• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    一種光發射裝置，包括一個光源，一個第一光循環單元，一個第一光反射器以及一個輸出元件。該光源發出包含第一波長光之光訊號，該第一光循環單元包括三個光耦合器、三個第一光隔離器、第一埠、第二埠、第三埠，該三個光耦合器首尾相連成三角形，每兩個光耦合器之間設有該三個第一光隔離器中之一個，該第一埠與該光源相連，用於輸入該光訊號。該第一光反射器與該第二埠相連，用於將該第一波長光反射回該第一光循環單元，并傳輸未被反射之光訊號，該第一光循環單元引導該第一波長光自該第三埠輸出。該輸出元件與該第三埠相連。
    公开号:TW201310931A
    申请号:TW100130110
    申请日:2011-08-23
    公开日:2013-03-01
    发明作者:Yu-Chao Hsiao
    申请人:Hon Hai Prec Ind Co Ltd；
    IPC主号:G02B6-00
    专利说明:
    光發射裝置
    本發明涉及光纖通訊領域，尤其涉及光發射裝置。
    先前之光發射裝置為了提高光訊號之傳輸能力，可以選用單色光源，發出單一波長，但是，單一波長之光訊號信道較窄，不便傳輸大容量數據。如果選擇寬頻光源，必須采用光循環器（optical circulator）分離出多個特定波長後再傳輸多種訊號，但是，光循環器成本較高，光發射裝置之成本提高。
    有鑒於此，提供一種成本較低且傳輸能力高之光發射裝置實為必要。
    本發明提供一種光發射裝置，包括一個光源，一個第一光循環單元，一個第一光反射器，以及一個輸出元件。該光源發出包括第一波長光之光訊號。該第一光循環單元包括三個光耦合器、三個光隔離器、第一埠、第二埠、第三埠，該三個光耦合器首尾相連成三角形，每兩個光耦合器之間設有該三個光隔離器中之一個，該第一埠、第二埠、第三埠沿順時針方向或逆時針方向和該三個光耦合器一一對應，該第一埠與該光源相連，用於輸入該光訊號。該第一光反射器與該第二埠相連，用於將該第一波長光反射回該第一光循環單元，并傳輸未被反射之光訊號，該第一光循環單元引導該第一波長光自該第三埠輸出。該輸出元件與該第三埠相連，用於對外輸出該第一波長光。
    相對於先前技術，本發明提供之光發射裝置光發射裝置采用光耦合器、光隔離器及光反射器實現光訊號之循環及特定波長光訊號之分離輸出，從而提高該光發射裝置之數據傳輸能力；而且，光耦合器和光隔離器搭配使用，成本低於光循環器（optical circulator），利於量產。
    以下將結合圖式對本發明作進一步詳細說明。
    請參閱圖1，本發明第一實施例提供之光發射裝置100包括一個光源10，該光源10發出包括波長為λ1之光訊號，一個第一光循環單元20，一個第一光反射器30，以及一個輸出元件40。
    該第一光循環單元20包括三個光耦合器（optical coupler）201，三個光隔離器(optical isolator)202，以及第一埠(port)21，第二埠22，和第三埠23。該三個光耦合器201結構在本實施例中相同。該三個第一光隔離器202之結構在本實施例中相同。
    該三個光耦合器201通過光纖相連成三角形，且每兩個光耦合器201之間設有一個第一光隔離器202，即該三個光耦合器201和該三個第一光隔離器202交錯相連。光耦合器201用於將輸入之光訊號耦合至其他端點，可以依照設計將能量彙集在一起或做適當之分配后輸出。本實施例提供之光耦合器201均包括三個輸入/輸出端口，為方便介紹，僅將其中一個對外之輸入/輸出端口作為“埠”來說明。
    該第一埠21、第二埠22、第三埠23是每個光耦合器201之一個對外之輸入/輸出端，由於該三個光耦合器201結構相同，所以可以以順時針方向上所在位置不同來區別每個埠。本實施例中選用順時針方向定義每個埠，即從上到右下到左下（圖上位置）之光耦合器201之輸入/輸出端分別是：第一埠21、第二埠22、第三埠23，也可以將從上到右下到左下之光耦合器201之輸入/輸出端分別定義為：第二埠22、第三埠23和第一埠21，以此類推。
    該三個第一光隔離器202之允許光通過之方向在本實施例中是順時針方向（如圖中箭頭所示），即允許光訊號沿順時針方向傳輸，并阻止光訊號向逆時針方向傳輸，此允許傳輸之方向決定著該第一光循環單元20之光訊號循環方向。也可以根據需要將該第一光循環單元20之光訊號循環方向設置為逆時針方向，只要將該三個第一光隔離器202相對本實施例中之方向反向放置即可。
    該第一光反射器30與該第二埠22相連。該第一光反射器30包括一個能夠反射波長為λ1之光訊號之布拉格光纖光柵（Fiber Bragg Grating, FBG）。布拉格光纖光柵利用具有週期性結構圖案之光罩置於光纖上，再利用高能量短波長之紫外線照射後制作而成，可在光纖核心(core)部份產生干涉條紋，並永久地改變其折射率。當一個包含多個波長之光訊號經過布拉格光纖光柵時，大部份波長之訊號只有些微損耗，但波長恰為光柵週期兩倍之光訊號會被反射。例如光纖週期是775nm時，反射波之波長為1550nm。布拉格光纖光柵反射出的波長線寬小，因此傳輸時色散影響小，傳輸品質高。
    該第一光循環單元20和該第一光反射器30相互配合，使得波長為λ1之光訊號從該光源10發出之所有光訊號中分離出來，工作原理介紹如下：假設光訊號自該第一埠21輸入，雖然該光耦合器201有兩條支路分別連至其余兩個光耦合器201，但逆時針方向之支路被一個第一光隔離器202阻隔，因此光訊號將順時針傳輸至右下之光耦合器201并自該第二埠22輸出，由於該第一光反射器30與該第二埠22相連，所以，λ1波長光為該第一光反射器30反射后再次從該第二埠22進入該第一光循環單元20并繼續順時針傳輸至下一個光耦合器201，并從該第三埠23輸出。該第一光反射器30將除了λ1之外之所有波長之光訊號繼續傳輸至其后之元件。
    該輸出元件40與該第三埠23相連，用於對外輸出該λ1波長光。該輸出元件40主要用於接收光訊號并輸出光訊號。該輸出元件40可以僅僅是一個端口，使λ1波長光毫無變化地直接輸出，也可以包括多個調節單元進行調節，例如，該輸出元件40可以包括一個光調變器41，該光調變器41可以是馬赫－曾特爾調變器或電吸收調變器，用於載入電訊號對λ1波長光進行光調變，調整光增益等，該輸出元件40還可以設置透鏡使得特定光訊號經透鏡折射后再輸出。
    在其他實施例中，該光源10可以與該第二埠22相連，以此類推，該第一光反射器30與該第三埠23相連，而該輸出元件40與該第一埠21相連，總之，該第一光循環單元20之工作模式為：從第一埠21進光，該第二埠22出光，從該第二埠22進光，則從該第三埠23出光，從該第三埠23進光，則從該第一埠21出光。
    該光發射裝置100進一步包括一個第二光隔離器50，設置於該第一光反射器30之輸出端，用於阻止該未被反射之光訊號反射回該第一光反射器30，發生訊號串擾。
    本實施例提供之光發射裝置100采用價格較低之光耦合器201和第一光隔離器202來實現光訊號之循環及特定波長光訊號之分離輸出，從而不必對光源10提出苛刻之波長要求，只需要該光源10包括可用波長即可。特別是，光耦合器和光隔離器搭配使用，成本低於常見之光循環器（optical circulator），非常利於量產。
    本發明提供之光發射裝置不僅可以輸出一種光波，還可以繼續串聯多個光循環單元20和多個光反射器來實現多種特定光波之輸出或者分離，從而大幅提高光發射模組之訊號傳輸能力。
    請參閱圖2，本發明第二實施例提供之光發射裝置300與光源發射裝置100相比，主要區別是還包括一個第二光循環單元320和一個第二光反射器330，該光源310為寬頻光源，除了發出波長為λ1之光訊號外，還發出波長為λ2、λ3、λ4等光訊號。
    該第二光循環單元320與該第一光循環單元20之結構相同，功能相同。該第二光循環單元320之第一埠321與該第一光反射器30相連，以使通過該第一光反射器30之光波進入該第二光循環單元320。假設該λ1波長光已被分離，則剩下之波長為λ2、λ3、λ4等光訊號進入該第二光循環單元320。該第二光反射器330與該第二光循環單元320之第二埠322相連，該第二光反射器330包括一個反射該λ2波長光之布拉格光纖光柵，因此，λ2波長光從該第二光循環單元320之第三埠323輸出。輸出后之λ2波長光可以從該輸出元件40輸出，可以是直接輸出，也可以是經過調變后輸出。
    以此類推，該光發射裝置300還可以在第二光反射器330之輸出端進一步連接多個光循環單元和多個光反射器，用來輸出其他特定波長光訊號。
    使用者可以根據需要選擇使用不同數量之光循環單元和光反射器，因此，既可以輸出一種光訊號，又可以輸出多種光訊號，不必頻繁更換光源，尤其是當光源為寬頻光源時，且成本較低。
    該輸出元件40可以包括多個輸出端口，用於使多種光訊號獨立輸出，或者如圖2所示可以設置一個光多工器43（multiplexer），用於將該多種波長之光訊號整合成一束中對外輸出。圖2中僅畫出一個方框表示輸出元件40並不是將輸入元件之數量限制為一個，而只是概括表示了所有的輸出元件。
    類似光發射裝置100，輸出元件40還設有相應數量之光調變器41，用於調變對應之光訊號。
    為了進一步減少光發射模組300中不同光訊號之間的串擾，該光發射裝置300將該第二光隔離器50設於該第二光反射器330之輸出端，用於阻止波長為λ3、λ4之光訊號反射回該第二光反射器330。該第二光隔離器50還可以設置在該第一光反射器30和第二光循環單元320之間，如果沒有第二光循環單元320（例如在光發射模組100中），就將第二光隔離器50設置在該第一光反射器30之輸出端。
    本說明書中之“相連”或者“連接”如無特別說明，均指通過光纖連接。
    綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
    100，300．．．光發射裝置
    10，310．．．光源
    201．．．光耦合器
    202．．．第一光隔離器
    21，321．．．第一埠
    22，322．．．第二埠
    23，323．．．第三埠
    20，320．．．光循環單元
    30，330．．．光反射器
    40．．．輸出元件
    41．．．光調變器
    43．．．光多工器
    50．．．第二光隔離器
    圖1係本發明第一實施例提供之光發射裝置之示意圖。
    圖2係本發明第二實施例提供之光發射裝置之示意圖。
    100．．．光發射裝置
    10．．．光源
    201．．．光耦合器
    202．．．第一光隔離器
    21．．．第一埠
    22．．．第二埠
    23．．．第三埠
    20．．．光循環單元
    30．．．光反射器
    40．．．輸出元件
    41．．．光調變器
    50．．．第二光隔離器
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] 一種光發射裝置，包括：一個光源，發出包含第一波長光之光訊號；一個第一光循環單元，包括三個光耦合器、三個第一光隔離器、第一埠、第二埠、第三埠，該三個光耦合器首尾相連成三角形，每兩個光耦合器之間設有該三個第一光隔離器中之一個，該第一埠、該第二埠、該第三埠沿順時針方向或逆時針方向和該三個光耦合器一一對應，該第一埠與該光源相連，用於輸入該光訊號；一個第一光反射器，與該第二埠相連，用於將該第一波長光反射回該第一光循環單元，并傳輸未被反射之光信號，該第一光循環單元引導被該第一光反射器反射之該第一波長光自該第三埠輸出；以及一個輸出元件，與該第三埠相連，用於對外輸出該第一波長光。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之光發射裝置，其中：該輸出元件還包括一個光調變器，用於對該第一波長光進行光調變后輸出。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之光發射裝置，其中：該光發射裝置進一步包括一個第二光隔離器，設置於該第一光反射器之後端，用於阻止該未被反射之光訊號反射回該第一光反射器。
    [4] 申請專利範圍第1項所述之光發射裝置，其中：該第一光反射器包括一個反射該第一波長光之布拉格光纖光柵。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之光發射裝置，其中：該未被反射之光信號還包含第二波長光，該第二波長光之波長不同於該第一波長光之波長，該光發射裝置還包括：一個第二光循環單元，該第二光循環單元和該第一光循環單元之結構相同，該第二光循環單元與該第一光反射器相連以使該未被反射之光訊號進入該第二光循環單元之第一埠；以及一個第二光反射器，該第二光反射器與該第二光循環單元之第二埠相連以將該第二波長光反射回該第二光循環單元，并傳輸其它波長光，該第二光循環單元引導被該第二光反射器反射之該第二波長光自該第三埠輸出；該輸出元件還與該第二光循環單元之第三埠相連，該輸出元件可選擇性地對外輸出該第一波長光或/和該第二波長光。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之光發射裝置，其中：該輸出元件還包括一個光調變器，用於對該第一、第二波長光進行光調變。
    [7] 如申請專利範圍第5項或第6項所述之光發射裝置，其中：該輸出元件還包括一個光多工器，用於將該第一、第二波長光整合至一束光纖中對外輸出。
    [8] 如申請專利範圍第2項或第6項所述之光發射裝置，其中：該光調變器為馬赫－曾特爾調變器或電吸收調變器。
    [9] 如申請專利範圍第5項所述之光發射裝置，其中：該光發射裝置進一步包括一個第二光隔離器，設置於該第一光反射器和該第二光循環器之間，用於阻止該未被反射之光訊號反射回該第一光反射器。
    [10] 如申請專利範圍第5項所述之光發射裝置，其中：該光發射裝置進一步包括一個第二光隔離器，設置於該第二光反射器之後端，用於阻止該其它波長光反射回該第二光反射器。
    [11] 如申請專利範圍第5項所述之光發射裝置，其中：該第一光反射器包括一個反射該第一波長光之布拉格光纖光柵，該第二光反射器包括一個反射該第二波長光之布拉格光纖光柵。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US9519151B2|2016-12-13|Optical multiplexer and transmitter optical subassembly
    CN103201969B|2016-10-19|使用激光器阵列的光复用
    CN104422990B|2018-06-05|利用多芯光纤进行波分解复用的方法和光学系统
    TWI451143B|2014-09-01|光學互連體組織結構及光學交換器
    JP2006201555A|2006-08-03|マルチモード波長多重光トランシーバ
    CN104169769B|2016-05-25|NxN并行收发光模块
    WO2018170828A1|2018-09-27|双向光组件、光网络单元、光线路终端和无源光网络系统
    CN203422497U|2014-02-05|一种紧凑型波分复用光学结构及光发射模块
    JP4617938B2|2011-01-26|光送信器
    JP2005070189A|2005-03-17|光束多重通信用光リンク及び双方向光通信用光リンク
    CN208421302U|2019-01-22|一种单纤双向多波长光收发组件
    JP2000162546A5|2000-06-16|
    TWI514793B|2015-12-21|多信道光發射模組及光發射方法
    TWI505656B|2015-10-21|光發射裝置
    CN106461868A|2017-02-22|多芯多模光纤耦合装置
    JP2022500970A|2022-01-04|単芯双方向光送受信アセンブリ
    CN108551372B|2021-03-26|一种多波长空间错位分合波模块
    CN208188409U|2018-12-04|一种超小型反射式波分复用器件
    JP2008160719A|2008-07-10|光信号伝送装置
    TWI637604B|2018-10-01|Optical fiber laser transmission system with laser light splitting device
    CN204479797U|2015-07-15|一种带偏振控制的阵列波导光栅装置
    TWI695197B|2020-06-01|雙向光傳輸系統
    TW201443502A|2014-11-16|光通訊模組
    KR101542476B1|2015-08-06|다수의 단파장 광을 결합하기 위한 다중 광 결합기
    CN212539399U|2021-02-12|一种波分复用光纤振动传感装置及接入组网
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US8577188B2|2013-11-05|
    US20130051722A1|2013-02-28|
    TWI505656B|2015-10-21|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    US6493141B2|2000-08-02|2002-12-10|Avanex Corporation|Multi-functional optical device utilizing multiple polarization beam splitters and non-linear interferometers|
    CA2355589A1|2000-08-23|2002-02-23|Jds Uniphase Inc.|Bi-directional circulator|
    US6954307B2|2002-02-12|2005-10-11|Oplink Communications, Inc.|Four-port PM circulator|
    US6965472B2|2004-03-22|2005-11-15|Raytheon Company|Nonreciprocal optical element with independent control of transmission opposite directions|
    JP4594636B2|2004-03-23|2010-12-08|富士通株式会社|光伝送装置|
    US8320415B2|2009-08-19|2012-11-27|Ipg Photonics Corporation|High-power multi-port circulator|
    JP5397445B2|2011-09-29|2014-01-22|沖電気工業株式会社|光中継装置|
    法律状态:
    2018-07-21| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    TW100130110A|TWI505656B|2011-08-23|2011-08-23|光發射裝置|TW100130110A| TWI505656B|2011-08-23|2011-08-23|光發射裝置|
    US13/274,364| US8577188B2|2011-08-23|2011-10-17|Optical transmitter module|
    [返回顶部]