CN102301739B - 光信号复用的方法和光复用器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光信号复用的方法和光复用器，涉及光通信领域，用于将至少四路光信号复用成一路光信号。本发明提供的方法包括：对即将进行复用的四路光信号中的两路光信号的偏振态进行调整，使得被调整后的两路光信号的偏振态与另外两路光信号的偏振态分别不同，优选的是相互正交，再通过偏振复用将偏振态经过调整的一路光信号与偏振态未经调整的一路光信号合并成一路光信号，然后将偏振复用得到的两路光信号合并成一路光信号，从而实现将四路光信号复用成一路光信号。本发明的方案进行复用时，是基于偏振复用将各路光信号复用成一路光信号，各路光信号所经历的光程的差异较小，最终复用在一起时各路光功率和光场能量分布差异性较小。

Description

光信号复用的方法和光复用器

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种光信号复用的方法和光复用器。

背景技术

网络流量迅速增长，促进了路由器和传送设备线卡容量的持续增长，伴随着光通信产业的发展，客户侧光收发模块相关技术也在不断演进，高速率、低成本、低功耗、小型化、可插拔的光收发模块逐渐成为行业关注的热点。

近年来各模块厂家相继推出100GE客户侧模块，其发送侧大多的解决方案是采用4个分立的TOSA(Transmitter Optical Subassembly，光发射次模块)器件，外置光层的MUX(multiplexer，复用器)器件将4通道TOSA输出的光合波后进入单模光纤传输。诸多厂商下一代光模块的目标是，通过设计集成的TOSA，降低发送侧关键器件的体积和功耗，实现模块向小型化的CFP2甚至CFP4封装形式演进。

在向下一代更小封装的演进过程中，模块的发送侧若采用集成TOSA设计方案，需要将4路激光器以及MUX器件甚至激光器驱动都集成在一个TOSA中，如何将4路激光器输出的光耦合进单模光纤即如何设计集成的光层4:1复用器件成为研究的热点。现有技术中，光层MUX/DEMUX器件可以选择基于TFF(Thin Film Filter，薄膜滤波器)或者基于PLC(Planar Lightwave Circuit，平面光波导)的设计方案。

现有的MUX器件设计方案之一是基于Zig-Zag的TFF，如图1A所示，多路激光器输出的光通过透镜准直后再经过滤波片和反射镜多次折返合束后耦合进单模光纤，该滤波片阵列和反射镜组成的光复用器即光层MUX。

现有技术中还有另一种MUX器件设计方案，其是基于PLC的光层MUX器件，如图1B所示，激光器输出的光通过基于PLC阵列波导光栅合束后耦合进入单模光纤传输。

但是，图1A所示的光层MUX器件体积较大不利于集成，并且在光层MUX器件内不同通道的激光经历的反射次数不同而且所走的光程差异较大，导致不同通道输出的激光入纤光功率和光场能量分布差异较大。而图1B所示的光层MUX器件，其与激光器之间的耦合存在很大的插损，且MUX器件与光纤之间的耦合也存在很大的插损，为了满足系统的应用需求，必然需要提高激光器的输出光功率以补偿插损，从而将导致整体功耗增加、系统可靠性下降。

发明内容

为了解决现有技术中光层复用器的体积大、输出的各通道的光功率和光场能量分布差异较大、以及在与光纤耦合时产生较大的插损等缺点，本发明提供了一种光信号复用的方法和光复用器的设计方案。

本发明实施例提供一种光复用器，用于将至少四路光信号复用成一路光信号，包括：第一偏振态调整元件、第二偏振态调整元件、第一光路改变元件、第二光路改变元件、偏振合束器和合束器；

所述第一偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第一路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第一路光信号的偏振态，使得所述第一路光信号与所述至少四路光信号中的第三路光信号在所述偏振合束器中能被合并成一路光信号；

所述第二偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第二路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第二路光信号的偏振态，使得所述第二路光信号与所述至少四路光信号中的第四路光信号在所述偏振合束器中能被合并成一路光信号；

所述第一光路改变元件，用于改变所述第三路光信号和所述第四路光信号的传播方向，使其输入到所述偏振合束器中；

所述偏振合束器，用于将其接收到的第一路光信号和第三路光信号进行合束，得到第五路光信号；还用于将其接收到的第二路光信号和第四路光信号进行合束，得到第六路光信号；

所述第二光路改变元件，用于改变所述偏振合束器输出的所述第五路光信号和所述第六路光信号中的任意一路光信号的传播方向，使其与另外一路光信号在输入到所述合束器后能被所述合束器合并成一路光信号；

合束器，用于将其接收到的所述第五路光信号和所述第六路光信号合并成一路光信号。

本发明实施例还提供一种光复用器，用于将至少四路光信号复用成一路光信号，包括：第一偏振态调整元件、第二偏振态调整元件、第一光路改变元件、第二光路改变元件、第三光路改变元件、第一偏振合束器、第二偏振合束器和合束器；

所述第一偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第一路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第一路光信号的偏振态，使得所述第一路光信号与所述至少四路光信号中的第二路光信号在所述第一偏振合束器中能被合并成一路光信号；

所述第二偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第三路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第三路光信号的偏振态，使得所述第三路光信号与所述至少四路光信号中的第四路光信号在所述第二偏振合束器中能被合成一路光信号；

第一光路改变元件，用于改变所述第二路光信号的传播方向，使其输入到所述第一偏振合束器中；

第二光路改变元件，用于改变所述第四路光信号的传播方向，使其输入到所述第二偏振合束器中；

所述第一偏振合束器，用于将其接收到的第一路光信号和第二路光信号进行合束，输出第五路光信号；

所述第二偏振合束器，用于将其接收到的第三路光信号和第四路光信号进行合束，输出第六路光信号；

所述第三光路改变元件用于改变所述第五路光信号和所述第六路光信号中任意一路光信号的传播方向，使其与另外一路光信号在输入到所述合束器后被所述合束器合成一路光信号；

所述合束器，用于将其接收到的所述第五路光信号和第六路光信号合成一路光信号。

本发明实施例还提供一种光信号复用的方法，将至少四路光信号复用成一路光信号，包括：

调整所述至少四路光信号中的第一路光信号的偏振态，使得所述第一路光信号与所述至少四路光信号中的第二路光信号能通过偏振复用被合并成一路光信号；调整所述至少四路光信号中的第三路光信号的偏振态，使得所述第三路光信号与所述至少四路光信号中的第四路光信号能通过偏振复用被合并成一路光信号；

通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第一路光信号和所述第二路光信号进行合束，输出第五路光信号；通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第三路光信号和所述第四路光信号进行合束，输出第六路光信号；

改变所述第五路光信号和所述第六路光信号中的任意一路光信号的传播方向，使其与另外一路光信号合成一路光信号。

本发明提供的光复用器和光信号复用的方法利用激光的偏振特性，改变需要复用的多路光信号中的部分光信号的偏振态，然后将偏振态经过改变后的任意一路光信号和偏振态未经改变的任意一路光信号通过偏振复用合成一路光信号，最终将偏振复用得到的多路光信号再合成一路光信号。本发明方案基于偏振复用，减少了多路光信号复用成一路光信号时所需的反射次数，因此，本发明方案提供的光复用器体积小，不同路光信号在光复用器中所走的光程差异较小，而且本发明方案提供的光复用器与光纤、激光器耦合时产生的插损较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为现有技术中的第一种光复用器的结构示意图；

图1B为现有技术中的第二种光复用器的结构示意图；

图2A为本发明实施例一提供的光复用器的第一结构示意图；

图2B为本发明实施例一提供的光复用器的第二结构示意图；

图2C为本发明实施例一提供的光复用器的第三结构示意图；

图2D为本发明实施例一提供的光复用器的第四结构示意图；

图3A为本发明实施例二提供的光复用器的第一结构示意图；

图3B为本发明实施例二提供的光复用器的第二结构示意图；

图3C为本发明实施例二提供的光复用器的第三结构示意图；

图3D为本发明实施例二提供的光复用器的第四结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的光信号复用方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本实施例提供一种光复用器，用于将至少四路光信号复用成一路光信号，其结构如图2A所示，至少包括：偏振态调整元件31、偏振态调整元件32、偏振合束器33、、光路改变元件34、合束器35和光路改变元件36。

偏振态调整元件31对输入到光复用器的第一路光信号1的偏振态进行调整，使得第一路光信号1与输入到偏振合束器33的第三路光信号3能被偏振合束器33合成一路光信号。

偏振态调整元件32对输入到光复用器的第二路光信号2的偏振态进行调整，使得第二路光信号2与输入到偏振合束器33的第四路光信号4能被偏振合束器33合成一路光信号。

偏振态调整元件31和偏振态调整元件32，具体可以是波片。需要说明的是，偏振态调整元件31和偏振态调整元件32是任何可以起偏振态调整作用的器件，并不仅限于波片。在一实施例中，偏振态调整元件31和偏振态调整元件32均可以是半波片。

光路改变元件34改变第三路光信号3和第四路光信号4的传播方向，使得第三路光信号3和第四路光信号4输入到偏振合束器33中。光路改变元件34可以为反射镜，也可以是棱镜，本发明不做具体限定。为减少光信号能量的损失，还可以在反射镜或者棱镜的反射面上镀上增反膜。

偏振合束器33将其接收到的第一路光信号1和第三路光信号3合束，得到第五路光信号；偏振合束器33将其接收到的第二路光信号2和第四路光信号4合束，得到第六路光信号。

偏振合束器是通过偏振复用将偏振态不同的两路光信号合成一路光信号。在本实施例中，第一路光信号1在经过偏振态调整元件31后，其偏振态发生了改变，而第三路光信号3在输入到偏振合束器33之前，其偏振态并未发生改变，故输入到偏振合束器33的第一路光信号1的偏振态与输入到偏振合束器33的第三路光信号3的偏振态是不同的，并且第一路光信号1的偏振态改变的程度是要使得输入偏振合束器的第一路光信号1和第三路光信号3能被偏振合束器合并成一路光信号，因此，偏振合束器33可以将其接收到的第一路光信号1和第三路光信号3合并成一路光信号。同理，偏振合束器33也可以将其接收到的第二路光信号2和第四路光信号4合并成一路光信号。

偏振合束器33输出的第六路光信号经过光路改变元件36后，改变了其传播方向，以合适的角度入射到合束器35后与入射到合束器35的第六路光信号刚好能被合并成一路光信号。需要说明的是，光路改变元件36与光路改变元件34可以相同，也可以不同，本发明不做限定。

在本实施例中，合束器35是放置在偏振合束器33输出的第五路光信号的光路上，而用光路改变元件36放置在偏振合束器33输出的第六路光信号的光路上，改变第六路光信号的传播方向使其输入到合束器35中。在另一实施例中，合束器35可以放置在偏振合束器33输出的第六路光信号的光路上，而光路改变元件36放置在偏振合束器33输出的第五路光信号的光路上，改变第五路光信号的传播方向使其输入到合束器35中。

其中，合束器35对第一路光信号1和第三路光信号3是透射作用，对第二路光信号2和第四路光信号4是反射作用。为减少光信号能量的损失，合束器35上镀有对第一路光信号1和第三路光信号3起增加透射作用的增透膜，镀有对第二路光信号2和第四路光信号4起增加反射作用的增反膜。

在另一实施例中，如图2B所示，本发明提供的光复用器还可以包含四个准直元件：准直元件37，准直元件38，准直元件39，准直元件310。四个准直元件分别位于输入到光复用器的四路光信号所在的光路上，对各自所在光路上的光束进行准直作用，使得经准直后的光束方向性更好，光能量更为集中。在又一实施例中，四个准直元件均可以为准直透镜。准直元件具体可以位于光复用器中四路光信号的光路上的任何位置，最优的是处于光复用器的输入端口附近，至于准直元件与偏振态调整元件之间的位置相对关系，本发明不作限定。

在一实施例中，本发明提供的光复用器还可以进一步包括一个光隔离器311，如图2B所示，其位于合束器35输出的光信号所在的光路上且位于合束器35之后，用于减少回波损耗。

在一实施例中，如图2C所示，本发明提供的光复用器包括：偏振态调整元件312、偏振态调整元件313、偏振态调整元件314、偏振态调整元件315、偏振合束器316、光路改变元件317、光路改变元件319和合束器318。在本实施例中，偏振态调整元件312对第一路光信号1的偏振态改变的程度，与偏振态调整元件313对第二路光信号2的偏振态改变的程度相同；偏振态调整元件314对第三路光信号3的偏振态改变的程度，与偏振态调整元件315对第四路光信号4的偏振态改变的程度相同；偏振态调整元件312对第一路光信号1的偏振态改变的程度，与偏振态调整元件314对第三路光信号3的偏振态改变的程度不同，且使得偏振态经调整后的第一路光信号1与偏振态经调整后的第三路光信号3在偏振合束器316中能被合并成一路光信号，优选的，偏振态调整元件312输出的第一路光信号1的偏振态，与偏振态调整元件314输出的第三路光信号3的偏振态正交。在又一实施例中，偏振态调整元件312，313，314和315均可以为波片，优选的，偏正态调整元件312和偏振态调整元件313均为1/4波片，偏振态调整元件314和偏振态调整元件均可以为3/4波片。在图2C所示结构的光复用器中，偏振合束器316的工作原理与图2A所示光复用器中的偏振合束器33的工作原理相同，但是在器件选择上稍有差异，偏振合束器316的光轴相对于偏振合束器33的光轴旋转一定角度，例如，选择合适的偏振合束器316，使得其和偏振态调整元件312配合所起的作用相当于图2A所示光复用器中偏振态调整元件31和偏振合束器33配合所起的作用。图2C所示结构的光复用器中的光路改变元件317、合束器318、光路改变元件319与图2A所示结构的光复用器中光路改变元件34、合束器35、光路改变元件36分别对应相同，此处不再进行赘述。

另一实施例提供的光复用器，如图2D所示，相比于图2C所示的光复用器还可以进一步包括：准直元件320、准直元件321、准直元件323、准直元件324和光隔离器325。在本实施例中，准直元件、光隔离器与图2B对应实施例中描述的准直元件、光隔离器相同，此处不再对其进行赘述。

本发明实施例提供的光复用器，利用激光的偏振特性，改变光信号偏振态，然后基于偏振复用将偏振态不同的两路光信号合成一路光信号，从而可以减少多路光信号复用成一路光信号时所需的反射次数，因此，本发明实施例提供的光复用器不仅体积小、输出的一路复用信号中各路光信号的功率和光场能量分布差异性较小，而且本发明实施例提供的复用器在与激光器、光纤进行耦合时的插损也较小。

实施例二

本实施例提供一种光复用器，用于将至少四路光信号复用成一路光信号，其结构如图3A所示，至少包括：偏振态调整元件41、偏振态调整元件42、偏振合束器43、偏振合束器44、光路改变元件45、光路改变元件46、合束器47和光路改变元件48。

偏振态调整元件41对输入的第一路光信号1的偏振态进行调整，使得其在输入到偏振合束器43后能与输入到偏振合束器43的第二路光信号2被合并成一路光信号。

偏振态调整元件42对输入的第三路光信号3的偏振态进行调整，使得其在输入到偏振合束器44后能与输入到偏振合束器44的第四路光信号4被合并成一路光信号。

其中，偏振态调整元件43和44具体可以是波片。需要说明的是，偏振态调整元件可以是任何可以起偏振态调整作用的器件，并不仅限于波片。在又一实施例中，偏振态调整元件43和偏振态调整元件44均可以是半波片。

光路改变元件45改变输入到光复用器的第二路光信号2的传播方向，使其输入到偏振合束器43中能与输入到偏振合束器45的第一路光信号1被合并成一路光信号。

光路改变元件46改变输入到光复用器的第四路光信号4的传播方向，使其输入到偏振合束器44中能与输入到偏振合束器46的第三路光信号3被合成一路光信号。

光路改变元件45、46可以为反射镜，也可以是棱镜，本发明不做具体限定。为减少光信号能量的损失，还可以在反射镜或者棱镜的反射面上镀上增反膜。

偏振合束器43将其接收到的第一路光信号1和第二路光信号2进行合束，得到第五路光信号；偏振合束器44将其接收到的第三路光信号3和第四路光信号进行合束，得到第六路光信号。偏振合束器43和偏振合束器44的工作原理和实施例一中偏振合束器的工作原理类似，此处不再赘述。

第五路光信号直接入射到合束器47中，第六路光信号经过光路改变元件48后改变传播方向以合适角度入射到合束器47，以使得第六路光信号和第五路光信号能在合束器中被合并成一路光信号。

在本实施例中，合束器47是放置在偏振合束器43输出的第五路光信号的光路上，而用光路改变元件48放置在偏振合束器44输出的第六路光信号的光路上，改变第六路光信号的传播方向使其输入到合束器47中。在另一实施例中，合束器47可以放置在偏振合束器43输出的第六路光信号的光路上，而光路改变元件48放置在偏振合束器43输出的第五路光信号的光路上，改变第五路光信号的传播方向使其输入到合束器47中。

合束器47将接收到的第五路光信号和第六路光信号合成一路光信号。合束器47对第一路光信号1和第二路光信号2是透射作用，对第三路光信号3和第四路光信号4是反射作用。为减少光信号能量的损失，合束器47上可以镀有对第一路光信号1和第二路光信号2起增加透射作用的增透膜，镀有对第三路光信号3和第四路光信号4起增加反射作用的增反膜。

在另一实施例中，如图3B所示，本发明提供的光复用器还可以包含四个准直元件：准直元件49，准直元件410，准直元件411，准直元件412。四个准直元件分别位于输入到光复用器的四路光信号所在的光路上，对各自所在光路上的光束进行准直作用，使得经准直后的光束方向性更好，光能量更为集中。在又一实施例中，四个准直元件均可以为准直透镜。准直元件具体可以位于光复用器中四路光信号的光路上的任何位置，最优的是处于光复用器的输入端口附近，至于准直元件与偏振态调整元件之间的位置相对关系，本发明不作限定。

本发明提供的光复用器还可以进一步包括一个光隔离器413，如图3B所示，其位于合束器47之后且位于合束器47输出的光信号所在的光路上，用于减少回波损耗。

在一实施例中，如图3C所示，本发明提供的光复用器包括：偏振态调整元件414、偏振态调整元件415，偏振态调整元件416，偏振态调整元件417、偏振合束器418，偏振合束器419，光路改变元件420，光路改变元件421、合束器422和光路改变元件423。在本实施例中，偏振态调整元件414对第一路光信号1的偏振态改变的程度，与偏振态调整元件414对第二路光信号2的偏振态改变的程度不同，且使得偏振态经调整后的第一路光信号1与偏振态经调整后的第二路光信号2在偏振合束器418中能被合并成一路光信号，优选的，偏振态调整元件414输出的第一路光信号1的偏振态，与偏振态调整元件415输出的第二路光信号2的偏振态正交；偏振态调整元件416对第三路光信号3的偏振态改变的程度，与偏振态调整元件417对第四路光信号4的偏振态改变的程度不同，且使得偏振态经调整后的第三路光信号3与偏振态经调整后的第四路光信号4在偏振合束器419中能被合并成一路光信号，优选的，偏振态调整元件416输出的第三路光信号3的偏振态，与偏振态调整元件417输出的第四路光信号4的偏振态正交。在又一实施例中，偏振态调整元件414，415，416和417均可以为波片，优选的，偏正态调整元件414和偏振态调整元件416均为1/4波片，偏振态调整元件415和偏振态调整元件417均可以为3/4波片。在图3C所示结构的光复用器中，偏振合束器418、419的工作原理与图3A所示光复用器中的偏振合束器43、44的工作原理相同，但是在器件选择上稍有差异，偏振合束器418的光轴相对于偏振合束器43的光轴旋转一定角度，偏振合束器419的光轴相对于偏振合束器44的光轴旋转一定角度，例如，选择合适的偏振合束器418，使得其和偏振态调整元件414配合所起的作用相当于图3A所示光复用器中偏振态调整元件41和偏振合束器43配合所起的作用；选择合适的偏振合束器419，使得其和偏振态调整元件416配合所起的作用与图3A中偏振态调整元件42和偏振合束器44配合所起的作用相同。图3C所示结构的光复用器中的光路改变元件420、光路改变元件421、合束器422、光路改变元件423和图3A所示结构的光复用器中的光路改变元件45、光路改变元件46、合束器47、光路改变元件48分别对应相同，此处不再进行赘述。

另一实施例提供的光复用器，如图3D所示，相比于图3C所示的光复用器还可以进一步包括：准直元件424、准直元件425、准直元件426、准直元件427和光隔离器428。在本实施例中，准直元件、光隔离器与图3B对应实施例中描述的准直元件、光隔离器相同，此处不再对其进行赘述。

本发明实施例提供的光复用器，利用激光的偏振特性，改变光信号偏振态，然后基于偏振复用将偏振态不同的两路光信号合成一路光信号，从而可以减少多路光信号复用成一路光信号时所需的反射次数，因此，本发明实施例提供的光复用器不仅体积小、输出的一路复用信号中各路光信号的功率和光场能量分布差异性较小，而且本发明实施例提供的复用器在与激光器、光纤进行耦合时的插损也较小。

实施例三

相应于实施例一和实施例二提供的光复用器，本发明实施例还提供一种光信号的复用方法，用于将至少四路光信号复用成一路光信号，其流程如图4所示，包括：

步骤S1：调整所述至少四路光信号中的第一路光信号的偏振态，使得所述第一路光信号与所述至少四路光信号中的第二路光信号能通过偏振复用被合并成一路光信号；调整所述至少四路光信号中的第三路光信号的偏振态，使得所述第三路光信号与所述至少四路光信号中的第四路光信号能通过偏振复用被合并成一路光信号；

步骤S2：通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第一路光信号和所述第二路光信号进行合束，输出第五路光信号；通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第三路光信号和所述第四路光信号进行合束，输出第六路光信号；

步骤S3：改变所述第五路光信号和所述第六路光信号中的任意一路光信号的传播方向，使其与另外一路光信号合成一路光信号。

在步骤S1中，光信号的偏振态调整可以通过波片等偏振态调整元件来实现。在一具体的实施例中，可以采用半波片对第一路光信号和第三路光信号的偏振态进行调整，调整后的偏振态与调整前的偏振态相互正交。

在另一实施例中，本发明提供的光信号复用的方法还可以进一步包括：

在通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第一路光信号和所述第二路光信号进行合束之前，对即将进行合束的所述第二路光信号的偏振态也进行调整，优选的，偏振态经调整后的第二路光信号的偏振态与偏振态经调整后的第一路光信号的偏振态相互正交；

在通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第三路光信号和所述第四路光信号进行合束之前，对即将进行合束的所述第四路光信号的偏振态也进行调整，优选的，偏振态经调整后的第四路光信号的偏振态与偏振态经调整后的第四路光信号的偏振态相互正交。

在该实施例中，可以利用1/4波片对第一路光信号和第三路光信号的偏振态进行调整，利用3/4波片对第二路光信号和第四路光信号的偏振态进行调整。

在又一实施例中，本发明提供的光信号的复用方法还进一步包括：

在通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第一路光信号和所述第二路光信号进行合束之前，对所述第一路光信号和所述第二路光信号进行准直；

在通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第三路光信号和所述第四路光信号进行合束之前，对所述第三路光信号和所述第四路光信号进行准直。

需要说明的是，对光信号的准直可以在调整光信号的偏振态之前进行，也可以在调整光信号的偏振态之后进行，本发明不做限定。

本发明实施例提供的光信号复用的方法，利用激光的偏振特性，改变光信号偏振态，然后基于偏振复用将偏振态不同的两路光信号合成一路光信号，从而可以减少多路光信号复用成一路光信号时所需的反射次数，因此，采用本发明实施例提供的光信号复用的方法将多路信号复用成一路信号后，可以使得最后得到的复用信号中各路信号的功率和光场能量分布差异性较小。

在上述关于光复用器和光信号复用方法的实施例中，均是以将四路光信号复用成一路光信号为例阐述本发明，可以理解的是，当将四路以上的光信号复用成一路信号时，也可以采用发明的方案来实现。例如，将五路光信号复用成一路光信号时，可以采用前文实施例描述的方案先将其中四路光信号复用成一路光信号，然后再与剩下的一路光信号合成一路光信号。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种光复用器，其特征在于，用于将至少四路光信号复用成一路光信号，至少包括：第一偏振态调整元件、第二偏振态调整元件、第一光路改变元件、第二光路改变元件、偏振合束器和合束器；

所述第一偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第一路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第一路光信号的偏振态，使得所述第一路光信号与所述至少四路光信号中的第三路光信号在所述偏振合束器中能被合并成一路光信号；

所述第二偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第二路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第二路光信号的偏振态，使得所述第二路光信号与所述至少四路光信号中的第四路光信号在所述偏振合束器中能被合并成一路光信号；

所述第一光路改变元件，用于改变所述第三路光信号和所述第四路光信号的传播方向，使其输入到所述偏振合束器中；

所述偏振合束器，用于将其接收到的第一路光信号和第三路光信号进行合束，得到第五路光信号；还用于将其接收到的第二路光信号和第四路光信号进行合束，得到第六路光信号；

所述第二光路改变元件，用于改变所述偏振合束器输出的所述第五路光信号和所述第六路光信号中的任意一路光信号的传播方向，使其与另外一路光信号在输入到所述合束器后能被所述合束器合并成一路光信号；

合束器，用于将其接收到的所述第五路光信号和所述第六路光信号合并成一路光信号。

2.如权利要求1所述的光复用器，其特征在于，所述第一偏振态调整元件和所述第二偏振态调整元件均具体为半波片。

3.如权利要求1所述的光复用器，其特征在于，所述光复用器还进一步包括第三偏振态调整元件和第四偏振态调整元件；

所述第三偏振态调整元件，用于在所述第三路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第三路光信号的偏振态，使得偏振态经调整后的所述第三路光信号与偏振态经调整后的所述第一路光信号在所述偏振合束器中能被合并成一路光信号；

所述第四偏振态调整元件，用于在所述第四路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第四路光信号的偏振态，使得偏振态经调整后的所述第四路光信号与偏振态经调整后的所述第二路光信号在所述偏振合束器中能被合并成一路光信号。

4.如权利要求3所述的光复用器，其特征在于，所述第一偏振态调整元件和第二偏振态调整元件为1/4波片，所述第三偏振态调整元件和第四偏振态调整元件为3/4波片。

5.如权利要求1至4任一项所述的光复用器，其特征在于，还进一步包括：

第一准直元件，用于在所述第一路光信号输入到所述偏振合束器之前，对所述第一路光信号进行准直；

第二准直元件，用于在所述第二路光信号输入到所述偏振合束器之前，对所述第二路光信号进行准直；

第三准直元件，用于在所述第三路光信号输入到所述偏振合束器之前，对所述第三路光信号进行准直；

第四准直元件，用于在所述第四路光信号输入到所述偏振合束器之前，对所述第四路光信号进行准直。

6.如权利要求1至4任一项所述的光复用器，其特征在于，还进一步包括光隔离器，所述光隔离器位于所述合束器之后，并且位于所述合束器输出的一路光信号所在的光路上。

7.一种光复用器，其特征在于，用于将至少四路光信号复用成一路光信号，至少包括：第一偏振态调整元件、第二偏振态调整元件、第一光路改变元件、第二光路改变元件、第三光路改变元件、第一偏振合束器、第二偏振合束器和合束器；

所述第一偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第一路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第一路光信号的偏振态，使得所述第一路光信号与所述至少四路光信号中的第二路光信号在所述第一偏振合束器中能被合并成一路光信号；

所述第二偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第三路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第三路光信号的偏振态，使得所述第三路光信号与所述至少四路光信号中的第四路光信号在所述第二偏振合束器中能被合成一路光信号；

第一光路改变元件，用于改变所述第二路光信号的传播方向，使其输入到所述第一偏振合束器中；

第二光路改变元件，用于改变所述第四路光信号的传播方向，使其输入到所述第二偏振合束器中；

所述第一偏振合束器，用于将其接收到的第一路光信号和第二路光信号进行合束，输出第五路光信号；

所述第二偏振合束器，用于将其接收到的第三路光信号和第四路光信号进行合束，输出第六路光信号；

所述第三光路改变元件用于改变所述第五路光信号和所述第六路光信号中任意一路光信号的传播方向，使其与另外一路光信号在输入到所述合束器后被所述合束器合成一路光信号；

所述合束器，用于将其接收到的所述第五路光信号和第六路光信号合成一路光信号。

8.如权利要求7所述的光复用器，其特征在于，所述第一偏振态调整元件和所述第二偏振态调整元件具体为半波片。

9.如权利要求7所述的光复用器，其特征在于，所述光复用器还进一步包括第三偏振态调整元件和第四偏振态调整元件；

所述第三偏振态调整元件，用于在所述第二路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第二路光信号的偏振态，使得偏振态经调整后的所述第二路光信号与偏振态经调整后的所述第一路光信号在所述第一偏振合束器中能被合并成一路光信号；

所述第四偏振态调整元件，用于在所述第四路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第四路光信号的偏振态，使得偏振态经调整后的所述第四路光信号与偏振态经调整后的所述第三路光信号在所述第二偏振合束器中能被合并成一路光信号。

10.如权利要求9所述的光复用器，其特征在于，所述第一偏振态调整元件和第二偏振态调整元件为1/4波片，所述第三偏振态调整元件和第四偏振态调整元件为3/4波片。

11.如权利要求7至10任一项所述的光复用器，其特征在于，还进一步包括：

第一准直元件，用于在所述第一路光信号输入到所述第一偏振合束器之前，对所述第一路光信号进行准直；

第二准直元件，用于在所述第二路光信号输入到所述第一偏振合束器之前，对所述第二路光信号进行准直；

第三准直元件，用于在所述第三路光信号输入到所述第二偏振合束器之前，对所述第三路光信号进行准直；

第四准直元件，用于在所述第四路光信号输入到所述第二偏振合束器之前，对所述第四路光信号进行准直。

12.如权利要求7至10任一项所述的光复用器，其特征在于，还进一步包括光隔离器，所述光隔离器位于所述合束器之后，并且位于所述合束器输出的所述一路光信号所在光路上。

13.一种光信号复用的方法，其特征在于，将至少四路光信号复用成一路光信号，包括：

调整所述至少四路光信号中的第一路光信号的偏振态，使得所述第一路光信号与所述至少四路光信号中的第二路光信号能通过偏振复用被合并成一路光信号；调整所述至少四路光信号中的第三路光信号的偏振态，使得所述第三路光信号与所述至少四路光信号中的第四路光信号能通过偏振复用被合并成一路光信号；

通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第一路光信号和所述第二路光信号进行合束，输出第五路光信号；通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第三路光信号和所述第四路光信号进行合束，输出第六路光信号；

改变所述第五路光信号和所述第六路光信号中的任意一路光信号的传播方向，使其与另外一路光信号合成一路光信号。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：

在通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第一路光信号和所述第二路光信号进行合束之前，调整所述第二路光信号的偏振态，使得所述第二路光信号的偏振态与偏振态经调整后的第一路光信号的偏振态相互正交；

在通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第三路光信号和所述第四路光信号进行合束之前，调整所述第四路光信号的偏振态，使得所述第四路光信号的偏振态与偏振态经调整后的第三路光信号的偏振态相互正交。

15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：

在通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第一路光信号和所述第二路光信号进行合束之前，对所述第一路光信号和所述第二路光信号进行准直；

在通过偏振复用将偏振态经调整后的所述第三路光信号和所述第四路光信号进行合束之前，对所述第三路光信号和所述第四路光信号进行准直。

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