一種收發一體器件制造技術

本實用新型專利技術公開了一種收發一體器件，包括殼體和光輸出裝置，殼體內部設有管芯、前透鏡、分光片、功率監測探測器、信號檢測探測器、半導體制冷器，管芯、前透鏡、分光片、功率監測探測器、信號檢測探測器設置于半導體制冷器之上，前透鏡設置于管芯后端，分光片設置于前透鏡后端，功率監測探測器和信號檢測探測器分別對應設置于分光片的兩側反射端光路中，分光片后端透射端光路對應設置有光輸出裝置；本實用新型專利技術較之現有的收發一體器件具有較高的器件集成度和穩定性，結構緊湊，體積大大縮小，可以廣泛應用于光纖傳感領域之中。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種集成器件，具體來說是一種集成超輻射發光二級管+探測器(SLD+PD)的收發一體器件，本技術屬于光纖傳感領域。
技術介紹
光纖傳感技術是伴隨光纖通信技術的發展而迅速發展起來的新型傳感技術，是以光波為載體、光纖為媒質、感知和傳輸外界被測量信號的一種傳感技術。作為被測量信號載體的光波和作為光波傳播媒質的光纖，具有一系列獨特的、其他載體和媒質難以相比的優點。光波不怕電磁干擾，易為各種光探測器件接收，可方便的進行光電或電光轉換。光纖工作頻帶寬，動態范圍大，適合于遙測遙控，是一種優良的低損耗傳輸線；光纖本身不帶電，體積小，質量輕，易彎曲，抗電磁干擾，抗輻射性能好，特別適合于易燃、易爆、空間受嚴格限制及強電磁干擾等惡劣環境下使用。因此，光纖傳感技術一問世就受到極大重視，幾乎在各個領域得到廣泛研究與應用，成為傳感技術的先導，推動著傳感技術蓬勃發展。光纖傳感技術中有一類利用薩格奈克效應制作的傳感器，例如全光纖型電流傳感器和光纖陀螺儀等傳感器，其共同的特點是采用低相干光源的寬帶光源，經過光纖耦合器輸出，經過調制器和傳感頭后的光，再經過干涉返回后也通過光纖耦合器輸出到光電探測器上，實現光電轉換進行探測，以實現探測傳感頭狀態目的。如圖I當前國內的全光纖型電流傳感器和光纖陀螺儀系統普遍采用的是分立的SLD (Super luminescent diode)光源、稱合器、PD (photo diode)元件,采用熔接光纖的方式組裝而成的。這種結構繁瑣，溶接光纖時會引入有熔接損耗和其他因素(如偏振等)相關影響。另外ro沒有溫控，使用時由于ro的響應度隨溫度變化而引入的測試誤差無法避免。
技術實現思路
本技術的目的是針對現有技術存在的不足，提出一種器件結構更簡單可靠、成本降低的集成化的收發一體器件，該器件把SLD、耦合器、PD等功能集成一體，該器件大大簡化了當前全光纖型電流傳感器和光纖陀螺儀的制作工藝，能夠提高系統的性能。本技術所采用的技術方案是—種收發一體器件，包括殼體和光輸出裝置，殼體內部設有管芯、前透鏡、分光片、功率監測探測器、信號檢測探測器、半導體制冷器，管芯、前透鏡、分光片、功率監測探測器、信號檢測探測器設置于半導體制冷器之上，前透鏡設置于管芯后端，分光片設置于前透鏡后端，功率監測探測器和信號檢測探測器分別對應設置于分光片的兩側反射端光路中，分光片后端透射端光路對應設置有光輸出裝置。所述的殼體內部設置有熱敏電阻，熱敏電阻與半導體制冷器相連。所述的輸出裝置包括位于分光片后端透射端光路中的后透鏡，后透鏡耦合有尾纖，尾纖上設置有尾套管。所述的輸出裝置包括殼體上設置燒結有光窗的光區域，光窗與分光片后端的分光光路相對應。所述的輸出裝置包括位于分光片后端透射端光路中的后透鏡，后透鏡耦合有金屬化光纖組件，金屬化光纖組件上設置有尾套管，金屬化光纖組件固定于固定支架上。所述的輸出裝置包括位于分光片后端透射端光路中的后透鏡與插針，后透鏡與插針耦合有尾纖，尾纖上設置有尾套管；殼體對應分光片后端分光光路區域設置有凸起中空管體，后透鏡直接燒結于殼體上的中空管體內，插針對準耦合后透鏡設置于殼體的中空管體內。所述的輸出裝置包括有探測器放大電路和位于分光片后端透射端光路中的后透鏡，后透鏡對應耦合設置有Y波導調制器芯片，Y波導調制器芯片設置有兩根保偏光纖耦合輸出，信號檢測探測器同探測器放大電路相連接。所述的光窗的輸出光路中設置有后透鏡，后透鏡對應耦合設置有Y波導調制器芯片，Y波導調制器芯片設置有兩根保偏光纖耦合輸出，信號檢測探測器連接有探測器放大電路；所述殼體、后透鏡、Y波導調制器芯片、探測器放大電路、兩根保偏光纖均設置在外殼體內，外殼體的引線為玻璃燒結或陶瓷引線。所述分光片前面設置有隔離器。所述管芯可以是SLD管芯或者LD管芯。本技術具有如下優點I.提高了器件的集成度和穩定性，使結構緊湊，體積大大縮小；2.簡化了工程安裝程序，大大地降低了成本；3.本技術技術方案可以廣泛應用于光纖傳感領域之中。附圖說明圖I、現有技術全光纖型電流傳感器和光纖陀螺儀光學結構示意圖圖2、本技術第一種實施例的收發一體器件結構示意圖；圖3、本技術第二種實施例的收發一體器件結構示意圖；圖4、本技術第三種實施例的收發一體器件結構示意圖；圖5、本技術第四種實施例的收發一體器件結構示意圖；圖6、本技術第五種實施例的收發一體器件結構示意圖；圖7、本技術第六種實施例的收發一體器件結構示意圖；圖8、本技術第七種實施例的收發一體器件結構示意圖；其中I、殼體；2、管芯；3、前透鏡；4、分光片；5、功率監測探測器；6、信號檢測探測器；7、后透鏡；8、半導體制冷器；9、熱敏電阻；10、尾纖；11、尾套管；12、固定支架；13、插針；14、Y波導調制器芯片15、保偏光纖；17、外殼體；19、隔離器；16、探測器放大電路18、光窗；20、起偏器；21、金屬化光纖組件；具體實施方式下面結合實施例對本技術做出進一步的說明。本技術第一種實施例的收發一體器件結構如圖2所示，包括管芯2、前透鏡3、分光片4、功率監測探測器5、信號檢測探測器6、后透鏡7、半導體制冷器8、熱敏電阻9均設置于殼體I內部，管芯2、前透鏡3、分光片4、功率監測探測器5、信號檢測探測器6和后透鏡7設置于半導體制冷器8之上，熱敏電阻9同半導體制冷器8相連。前透鏡3設置于管芯2后端，分光片4設置于前透鏡3后端，功率監測探測器5和信號檢測探測器6分別對應設置于分光片4的兩側反射端光路中，分光片4后端透射端光路對應設置后透鏡7，后透鏡7耦合有尾纖10，尾纖10上設置有尾套管11。分光片4的分光比可以是50:50。管芯2可以米用 SLD (Super luminescent diode)管芯或者 LD (Laser Diode)管芯。前透鏡 3 和后透鏡7是一種非球準直透鏡，管芯2發出的光經過前透鏡3后變成準直光，準直光經過后透鏡7后變成會聚光聚于光纖上。前透鏡3和后透鏡7也可以使其他類型的透鏡，如自聚焦透鏡、C透鏡等。本技術的一種收發一體器件實現功能具體如下管芯2發出的光經過前透鏡3準直后，再經過50:50分光比的分光片4，50%的光功率反射到功率監測探測器5做功率監控用，另外50%透射光經過后透鏡7與尾纖10耦合輸出。本技術收發一體器件的尾纖10同帶有傳感頭信息的系統相連接，經過系統帶有傳感頭信息的光經過調制、干涉后通過尾纖10返回，再經過分光片4，一束光路反射到信號檢測探測器6，信號檢測探測器6探測到的信息進行相關處理就可以判定傳感頭的狀態，譬如在光纖陀螺中就可以判定物體的運動狀態、電流互感器就可以判定電流狀況等；另外一束光路沿水平方向回到管芯2。所述管芯2、前透鏡3、分光片4、功率監測探測器5、信號檢測探測器6和后透鏡7均置于半導體制冷器8之上，利用熱敏電阻9反饋溫度信息進行溫控，確保收發一體器件在全溫范圍內的穩定工作。本技術各部件其功能具體如下殼體I是實現氣密封裝，安裝半導體制冷器和固定光纖，并且引出電極。管芯2實現將電信號轉換成光信號。前透鏡3把有管芯發出的光變成準直光。分光片4把經過前透鏡準直的光按照一定的比例分成兩路，一路投射出去經過后透鏡7和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種收發一體器件，其特征在于：包括殼體（1）和光輸出裝置，殼體（1）內部設有管芯（2）、前透鏡（3）、分光片（4）、功率監測探測器（5）、信號檢測探測器（6）、半導體制冷器（8），管芯（2）、前透鏡（3）、分光片（4）、功率監測探測器（5）、信號檢測探測器（6）設置于半導體制冷器（8）之上，前透鏡（3）設置于管芯（2）后端，分光片（4）設置于前透鏡（3）后端，功率監測探測器（5）和信號檢測探測器（6）分別對應設置于分光片（4）的兩側反射端光路中，分光片（4）后端透射端光路對應設置有光輸出裝置。

【技術特征摘要】
1.一種收發一體器件,其特征在于包括殼體(I)和光輸出裝置，殼體(I)內部設有管芯(2)、前透鏡(3)、分光片(4)、功率監測探測器(5)、信號檢測探測器(6)、半導體制冷器(8)，管芯(2)、前透鏡(3)、分光片(4)、功率監測探測器(5)、信號檢測探測器(6)設置于半導體制冷器(8)之上，前透鏡(3)設置于管芯(2)后端，分光片(4)設置于前透鏡(3)后端，功率監測探測器(5)和信號檢測探測器(6)分別對應設置于分光片(4)的兩側反射端光路中，分光片(4)后端透射端光路對應設置有光輸出裝置。2.如權利要求I所述的一種收發一體器件，其特征在于所述的殼體(I)內部設置有熱敏電阻(9)，熱敏電阻(9)與半導體制冷器(8)相連。3.如權利要求I或2所述的一種收發一體器件，其特征在于所述的輸出裝置包括位于分光片(4)后端透射端光路中的后透鏡(7)，后透鏡(7)耦合有尾纖(10)，尾纖(10)上設置有尾套管(11)。4.如權利要求I或2所述的一種收發一體器件,其特征在于所述的輸出裝置包括殼體(I)上設置燒結有光窗(18)的光區域,光窗(18)與分光片(4)后端的分光光路相對應。5.如權利要求I或2所述的一種收發一體器件，其特征在于所述的輸出裝置包括位于分光片(4)后端透射端光路中的后透鏡(7),后透鏡(7)稱合有金屬化光纖組件(21),金屬化光纖組件(21)上設置有尾套管(11)，金屬化光纖組件(21)固定于固定支架(12)上。6.如權利要求I或2所述的一種收發一體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳小梅，羅勇，官成鋼，劉天明，曹魏，李量，
申請(專利權)人：武漢光迅科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：