三波長雙向光纖通信系統及光發射次模塊與光接收次模塊的製作方法

2023-09-18 05:55:25 2

專利名稱：三波長雙向光纖通信系統及光發射次模塊與光接收次模塊的製作方法
技術領域：
本發明提供 一種光纖通信系統，尤其是指 一種三波長雙向光纖通信系統及 光發射次模塊與光接收次模塊。
背景技術：
網際網路提供一個便利的信息交換平臺。由於音頻或視頻等信息傳輸量曰益 增大，傳統客戶端的傳輸電纜的最大傳輸速度逐漸不敷使用，促使光纖逐漸取 代傳統電纜，以提供使用者更大的信息傳輸量。
為了進一步提高光纖的信息傳輸量，常會採用波分復用(WDM， Wavelength Division Multiplex)技術，使多個具有不同波長的光線同時在一條 光纖中進行傳輸，以提高整體的信息傳輸量。
以往的三波長雙向多任務傳輸，具有光發射次模塊(TOSA , Transmitter optical subassembly),以及搭配光發射次模塊的光接收次模塊(ROSA， Receiver optical subassembly )。其中，該光發射次模塊具有各自分別以金屬罐(TO-can) 進行封裝的兩個雷射組件以及一個檢光組件，而該光接收次模塊則具有各自分 別以金屬罐(TO-can)進行封裝的一個雷射組件以及兩個檢光組件。
然而，由於上述光發射次模塊及光接收次模塊的構造較為複雜，伴隨的零 件及組裝成本較高，以致阻礙了三波長雙向光纖通信的普及。因此，如何簡化 構造並降低製作成本，已成為業內人士重要的開發方向。

發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種三波長雙向光纖通信系統及光 發射次模塊與光接收次模塊，具有較簡化的構造及較低的製作成本。
本發明的另一目的，在於提供一種用於三波長雙向光纖通信系統的光發射次模塊，具有較簡化的構造及較低的製作成本。
本發明的再一目的，在於提供一種用於三波長雙向光纖通信系統的光接收 次模塊，具有較簡化的構造及較低的製作成本。
為達上述目的，本發明提供一種三波長雙向光纖通信系統，主要包含光纖、 光發射次模塊，以及光接收次模塊。該光纖包含相反的第一端面及第二端面。 該光發射次模塊包含第一濾光片、雙波長雷射組件，以及第一檢光組件。該第 一濾光片與該光纖的第一端面光學連接。該雙波長雷射組件經過該第一濾光片 發射第一雷射光線、及第二雷射光線人2至該光纖的第一端面。該第一檢光組件 經過該第一濾光片接收由該光纖的第一端面所發出的第三雷射光線 l3，其中該 第一雷射光線、、該第二雷射光線、，以及該第三雷射光線 13的至少一者是以反 射的方式經過該第一濾光片。該光接收次模塊包含第二濾光片、光收發組件， 以及第二檢光組件。該第二濾光片與該光纖的第二端面光學連接。該光收發組 件經過該第二濾光片朝該光纖的第二端面發射該第三雷射光線^，並經過該第 二濾光片接收由該光纖的第二端面所發出的該第一雷射光線、。該第二檢光組 件經過該第二濾光片接收由該光纖的第二端面所發出的該第二雷射光線入2，其 中該第一雷射光線、、該第二雷射光線 l2，以及該第三雷射光線 13的至少一者是 以反射的方式經過該第二濾光片。
此外，本發明提供另一種三波長雙向光纖通信系統，主要包含光纖、光發 射次模塊，以及光接收次模塊。該光纖包含相反的第一端面及第二端面。該光 發射次模塊包含第一濾光片、雷射組件，以及第一光收發組件。該第一濾光片 與該光纖的第一端面光學連接。該雷射組件經過該第一濾光片發射第一雷射光 線、至該光纖的第一端面。該第一光收發組件經過該第一濾光片發射第二雷射 光線、，並經過該第一濾光片接收由該光纖的第一端面所發出的第三雷射光線 入3,其中該第一雷射光線、、該第二雷射光線、，以及該第三雷射光線入3的至少 一者是以反射的方式經過該第一濾光片。該光接收次模塊包含第二濾光片、檢 光組件、以及第二光收發組件。該第二濾光片與該光纖的第二端面光學連接。 該檢光組件經過該第二濾光片接收由該光纖的第二端面所發出的該第一雷射光該第二濾光片接收由該光纖的第二端面所發出 的該第二雷射光線 l2,並經過該第二濾光片朝該光纖的第二端面發射該第三激 光光線入3，其中該第一雷射光線、、該第二雷射光線、、以及該第三雷射光線入3 的至少一者是以反射的方式經過該第二濾光片。
另外，本發明提供一種光發射次模塊，包含濾光片、雙波長雷射組件，以 及檢光組件。該雙波長雷射組件經過該濾光片發射第一雷射光線 H及第二雷射 光線 L2。該檢光組件經過該濾光片接收第三雷射光線 13,其中該第一雷射光線 H、 該第二雷射光線入2，以及該第三雷射光線 13的至少一者是以反射的方式經過該 濾光片。
再者，本發明提供一種光接收次模塊，包含濾光片、光收發組件、以及檢 光組件。該光收發組件經過該濾光片發射該第一雷射光線、，並經過該濾光片 接收第二雷射光線、。該檢光組件經過該濾光片接收第三雷射光線M,其中該 第一雷射光線、、該第二雷射光線、，以及該第三雷射光線 13的至少一者是以反 射的方式經過該濾光片。
最後，本發明還提供一種光發射次模塊，包含濾光片、雷射組件，以及光 收發組件。該雷射組件經過該濾光片發射第一雷射光線 H。該光收發組件經過 該濾光片發射第二雷射光線 l2，並經過該濾光片接收第三雷射光線 13,其中該 第一雷射光線、、該第二雷射光線、，以及該第三雷射光線^的至少一者是以反 射的方式經過該濾光片。
由以上技術方案可知，本發明三波長雙向光纖通信系統及光發射次模塊與 光接收次模塊，具有較簡化的構造及較低的製作成本。


圖1為本發明的三波長雙向光纖通信系統的第一較佳實施例的示意圖； 圖2為本發明的三波長雙向光纖通信系統的第二較佳實施例的示意圖3為本發明的三波長雙向光纖通信系統的第三較佳實施例的示意圖； 圖4為本發明的三波長雙向光纖通信系統的第四較佳實施例的示意圖。附圖標記說明
100光纖 120第二端面 210第一濾光片 221第一雷射晶片 230第一檢光組件 250殼體 310第二濾光片 321第三雷射晶片 330第二檢光組件 350殼體 人2第二雷射光線 400光纖 420第二端面 510第一濾光片 521第一雷射晶片 530雷射組件 550殼體 610第二濾光片 621第二雷射晶片 630檢光組件 650殼體
110第一端面 200光發射次模塊 220雙波長雷射組件 222第二雷射晶片 240光纖止動件 300光接收次模塊 320光收發組件 322檢光晶片 340光纖止動件 、第一雷射光線 M第三雷射光線 410第一端面 500光發射次模塊 520第一光收發組件 522第一檢光晶片 540光纖止動件 600光接收次模塊 620第二光收發組件 622第二檢光晶片 640光纖止動件
具體實施例方式
有關本發明的技術內容，在以下配合參考附圖的四個較佳實施例中，將可 清楚地說明。
如圖l所示，為本發明的三波長雙向光纖通信系統的第一較佳實施例的示意圖，該光纖通信系統包含光纖100、與該光纖100光學連接的光發射次模塊200， 以及與該光纖100光學連接的光接收次模塊300。
該光纖100可為單模光纖或多模光纖，其具有相反的第一端面110及第二端 面120。
該光發射次模塊200包含第一濾光片210、雙波長雷射組件220、第一檢光組 件230、光纖止動件240，以及用以固定前述各組件的相對位置的殼體250。
該第一濾光片210以預定角度面對該光纖100的第一端面110,用以與該光纖 IOO光學連接。在本實施例中，該第一濾光片210為高通濾光片，並具有短波截 止波長，波長小於該短波截止波長的光線無法穿透該第一濾光片210而會被第一 濾光片210反射，而波長大於該短波截止波長的光線則可穿透該第一濾光片210。
雙波長雷射組件220具有共同以金屬罐(TO-can)封裝的第一雷射晶片221 及第二雷射晶片222，並通過該第一濾光片210分別朝該光纖100的第一端面110 發射波長大於該短波截止波長的第一雷射光線^以及第二雷射光線^。
在本實施例中，該第一雷射晶片221為由半導體材質製成的法布裡-珀羅 (Fabry-Perot)邊射型雷射晶片，而該第二雷射晶片222為半導體材質所製成的 垂直共振腔面射型雷射(VCSEL， vertical cavity surface emitting laser)晶片或 水平共振腔面射型雷射(HCSEL， horizontal cavity surface emitting laser)晶片。 實際實施時，雙波長雷射組件220的結構、形式，和其所採用的雷射晶片的形式， 都不以本實施例為限，可視實際情況加以調整，只需可發射波長不同的該第一 雷射光線、及該第二雷射光線人2。在本實施例中，第一雷射光線 n的波長約為 1310納米，而第二雷射光線 i2的波長約為1550納米，實際實施時則不以此限。
該第一檢光組件230包含以金屬罐(TO-can)封裝的砷化鎵(GaAs )材質 所製成的檢光晶片(圖中未示出)，用以接收由光纖100的第一端面110所發出並 經由該第一濾光片210所反射的波長小於該短波截止波長的第三雷射光線、。在 本實施例中，該第三雷射光線^的波長為850納米，實際實施時則不以此限，只 第三雷射光線、的波長不同於第一雷射光線、及第二雷射光線、的波長。
該光纖止動件240配合殼體250以固定該光纖100的第一端面110的位置。該光接收次模塊300包含第二濾光片310、光收發組件320、第二檢光組件 330、光纖止動件340,以及用以固定前述各組件的相對位置的殼體350。
該第二濾光片310以預定角度面對該光纖100的第二端面120，用以與該光纖 IOO光學連接。在本實施例中，該第二濾光片310為低通濾光片，並具有長波截 止波長，波長大於該長波截止波長的光線無法穿透該第二濾光片310而會被反 射，而波長小於該長波截止波長的光線則可穿透該第二濾光片310。
光收發組件320具有共同以金屬罐封裝的第三雷射晶片321及檢光晶片322, 該第三雷射晶片321通過該第二濾光片310朝向該光纖100的第二端面120發射波 長小於該長波截止波長的該第三雷射光線^，該檢光晶片322則通過該第二濾光 片310接收該光纖100的第二端面120所發出的波長小於該長波截止波長的該第 一雷射光線、。
該第二檢光組件330包含以金屬罐(TO-can)封裝的砷化銦鎵(InGaAs ) 材質所製成的檢光晶片(圖未示)，用以接收由光纖100的第二端面120所發出並 經由該第二濾光片310所反射的波長大於該長波截止波長的該第二雷射光線、。
該光纖止動件340配合殼體350以固定該光纖100的第二端面120的位置。
一方面，藉助該光發射次模塊200的雙波長雷射組件220的第一雷射晶片221 及第二雷射晶片222分別通過該第一濾光片210發射第一雷射光線 i,及第二雷射 光線 i2，經由光纖100傳送至該光接收次模塊300，並分別經由該第二濾光片310 的透射及反射，分別傳送至光收發組件320的檢光晶片322及第二檢光組件330， 並分別由上述器件接收。
另一方面，藉助該光接收次模塊300的光收發組件320的第三雷射晶片321 通過該第二濾光片310發射第三雷射光線 i3，經由光纖100傳送至該光發射次模 塊200，經由該第一濾光片210的反射，傳送至第一檢光組件230,並由該第一檢 光組件230所接收，即構成本發明的可進行三波長雙向傳輸的光纖通信系統。
如圖2所示，為本發明的三波長雙向光纖通信系統的第二較佳實施例的示意 圖，與第一較佳實施例大致相同，不同之處在於該光發射次模塊200的第一濾光 片210為低通濾光片，而該光接收次模塊300的第二濾光片310為高通濾光片。並且， 一方面，該光發射次模塊200的雙波長雷射組件220的第一雷射晶片 221及第二雷射晶片222分別發射第一雷射光線^及第二雷射光線^，經由該第 一濾光片210反射至光纖100,再經由光纖100傳送至該光接收次模塊300，並分 別經由該第二濾光片310的反射及透射，分別傳送至光收發組件320的檢光晶片 322及第二檢光組件330，並分別由上述器件接收。
另 一方面，該光接收次模塊300的光收發組件320的第三雷射晶片321發射第 三雷射光線 i3，經由該第二濾光片310反射至光纖100，再經由光纖100傳送至該 光發射次模塊200,並穿透該第一濾光片210傳送至第一檢光組件230,並由該第 一檢光組件230所接收，即構成本發明的可進行三波長雙向傳輸的光纖通信系 統。
如圖3所示，為本發明的三波長雙向光纖通信系統的第三較佳實施例的示意 圖，該光纖通信系統包含光纖400、與該光纖400光學連接的光發射次模塊500， 以及與該光纖400光學連接的光接收次模塊600。
該光纖400可為單模光纖或多模光纖，其具有相反的第一端面410及第二端 面420。
該光發射次模塊500包含第一濾光片510、雷射組件530、第一光收發組件 520、光纖止動件540，以及用以固定前述各組件的相對位置的殼體550。
該第一濾光片510以預定角度面對該光纖400的第一端面410，用以與該光纖 400光學連接。在本實施例中，該第一濾光片510為低通濾光片，並具有長波截 止波長，波長大於該長波截止波長的光線無法穿透該第一濾光片510而會被第一 濾光片510反射，而波長小於該長波截止波長的光線則可穿透該第一濾光片510。
該雷射組件530包含以金屬罐(TO-can)封裝的砷化銦鎵(InGaAs )材質 所製成的雷射晶片(圖未示)，用以經由該第一濾光片510的反射朝該光纖400 的第一端面410發射波長大於該長波截止波長的第一雷射光線、。在本實施例 中，該第一雷射光線、的波長為1550納米，實際實施時則不以此限。
該第一光收發組件520具有共同以金屬罐(TO-can)封裝的第一雷射晶片521 及第一檢光晶片522，該第一雷射晶片521通過該第一濾光片510朝該光纖400的第一端面410發射波長小於該長波截止波長的第二雷射光線^，該第一檢光晶片
522通過該第一濾光片510接收第三雷射光線^。在本實施例中，第二雷射光線、 的波長為1310納米，而第三雷射光線 13的波長為850納米，實際實施時則不以此 限，但第一雷射光線、的波長不同於第二雷射光線、的波長，且第二雷射光線、
的波長不同於第三雷射光線人3的波長。
該光纖止動件540配合殼體550以固定該光纖400的第一端面410的位置。
該光接收次模塊600包含第二濾光片610、檢光組件630、第二光收發組件 620、光纖止動件640，以及用以固定前述各組件的相對位置的殼體650。
該第二濾光片610以預定角度面對該光纖400的第二端面420,用以與該光纖 400光學連接。在本實施例中，該第二濾光片610為低通濾光片，並具有長波截 止波長，波長大於該長波截止波長的光線無法穿透該第二濾光片610而會被反 射，而波長小於該長波截止波長的光線則可穿透該第二濾光片610。
該檢光組件630包含以金屬罐(TO-can)封裝的砷化銦鎵(InGaAs )材質 所製成的檢光晶片(圖未示)，用以接收由光纖400的第二端面420所發出並經由 該第二濾光片610所反射的波長大於該長波截止波長的該第一雷射光線^。
第二光收發組件620具有共同以金屬罐封裝的第二雷射晶片621及第二檢光 晶片622,該第二雷射晶片621通過該第二濾光片610朝向該光纖400的第二端面 420發射波長小於該長波截止波長的該第三雷射光線M,該第二檢光晶片622則 通過該第二濾光片610接收該光纖400的第二端面420所發出的波長小於該長波 截止波長的該第二雷射光線、。
該光纖止動件640配合殼體650以固定該光纖400的第二端面420的位置。
一方面，藉助該光發射次模塊500的雷射組件530發射該第一雷射光線 n, 經由該第一濾光片510的反射，再經由光纖400傳送至該光接收次模塊600，並經 由該第二濾光片610的反射而傳送至該檢光組件630,並由該檢光組件630所接 收。並且，該第一光收發組件520的第一雷射晶片521通過該第一濾光片510發射 第二雷射光線^，經由光纖400傳送至該光接收次模塊600，並穿透該第二濾光 片610傳送至第二光收發組件620，並由該第二檢光晶片622所接收。另 一方面，藉助該光接收次模塊600的第二光收發組件620的第二雷射晶片 621通過該第二濾光片610發射第三雷射光線^，經由光纖400傳送至該光發射次 模塊500，穿透該第一濾光片510而傳送至第一光收發組件520，並由該第一檢光 晶片522所接收，即構成本發明的可進行三波長雙向傳輸的光纖通信系統。
如圖4所示，為本發明的三波長雙向光纖通信系統的第四較佳實施例的示意 圖，與第三較佳實施例大致相同，不同之處在於該光發射次模塊500的第一濾光 片510為高通濾光片，而該光接收次模塊600的第二濾光片610為高通濾光片。
並且， 一方面，該雷射組件530發射該第一雷射光線、，穿透該第一濾光片 510,經由光纖400傳送至該光接收次模塊600,並穿透該第二濾光片610而傳送 至該檢光組件630，並由該檢光組件630所接收。並且，該光發射次模塊500的第 一光收發組件520的第一雷射晶片521發射第二雷射光線 L2，並經由該第一濾光 片510的反射，再經由光纖400傳送至該光接收次模塊600，並經由該第二濾光片 610的反射，傳送至第二光收發組件620,並由第二檢光晶片622所接收。
另一方面，該光接收次模塊600的第二光收發組件620的第二雷射晶片621 發射第三雷射光線、，經由該第二濾光片610的反射，經由光纖400傳送至該光 發射次模塊500,經由該第一濾光片510的反射，傳送至第一光收發組件520,並 由該第一檢光晶片522所接收，即構成本發明的可進行三波長雙向傳輸的光纖通 信系統。
此外，需說明的是上述數個較佳實施例中，所釆用的金屬罐封裝以TO-46 型或TO-56型為例說明，實際實施時則不以此限，可釆用各種不同TO型的金屬 罐封裝。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的實施範圍。 凡依本發明權利要求書所作的等效變化與修飾，都仍屬於本發明專利所涵蓋範 圍之內。
權利要求
1、一種三波長雙向光纖通信系統，其特徵在於，該系統包含光纖，包含相反的第一端面及第二端面；光發射次模塊，包含第一濾光片，與該光纖的第一端面光學連接，雙波長雷射組件，經過該第一濾光片發射第一雷射光線λ1及第二雷射光線λ2至該光纖的第一端面，第一檢光組件，經過該第一濾光片接收由該光纖的第一端面所發出的第三雷射光線λ3，其中該第一雷射光線λ1、該第二雷射光線λ2，以及該第三雷射光線λ3的至少一者是以反射的方式經過該第一濾光片；及光接收次模塊，包含第二濾光片，與該光纖的第二端面光學連接，光收發組件，經過該第二濾光片朝該光纖的第二端面發射該第三雷射光線λ3，並且經過該第二濾光片接收由該光纖的第二端面所發出的該第一雷射光線λ1，第二檢光組件，經過該第二濾光片接收由該光纖的第二端面所發出的該第二雷射光線λ2，其中該第一雷射光線λ1、該第二雷射光線λ2，以及該第三雷射光線λ3的至少一者是以反射的方式經過該第二濾光片。
2、 根據權利要求l所述的三波長雙向光纖通信系統，其特徵在於，該雙波 長雷射組件包含共同以金屬罐封裝的第一雷射晶片及第二雷射晶片。
3、 根據權利要求2所述的三波長雙向光纖通信系統，其特徵在於，該光收 發組件包含共同以金屬罐封裝的第三雷射晶片及檢光晶片。
4、 一種三波長雙向光纖通信系統，其特徵在於，該系統包含 光纖，包含相反的第一端面及第二端面；光發射次模塊，包含第一濾光片，與該光纖的第一端面光學連接，雷射組件，經過該第一濾光片發射第一雷射光線、至該光纖的第一端面，第一光收發組件，經過該第一濾光片發射第二雷射光線^，並經過該 第一濾光片接收由該光纖的第一端面所發出的第三雷射光線 l3,其中該第一激 光光線、、該第二雷射光線 l2,以及該第三雷射光線^的至少一者是以反射的方 式經過該第一濾光片；以及光接收次模塊，包含第二濾光片，與該光纖的第二端面光學連接，檢光組件，經過該第二濾光片接收由該光纖的第二端面所發出的該第 一雷射光線、，第二光收發組件，經過該第二濾光片接收由該光纖的第二端面所發出的該第二雷射光線人2，並經過該第二濾光片朝該光纖的第二端面發射該第三激 光光線M,其中該第一雷射光線、、該第二雷射光線 12，以及該第三雷射光線入3 的至少一者是以反射的方式經過該第二濾光片。
5、 根據權利要求4所述的三波長雙向光纖通信系統，其特徵在於，該第一光收發組件包含共同以金屬罐封裝的第一雷射晶片及第一檢光晶片。
6、 根據權利要求5所述的三波長雙向光纖通信系統，其特徵在於，該第二 光收發組件包含共同以金屬罐封裝的第二雷射晶片及第二檢光晶片。
7、 一種光發射次模塊，其特徵在於，該模塊包含 濾光片；雙波長雷射組件，經過該濾光片發射第一雷射光線、及第二雷射光線、；以及檢光組件，經過該濾光片接收第三雷射光線 l3,其中該第一雷射光線、、該第二雷射光線、，以及該第三雷射光線^的至 少一者是以反射的方式經過該濾光片。
8、 根據權利要求7所述的光發射次模塊，其特徵在於，該雙波長雷射組件 包含共同以金屬罐封裝的第一雷射晶片及第二雷射晶片。
9、 一種光接收次模塊，其特徵在於，該模塊包含 濾光片；光收發組件，經過該濾光片發射該第一雷射光線、，並經過該濾光片接收第二雷射光線A^;以及檢光組件，經過該濾光片接收第三雷射光線、，其中該第一雷射光線、、該第二雷射光線、，以及該第三雷射光線 L3的至少一者是以反射的方式經過該濾光片。
10、 根據權利要求9所述的光接收次模塊，其特徵在於，該光收發組件包含共同以金屬罐封裝的雷射晶片及檢光晶片。
11、 一種光發射次模塊，其特徵在於，該模塊包含濾光片；雷射組件，經過該濾光片發射第一雷射光線、；以及光收發組件，經過該濾光片發射第二雷射光線入2，並經過該濾光片接收第三雷射光線 l3，其中該第一雷射光線、、該第二雷射光線 l2,以及該第三雷射光線、的至少一者是以反射的方式經過該濾光片。
12、 根據權利要求ii所述的光發射次模塊，其特徵在於，該光收發組件包 含共同以金屬罐封裝的雷射晶片及檢光晶片。
全文摘要
本發明涉及一種三波長雙向光纖通信系統，主要包含光纖、光發射次模塊，以及光接收次模塊；光發射次模塊包含第一濾光片、雙波長雷射組件，以及第一檢光組件。雙波長雷射組件經過第一濾光片發射第一雷射光線λ1及第二雷射光線λ2至光纖。第一檢光組件經過第一濾光片接收由光纖所發出的第三雷射光線λ3。光接收次模塊包含第二濾光片、光收發組件，以及第二檢光組件。光收發組件經過第二濾光片朝光纖發射第三雷射光線λ3，並經過第二濾光片接收由光纖所發出的第一雷射光線λ1。第二檢光組件經過第二濾光片接收由光纖所發出的第二雷射光線λ2。同時，本發明還涉及一種光發射次模塊和一種光接收次模塊。
文檔編號H04B10/152GK101588205SQ20081009970
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月21日 優先權日2008年5月21日
發明者劉上誠, 吳承儒, 潘金山 申請人:光環科技股份有限公司