CN103487890A

CN103487890A - 一种小型化wdm波分复用器

Info

Publication number: CN103487890A
Application number: CN201310409154.1A
Authority: CN
Inventors: 杨利; 陈介正
Original assignee: ZHEJIANG TWINSTAR TECHNOLOGIES Co Ltd
Current assignee: Shanghai Yongyi Photoelectric Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2014-01-01

Abstract

本发明提供了一种小型化WDM波分复用器。包括密封壳体、光信号和波分输入输出系统、分、合波内核，所述光信号和波分输入输出系统包括一个公共端光纤准直器和若干子光纤准直器，所述分、合波内核包括一个具有曲折光通道的棱镜，所述曲折光通道的顶点和拐点处设置光的出射或入射口，在所述出射口和入射口处，所述棱镜包括以棱镜两个平行面为安装面的若干波分复用滤波片。本发明简单而精确地实现了滤波片的定位，并保证透过滤波片的光束能在曲折的光通道中自由传播；而且本发明在制造时，所需设备和制造工艺简单，组装方便，效率高，成本低廉。由于采用了超小的密封壳体，本发明所涉及的WDM波分复用器还具有灵活的安装方式和优异的环境性能。

Description

一种小型化WDM波分复用器

技术领域

本发明涉及光通信系统用无源光器件，特别涉及一种小型化WDM波分复用器。

背景技术

随着光纤通信技术应用与发展，话音/视频/因特网三网合一以及视频点播等新业务不断增长，对光系统的传输速度和传输容量提出更高要求。波分复用（简称WDM）技术支持着光网络朝着网络密集化，带宽海量化和管理智能化的方向发展。波分复用技术以其低设备成本、低功耗的技术优势在城域边缘和接入市场领域支持FTTH网络的发展。

目前最常用的WDM复用器是传统的三端口器件通过多重级联实现波长复用和解复用。如附图1所示，主要器件是双光纤准直器和单光纤准直器通过滤波片选择透射与反射光，各器件之间通过排线和光纤熔接实现过波长复用或解复用。这种方案存在插入损耗大、产品体积大、成本高的缺点。

另一种常用的WDM器件，如附图2所示，虽然采用了空间级联的技术方案，但其滤波片直接贴在基板上，需要在制作装配时通过专用设备逐个计算光路长度和光路角度，生产效率极低、成本高且不能保证质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为提供一种体积小型化、光学性能非常稳定、可靠性优异的小型化WDM波分复用器。为此，本发明采用以下技术方案：

一种小型化WDM波分复用器，其特征在于包括密封壳体、光信号和波分输入输出系统、分、合波内核，所述光信号和波分输入输出系统包括一个公共端光纤准直器和若干子光纤准直器，所述分、合波内核包括一个具有曲折光通道的棱镜，所述曲折光通道的顶点和拐点处设置光的出射或入射口，在所述出射口和入射口处，所述棱镜包括以棱镜两个平行面为安装面的若干波分复用（WDM）滤波片；所述分光模块装在密封壳体内。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述密封壳体呈扁盒状，它是以盒身的最小表面端作为安装端和盖板的安装部位插入并过盈配合压制完成封装。

光信号和波分输入输出系统中的公共端光纤准直器和子光纤准直器根据光路路程设有不同工作波长和工作距离。

分、合波内核设有基板和一个用胶粘结在基板上的具有W型曲折光通道的棱镜；所述棱镜上W型曲折光通道的其中一个顶点为光通道的入口，所述棱镜在曲折光通道的处于入射口的光传输下游的拐点处设置光的出射口，所述入射口和出射口作为滤波片的定位点，所述曲折光通道在拐点处与滤波片固定面的夹角与滤波片的入射角对应。

棱镜设置滤波片的两平行侧面均被平行抛光，棱镜不同入射口和出射口上粘贴不同透、反射波长的滤波片。

对应于各入射口和出射口，不同工作波长和工作距离的光纤准直器用胶固定在滤波片附近的基板。

W型曲折光通道是以空气或折射率接近于光纤的石英材料或其他透明材料作为介质，所述W型曲折光通道是贯通的。

W型曲折光通道是全部或部分沟槽连贯的大沟槽，所述沟槽截面可以是方形、半圆型等。沟槽内是可以传输光信号的空气或是折射率接近于光纤的材料，或者棱镜本身是对光有传输性能的透明材料组成，光以该透明材料作为介质直接传输，所述W型曲折沟槽由曲折光通路所经过的透明材料所构成。

当棱镜本身是对光有传输性能的透明材料组成时，棱镜的入射口和出射口可以直接镀膜来替代不同透射波长的滤波片，或者棱镜的入射口和出射口可以直接镀全反射膜，用于改变光的方向。

所述基板及棱镜的材料可采用玻璃、陶瓷、金属或高分子树脂材料。

上述用的胶为环氧树脂、紫外固化胶或硅胶等高分子粘结材料。

所述分、合波内核中的棱镜是可以有盖板或没有盖板的。

所述的光纤准直器也可以是激光发射器或激光探测器。

以上所述的WDM波分复用器可以是CWDM，DWDM或其他WDM波分复用器。

本发明提供了一种WDM波分复用器，其采用小型化分光模块，由于采用了具有类W光路的定位棱镜，与传统把滤波片直接贴在基板上比较，避免了贴片定位的高难度工艺方法，简单而精确地实现了滤波片的定位，并保证透过滤波片的光束能在曲折的光通道中自由传播；而且本发明在制造时，所需设备和制造工艺简单，组装方便，效率高，成本低廉。由于采用了超小的密封壳体，本发明所涉及的WDM波分复用器还具有灵活的安装方式和优异的环境性能。

附图说明

图1 传统的三端口器件通过多重级联波分复用器的示意图。

图2 传统的采用了空间级联方案的波分复用器的示意图。

图3本发明小型化WDM波分复用器实施例示意图。

图4 本发明密封壳体由壳体与盖板组成的组装图。

图5 本发明的棱镜结构示意图。

图6 本发明的滤波片定位示意图。

图7 无盖棱镜结构示意图。

图7a 有盖棱镜结构示意图。

图8 DMUX激光探测器式分波器示意图。

图9 MUX激光器式合波器示意图。

图10 加盖棱镜示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

参考图3所示。本发明所提供的一种小型化WDM波分复用器，包括一个密封壳体、一个作为光信号输入系统的公共端光纤准直器2、八个作为光信号输出系统子光纤准直器3、一个基板4、一个棱镜5、九个滤波片601、602。所述棱镜5具有W型曲折光通道501。

所述W型曲折光通道根据光纤准直器3，可以是仅有一个W字型曲折光通道，或者由多个W字型曲折光通道重叠而成，图3所示的W型曲折光通道即可看做由3个W字型曲折光通道重叠而成。对于W字型曲折光通道来说，允许对W字形略略做变形，比如各边的长度也许不等，顶点处通道也许有长度或角度的变化等，总之只要使光路锐角曲折、能逐级分离或汇拢，即可被称为W型曲折光通道。

所述具有W型曲折光通道的棱镜5用胶粘结在基板4上。基板4及棱镜5的材料采用玻璃、陶瓷、金属或高分子树脂材料等温度系数变化比较小的固体材料。图3所示公共端光纤准直器2和子光纤准直器3根据光路路程设有不同工作波长和工作距离，相对应的滤波片601、602是针对不同波长设计镀膜工艺。

如图4所示，密封壳体呈扁盒状，它是以盒身1的最小表面端101作为安装端和盖板8的安装部位801插入并过盈配合压制完成封装。这种侧面安装的封装方式可以实现最小的体积，并且过盈配合压制可以保证产品有良好的密封性。

图5所示，棱镜5上W型曲折光通道501的其中一个顶点如502为光通道的入口，棱镜5在曲折光通道501的处于入射口502的光传输下游的拐点处503设置光的出射口，所述入射口502和出射口503作为滤波片601、602的定位点，分别粘贴不同透射波长的滤波片，棱镜5设置滤波片的两平行侧面504和侧面505均被抛光。所述曲折光通道在拐点处与滤波片固定面的夹角与滤波片的入射角对应。

W型曲折光通道是以空气或折射率等同于光纤的石英材料作为介质，所述W型曲折光通道是贯通的。

W型曲折光通道是全部或部分沟槽连贯的大沟槽，所述沟槽截面可以是方形、半圆型等。沟槽内是可以传输光信号的空气或是折射率等同光纤的材料，沟槽之外部分是石英材料。

图6所示，棱镜5上光通道的入口502处粘贴特定滤波片601，所对应的是公共端光纤准直器2；棱镜5在曲折光通道出射口503处粘贴特定滤波片602，所对应的是光纤输出系统子光纤准直器301；公共端光纤准直器2和光纤输出系统子光纤准直器301均用胶粘结在基板上。胶为环氧树脂、紫外固化胶或硅胶等高分子粘结材料。

图7所示棱镜5是没有盖板的，为了确保W型曲折光通道的可靠，可以添加外形尺寸与棱镜5一样的盖板14。

另一方案，图8所示，公共端为多波长准直器9，已经过波长复用的光信号通过多波长准直器9进入分光系统，经过滤波片接收的透射光信号由激光探测器11接收转换成电信号后输出，激光探测器11是有源器件，安装在驱动电路板10上。此实施例图为波长解复用器，即DMUX。

另一方案，图9所示，公共端为多波长准直器12，各激光器13发射的不同波长的光信号经过分光系统后合成为多波长光信号通过多波长准直器12输出，激光器13是有源器件，安装在驱动电路板10上。此实施例图为波长复用器，即MUX。

另一方案，如图10所示，棱镜5采用石英介质棱镜，无须沟槽，光在石英介质中直接传输。棱镜5的入射口502和出射口503可以直接镀膜来替代不同透射波长的滤波片或者具有全反射。

以上方案所述的WDM波分复用器可以是CWDM，DWDM或其他WDM波分复用器。

上述具体技术实施方法仅为了方便说明举例而已，并不是对本发明范围的限制。对于本技术领域的一般人员来说，可以在不脱离本发明精神的情况和范围下，做出种种变化。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种小型化WDM波分复用器，其特征在于包括密封壳体、光信号和波分输入输出系统、分、合波内核；所述光信号和波分输入输出系统包括一个公共端光纤准直器和若干子光纤准直器；所述分、合波内核包括一个具有曲折光通道的棱镜，所述曲折光通道的顶点和拐点处设置光的出射或入射口，在所述出射口和入射口处，所述棱镜包括以棱镜两个平行面为安装面的若干波分复用（WDM）滤波片；所述分、合波内核装在密封壳体内。

2.如权利要求1所述的小型化WDM波分复用器，其特征在于所述密封壳体呈扁盒状，它是以盒身的最小表面端作为安装端和盖板的安装部位插入并过盈配合压制完成封装。

3.如权利要求1所述的小型化WDM波分复用器，其特征在于光信号和波分输入输出系统中的公共端光纤准直器和子光纤准直器根据光路光程设有不同工作波长和工作距离。

4.如权利要求1所述的小型化WDM波分复用器，其特征在于分、合波内核设有基板和一个用胶粘结在基板上的具有W型曲折光通道的棱镜；所述棱镜上W型曲折光通道的其中一个顶点为光通道的入口，所述棱镜在曲折光通道的处于入射口的光传输下游的拐点处设置光的出射口，所述入射口和出射口作为滤波片的定位点，所述曲折光通道在拐点处与滤波片固定面的夹角与滤波片工作波长的入射角对应。

5.如权利要求1所述的小型化WDM波分复用器，其特征在于棱镜设置滤波片的两平行侧面均被平行抛光，棱镜不同入射口和出射口上粘贴不同透、返射波长的滤波片。

6.如权利要求要求4所述的小型化WDM波分复用器，其特征在于对应于各入射口和出射口，不同工作波长和工作距离的光纤准直器用胶固定在滤波片附近的基板。

7.如权利要求4所述的小型化WDM波分复用器，其特征在于W型曲折光通道是以空气或折射率接近于光纤的石英材料或其他透明材料作为介质，所述W型曲折光通道是贯通的。

8.如权利要求7所述的小型化WDM波分复用器，其特征在于W型曲折光通道是全部或部分沟槽连贯的大沟槽，沟槽内是可以传输光信号的空气或是折射率接近光纤的材料；或者棱镜本身是对光有传输性能的透明材料，光以该透明材料作为介质直接传输，所述W型曲折沟槽由曲折光通路所经过的透明材料所构成。

9.如权利要求7所述的小型化WDM波分复用器，其特征在于当棱镜本身是对光有传输性能的透明材料组成时，棱镜的入射口和出射口可以直接镀膜来替代不同透射波长的滤波片，或者棱镜的入射口和出射口可以直接镀全反射膜，用于改变光的方向。