[发明专利]具有用于单根光纤的聚焦光学耦合系统的光学组件

说明书

技术领域

本发明涉及采用用于单根光纤的聚焦光学耦合系统实现的光学组件，具体地说，本发明涉及安装有均借助聚焦光束耦合系统与单根光纤耦合的多个光学装置的光学组件。

背景技术

作为光信号源的用于光通信系统的发射机光学组件设置有半导体激光二极管（以下称为LD）和利用至少一个透镜将由LD发射的光与光纤耦合的光学耦合系统。同样用于光通信系统的接收机光学组件设置有半导体光电二极管（以下称为PD）和利用至少一个透镜将由光纤提供的光与PD耦合的光学耦合系统。此外，已经知道如下的双向光学组件，该双向光学组件包括发射机光学组件和接收机光学组件，并且可以对单根光纤执行光发射和光接收。

常规的上述光学组件通常将光纤与半导体装置之间的光学耦合系统设置为所谓的平行光束耦合系统，即，从LD输出的光，即发散光被第一透镜准直并且被另一个透镜（即聚光透镜）聚焦在光纤的端部。该光学耦合系统可以保证两个透镜之间有足够的距离，从而，可以在两个透镜之间放置诸如光隔离器等其它光学部件。

图13示意性示出了常规光学组件100的平行光束耦合系统，常规光学组件100安装有分别对具有彼此不同的特定波长的光进行处理的两个LD和一个PD。这三个光学装置117A、117B和119B借助单体透镜122a、122b和122f以及聚光透镜121与信号光纤113通信。从LD 114a和114b发射的光被单体透镜122a和122b准直，被WDM滤光器124a多路复用，并且被聚光透镜121聚集在光纤113的端部上；而从光纤113发出的光被聚光透镜121准直，被第二WDM滤光器124d反射，并且被单体透镜122f聚焦在PD 115b的表面上。

单体透镜122a至122f安装在对应的光学装置117A至119B中。由于光学组件100具有平行光束耦合系统，因此可以粗略地执行沿各个光学装置117A至119B的光轴的光学对准，而仅仅精确地执行与各个光轴垂直的平面中的对准，该对准通过使光学装置117A至119B在耦合单元111的外壁上滑动来执行。

图12B估算了在图12A所示的光学系统中当聚光透镜偏离光轴时的光学耦合损耗，其中两个透镜之间的距离设定为5.00mm，从光纤的端部至透镜的工作距离设定为1.762mm，并且从LD至透镜的另一个工作距离设定为0.297mm。使聚光透镜在与光轴垂直的平面内偏移，来估算通过光纤监视到的光学耦合损耗。图12B示出对于仅仅5μm偏移损耗劣化超过0.5dB，对于3μm偏移耦合损耗增加至0.2dB左右。

图11B示出了对图11A的聚焦光束耦合系统进行与图12B所示的估算相同的估算的结果，其中两个透镜之间的距离设定为5.13mm，从透镜至光纤的工作距离设定为2.84mm，并且从其它透镜至LD的另一个工作距离设定为0.27mm。在聚焦光束耦合系统中，即使当透镜偏移增加了超过50μm时耦合损耗仍小于0.6dB，并且对于大约30μm的偏移，容许耦合损耗小于0.2dB，这表示即使当光学组件需要安装用于单根光纤的多个光学装置时，聚焦光束耦合系统仍可以有助于光纤与光学装置之间的光学对准。

发明内容

本发明的一方面涉及一种与外部光纤进行通信的光学组件。所述光学组件可以包括至少一个光学装置和聚光透镜。所述光学组件可以安装有与所述光纤和单体透镜光学耦合的半导体光学装置。根据本发明的光学组件的一个特征在于，所述半导体光学装置与所述单体透镜的一个束腰对准，所述光纤与所述聚光透镜的一个束腰对准，并且所述聚光透镜的另一个束腰与所述单体透镜的另一个束腰对准。从而，半导体光学装置、单体透镜、聚光透镜和光纤可以构成聚焦光束耦合系统。