CN103163594A - 具有多个光源的光学模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种输出波长多路复用光信号的光学模块。该光学模块至少设置有：第一光源至第三光源、波长多路复用器、偏振旋转器和偏振多路复用器。光源分别输出具有彼此不同波长的第一光信号至第三光信号。波长多路复用器多路复用第一光信号和第三光信号。偏振旋转器将多路复用的第一光信号和第三光信号以及第二光信号中的一者的偏振向量旋转大约90°。偏振多路复用器对偏振旋转的光信号和第二光信号进行多路复用。

Description

具有多个光源的光学模块

技术领域

本发明涉及光学模块，具体地，本发明涉及如下光学模块：该光学模块具有多个光信号源并输出多路复用光信号，该多路复用光信号将分别从相应的光信号源发出的光信号多路复用。

背景技术

由单根光纤传输的传输量逐年增加。在城域/接入网络系统中，每根光纤的传输容量已经变成40Gbps、100Gbps或更高。已知波分复用（WDM）技术是用于提高传输容量的关键技术之一。WDM系统对各波长彼此不同的多个光信号进行多路复用。根据正在起草的LAN-WDM标准的草案，对分别具有每个波长为25Gbps的传输速度且频宽为800GHz的四个光信号进行多路复用，以实现100Gbps的传输容量。相应的光信号的波长为1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm和1309.14nm。LAN-WDM草案中规定的光收发器具有遵循CFP（100G可插拔式）多源协议（MSA）的外部尺寸。然而，非常需要进一步减小光收发器的尺寸，以便在通信设备中高密度地安装光收发器。

发明内容

本申请的一个方面涉及一种输出波长多路复用光的光学模块。所述光学模块包括：第一光源至第四光源、第一波长多路复用器和第二波长多路复用器、偏振旋转器、以及偏振多路复用器。所述光源分别发射第一光信号至第四光信号，其中，所述光信号分别具有第一波长至第四波长以及彼此通用的偏振向量。所述第一波长至第四波长按照如下顺序排列：所述第一波长最短，且所述第四波长最长。所述第一波长多路复用器通过多路复用所述第一光信号和第三光信号而产生第一多路复用光信号，以及所述第二波长多路复用器通过多路复用所述第二光信号和第四光信号而产生第二多路复用光信号。所述偏振旋转器将所述第一多路复用光信号和第二多路复用光信号中的一者的偏振向量旋转大约90°。所述偏振多路复用器通过如下方式来产生所述波长多路复用光：将所述第一多路复用光信号和第二多路复用光信号中偏振向量被所述偏振旋转器旋转的一者与所述第一多路复用光信号和第二多路复用光信号中偏振向量未被所述偏振旋转器旋转的另一者多路复用。

在本申请实施例的光学模块中，所述第一光信号至第四光信号具有准直光束。所述第一波长多路复用器具有多层介电膜，从而具有包括约为所述第二波长的截止波长的高通滤波器的功能。所述第一波长多路复用器具有约为所述第二波长的截止波长，以反射所述第一光信号和第三光信号中的一者，同时透射所述第一光信号和第三光信号中的另一者，其中，所述第一波长多路复用器设置成这样：其相对于所述第一光信号和第三光信号二者成45°角。

所述第二波长多路复用器具有约为所述第三波长的截止波长，以反射所述第二光信号和第四光信号中的一者，同时透射所述第二光信号和第四光信号中的另一者，其中，所述第二波长多路复用器设置成这样：其相对于所述第二光信号和第四光信号二者成45°角。

根据本申请的实施例的光学模块还包括：光反射器，其向所述第一波长多路复用器反射所述第一光信号和第三光信号中的一者；以及另一个光反射器，其向所述第二波长多路复用器反射所述第二光信号和第四光信号中的一者。本实施例的光学模块的另一特征在于，通过分别在所述第一光反射器与第一波长多路复用器之间设置第一块体以及在所述第二光反射器与第二波长多路复用器之间设置第二块体，而使所述第一光反射器和第一波长多路复用器一体地形成第一中间组件，以及所述第二光反射器和第二波长多路复用器一体地形成第二中间组件。

本实施例的光学模块的另一个特征在于，所述波长多路复用器和/或所述偏振多路复用器具有基体，所述基体的平面形状为具有四个侧面的平行四边形，其中，所述侧面中的两个侧面形成的角度大致等于所述光信号相对于所述基体的菲涅尔折射角。即使将所述光信号相对于所述波长多路复用器和/或所述偏振多路复用器的入射角设置成相对于所述基体的侧面呈大约45°角，所述光信号仍然从一个侧面的中心进入所述波长多路复用器和/或所述偏振多路复用器，并从面向前述侧面的另一个侧面的中心输出。

附图说明

根据以下结合附图对本发明优选实施例的详细描述，可以更清楚地理解本发明的以上和其它目的、方面以及优点，其中：

图1是根据本发明实施例的光学模块的透视图；

图2示出在图1所示的光学模块中执行的光路；

图3A至图3C示出在光学模块中执行的光反射器、波长多路复用器和偏振多路复用器的光透射率；

图4示出由图2所示的光路变型而来的光路，其中，变型后的光路设置有一些中间组件，这些中间组件利用透明的块体将光反射器、波长多路复用器和/或偏振多路复用器整合成一体；

图5是在图4所示的光学模块中执行的中间组件的平面图；

图6示出利用进一步变型的中间组件执行的光路；

图7示出图6所示的进一步变型的中间组件的细节；

图8示出用于偏振多路复用器的进一步变型的中间组件执行的光路；

图9示出图8所示的用于偏振多路复用器的进一步变型的中间组件的细节；

图10示出利用变型的波长多路复用器和偏振多路复用器执行的光路；

图11A示出用于常规波长多路复用器的光轨迹，以及，图11B示出用于根据本发明实施例变型的波长多路复用器的光轨迹；

图12示出根据本发明实施例的光路，其中，该光路由图2所示的光路变型而来；

图13示出根据本发明的实施例的光路，其中，图13所示的光路由图12所示的光路进一步变型而来；

图14A至图14C示出图13所示的光反射器、波长多路复用器和偏振多路复用器的光透射率；以及

图15示出由图13所示的光路进一步变型而来的光路。

具体实施方式

下面，将参考附图对根据本发明的一些实施例进行描述。在描述附图时，彼此相同或相似的附图标记或符号表示彼此相同或相似的元件，而不进行重复说明。

图1是根据本发明的第一实施例的光学模块的局部切除视图。图1所示的光学模块1包括壳体101，壳体101由前壁101a、后壁101b、侧壁101c和底壁101d构成。前壁101a利用窗体保持件102a来固定窗体102，以便以气密方式密封壳体101的内部。参考图2，图2示意性地示出上述模块的光路，光耦合单元120组装在壳体101外部的窗体保持件102a上。后壁101b设置有位于多层陶瓷上的电插塞103，用以与设置在光学模块1外部的设备电连接。为了便于说明，在以下提供的描述中假设形成有窗体102的一侧为前侧，形成有电插塞103的一侧为后侧；然而，前侧和/或后侧不应该缩小本发明的范围。

底壁101d上安装有热电冷却器（在下文中表示为TEC）105，TEC105典型地是帕尔帖器件（Peltier Device）。TEC105上安装有第一基体104a，第一基体104a上安装有用于使多个光源与单根外部光纤耦合的光路。TEC105上还安装有第二基体104b，其中，第二基体104b经由相应的子安装架安装有多个半导体激光二极管（在下文中表示为LD）106a至106d，LD106a至106d用作彼此独立的光源。分别从LD106a至106d输出的光信号Sa至Sd被第一透镜111a至111d会聚，并被相应的光电二极管（在下文中表示为PD）110a至110d部分地检测，PD110a至110d均安装在第二基体104b上。具体地，PD110a至110d安装在光束分光镜（在下文中表示为BS）110e上，BS110e将各光信号Sa至Sd的大约5%分割到相应的PD110a至110d。

在LD106a至106d后面安装有驱动电路107a，用以驱动LD106a至106d。该驱动电路107a也安装在第二基体104b上；具体地，第二基体104b首先安装有由硅（Si）片制成的间隔件，并且该间隔件上安装有驱动电路107a，该驱动电路107a也由Si制成。此外，驱动电路107a安装有基板107b，在本实施例中由玻璃制成的绝缘片设置在驱动电路107a与基板107b之间。基板107b设置有：互连线路，其向LD106a至106d供应偏压；以及电容器，其消除具有高频成分的噪声。

参考图1，从相应的LD106a至106d发出的光信号Sa至Sd被第一透镜111a至111d会聚。第一透镜111a至111d的光束腰（beamwaist）位于BS110e上。光信号Sa至Sd中由BS110e分割出来而未导向监测PD的部分被第二透镜112a至112d转换成准直光束，其中，第二透镜112a至112d安装在第一基体104a上。第二透镜112a至112d的光束腰大致位于第一透镜111a至111d上。因此，第一透镜111a至111d是聚光型透镜，而第二透镜112a至112d是准直型透镜。

图2是在光学模块1中执行的光路的平面图。光学模块1执行LD106a至106d，LD106a至106d属于所谓的边缘发射型LD，LD106a至106d具有与其边缘垂直延伸（即，与其主表面基本平行地延伸）的有效层；因此，该有效层平行于壳体101的底壁101d。然后，从LD106a至106d发出的光信号Sa至Sd的偏振向量平行于壳体101的底壁101d，或者平行于图2的纸面。关于安装在第一基体104a上的光学构件的布置，光信号Sa至Sd的偏振向量（通常称为p偏振）平行于光反射器131a至131c、波长多路复用器（在下文中表示为WM）132a及132b、和/或偏振多路复用器（在下文中表示为PM）133的入射面。

分别从LD106a至106d发出的光信号Sa至Sd具有λ_a=1295.56nm、λ_b=1300.05nm、λ_c=1304.58nm和λ_d=1309.14nm的中心波长（上述中心波长符合粗波分复用（CWDM）系统的标准），并沿着光轴L₁至L₄传播，被第一透镜111a至111d会聚，并进入BS110e。BS110e将各光信号分割成两部分，其中一部分具有大约5%的光量并进入PD110a至110d，而另一部分进入第二透镜112a至112d。BS110e包括两个彼此抵接的棱镜，并且这两个棱镜之间的光反射面与第二基体104b的表面成45°角。

从BS110e输出的光信号Sa至Sd进一步沿着各自的光轴L₁至L₄传播，进入第二透镜112a至112d，并被校准为准直光束。具有中心波长λ_a的光信号Sa进入第一反射器131a，其光轴L₁弯曲90°以将其光轴变为光轴L₅，并进入第一WM132a。具有中心波长λ_b的第二光信号Sb以45°的入射角进入第二反射器131b，其光轴L₂弯曲90°从而变为光轴L₆，并进入第二WM132b。

具有中心波长λ_c的第三光信号Sc以45°的入射角直接进入第一WM132a，经第一WM132a透射并沿着光轴L₇传播。另一方面，第一光信号Sa也沿着光轴L₅以45°的入射角进入第一WM132a，但在第一WM132a处被反射并使光轴L₅弯曲90°而变为光轴L₇，并且与第三光信号Sc多路复用。因此，第一WM132a设置成与光轴L₃及L₅成45°角。具有中心波长λ_d的第四光信号Sd以45°的入射角直接进入第二WM132b，经第二WM132b透射，并沿着光轴L₈前进。同时，由第二反射器131b反射并沿着光轴L₆前进的第二光信号Sb以45°的入射角进入第二WM132b，在第二WM132b处被反射并使光轴L₆弯曲90°而变为光轴L₈，并且与第四光信号Sd多路复用。因此，第二WM132b也设置在第一基体104a上，并与光轴L₄及L₆成45°角。第一反射器131a和第二反射器131b以及第一WM132a和第二WM132b不影响光信号Sa至Sd的偏振状态。也就是，光信号Sa至Sd未由于第一反射器131a和第二反射器131b以及第一WM132a和第二WM132b透射和/或反射而改变其偏振状态。沿着光轴L₇前进的多路复用光信号Sa+Sc以及沿着光轴L₈前进的多路复用光信号Sb+Sd保持p偏振状态。

图3A示意性地示出用于光信号Sa和Sc的第一WM132a的光透射率，而图3B示意性地示出用于光信号Sb和Sd的第二WM132b的光透射率。图3A和图3B假设光信号Sa至Sd以45°的入射角进入相应的的WM132a和132b。第一WM132a表现为所谓的高通滤波器（其具有大约λ_b的截止波长），也就是，对于具有中心波长λ_a的第一光信号Sa，第一WM132a表现出的透射率低于-10dB；然后，第一光信号Sa的主体部分被第一WM132a反射。另一方面，对于具有中心波长λ_c的光信号Sc，第一WM132a表现出大约0dB的透射率，也就是说，第三光信号Sc充分地经第一WM132a透射。因此，从第一WM132a输出的光信号包括第一光信号Sa和第三光信号Sc。

第二WM132b也属于高通滤波器类型，其具有约为第三波长λ_c的截止波长。具体地，第二WM132b对于第二波长λ_b具有低于-10dB的透射率，这就意味着具有中心波长λ_b的第二光信号Sb被第二WM132b充分地反射。另一方面，第二WM132b对于约为λ_d的波长具有大约0dB的透射率，这就意味着具有中心波长λ_d的第四光信号Sd充分地透过第二WM132b。因此，从第二WM132b输出的光包括第二光信号和第四光信号Sb+Sd。第一WM132a和第二WM132b之间的区别特征之一在于，第一WM132a具有约为第二波长λ_b的截止波长，而第二WM132b具有约为第三波长λ_c的截止波长。

再次参考图2，从第一WM132a输出并沿着光轴L₇前进的光信号Sa+Sc进入偏振旋转器（在下文中表示为PR）134。PR134使输入到此的光的偏振状态旋转90°，也就是，光信号Sa+Sc的偏振状态从p偏振变为s偏振，s偏振的偏振方向垂直于PR134的入射面和/或第三反射器131c的入射面。具体地，从PR134输出并沿着光轴L₇前进的光信号具有垂直于纸面的偏振向量，被第三反射器131c以90°反射，沿着光轴L₉前进，并进入PM133。同时，从第二WM132b输出的光沿着光轴L₈前进，并以45°角进入PM133。

图3C示意性地示出将PM133设置成与光轴L₈和L₉成45°时PM133的透射率。对于具有s偏振的光信号，PM133具有低于-20dB的透射率，而与波长无关；也就是，具有与入射面垂直的偏振方向的光信号被PM133充分地反射。另一方面，对于具有p偏振的光信号，PM133具有大约0dB的透射率，而与波长无关；也就是，偏振方向处于入射面内的光信号充分地透过PM133。因此，沿着光轴L₉进入PM133的光信号Sa+Sc几乎完全朝光轴L₁₀反射，而沿着光轴L₈进入PM133的光信号Sb+Sd全部透过PM133，从而沿着光轴L₁₀前进。因此，沿着光轴L₁₀传播的光包括全部的光信号Sa至Sd。

沿着光轴L₁₀前进的光信号Sa至Sd透过光隔离器120d，并被第三透镜113会聚到外部光纤120a的端部。光隔离器120d、第三透镜113和套管120b设置在耦合单元120中，套管120b固定外部光纤120a的末端，耦合单元120组装在壳体101的前壁101a上。因为第二透镜112a至112d将光信号Sa至Sd转换成准直光束，所以第三透镜113可以将光信号Sa至Sd聚焦到光纤120的端部，而与光反射器131a至131c、WM132a和132b、以及PM133这些光学构件之间的位置和空间无关。

在上述光路中，光反射器131a至131c、WM132a和132b、以及PM133安装在TEC105上，以便保持其温度恒定，这意味着可以良好地抑制光学特性，具体地，抑制WM的截止波长以及PM133的透射率/反射率在两种偏振向量之间的波动。此外，WM132a和132b具有处于变换的波长之间的截止波长，而不是处于相邻的波长之间的截止波长，这意味着可以稳定WM132a和132b的截止特性。此外，图2所示实施例的PD110a至110d检测LD106a至106d的正面光的一部分，而不是从LD的背面发出的光，这意味着可以忽略从正面发出和从背面发出的两束光束之间的跟踪误差（tracking error）、从正面发出和从背面发出的两束光束的比率。

实施例中用于驱动LD106a至106d的驱动电路107a集成有各自独立驱动LD的多个电路，并且该集成电路107a安装在TEC105上，以便稳定地操作驱动电路107a。用于偏压LD106a至106d的偏压电路设置在驱动电路107a上布置的基板上，该基板与驱动电路107a之间设置有绝缘基板。该基板还安装有电容器，以便将迭加到偏压电路上的高频构件设为旁路，这样可以使组装电子构件的区域更窄，以使光学模块1的壳体101小型化。

图4是执行由图2所示的光路变型而来的光路的光学模块1A的平面图。该变型例的光路包括一些中间组件。具体地，第一中间组件136a包括与第一块体135a共同组装的第一光反射器131a和第一WM132a，第二中间组件136b包括与第二块体135b共同组装的第二反射器131b和第二WM132b，并且第三中间组件包括第三反射器131c和PM133，通过在第三反射器131c和PM133之间设置第三块体135c来组装第三反射器131c和PM133。在图4所示的光学模块1A的布置中，光轴L₅、L₆和L₉位于相应的块体135a至135c中。因此，光学块体135a至135c需要由对于这些光学信号Sa、Sb和Sc透明的材料制成。在本实施例中，块体135a至135c由相对于全部的光学信号Sa至Sd透明的石英玻璃制成。

图5详细描述了中间组件136a至136c。中间组件136a包括：块体135a，其具有四个侧面137a至137d，侧面137a至137d形成平行四边形的平面图；以及第一光反射器131a和第一WM132a，其粘合在侧面137c和137d上并彼此面对。两个侧面137a及137d与另两个侧面137b及137c均成45°角。沿着光轴L₁传播的第一光信号Sa进入侧面137a，在侧面137d和第一反射器131a之间的界面处被反射，在块体135中沿着光轴L₅前进，在侧面137c和第一WM132a之间的界面处被反射，沿着光轴L₇前进，并从侧面137b输出。第一反射器131a设置有位于与侧面137d粘合的表面上的反射膜，并且第一WM132a也设置有位于与侧面137c粘合的表面上的波长选择性反射膜。光信号Sb从侧面137a进入块体135a，在块体135a中前进，并从侧面137b输出。尽管上述说明集中在第一中间组件上，但可以将与上述相同的功能及说明应用到第二中间组件及第三中间组件上。

因此，中间组件136a至136c使得光学构件的光学对准相当简单。这些实施例的光学模块1和1A在第一基体104a上设置有：四个第二透镜112a至112d、三个光反射器131a至131c、两个WM132a和132b、偏振旋转器134、以及PM133，即，待彼此光学对准的共11个构件。第一中间组件136a至第三中间组件136c可以把要光学对准的构件数量减少至8个。

图6是进一步变型的光学模块1B的平面图。图6所示的光学模块1B具有如下区别特征：前述光学模块1A中的两个中间组件136a和136b整合成单体。也就是，光学模块1B包括两个光反射器131a和131b以及两个WM132a和132b，其中，两个光反射器131a和131b以及两个WM132a和132b仅利用一个块体135d组装起来，从而构成中间组件136d。块体135d由用于波长λ_a至λ_d的透明材料制成，典型地，块体135d由石英玻璃制成。

图7是光学模块1B执行的中间组件136d的平面图。该实施例的中间组件136d包括四个侧面137a至137d，侧面137a至137d形成平行四边形的平面形状。侧面137c粘合有两个光反射器131a和131b，同时，面向侧面137c的侧面137d粘合有两个WM132a和132b。两个侧面137a及137c与另两个侧面137b及137d均成45°角。进入侧面137a的光信号Sa和Sb沿着相应的光轴L₁和L₂前进，光信号Sa在第一光反射器131a和侧面137c之间的界面处被反射，而光信号Sb在侧面137c和第二光反射器131b之间的界面处被反射，使它们的光轴弯曲90°，沿着光轴L₅和L₆前进，并在侧面137d与第一WM132a之间的界面处以及侧面137d与第二WM132b之间的界面处被再次反射。另一方面，沿着光轴L₃前进的第三光信号Sc进入第一WM132a的背面，透过第一WM132a，与沿着光轴L₅传来的第一光信号Sa多路复用，并沿着光轴L₇从侧面137b输出。此外，第四光信号Sd进入第WM132b的背面，透过第WM132b，与沿着光轴L₆传来的光信号Sb多路复用，并沿着光轴L₈从侧面137b输出。

本发明的块体135d设置有：两个反射器131a和131b，其位于侧面137c上；以及两个WM132a和132b，其位于平行四边形块体135d的侧面137d上。因此，块体135d可以省略WM132a和132b之间的光学对准。在光学模块1B中，待光学对准的构件的数量进一步减少至7个。

图8是另一种光学模块1C的平面图。上述实施例的光学模块1至1B设置有PM133，其中，两束光束分别以45°的入射角进入PM133中，其中一束光束包括两个光信号Sa+Sc，而另一束光束包括其余的光信号Sb+Sd，由入射光束的光轴与接收该入射光束的平面的法线形成的角度来限定入射角。已知具有多层膜形式的PM133，其区分两种偏振向量的性能随着入射角变大而降低。随着进入PM133的光束的入射角变小，也就是，随着光束逐渐接近垂直入射，区分两种偏振的性能提高。

图8所示实施例的PM133将光束Sa+Sc和Sb+Sd的入射角设置成小于30°。参考图9，详细描述第四中间组件136e。沿着光轴L₇前进的一束光束Sa+Sc进入块体135d的侧面138a，在侧面138b和附接在侧面138b上的第三光反射器131c之间的界面138c处被反射，沿着光轴L₉向PM133前进，在侧面138a与附接在侧面138a上的PM133之间的界面138d处被反射，并最终从附接第三光反射器131c的侧面138b输出。另一方面，另一光束Sb+Sd从PM133的背面进入，透过PM133，与由第三光反射器131c反射的光束Sa+Sc多路复用，并最终从侧面138b输出。

图8和图9所示的第四中间组件136e具有与图4和图6所示的第三中间组件136c不同的特征。也就是，在在前述的块体135c中，光信号所进入的侧面137a与附接光反射器131c的侧面137d相邻，而在本块体135d中，光信号所进入的侧面138a面对附接光反射器131c的侧面138b。前述布置需要光束Sa+Sc或Sb+Sd以直角进入侧面137a。另一方面，光学模块1C的侧面138a相对于光轴L7倾斜，从而防止在侧面138a处反射的光信号Sa+Sc返回LD106a至106d。

当向LD的有效层（通过向有效层供应电子和空穴而激发有效层）进一步供应外部光时，有效层中新诱发额外的光学状态，并且这种新的光学状态扰乱原来的光学状态。也就是，外部光诱发光学噪声。在块体135c的侧面137a处反射的光沿着光轴L₇和L₈返回LD106a至106d，并导致光学噪声。图8和图9所示的块体135d有效地防止了反射光返回LD106a至106d。

此外，在第四中间组件136e中，将光束Sa+Sc和Sb+Sd相对于PM133的入射角设置成小于45°，PM133区分两种偏振向量的性能提高，具体地，具有p偏振的光与具有s偏振的光的透射比率变大。当将相对于PM133的入射角设置得较小时，块体135d需要形成为较厚，以确保光轴L₁与L₂、L₂与L₃、以及L₃与L₄之间的空间。

图10是另一种光学模块1D的第一基体104a上光学构件布置的平面图。光学模块1D具有如下特征：WM132a和132b具有与在上述光学模块1至1C中执行的平面形状不同的平面形状。图11A和图11B对两种WM进行了比较。也就是，WM是具有截止波长的类型的滤光器，其包括形成在基体141b表面上的多层介电膜141a。光线进入基体141b中面向形成有介电膜表面的表面141c上，在表面141c和面向该表面141c的另一个表面处发生菲涅尔折射，从而使光轴如图11A和图11B所示地弯曲两次，并且出射光轴平行于入射光轴，但出射光轴与入射光轴之间存在微小的偏移。

当基体141b由平行板制成并且入射光束大致在表面141c的中心进入时，出射光束偏离基体141b的中心。出射光束有时损失一部分。如果使入射光束偏离基体141b的中心和/或减薄基体141b，则损失一部分光束的可能性降低。然而，基体141b的利用率降低，如图11A所示。

图11B示出本实施例的WM132a的平面形状。WM132a具有包括四个侧面132c至132f的平行四边形的形状。将两个侧面132c和132e之间以及两个侧面132d和132f之间的夹角θ_r设置成28°，θ_r与光以45°角进入基体141b时的菲涅尔折射角相对应。在侧面132c的中心进入的入射光束在这里首先被反射，与侧面141c的法线成28°角地在基体141b中传播，在附接多层介电膜141a的另一个侧面132d处被反射，并以45°的角θ_i从膜141a的中心输出。附接有介电膜141a的侧面132d与侧面132f成28°角，即使介电膜141a具有与图11A所示相同的820μm的横向尺寸w，光束仍然从介电膜141a的中心输出。因此，根据本实施例的WM132a和132b以及PM133可以使光信号Sa至Sd与外部光纤120a有效地耦合。

图12是在根据本发明进一步变型的实施例的光学模块1E中执行的第一基体104a上的光路的平面图。光学模块1至1D设置有仅一个PR134，以便把由第一WM132a多路复用的光信号Sa+Sc的偏振向量旋转90°。然而，本实施例的光学模块1E设置有两个PR134a和134b，PR134a和134b插在第二透镜112a和112b后面，其中，PR134a和134b各自独立地旋转光信号Sa和Sc的偏振向量。

由相应的PR134a和134b旋转其偏振向量的光信号Sa和Sc沿着相应的光轴L₁和L₃传播。由第一反射器131a反射的前述光信号Sa沿着光轴L₅传播，被第一WM132a反射，并沿着光轴L₇传播。第三光信号Sc直接进入第一WM132a，透过第一WM132a，并沿着光轴L₇传播。因此，由第一WM132a使两个光信号Sa和Sc多路复用。光信号Sa和Sc的偏振向量不受第一反射器131a的反射或穿过第一WM132a的透射的影响，从而保持s偏振。然后，PM133可以有效地使两束光束多路复用，其中一束光束包括相对于PM133的入射面具有s偏振的光信号Sa+Sc，另一束光束包括相对于PM133的入射面具有p偏振的光信号Sb+Sd。

图13是另一种变型的光学模块1F的光路的平面图。图13所示的光路的特征在于，第二光信号Sb穿透第二WM132b而与第四光信号Sd多路复用。然而，上述光学模块1至1E中的第二光信号Sb是在被第二反射器131b反射之后进行多路复用。因此，光轴L₁₀设置在从光轴L₂延伸的位置。然后，耦合单元120在第一壁101a的大致中心处与第一壁101a组装。

图14A至图14C示出光学特性，具体地，示出在图13所示的光学模块1F中执行的WM132a和132b以及PM133的光透射率。图14A所示的第一WM132a起到所谓的高通滤波器的作用，以使具有较长波长的光信号通过，第一WM132a的截止波长设置在两个波长λ_a与λ_c的中间，波长λ_a和λ_c分别与第一光信号Sa及第三光信号Sc相对应。具体地，第一WM132a的截止波长设置成约为第二光信号Sb的波长λ_b。另一方面，图14B所示的第二WM132b起到低通滤波器的作用，第二WM132b的截止波长设置在两个波长λ_b与λ_d的中间，波长λ_b和λ_d分别与第二光信号Sb及第四光信号Sd相对应。具体地，第二WM132b的截止波长设置成约为第三光信号Sc的第三波长λ_c。即使在两个WM132a和132b的这种组合中，即，其中一个是高通滤波器，而另一个是低通滤波器，PM133仍然可以如图14C所示有效地多路复用两束光束Sa+Sc和Sb+Sd，其中，光束Sa+Sc具有s偏振，而光束Sb+Sd具有p偏振。

图13所示的光学模块1F与图2、图4、图6、图8、图10及图12所示的光学模块的区别特征在于，前述光学模块1至1E设置有两个WM132a和132b，这两个WM132a和132b都起到高通滤波器的作用。另一方面，本光学模块1F设置有：一个WM132a，其具有高通功能；另一个WM132b，其具有低通功能。WM是具有高通滤波器还是低通滤波器的功能的选择取决于滤波器的位置。具体地，WM的功能取决于透射或反射光信号的条件。前述光学模块1至1E中的第二WM132b反射第二光信号Sb，但透射第四光信号Sd；然而，本光学模块1F的第二WM132b反射第四光信号Sd，但透射第二光信号Sb；这意味着：通过调节WM132a和132b以及PM133的功能，光耦合单元120可以在如下位置对准：从LD106a至106d的光轴L₁至L₄中的任意一者延伸的前壁101a的位置。

同时，图13所示的光学模块1F设置有如下光学构件：三个反射器131a至131c、两个WM132a至132b、PM133，这些光学构件在第一基体104a上彼此独立；这些光学构件中的一部分可以整合成第一中间组件136a至第三中间组件136c，如图4所示。

在上述详细描述中，参考具体的示例性实施例对本发明的方法和设备进行了描述。然而，显然可以对本发明进行多种变型和修改，而不脱离本发明的更广义的精神和范围。

例如，图15是根据本发明进一步变型实施例的光学模块1G的平面图。前述光学模块1至1F设置有四个LD106a至106d，并且通过从相应的LD106a至106d发出的光信号Sa至Sd中的一半的光信号的偏振向量旋转，而多路复用光信号Sa至Sd。然而，光源的数量不限制为4个。图15所示的变型后的光学模块1G设置有三个LD106a至106c，通过从相应的LD106a至106c发出的光信号Sa至Sc中的一者的偏振向量旋转90°，而多路复用光信号Sa至Sc。即使在图15所示的这种布置中，仍然可以有效地多路复用三个光信号Sa至Sc。因此，应该认为本说明书和附图是示例性的，而不是限制性的。

Claims (8)

1.一种光学模块，用于输出波长多路复用光，该光学模块包括：

第一光源至第四光源，其分别发射具有第一波长至第四波长以及彼此通用的偏振向量的第一光信号至第四光信号，其中，所述第一波长至第四波长按照这样的顺序排列：使所述第一波长最短，并且所述第四波长最长；

第一波长多路复用器，其通过多路复用所述第一光信号和第三光信号而产生第一多路复用光信号；

第二波长多路复用器，其通过多路复用所述第二光信号和第四光信号而产生第二多路复用光信号；

偏振旋转器，其将所述第一多路复用光信号和第二多路复用光信号中的一者的偏振向量旋转大致90°；以及

偏振多路复用器，其通过如下方式来产生所述波长多路复用光：将所述第一多路复用光信号和第二多路复用光信号中偏振向量被所述偏振旋转器旋转的一者与所述第一多路复用光信号和第二多路复用光信号中偏振向量未被所述偏振旋转器旋转的另一者多路复用。

2.根据权利要求1所述的光学模块，其中，

所述第一光信号至第四光信号均具有准直光束。

3.根据权利要求1所述的光学模块，其中，

所述第一波长多路复用器具有约为所述第二波长的截止波长，以反射所述第一光信号和第三光信号中的一者，同时透射所述第一光信号和第三光信号中的另一者，并且

所述第一波长多路复用器相对于所述第一光信号和第三光信号二者成大致45°角。

4.根据权利要求1所述的光学模块，还包括：

第一反射器和第一块体，所述第一反射器向所述第一波长多路复用器反射所述第一光信号和第三光信号中的一者，所述第一块体具有包括第一侧面至第三侧面的平行四边形平面形状，所述第一侧面接收所述第一光信号和第三光信号中的一者，所述第二侧面设置有所述第一反射器，并且所述第三侧面设置有所述第一波长多路复用器，所述第一侧面和第二侧面形成大致45°角，

其中，所述第一反射器、所述第一块体、以及所述第一波长多路复用器形成第一中间组件。

5.根据权利要求1所述的光学模块，其中，

所述第二波长多路复用器具有约为所述第三波长的截止波长，以反射所述第二光信号和第四光信号中的一者，同时透射所述第二光信号和第四光信号中的另一者，并且

所述第二波长多路复用器相对于所述第二光信号和第四光信号二者成大致45°角。

6.根据权利要求5所述的光学模块，还包括：

第二反射器和第二块体，所述第二反射器向所述第二波长多路复用器反射所述第二光信号和第四光信号中的一者，所述第二块体具有包括第一侧面至第三侧面的平行四边形平面形状，所述第二块体的第一侧面接收所述第二光信号和第四光信号中的一者，所述第二块体的第二侧面设置有所述第二反射器，并且所述第二块体的第三侧面面对所述第二块体中设置有所述第二波长多路复用器的第二侧面，所述第二块体的第一侧面和第二侧面形成大致45°角，

其中，所述第二反射器、所述第二块体、以及所述第二波长多路复用器形成第二中间组件。

7.根据权利要求1所述的光学模块，其中，

所述第一波长多路复用器和第二波长多路复用器中至少一者具有基体，所述基体具有形成平行四边形平面形状的第一表面至第四表面，所述第一表面设置有以示出波长选择功能的多层介电膜并面向所述第三表面，所述第一表面相对于所述第二表面和第四表面中的一者所成的角度大致等于进入所述基体的第一表面的光信号的菲涅尔折射角，并且

所述基体的第一表面在其大致中心处接收所述光信号，以及所述基体的第三表面在其大致中心处输出所述光信号。

8.根据权利要求1所述的光学模块，其中，

所述第一波长多路复用器和第二波长多路复用器、所述偏振旋转器、以及所述偏振多路复用器安装在热电冷却器上。

Images