[發明專利]基于VCSEL的自由空間有源光學收發組件

有效

• 申請號: 201811577603.2
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN111355533B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 于光龍;任策;賈旭;汪子航
• 申請（專利權）人: 福州高意光學有限公司
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40;G02B6/42
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 蘇麗云

1.基于VCSEL的自由空間有源光學收發組件，其特征在于：其包括：

一發射端，所述的發射端包括多個VCSEL、至少一個光電二極管、第一聚焦透鏡陣列和第一印刷電路板，所述的多個VCSEL和光電二極管呈陣列布設于第一印刷電路板上，所述的第一聚焦透鏡陣列與多個VCSEL和光電二極管一一相對且用于將發射出的信號光準直或接收到的信號光聚焦；

一接收端，所述的接收端包括多個光電二極管、至少一個VCSEL、第二聚焦透鏡陣列和第二印刷電路板，所述的多個光電二極管和VCSEL呈陣列布設于第二印刷電路板上，所述的第二聚焦透鏡陣列與多個光電二極管和VCSEL一一相對且用于將接收到的信號光聚焦或發射出的信號光準直；

當發射端的多個VCSEL發出的信號光對應射入到第一聚焦透鏡陣列上時，被準直成準直信號光，然后輸入到接收端的第二聚焦透鏡陣列上，繼而被第二聚焦透鏡陣列對應聚焦輸入到接收端對應的多個光電二極管上，接收端上的VCSEL用于發射反饋信號光，且反饋信號光逆向輸入到第二聚焦透鏡陣列上并被準直傳輸至第一聚焦透鏡陣列，然后被第一聚焦透鏡陣列聚焦輸入到發射端的光電二極管上；其還包括第一Z-block型棱鏡和第二Z-block型棱鏡，所述的第一Z-block型棱鏡具有多個入射面和一出射端，且多個入射面上分別設有不同工作波長的WDM濾光片，其分別與第一聚焦透鏡陣列相對并與發射端上的多個VCSEL和光電二極管一一對應，用于接收不同VCSEL發出的信號光并輸入第一Z-block型棱鏡中，然后經由出射端出射至接收端，第一Z-block型棱鏡的出射端所在端面的對應區域設有增透膜，其余區域設有高反膜，第一Z-block型棱鏡的其中一入射面與發射端的光電二極管對應且其接收到接收端的反饋信號光后，逆向穿過入射面并射入對應的第一聚焦透鏡陣列上；所述的第二Z-block型棱鏡具有多個出射面和一入射端，第二Z-block型棱鏡的多個出射面上亦設有多個不同工作波長的WDM濾光片，其分別與第二聚焦透鏡陣列相對并與接收端上的多個光電二極管和VCSEL一一對應，第二Z-block型棱鏡的入射端用于接收第一Z-block型棱鏡出射的信號光并將信號光從其多個出射面對應射入到第二聚焦透鏡陣列中；第二Z-block型棱鏡的入射端所在端面的對應區域設有增透膜，其余區域設有高反膜，第二Z-block型棱鏡的其中一出射面與接收端的VCSEL對應且用于接收VCSEL發出的反饋信號光并逆向穿過出射面，繼而從第二Z-block型棱鏡的入射端逆向輸出。

2.根據權利要求1所述的基于VCSEL的自由空間有源光學收發組件，其特征在于：其還包括帶通濾光片陣列，所述的帶通濾光片陣列設于接收端，帶通濾光片陣列上設有不同工作波長的濾光片且與第二聚焦透鏡陣列相對并將發射端輸出的信號光分為不同波長并經由第二透鏡陣列對應射入到位于接收端的不同光電二極管上，接收端上的VCSEL所發出的反饋信號光逆向穿過帶通濾光片陣列并傳輸至發射端上的光電二極管上。

3.根據權利要求1所述的基于VCSEL的自由空間有源光學收發組件，其特征在于：所述發射端的多個VCSEL和至少一個光電二極管為并列布設于第一印刷電路板上，所述接收端的多個光電二極管和至少一個VCSEL為并列布設于第二印刷電路板上。

4.根據權利要求1所述的基于VCSEL的自由空間有源光學收發組件，其特征在于：所述的發射端具有3～14個VCSEL和至少一個光電二極管；所述的接收端具有3～14個光電二極管和至少一個VCSEL。

5.根據權利要求1所述的基于VCSEL的自由空間有源光學收發組件，其特征在于：所述的第一聚焦透鏡陣列和第二聚焦透鏡陣列的結構相同，其均包括直角三棱柱和若干第一非球面透鏡，所述直角三棱柱的一直角面為入射面，另一直角面為出射面，斜面為反射面，若干非球面透鏡并列設于其中一直角面上且用于接收發射端傳輸的準直光信號或將發射端的VCSEL輸出的光信號準直，直角三棱柱的另一直角面與發射端上的多個VCSEL、至少一個光電二極管相對或與接收端上的多個光電二極管、至少一個VCSEL相對。

6.根據權利要求5所述的基于VCSEL的自由空間有源光學收發組件，其特征在于：所述直角三棱柱的另一直角面上對應發射端上的多個VCSEL、至少一個光電二極管或接收端上的多個光電二極管、至少一個VCSEL設有若干第二非球面透鏡。