[发明专利]通过光纤双向传输信息的光电设备及制造该设备的方法

说明书

本发明涉及一种光电设备，如权利要求1的前序部分所限定的，该光电设备使用在中心站中或者邻近于中心站的收发机，在分布式用户和中心站之间借助于（电磁）辐射通过玻璃纤维来双向传输信息。所述设备例如被用在根据“光纤到户”原理运行的通信网络中，其中必须从针对“最后一英里”的多种妥协中做出明智的选择。用户可以，如果需要的话被物理地接合在一起成为较大的束（bundle）——每一束都构成一个子单元，或者被实现为单独订户（subscriber）。

本发明的目标是将多个双向收发机集成在单个模块中。每一个单独的收发机包括一个辐射源和一个光检测器。双向收发机将一个波长分离器增加到其中，以便使得可以通过单个玻璃纤维进行下行通信和上行通信。应注意，本文中无论何处使用术语“玻璃纤维”，该术语都涉及日常用语习惯。可以使用玻璃纤维，但是可使用替代材料的纤维，所述替代材料例如石英或者可能地合成树脂材料。

关键参数尤其是装备的所需容量、生产成本和运行功率消耗。根据某些发射参数，1260-1360nm的波段用于上行发射，1480-1580nm或者1480-1500nm的波段用于下行发射（根据标准I EEE 802.3ah）。典型的生产成本数字为：50%用于收发机的部件、50%用于封装，一个收发机的功率消耗例如为约1W，一个模块的尺寸是大约

在用于例如12个玻璃纤维的模块的制造中，不同部件的对准是极为关键的。尤其是诸如激光器的辐射源（的有源区）的尺寸为仅大约几个微米。另一方面，光检测器的有源区相当大，例如为大约50微米。因此，有利的是，使用光检测器的有源区的相当大的表面区域检测所接收的辐射。发明人已认识到，辐射源和光检测器相对于彼此的物理固定的布置以及到检测器的辐射路径的延长使得该设备的设计是因果设计，从而可以固有的方式对准光检测器。

根据本发明，在下行色彩（downstream color）和上行色彩（upstream color）之间实现空间分离，在该空间分离之后，辐射被进一步传输。

发明内容

因此，本发明的一个目标尤其是提供辐射源的空间布置到光检测器的空间布置的耦合，以使得多集成收发机的制造变为因果的。

为实现此目标，本发明的一个方面的特征在于，一组若干个玻璃纤维以具有预定间距的阵列的形式被连接至一个多操作耦合元件，所述多操作耦合元件设有透镜，从而引导来自玻璃纤维的下行辐射和上行辐射通过一个多操作波长分割器，所述多操作波长分割器实现下行辐射和上行辐射之间的空间分离，使得所述下行辐射和上行辐射被成像在空间分离的辐射源和光检测器上，如权利要求1的特征部分所限定的。下面描述的实施方案可被使用以对构造多收发机系统有利。应注意，措词“透镜”在此以其日常意义被使用。“透镜”可以是具有光学透镜功能的任何系统，例如像常规透镜和聚焦镜。

从美国专利6,736,553已知一种设备本身，其中在光学构件和子模块的元件之间提供对准，但是在该构造中不存在通过单个光学波导的二向通信。在“光纤到户”的情况下，通常涉及通过单个光学波导的二向或双向通信，因此不能使用该技术。

根据一个优选实施方案，所述辐射源和/或光检测器被布置在光学平台上，所述光学平台形成用于所述中心站的光电连接元件的一部分。同时所述光电连接元件提供到所述中心站的电连接。这导致了一个紧凑结构，尤其是如果所述辐射源和光检测器在所述阵列中相互固有地对准的话。在许多情况下，所有所需要的是对准辐射源的两个信道，以实现一个完全的XY配准。

根据本发明的一个优选实施方案，所述辐射源和光检测器相对于彼此以固定且基本均匀的距离被固定在承载体上。由此通常简化了机械布置中的调节（accommodation）。

根据本发明的一个优选实施方案，所述辐射源和光检测器被一起固定在承载体上，以基本位于一个平面内。由此通常简化了机械布置中的调节。

根据本发明的一个优选实施方案，所述辐射源被构造为垂直激光器。已发现这在许多情况下导致简单的配置。

根据本发明的一个优选实施方案，所述辐射源基本位于各个透镜的焦点中，而相关联的光检测器位于焦点外，即相比于所述焦点被进一步移动。这样检测辐射光斑的尺寸适合于可获得的检测器。

根据本发明的一个优选实施方案，波导在光检测器的方向上被布置在波长分离元件中。这具有如下优势：辐射源和光检测器被放置在距离彼此相当大的距离处，所述辐射光斑的尺寸不再是限制因素。

根据本发明的一个优选实施方案，聚焦镜被布置在波长分离器和光检测器之间。这提供了容易定尺寸的相同优势。