用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构技术方案

本发明专利技术公开了一种用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构，采用双面分立结构，利用壳体内的中间隔板将发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构分开。利用TOSA光学结构中的波分复用合光结构和ROSA光学结构中的波分解复用光学结构对光束进行合光和分光，TOSA结构和ROSA结构共用折光PBS组合棱镜、分光PBS组合棱镜和光口准直器，且利用折光PBS组合棱镜将从光口准直器出射的光束往下层折射，实现将TOSA光束和ROSA光束分开。采用此设计，利用一个壳体和一个光口实现单纤双向传输，使得本发明专利技术具有结构简单、插损小、耦合效率较高、易于装配调试、体积也较小、可节约成本等优点，具有很好的应用前景。

For bidirectional BOSA optical structure of high-speed transceiver system

The invention discloses a method for bidirectional BOSA optical structure of high-speed transceiver system, double discrete structure, the middle plate shell will transmit TOSA optical structure and ROSA optical receiver structure separately. The use of TOSA structure in optical WDM light combination structure and ROSA structure of the optical wave decomposition of beam of light and light division multiplexing optical structure, TOSA structure and ROSA structure of common refraction prism, optical PBS combination PBS combination prism and optical collimator, and the use of PBS combination of refraction beam prism will be shot down from the light reflecting layer to achieve separate collimator, TOSA beam and ROSA beam. With this design, realize the bidirectional transmission using a shell and a light, so that the present invention has the advantages of simple structure, low insertion loss, high coupling efficiency, easy assembling and debugging, volume is small, can be saved and cost advantages, has good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构
本专利技术涉及光纤通信技术中的光收发模块，特别涉及一种用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构。
技术介绍
随着通讯领域的日益发展，传统的传输技术已经很难满足传输容量及速度的要求，在典型的应用领域如数据中心、网络连接、搜索引擎、高性能计算等领域，为防止宽带资源的不足，承运商和服务供应商们对规划新一代高速网络协议进行了部署，这就需要相应的高速收发模块以满足高密度高速率的数据传输要求。在高速的信息收发系统中，需要用高密度的光模块替代传统的光模块，采用多通道光收发技术，可以把更多的转发器和接收器集中在更小的空间中去，尤其在40Gbps或100Gbps的光纤解决方案中，采用4通道的传输技术，以每通道10Gbps或者更高的速度进行数据传输，其容量可以达到传统单通道传输的4倍甚至更高。而在这样的高速收发模块中，其核心组件即是模块中BOSA结构。传统的BOSA结构是采用两个壳体分立的结构方式，其中一个为TOSA发射模块，另一个是ROSA接收模块，这就会使BOSA模块的体积庞大，并且造成资源的浪费，即使把TOSA和ROSA装在同一个模块中，也需要两个光纤跳线接口来进行发射和接收，若需发射和接收共用一根光纤，则需要接入外加环形器，这无疑又增加了运行成本和光路的难度。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种结构简单、插损小、易于装配调试、耦合效率较高、并且体积也较小的用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构。该BOSA光学结构可以直接在一根光纤上进行上行和下行传输，无需外接器件或设备，大大简化了系统结构，降低了运营成本。为达到上述目的，本专利技术所提出的技术方案为：一种用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构，包括一壳体，所述壳体内设有一中间隔板和被所述中间隔板分开的发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构，所述发射端TOSA光学结构包括依次设置于发射光路中的波分复用激光器组、准直透镜组、波分复用合光结构、偏振相关隔离器、第四反射镜、第一半波片、折光PBS组合棱镜、第二半波片、法拉第旋转片、分光PBS组合棱镜以及光口准直器，还包括设置于法拉第旋转片左侧的磁块；所述接收端ROSA光学结构包括依次设置于接收光路中的光口准直器、分光PBS组合棱镜、法拉第旋转片和第二半波片、折光PBS组合棱镜、第一半波片、合光PBS组合棱镜、波分解复用光学结构、聚焦透镜组以及接收PD组，还包括设置于法拉第旋转片左侧的磁块、设置于法拉第旋转片和第二半波片右侧的第三半波片和光程补偿片；所述发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构共用一个折光PBS组合棱镜、分光PBS组合棱镜和光口准直器，所述光口准直器射出端与光学连接器连接，从光口准直器出射的光束经过分光PBS组合棱镜和折光PBS组合棱镜后再通过中间隔板的通孔入射到接收端ROSA光学结构中的合光PBS组合棱镜。进一步的，所述TOSA光学结构中的波分复用合光结构包括第一膜片组、反射镜组、45度半透半反分光片和吸光片，所述第一膜片组包括第一膜片和第二膜片，所述反射镜组包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜；第一反射镜和第二反射镜分别设于第一光路λ1和第二光路λ2中，第三光路λ3和第四光路λ4中分别依次设有第一膜片和第三反射镜、第二膜片和45度半透半反分光片；第一膜片用于反射第一反射镜的反射光和透射第三光路λ3的光线，后皆被第三反射镜反射进入45度半透半反分光片，第二膜片用于反射第二反射镜的反射光和透射第四光路λ4的光线，后皆进入45度半透半反分光片。进一步的，所述第一膜片与第一反射镜、所述第二膜片与第二反射镜以及所述第三反射镜与45度半透半反分光片均相互平行设置。进一步的，所述吸光片设于45度半透半反分光片的侧面，用于吸收从45度半透半反分光片侧面出射的光束。进一步的，所述偏振相关隔离器的入射端光轴方向为水平方向，其出射端光轴方向与水平方向成45度。进一步的，所述ROSA光学结构中的波分解复用光学结构包括斜方棱镜和第二膜片组，所述第二膜片组包括第三膜片、第四膜片、第五膜片和第六膜片，所述第三膜片、第四膜片、第五膜片和第六膜片均采用相应的光学折射率匹配胶等间距地粘贴固定在斜方棱镜的出射端面上。进一步的，所述斜方棱镜入射端面的入射位置镀有针对所有入射光波长的增透膜，且该入射端面的其他位置上镀有针对需要被反射的入射光波长的高反射膜。进一步的，所述发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构利用法拉第旋转片和第二半波片来实现发射和接收光束偏振态的正交变换，使发射光束和接收光束在折光PBS组合棱镜上产生不同的走向，实现单纤双向的功能。进一步的，所述光口准直器由准直透镜、金属套筒和陶瓷插芯组成，所述陶瓷插芯两端均带有斜角，避免从TOSA端传出的光束在该端面上被反射回到ROSA端。进一步的，所述光口准直器射出端与光学连接器采用跳线连接。本专利技术所述的单纤双向BOSA光学结构，在发射端TOSA结构中通过准直透镜组对激光光束进行准直，然后通过波分复用合光结构将四路不同波长的光合为两路光，再通过45度半透半反分光片合为一路光，再依次进入第四反射镜、第一半波片、折光PBS组合棱镜、第二半波片、法拉第旋转片和分光PBS组合棱镜，最后进入光口准直器。在接收端ROSA，从光口准直器出射的光束进入到分光PBS组合棱镜，利用PBS的偏振特性将光束往下层折射，从而实现接收端ROSA接收光束和发射端TOSA发射光束的分离，然后通过波分解复用结构将光束分开导向各自对应的PD进行接收。该结构可以很好的利用壳体的长度和宽度空间，结构紧凑，并且灵活多变，耦合效率高，有良好的温度性能，有利于光信号的长距离传输，具有切实的可行性。附图说明图1为本专利技术所述的发射端TOSA光学结构的原理结构示意图。图2为本专利技术所述的接收端ROSA光学结构的原理结构示意图。图3为本专利技术所述的用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构的原理结构示意图。其中：100.波分复用激光器组，101.准直透镜组，102.第一膜片，103.第二膜片，104.第一反射镜，105.第二反射镜，106.第三反射镜，107.45度半透半反分光片，108.吸光片，109.偏振相关隔离器，110.第四反射镜，111.第一半波片，112.折光PBS组合棱镜，113.第二半波片，114.法拉第旋转片，115.光程补偿片，116.第三半波片，117.分光PBS组合棱镜，118.磁块，119.光口准直器，120.第一膜片组，121.反射镜组，122.第二膜片组，200.接收PD组，201.聚焦透镜组，202.第三膜片，203.第四膜片，204.第五膜片，205.第六膜片，206.斜方棱镜，207.合光PBS组合棱镜，208.壳体，209.中间隔板。具体实施方式所述用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构，采用双面分立结构，包括一壳体208，所述壳体内设有一带有通孔的中间隔板209和被所述中间隔板209分开的发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构。下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术做进一步说明。如图1所示，所述发射端TOSA光学结构包括依次设置于发射光路中的波分复用激光器组100、准直透镜组101、波分复用合光结构、偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构，包括一壳体，所述壳体内设有一带有通孔的中间隔板和被所述中间隔板分开的发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构，其特征在于，所述发射端TOSA光学结构包括依次设置于发射光路中的波分复用激光器组、准直透镜组、波分复用合光结构、偏振相关隔离器、第四反射镜、第一半波片、折光PBS组合棱镜、第二半波片、法拉第旋转片、分光PBS组合棱镜以及光口准直器，还包括设置于法拉第旋转片左侧的磁块；所述接收端ROSA光学结构包括依次设置于接收光路中的光口准直器、分光PBS组合棱镜、法拉第旋转片和第二半波片、折光PBS组合棱镜、第一半波片、合光PBS组合棱镜、波分解复用光学结构、聚焦透镜组以及接收PD组，还包括设置于法拉第旋转片左侧的磁块、设置于法拉第旋转片和第二半波片右侧的第三半波片和光程补偿片；所述发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构共用一个折光PBS组合棱镜、分光PBS组合棱镜和光口准直器，所述光口准直器射出端与光学连接器连接，从光口准直器出射的光束经过分光PBS组合棱镜和折光PBS组合棱镜后再通过中间隔板的通孔入射到接收端ROSA光学结构中的合光PBS组合棱镜。...

【技术特征摘要】
1.一种用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构，包括一壳体，所述壳体内设有一带有通孔的中间隔板和被所述中间隔板分开的发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构，其特征在于，所述发射端TOSA光学结构包括依次设置于发射光路中的波分复用激光器组、准直透镜组、波分复用合光结构、偏振相关隔离器、第四反射镜、第一半波片、折光PBS组合棱镜、第二半波片、法拉第旋转片、分光PBS组合棱镜以及光口准直器，还包括设置于法拉第旋转片左侧的磁块；所述接收端ROSA光学结构包括依次设置于接收光路中的光口准直器、分光PBS组合棱镜、法拉第旋转片和第二半波片、折光PBS组合棱镜、第一半波片、合光PBS组合棱镜、波分解复用光学结构、聚焦透镜组以及接收PD组，还包括设置于法拉第旋转片左侧的磁块、设置于法拉第旋转片和第二半波片右侧的第三半波片和光程补偿片；所述发射端TOSA光学结构和接收端ROSA光学结构共用一个折光PBS组合棱镜、分光PBS组合棱镜和光口准直器，所述光口准直器射出端与光学连接器连接，从光口准直器出射的光束经过分光PBS组合棱镜和折光PBS组合棱镜后再通过中间隔板的通孔入射到接收端ROSA光学结构中的合光PBS组合棱镜。2.如权利要求1所述的一种用于高速收发系统的单纤双向BOSA光学结构，其特征在于，所述TOSA光学结构中的波分复用合光结构包括第一膜片组、反射镜组、45度半透半反分光片和吸光片，所述第一膜片组包括第一膜片和第二膜片，所述反射镜组包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜；第一反射镜和第二反射镜分别设于第一光路λ1和第二光路λ2中，第三光路λ3和第四光路λ4中分别依次设有第一膜片和第三反射镜、第二膜片和45度半透半反分光片；第一膜片用于反射第一反射镜的反射光和透射第三光路λ3的光线，后皆被第三反射镜反射进入45度半透半反分光片，第二膜片用于反射第二反射镜的反射光和透射第四光路λ4的光线，后皆进入45度半透半反分光片。3.如权利要求2所述的一种用于高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王向飞，徐云兵，李伟启，刘洪彬，李勋涛，
申请(专利权)人：福州高意通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35