一种收发一体器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种收发一体器件，包括壳体和光输出装置，壳体内部设有管芯、前透镜、分光片、功率监测探测器、信号检测探测器、半导体制冷器，管芯、前透镜、分光片、功率监测探测器、信号检测探测器设置于半导体制冷器之上，前透镜设置于管芯后端，分光片设置于前透镜后端，功率监测探测器和信号检测探测器分别对应设置于分光片的两侧反射端光路中，分光片后端透射端光路对应设置有光输出装置；本实用新型专利技术较之现有的收发一体器件具有较高的器件集成度和稳定性，结构紧凑，体积大大缩小，可以广泛应用于光纤传感领域之中。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种集成器件，具体来说是一种集成超辐射发光二级管+探测器(SLD+PD)的收发一体器件，本技术属于光纤传感领域。
技术介绍
光纤传感技术是伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的新型传感技术，是以光波为载体、光纤为媒质、感知和传输外界被测量信号的一种传感技术。作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒质的光纤，具有一系列独特的、其他载体和媒质难以相比的优点。光波不怕电磁干扰，易为各种光探测器件接收，可方便的进行光电或电光转换。光纤工作频带宽，动态范围大，适合于遥测遥控，是一种优良的低损耗传输线；光纤本身不带电，体积小，质量轻，易弯曲，抗电磁干扰，抗辐射性能好，特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。因此，光纤传感技术一问世就受到极大重视，几乎在各个领域得到广泛研究与应用，成为传感技术的先导，推动着传感技术蓬勃发展。光纤传感技术中有一类利用萨格奈克效应制作的传感器，例如全光纤型电流传感器和光纤陀螺仪等传感器，其共同的特点是采用低相干光源的宽带光源，经过光纤耦合器输出，经过调制器和传感头后的光，再经过干涉返回后也通过光纤耦合器输出到光电探测器上，实现光电转换进行探测，以实现探测传感头状态目的。如图I当前国内的全光纤型电流传感器和光纤陀螺仪系统普遍采用的是分立的SLD (Super luminescent diode)光源、稱合器、PD (photo diode)元件,采用熔接光纤的方式组装而成的。这种结构繁琐，溶接光纤时会引入有熔接损耗和其他因素(如偏振等)相关影响。另外ro没有温控，使用时由于ro的响应度随温度变化而引入的测试误差无法避免。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种器件结构更简单可靠、成本降低的集成化的收发一体器件，该器件把SLD、耦合器、PD等功能集成一体，该器件大大简化了当前全光纤型电流传感器和光纤陀螺仪的制作工艺，能够提高系统的性能。本技术所采用的技术方案是—种收发一体器件，包括壳体和光输出装置，壳体内部设有管芯、前透镜、分光片、功率监测探测器、信号检测探测器、半导体制冷器，管芯、前透镜、分光片、功率监测探测器、信号检测探测器设置于半导体制冷器之上，前透镜设置于管芯后端，分光片设置于前透镜后端，功率监测探测器和信号检测探测器分别对应设置于分光片的两侧反射端光路中，分光片后端透射端光路对应设置有光输出装置。所述的壳体内部设置有热敏电阻，热敏电阻与半导体制冷器相连。所述的输出装置包括位于分光片后端透射端光路中的后透镜，后透镜耦合有尾纤，尾纤上设置有尾套管。所述的输出装置包括壳体上设置烧结有光窗的光区域，光窗与分光片后端的分光光路相对应。所述的输出装置包括位于分光片后端透射端光路中的后透镜，后透镜耦合有金属化光纤组件，金属化光纤组件上设置有尾套管，金属化光纤组件固定于固定支架上。所述的输出装置包括位于分光片后端透射端光路中的后透镜与插针，后透镜与插针耦合有尾纤，尾纤上设置有尾套管；壳体对应分光片后端分光光路区域设置有凸起中空管体，后透镜直接烧结于壳体上的中空管体内，插针对准耦合后透镜设置于壳体的中空管体内。所述的输出装置包括有探测器放大电路和位于分光片后端透射端光路中的后透镜，后透镜对应耦合设置有Y波导调制器芯片，Y波导调制器芯片设置有两根保偏光纤耦合输出，信号检测探测器同探测器放大电路相连接。所述的光窗的输出光路中设置有后透镜，后透镜对应耦合设置有Y波导调制器芯片，Y波导调制器芯片设置有两根保偏光纤耦合输出，信号检测探测器连接有探测器放大电路；所述壳体、后透镜、Y波导调制器芯片、探测器放大电路、两根保偏光纤均设置在外壳体内，外壳体的引线为玻璃烧结或陶瓷引线。所述分光片前面设置有隔离器。所述管芯可以是SLD管芯或者LD管芯。本技术具有如下优点I.提高了器件的集成度和稳定性，使结构紧凑，体积大大缩小；2.简化了工程安装程序，大大地降低了成本；3.本技术技术方案可以广泛应用于光纤传感领域之中。附图说明图I、现有技术全光纤型电流传感器和光纤陀螺仪光学结构示意图图2、本技术第一种实施例的收发一体器件结构示意图；图3、本技术第二种实施例的收发一体器件结构示意图；图4、本技术第三种实施例的收发一体器件结构示意图；图5、本技术第四种实施例的收发一体器件结构示意图；图6、本技术第五种实施例的收发一体器件结构示意图；图7、本技术第六种实施例的收发一体器件结构示意图；图8、本技术第七种实施例的收发一体器件结构示意图；其中I、壳体；2、管芯；3、前透镜；4、分光片；5、功率监测探测器；6、信号检测探测器；7、后透镜；8、半导体制冷器；9、热敏电阻；10、尾纤；11、尾套管；12、固定支架；13、插针；14、Y波导调制器芯片15、保偏光纤；17、外壳体；19、隔离器；16、探测器放大电路18、光窗；20、起偏器；21、金属化光纤组件；具体实施方式下面结合实施例对本技术做出进一步的说明。本技术第一种实施例的收发一体器件结构如图2所示，包括管芯2、前透镜3、分光片4、功率监测探测器5、信号检测探测器6、后透镜7、半导体制冷器8、热敏电阻9均设置于壳体I内部，管芯2、前透镜3、分光片4、功率监测探测器5、信号检测探测器6和后透镜7设置于半导体制冷器8之上，热敏电阻9同半导体制冷器8相连。前透镜3设置于管芯2后端，分光片4设置于前透镜3后端，功率监测探测器5和信号检测探测器6分别对应设置于分光片4的两侧反射端光路中，分光片4后端透射端光路对应设置后透镜7，后透镜7耦合有尾纤10，尾纤10上设置有尾套管11。分光片4的分光比可以是50:50。管芯2可以米用 SLD (Super luminescent diode)管芯或者 LD (Laser Diode)管芯。前透镜 3 和后透镜7是一种非球准直透镜，管芯2发出的光经过前透镜3后变成准直光，准直光经过后透镜7后变成会聚光聚于光纤上。前透镜3和后透镜7也可以使其他类型的透镜，如自聚焦透镜、C透镜等。本技术的一种收发一体器件实现功能具体如下管芯2发出的光经过前透镜3准直后，再经过50:50分光比的分光片4，50%的光功率反射到功率监测探测器5做功率监控用，另外50%透射光经过后透镜7与尾纤10耦合输出。本技术收发一体器件的尾纤10同带有传感头信息的系统相连接，经过系统带有传感头信息的光经过调制、干涉后通过尾纤10返回，再经过分光片4，一束光路反射到信号检测探测器6，信号检测探测器6探测到的信息进行相关处理就可以判定传感头的状态，譬如在光纤陀螺中就可以判定物体的运动状态、电流互感器就可以判定电流状况等；另外一束光路沿水平方向回到管芯2。所述管芯2、前透镜3、分光片4、功率监测探测器5、信号检测探测器6和后透镜7均置于半导体制冷器8之上，利用热敏电阻9反馈温度信息进行温控，确保收发一体器件在全温范围内的稳定工作。本技术各部件其功能具体如下壳体I是实现气密封装，安装半导体制冷器和固定光纤，并且引出电极。管芯2实现将电信号转换成光信号。前透镜3把有管芯发出的光变成准直光。分光片4把经过前透镜准直的光按照一定的比例分成两路，一路投射出去经过后透镜7和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种收发一体器件，其特征在于：包括壳体（1）和光输出装置，壳体（1）内部设有管芯（2）、前透镜（3）、分光片（4）、功率监测探测器（5）、信号检测探测器（6）、半导体制冷器（8），管芯（2）、前透镜（3）、分光片（4）、功率监测探测器（5）、信号检测探测器（6）设置于半导体制冷器（8）之上，前透镜（3）设置于管芯（2）后端，分光片（4）设置于前透镜（3）后端，功率监测探测器（5）和信号检测探测器（6）分别对应设置于分光片（4）的两侧反射端光路中，分光片（4）后端透射端光路对应设置有光输出装置。

【技术特征摘要】
1.一种收发一体器件,其特征在于包括壳体(I)和光输出装置，壳体(I)内部设有管芯(2)、前透镜(3)、分光片(4)、功率监测探测器(5)、信号检测探测器(6)、半导体制冷器(8)，管芯(2)、前透镜(3)、分光片(4)、功率监测探测器(5)、信号检测探测器(6)设置于半导体制冷器(8)之上，前透镜(3)设置于管芯(2)后端，分光片(4)设置于前透镜(3)后端，功率监测探测器(5)和信号检测探测器(6)分别对应设置于分光片(4)的两侧反射端光路中，分光片(4)后端透射端光路对应设置有光输出装置。2.如权利要求I所述的一种收发一体器件，其特征在于所述的壳体(I)内部设置有热敏电阻(9)，热敏电阻(9)与半导体制冷器(8)相连。3.如权利要求I或2所述的一种收发一体器件，其特征在于所述的输出装置包括位于分光片(4)后端透射端光路中的后透镜(7)，后透镜(7)耦合有尾纤(10)，尾纤(10)上设置有尾套管(11)。4.如权利要求I或2所述的一种收发一体器件,其特征在于所述的输出装置包括壳体(I)上设置烧结有光窗(18)的光区域,光窗(18)与分光片(4)后端的分光光路相对应。5.如权利要求I或2所述的一种收发一体器件，其特征在于所述的输出装置包括位于分光片(4)后端透射端光路中的后透镜(7),后透镜(7)稱合有金属化光纤组件(21),金属化光纤组件(21)上设置有尾套管(11)，金属化光纤组件(21)固定于固定支架(12)上。6.如权利要求I或2所述的一种收发一体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小梅，罗勇，官成钢，刘天明，曹魏，李量，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：