[發明專利]一種單波長光收發集成模塊

在審

• 申請號: 201710471399.5
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107085270A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 汪金華;李鴻高;莊永河;尚玉鳳
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十三研究所
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 王麗麗,金凱

技術領域

本發明涉及光電混合集成電路和光纖傳感領域，具體涉及一種單波長光收發集成模塊。

背景技術

在光纖傳感系統中，其前端需要進行單一波長光源的發射和干涉光接收。目前經典的技術方案是將SLD光源、光探測器組件通過光耦合器實現分立安裝連接。但是該經典方案光路制作復雜，光路系統體積偏大，限制了其行業應用。隨之光纖傳感的快速發展，有必要探索實現將這部分系統集成為一個模塊。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單波長光收發集成模塊，提高了整機的可靠性和組裝便利性，降低光纖傳感系統的體積和重量。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種單波長光收發集成模塊，包括管殼及設于管殼內的制冷裝置及金屬光纖組件，所述金屬光纖組件的光纖前端通過設于管殼上的開孔延伸至管殼外，其光纖后端固定于制冷裝置上，所述制冷裝置上設有光源發射裝置、光源吸收裝置、光電二極管探測電路，所述光源發射裝置發射的光源通過準直透鏡組射入金屬光纖組件的后端，同時反射至光源吸收裝置，所述光電二極管探測電路用于將光源吸收裝置吸收的光進行光電轉換并將其輸出。

所述準直透鏡組包括設于金屬光纖組件的光纖后端的第一透鏡及設于光源發射裝置輸出端的第二透鏡，所述第一透鏡和第二透鏡之間設有與其相對應的半反半透鏡，所述半反半透鏡與水平線的夾角為45度，所述半反半透鏡的光線折射端設有第三透鏡，所述第三透鏡與光源吸收裝置的呈相對設置。

所述光源吸收裝置采用光電二極管芯片。

所述光源發射裝置包括SLD光源載體及粘接于SLD光源載體上的SLD光源芯片，所述SLD光源載體粘接于所述制冷裝置上。

所述制冷裝置包括固定于管殼內的半導體制冷器、設于半導體制冷器上的金屬熱沉及設于金屬熱沉上的薄膜基板，所述光源發射裝置、光源吸收裝置、光電二極管探測電路均設于所述薄膜基板上。

所述金屬光纖組件的光纖后端通過玻璃焊料焊接于薄膜基板上。

由上述技術方案可知，本發明采用半導體制冷器結構，實現使光纖傳感用光收發光路工作在一個恒定的溫度上，提高光收發集成模塊的溫度性能。通過半反半透鏡實現單一波長光的分路傳輸，通過準直透鏡組實現光路的聚焦，使光源能量實現最大化傳輸和接收，實現高效收發功能。單波長光收發集成模塊實現目前光纖傳感前端系統中SLD光源、光探測器組件和光耦合器三個分立實現的功能，大大降低光纖傳感系統尺寸，減少了多個組裝環節，提高了整機的可靠性和組裝便利性。

附圖說明

圖1是本發明的單波長光收發集成模塊側視圖；

圖2是本發明的單波長光收發集成模塊俯視圖；

圖3是本發明的光收發集成光路結構發射光路示意圖；

圖4是本發明的光收發集成光路結構接收光路示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

如圖1、2所示，本實施例的單波長光收發集成模塊，包括蝶形管殼1及設于管殼1內的制冷裝置3及金屬光纖組件2，金屬光纖組件2的光纖前端通過設于管殼1上的開孔延伸至管殼1外，金屬光纖組件2的光纖后端通玻璃焊料8焊接于薄膜基板33上。該制冷裝置3由半導體制冷器31、金屬熱沉32和薄膜基板33組成，半導體制冷器31焊接于管殼1內，金屬熱沉32焊接在半導體制冷器31上，薄膜基板33焊接在金屬熱沉32上。該制冷裝置3采用層疊設置，可使光收發光路的熱量通過薄膜基板33和金屬熱沉32傳導至半導體制冷器31，使光收發光路工作在一個恒定的溫度上。

薄膜基板33上設有光源發射裝置4、光源吸收裝置5、光電二極管探測電路6，光源發射裝置4發射的光源通過準直透鏡組射入金屬光纖組件2的后端，同時反射至光源吸收裝置5，光電二極管探測電路6用于將光源吸收裝置5吸收的光進行光電轉換并將其輸出，該光源吸收裝置5采用光電二極管芯片。

本實施例的，光源發射裝置4包括SLD光源載體41及粘接于SLD光源載體41上的SLD光源芯片42，SLD光源載體41粘接于所述制冷裝置3上。準直透鏡組包括設于金屬光纖組件2的光纖后端的第一透鏡71及設于光源發射裝置4輸出端的第二透鏡72，第一透鏡71和第二透鏡72之間設有與其相對應的半反半透鏡73，該半反半透鏡73與水平線的夾角為45度，半反半透鏡73的光線折射端設有第三透鏡74，第三透鏡74與光源吸收裝置5的呈相對設置。