而使 自光源发射出的第一光讯号可通过该第一贯穿孔; 以及 一调整器,系装设在本体上表面上邻近于该贯穿孔 的位置上,该调整器包含有一反射镜,相对于该贯 穿孔之轴心线呈一倾斜角,可将来自该光源而通过 该第一贯穿孔的光讯号加以反射导引至通过设在 本体上之通道的给定光路,其中该调整器系可暂时 性地活动,并且藉由该调整器相对于本体上表面的 暂时性活动,可以调整该反射镜相对于贯穿孔轴心 线的倾斜角,以达到主动对位的功效。 2.根据申请专利范围第1项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该本体下表面上设有一定位槽, 用以容纳光源产生装置的光源产生器。 3.根据申请专利范围第2项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该贯穿孔设有一透镜装置,做为 光准直装置,将来自光源产生器的光讯号滙聚成近 似平行光,且其中该定位槽具有一深度,系针对该 第一光讯号之第一波长加以设定,以使该第一光讯 号能由该准直装置加以精确地滙聚成平行光而投 射至该反射镜上,进而达成被动对位的功效。 4.根据申请专利范围第3项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该透镜装置包含有至少一透镜, 且其上镀有波长选择性之抗反射光学薄膜。 5.根据申请专利范围第1项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该本体下表面上设有一环周突缘 ,其与该本体下表面共同构成一个容置该光源产生 装置之基座的容置空间。 6.根据申请专利范围第5项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该环周突缘的一侧表面上设有槽 孔,用以卡合光源产生器装置之基座上的卡榫,以 将光源产生装置固定在本体的下表面上。 7.根据申请专利范围第1项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该本体上表面上结合一光纤插座 ,可供容置一条光纤,而该给定光路系延伸通过此 光纤。 8.根据申请专利范围第1项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该调整器包含有一水平调整构件 ,系可绕着一条大致上平行于本体上表面的水平转 动轴线转动,以调整反射镜的倾斜角。 9.根据申请专利范围第8项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该调整器包含有一铅直调整构件 ,系可绕着一条大致上垂直于本体上表面的垂直转 动轴线转动,以调整反射镜的倾斜角。 10.根据申请专利范围第1项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该调整器包含有第一构件,系可 绕第一转动轴线转动,以及第二构件,系结合于该 第一构件上而可绕着不平行或不重合于第一转动 轴线的第二转动轴线转动,以调整反射镜的倾斜角 。 11.根据申请专利范围第10项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该第一转动轴线系大致上垂直 于本体上表面,而该第二转动轴线系大致上平行于 本体上表面。 12.根据申请专利范围第11项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该本体上表面上设有一插孔, 且其中该调整器的第一构件包含有第一枢轴,插置 于该插孔内,并可相对于该插孔而绕第一转动轴线 转动,该第一构件水平延伸出第二枢轴,而该第二 构件上设有轴孔,可套设于第二枢轴上而相对于该 第二枢轴绕第二转动轴线转动,以调整反射镜的倾 斜角。 13.根据申请专利范围第1项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该本体上设有第一及第二贯穿孔 ,该光源产生装置包含有第一和第二光源产生器, 每一者均具有一光源,可分别发射出具有第一及第 一波长的第一及第二光讯号,分别穿过第一及第二 贯穿孔,该本体上表面上邻近于每一贯穿孔处均设 有一调整器,每一调整器上均设有一具有倾斜角的 反射镜,用以将第一及第二光讯号反射导引至该光 路上。 14.根据申请专利范围第13项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该上表面另外针对每一光讯号 选择性地设有一反射装置,以将该光讯号耦合至该 光路上。 15.根据申请专利范围第14项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该反射装置包含有薄膜滤波片 。 16.根据申请专利范围第1项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该本体上设有复数个贯穿孔,该 光源产生装置包含有复数个光源产生器,每一者均 具有一光源,可分别发射出具有不同波长的光讯号 ,分别穿过该等贯穿孔,该本体上表面上邻近于每 一贯穿孔处均设有一调整器,每一调整器上均设有 一具有倾斜角的反射镜,用以将该等光讯号加以反 射导引至该光路上,该本体上表面上设有多个薄膜 滤波片,其中,除了第一个反射镜之外,其他每一个 反射镜前方均设有薄膜滤波片,且除了由最后一个 反射镜反射出来的光讯号是直接耦合至该光路上 以外,其余的光讯号系投射到对应的薄膜滤波片上 ,经由反射到后续的薄膜滤波片上而耦合至通过该 后续薄膜滤波片的另一光讯号,最后耦合至该光路 上。 17.根据申请专利范围第1项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该光源产生装置上的光源包含有 雷射光源。 18.根据申请专利范围第17项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该雷射光源所产生之光讯号的 波长可为适用于短距离或长距离的各通讯波段之 波长。 19.根据申请专利范围第7项所述的光收发器之光学 次模组装置,其中该光路的通道上设有一通道透镜 ,用以将该光路上的光讯号耦合至该插座中的光纤 内。 20.一种光收发器之光学次模组装置,包含有一光接 收模组,其包含有: 一本体,具有相对的上表面及下表面,该本体内设 有第一贯穿孔,贯通于上下表面之间; 一调整器,系装设在本体上表面上邻近于该贯穿孔 的位置上,该调整器包含有一反射镜,相对于该贯 穿孔之轴心线呈一倾斜角,可将自外界入射的第一 光讯号反射导引通过该第一贯穿孔,其中该调整器 系可暂时性地活动,并且藉由该调整器相对于本体 上表面的暂时性活动,可以调整该反射镜相对于贯 穿孔轴心线的倾斜角,以达到主动对位的功效;以 及 一光检测装置,具有一基座,其上设有第一光检测 器,具有一光感测元件,可接收检测出具有第一波 长的第一光讯号,该基座系结合至本体的下表面上 ,而使通过该第一贯穿孔的第一光讯号可以照射至 该光感测元件上。 21.根据申请专利范围第20项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该本体下表面上设有一定位槽 ,用以容纳光检测装置的光检测器。 22.根据申请专利范围第21项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该贯穿孔设有一透镜装置,用 以将该第一光讯号滙聚至光感测元件上,且其中该 定位槽具有一深度,系针对该第一光讯号之第一波 长加以设定,以使该第一光讯号能精确地滙聚至该 光感测元件上,进而达成被动对位的功效。 23.根据申请专利范围第22项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该透镜装置包含有至少一透镜 ,且其上镀有波长选择性之抗反射光学薄膜。 24.根据申请专利范围第20项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该本体下表面上设有一环周突 缘,其与该本体下表面共同构成一个容置该光检测 装置之基座的容置空间。 25.根据申请专利范围第24项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该环周突缘的一侧表面上设有 槽孔,用以卡合光检测装置之基座上的卡榫,以将 光检测装置固定在本体的下表面上。 26.根据申请专利范围第20项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该本体上表面上结合一光纤插 座,可供容置一条光纤,用以将该外界的第一光讯 号传送至该本体上的通道内,以将该光讯号导引至 该反射镜上。 27.根据申请专利范围第20项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该调整器包含有一水平调整构 件,系可绕着一条大致上平行于本体上表面的水平 转动轴线转动,以调整反射镜的倾斜角。 28.根据申请专利范围第27项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该调整器包含有一铅直调整构 件,系可绕着一条大致上垂直于本体上表面的垂直 转动轴线转动,以调整反射镜的倾斜角。 29.根据申请专利范围第20项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该调整器包含有第一构件,系 可绕第一转动轴线转动,以及第二构件,系结合于 该第一构件上而可绕着不平行或不重合于第一转 动轴线的第二转动轴线转动,以调整反射镜的倾斜 角。 30.根据申请专利范围第29项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该第一转动轴线系大致上垂直 于本体上表面,而该第二转动轴线系大致上平行于 本体上表面。 31.根据申请专利范围第30项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该本体上表面上设有一插孔, 且其中该调整器的第一构件包含有第一枢轴,插置 于该插孔内,并可相对于该插孔而绕第一转动轴线 转动,该第一构件水平延伸出第二枢轴,而该第二 构件上设有轴孔,可套设于第二枢轴上而相对于该 第二枢轴绕第二转动轴线转动,以调整反射镜的倾 斜角。 32.根据申请专利范围第20项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该本体上设有第一及第二贯穿 孔,且该本体上表面上邻近于每一贯穿孔处均设有 一调整器,每一调整器上均设有一具有倾斜角的反 射镜,用以将自外界入射的第一及第二光讯号分别 反射导引通过第一及第二贯穿孔,该光检测装置包 含有第一和第二光检测器,每一者均具有一光感测 元件,可分别侦测到具有第一及第一波长而经由第 一及第二贯穿孔通过的第一及第二光讯号。 33.根据申请专利范围第32项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该上表面另外针对每一光讯号 选择性地设有一分光装置,用以将该等入射的光讯 号加以分光导引至相关的调整器的反射镜上。 34.根据申请专利范围第33项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该分光装置包含有薄膜滤波片 。 35.根据申请专利范围第20项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该本体上设有复数个贯穿孔, 且该本体上表面上邻近于每一贯穿孔处均设有一 调整器,每一调整器上均设有一具有倾斜角的反射 镜,用以将该等光讯号分别加以反射导引通过相关 的贯穿孔,该光检测装置包含有复数个光检测器, 每一者均具有一光感测元件,可分别感测具有不同 波长而分别通过相关贯穿孔的光讯号,并将转换成 相对应的电信号,该本体上表面上设有多个薄膜滤 波片,可分别将由外界入射至本体内的多种波长光 讯号加以分光,所分出的个别光讯号分别经过该等 调整器的之反射镜透加以反射而通过相关的贯穿 孔至相关光感测元件上,其余含有多种波长的光讯 号则经由该等薄膜滤波片反射及再反射到其他的 薄膜滤波片以分别分光,所分出的光讯号分别经过 各个透镜而聚光到各个光检测器,转换为电信号。 36.根据申请专利范围第20项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该光检测装置上的光感测元件 包含有光二极体。 37.根据申请专利范围第26项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该通道上设有一通道透镜,做 为准直装置,以使入射的光讯号成为近似平行光而 投射至本体上的通道内。 38.一种光收发器之光学次模组装置,包含有: 一光发射模组,包含有: 一发射本体,具有相对的上表面及下表面,该发射 本体内设有第一发射贯穿孔,贯通于上下表面之间 , 一光源产生装置,具有一基座,其上设有第一光源 产生器,具有一光源,可发射出具有第一波长的第 一发射光讯号,该基座系结合至发射本体的下表面 上,而使自光源发射出的第一发射光讯号可通过该 第一发射贯穿孔,以及 一发射调整器,系装设在发射本体上表面上邻近于 该第一发射贯穿孔的位置上,该发射调整器包含有 一反射镜,相对于该贯穿孔之轴心线呈一倾斜角, 可将来自该光源而通过该第一发射贯穿孔的光讯 号加以反射导引至通过设在发射本体上之通道的 给定光路,其中该发射调整器系可暂时性地活动, 并且藉由该发射调整器相对于发射本体上表面的 暂时性活动,可以调整该反射镜相对于发射贯穿孔 轴心线的倾斜角,以达到主动对位的功效;以及 一光接收模组,包含有: 一接收本体,具有相对的上表面及下表面,该接收 本体内设有第一接收贯穿孔,贯通于上下表面之间 ; 一接收调整器,系装设在接收本体上表面上邻近于 该第一接收贯穿孔的位置上,该接收调整器包含有 一反射镜,相对于该贯穿孔之轴心线呈一倾斜角, 可将自外界入射的第一入射光讯号反射导引通过 该第一贯穿孔,其中该接收调整器系可暂时性地活 动,并且藉由该接收调整器相对于接数本体上表面 的暂时性活动,可以调整该反射镜相对于贯穿孔轴 心线的倾斜角,以达到主动对位的功效;以及 一光检测装置,具有一基座,其上设有第一光检测 器,具有一光感测元件,可接收检测出具有第一波 长的第一入射光讯号,该基座系结合至接收本体的 下表面上,而使通过该第一接收贯穿孔的第一入射 光讯号可以照射至该光感测元件上。 39.根据申请专利范围第38项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该发射本体下表面上设有一定 位槽,用以容纳光源产生装置的光源产生器,且该 接收本体下表面上设有一定位槽,用以容纳光检测 装置的光检测器。 40.根据申请专利范围第39项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该等第一贯穿孔内设有一透镜 装置,且其中该等定位槽的深度,系针对该等第一 光讯号的波长加以设定,以达成被动对位的功效。 41.根据申请专利范围第40项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该透镜装置包含有至少一透镜 ,且其上镀有波长选择性之抗反射光学薄膜。 42.根据申请专利范围第38项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该发射本体下表面上设有一环 周突缘,其与该发射本体下表面共同构成一个容置 该光源产生装置之基座的容置空间,且该接收本体 下表面上设有一环周突缘,其与该接数本体下表面 共同构成一个容置该光检测装置之基座的容置空 间。 43.根据申请专利范围第42项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该等环周突缘的一侧表面上设 有槽孔,用以卡合光源产生器装置及光检测装置之 基座上的卡榫,以将光源产生装置及光检测装置固 定在发射本体及接收本体的下表面上。 44.根据申请专利范围第38项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该发射本体下表面上结合一发 射光纤插座,可供容置一条发射光纤,而该发射本 体上的给定光路系延伸通过此发射光纤,且该接收 本体上表面上结合一接收光纤插座,可供容置一条 接收光纤,用以将该第一入射光讯号传送至该接收 本体上的通道内,以将该入射光讯号导引至该接收 本体上的反射镜上。 45.根据申请专利范围第38项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中每一调整器包含有一水平调整 构件,系可绕着一条大致上平行于相关本体上表面 的水平转动轴线转动,以调整反射镜的倾斜角。 46.根据申请专利范围第45项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该调整器包含有一铅直调整构 件,系可绕着一条大致上垂直于相关本体上表面的 垂直转动轴线转动,以调整反射镜的倾斜角。 47.根据申请专利范围第38项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中每一调整器均包含有第一构件 ,系可绕第一转动轴线转动,以及第二构件,系结合 于该第一构件上而可绕着不平行或不重合于第一 转动轴线的第二转动轴线转动,以调整反射镜的倾 斜角。 48.根据申请专利范围第47项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该第一转动轴线系大致上垂直 于相关之本体的上表面,而该第二转动轴线系大致 上平行于相关之本体的上表面。 49.根据申请专利范围第48项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中每一本体的上表面上均设有一 插孔,且其相关之调整器的第一构件包含有第一枢 轴,插置于该插孔内,并可相对于该插孔而绕第一 转动轴线转动,该第一构件水平延伸出第二枢轴, 而该第二构件上设有轴孔,可套设于第二枢轴上而 相对于该第二枢轴绕第二转动轴线转动,以调整反 射镜的倾斜角。 50.根据申请专利范围第38项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该发射本体上设有第一及第二 发射贯穿孔,该光源产生装置包含有第一和第二光 源产生器,每一者均具有一光源,可分别发射出具 有第一及第一波长的第一及第二发射光讯号,分别 穿过第一及第二发射贯穿孔,该发射本体上表面上 邻近于每一发射贯穿孔处均设有一发射调整器,每 一发射调整器上均设有一具有倾斜角的反射镜,用 以将第一及第二发射光讯号反射导引至该光路上 。 51.根据申请专利范围第50项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该发射本体上表面另外针对每 一发射光讯号选择性地设有一反射装置,以将该发 射光讯号耦合至该光路上。 52.根据申请专利范围第51项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该反射装置包含有薄膜滤波片 。 53.根据申请专利范围第38项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该接收本体上设有第一及第二 接收贯穿孔,且该接收本体上表面上邻近于每一接 收贯穿孔处均设有一接收调整器,每一接收调整器 上均设有一具有倾斜角的反射镜,用以将自外界入 射的第一及第二入射光讯号分别反射导引通过第 一及第二接收贯穿孔,该光检测装置包含有第一和 第二光检测器,每一者均具有一光感测元件,可分 别侦测到具有第一及第一波长而经由第一及第二 接收贯穿孔通过的第一及第二入射光讯号。 54.根据申请专利范围第53项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该接收本体上表面另外针对每 一入射光讯号选择性地设有一分光装置,用以将该 等入射的光讯号加以分光导引至相关的调整器的 反射镜上。 55.根据申请专利范围第54项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该分光装置包含有薄膜滤波片 。 56.根据申请专利范围第38项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该发射本体上设有复数个发射 贯穿孔,该光源产生装置包含有复数个光源产生器 ,每一者均具有一光源,可分别发射出具有不同波 长的发射光讯号,分别穿过该等发射贯穿孔,该发 射本体上表面上邻近于每一发射贯穿孔处均设有 一发射调整器,每一发射调整器上均设有一具有倾 斜角的反射镜,用以将该等发射光讯号加以反射导 引至该光路上,该发射发射本体上表面上设有多个 薄膜滤波片,其中,除了第一个反射镜之外,其他每 一个反射镜前方均设有薄膜滤波片,且除了由最后 一个反射镜反射出来的光讯号是直接耦合至该光 路上以外,其余的光讯号系投射到对应的薄膜滤波 片上,经由反射到后续的薄膜滤波片上而耦合至通 过该后续薄膜滤波片的另一光讯号,最后耦合至该 光路上。 57.根据申请专利范围第38项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该光源产生装置上的光源包含 有雷射光源。 58.根据申请专利范围第57项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该雷射光源所产生之光讯号的 波长可为适用于短距离或长距离的各通讯波段之 波长。 59.根据申请专利范围第44项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该发射本体上的通道内设有一 通道透镜,用以将该光路上的发射光讯号耦合至该 插座中的发射光纤内。 60.根据申请专利范围第38项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该接收本体上设有复数个接收 贯穿孔,且该接收本体上表面上邻近于每一接收贯 穿孔处均设有一接收调整器,每一接收调整器上均 设有一具有倾斜角的反射镜,用以将该等入射光讯 号分别加以反射导引通过相关的接收贯穿孔,该光 检测装置包含有复数个光检测器,每一者均具有一 光感测元件,可分别感测具有不同波长而分别通过 相关接收贯穿孔的入射光讯号,并将转换成相对应 的电信号,该接收本体上表面上设有多个薄膜滤波 片,可分别将由外界入射至本体内的多种波长入射 光讯号加以分光,所分出的个别入射光讯号分别经 过该等接收调整器的之反射镜透加以反射而通过 相关的接收贯穿孔至相关光感测元件上,其余含有 多种波长的入射光讯号则经由该等薄膜滤波片反 射及再反射到其他的薄膜滤波片以分别分光,所分 出的入射光讯号分别经过各个透镜而聚光到各个 光检测器,转换为电信号。 61.根据申请专利范围第60项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该检测装置上的光感测元件包 含有光二极体。 62.根据申请专利范围第44项所述的光收发器之光 学次模组装置,其中该接收本体上的通道内设有一 通道透镜,做为准直装置,以使入射的光讯号成为 近似平行光而投射至接收本体上的通道内。 图式简单说明: 第一图是本发明之光学次模组装置在光发射模组 应用上之实施例的分解图。 第二图是本发明之光发射模组实施例的本体的外 观图。 第三图是本发明之光发射模组实施例的本体自底 部视之的外观图。 第四图是本发明之光发射模组实施例中的调整器 的外观图。 第五图是调整器的分解图。 第六图是沿着第一图中线6-6所取的剖面图。 第七图是本发明之光学次模组装置在光接收模组 应用上之实施例的分解图。
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