[发明专利]激光二极管和光纤之间的光耦合效率增强的光学组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学组件，具体地说，涉及一种与光纤光学耦合的发射光学组件。

背景技术

一种适用于光通信系统的光学组件利用透镜会聚光而将半导体激光二极管（下文中表示为LD）发出的光与光纤光学耦合。因为LD发出发散光，所以当球面透镜会聚来自LD的光时，球差导致耦合效率或其它光学性能降低。各种文献，如日本专利申请公开No.H09-061665披露了一种采用非球面透镜将来自LD的光与光纤耦合的系统。

当单个非球面透镜会聚来自LD的发散光时，对于具有较大数值孔径（NA）的非球面透镜而言，可以获得增强的耦合效率。然而，市场上可买到的非球面透镜对于面向光纤的一侧将NA限制在大约0.12，对于面向LD的另一侧将NA限制在大约0.6。具有更大NA的非球面透镜不仅难以制造而且使入射到透镜的外周区域的光的透射减弱，在透镜的外周区域处由于入射角大使得光发生全反射。

发明内容

根据本发明实施例的光学组件将光传输至光纤。该光学组件可以包括LD和透镜系统。LD可以发出信号光。透镜系统将信号光会聚在光纤中，并且可以包括第一非球面透镜和第二非球面透镜。所述光学组件的特征在于所述透镜系统具有4至7的放大率、在面向所述光纤的一侧具有等于或大于0.13的数值孔径（下文中表示为NA）、并且在面向LD的另一侧具有等于或大于0.65的NA。

根据本发明的光学组件，可以在不使光纤与LD之间的光学对准复杂化且不增加成本的情况下提高光纤与LD之间的光耦合效率。

附图说明

根据以下结合附图对本发明实施例的详细描述，可以更好地理解本发明的以上和其它目的、方面以及优点，其中：

图1是沿光纤的光轴截取的双向光学组件的剖视图，其中双向光学组件采用本发明的光学组件；

图2A将球面透镜和非球面透镜的焦点与入射角相比较，图2B示出单个非球面透镜系统的NA，图2C示出双非球面透镜系统的NA；以及

图3A将根据本发明实施例的光学组件的外壳的管座、盖体和保持器之间的物理关系放大，图3B和图3C示出如下标记的实例，该标记表示传输通过变形非球面透镜的光的椭圆形场模式的长轴的方向。

具体实施方式

将参考附图描述根据本发明的一些实施例。图1示出可以应用本发明的一方面的光学组件的实例。图1所示的光学组件可以是所谓的双向光学组件的类型，该类型的双向光学组件设置有光发射单元2和光接收单元3。光学组件1还可以包括：外壳4，其安装有光隔离器12和波长多路分解（下文中表示为WDM）滤光器13；耦合单元5，其安装有与光纤20的端部相连的插芯21、套筒22和套筒盖23。光发射单元2在沿光纤20的光轴与耦合单元5相反的位置处与外壳4装配在一起，并且包括半导体激光二极管（下文中表示为LD）10、管座6、盖体7和透镜保持器8。盖体7安置有第一非球面透镜9a，而透镜保持器8安置有第二非球面透镜9b。第一非球面透镜9a和第二非球面透镜9b构造成放大率为4至7的透镜系统。管座6安置有LD10，并且具有多根导线11。光接收单元3包括半导体光电二极管（PD）17、管座14、和盖体15。盖体15安置有球面透镜16。管座14安置有PD17，并且具有沿与光纤20的光轴垂直的方向延伸的多根导线18。

光发射单元2沿与光轴平行的方向与外壳4装配在一起，而光接收单元3沿与光轴垂直的方向与外壳4装配在一起。因此，外壳4具有将光发射单元2与光纤20耦合和将光接收单元3与光纤20耦合的功能。

外壳中的WDM滤光器13可以使将光发射单元2与光纤20相连的光轴穿过；同时，WDM滤光器13可以使将光接收单元3与光纤20相连的光轴以大致直角弯曲。具体而言，WDM滤光器13可以使来自光发射单元2（即从LD10发出）的光穿过并向光纤20前进，同时，WDM滤光器13将来自光纤的光反射到光接收单元3，即，光接收单元3中的PD17。来自光发射单元2的前一光与来自光纤20的后一光的波长不同。光隔离器12可以使从光发射单元2发出并向光纤20前进的光穿过，但是防止光向光发射单元2前进。