CN104102011A

CN104102011A - 具有复用光束的复合棱镜的光学模块

Info

Publication number: CN104102011A
Application number: CN201410136766.2A
Authority: CN
Inventors: 冈田毅
Original assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Current assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2034-04-04
Also published as: US20140301735A1; JP6395357B2; CN104102011B; JP2014211611A; US9432139B2

Abstract

本发明公开了一种光学模块，该光学模块安装有多个激光二极管（LD）和聚集从激光二极管发射出的光束的复合棱镜。激光二极管设置在一条直线上，以便使光束在平面中位于同一高度。复合棱镜包括输入表面和分别与输入表面中的相应输入表面对应的输出表面。复合棱镜输出与进入复合棱镜的光束的间隔相比间隔变窄的光束。

Description

具有复用光束的复合棱镜的光学模块

技术领域

本发明涉及一种复合多个光束的光学模块。

背景技术

波分复用（WDM）通信已变得普及，波分复用系统将多个光束复用在一起，这些光束中的每一条光束均具有对应于相应光束并且彼此不同的波长。适用于波分复用系统的光学模块安装有多个半导体激光二极管（LD），半导体激光二极管能够发射出具有彼此不同的特定波长的光束。为了将多条光束复用到光纤中，这种光学模块通常安装有例如阵列波导光栅（AWG）、波长选择性滤波器（WSF）等。现有的文献已经公开了将从激光二极管发射出的若干条光束复用在一起的技术。偏振合束器（PBC）可以将波长彼此相同但偏振角相差90°的两条光束组合在一起。

在波分复用通信系统中，两条或多条光束具有对应于相应光束但彼此不同的波长。因此，将用于复用波长彼此相同的两条光束的偏振合束器安装在波分复用系统内是不必要的或不适当的。在波分复用系统中通常配备有波长选择性滤波器和/或阵列波导光栅。然而，这些光学元件本身特别昂贵。此外，波长选择性滤波器对波长之间的间隔和波长范围有限制。

发明内容

本发明的方面涉及一种设置有激光二极管、准直透镜、复合棱镜和聚光透镜的光学模块。激光二极管发射出光束，该光束均具有对应于各个光束并且彼此不同的波长。准直透镜与相应的激光二极管对应以准直光束。复合棱镜具有接收从相应的准直透镜输出的光束的输入表面以及输出表面。具有光轴的聚光透镜将从复合棱镜的相应输出表面输出的光束聚焦在光纤的端部上。本发明的特征在于：复合棱镜减小进入复合棱镜的光束之间的间隔，以输出间隔减小的光束。

复合棱镜的每一个输入表面与对应于该每一个输入表面的输出表面光学耦合，使得该每一个输入表面和对应于该每一个输入表面的输出表面构成平行六面体的彼此相对的两个表面。

光学模块通常包括设置在一条直线上的四个激光二极管。在本发明的光学模块中，从复合棱镜输出的光束包含在同一平面中或者相对于聚光透镜的光轴对称设置。具体而言，从复合棱镜输出的光束设置在（通过）中心与聚光透镜的光轴重合的矩形或正方形的相应角部。

复合棱镜可以包括第一主体和第二主体。第一主体包括平行六面体，该平行六面体具有形成外角部的两个输入表面和同样形成外角部的两个输出表面。进入第一主体的相应输入表面的光束在第一主体中以彼此交叉的方式从第一主体的相应输出表面输出。另外，从第一主体的输出表面输出的光束进入聚光透镜而不进入第二主体。具体而言，从第一主体输出的光束可以包含在具有一定高度的平面中，该平面与包含进入第一主体和第二主体的光束的平面不同。

当光学模块包括设置在一条直线上的四个激光二极管时，第一主体可以接收从两个内侧激光二极管发射出的光束，而第二主体可以接收从两个外侧激光二极管发射出的光束，或者，第一主体可以接收从设置在一侧的两个激光二极管发射出的光束，而所述第二主体可以接收从设置在另一侧的另外两个激光二极管发射出的光束。

第一主体和第二主体设置有以大致平行于聚光透镜的光轴的方式延伸的边缘。另外，第二主体还可以设置有以大致垂直于聚光透镜的光轴的方式延伸的边缘。

附图说明

参考附图，从下面对本发明的优选实施例的详细描述，将能更好地理解前述和其它目的、方面和优点，其中：

图1是示意性示出根据本发明的实施例的光学模块的平面图；

图2是安装在图1所示的光学模块中的复合棱镜的实例的透视图；

图3A和图3B是示出根据本发明的另一实施例的光学模块的平面图，其中，图3A示出从两个内侧激光二极管发射出的光束的光线轨迹，而图3B示出从两个外侧激光二极管发射出的光束的光线轨迹；

图4A和图4B是安装在图3A和图3B所示的光学模块中的另一复合棱镜的透视图；

图5A和图5B分别是图4A和图4B所示的复合棱镜的前视图和后视图；

图6A和图6B示意性示出根据本发明的另一实施例的光学模块，其中，图6A示出两个内侧激光二极管的光线轨迹，而图6B示出两个外侧激光二极管的光线轨迹；

图7A和图7B是根据本发明的另一实施例的包括两个主体的复合棱镜的平面图，其中，图7A示出两个内侧激光二极管的光线轨迹，而图7B示出两个外侧激光二极管的光线轨迹；

图8是图7A和图7B所示的复合棱镜的侧视图；

图9A和图9B分别示出图7A和图7B所示的复合棱镜的前视图和后视图；

图10示意性示出形成图7A和图7B所示的复合棱镜的第一主体的方法；

图11A和图11B是包括第一主体和第二主体的另一复合棱镜的平面图，其中，图11A示出位于一侧的两个激光二极管的光线轨迹，而图11B示出位于另一侧的两个激光二极管的光线轨迹；

图12是图11A和图11B所示的复合棱镜的侧视图；以及

图13A和图13B分别是图11A和图11B所示的复合棱镜的前视图和后视图。

具体实施方式

接下来，将参考附图对本发明的一些实施例进行描述。在附图的描述中，彼此相同或相似的数字或符号表示彼此相同或相似的元件，而不再对它们进行重复说明。

图1是根据本发明的实施例的光学模块的平面图。光学模块10包括多个激光二极管（LD）12a至12d、多个准直透镜14a至14d、复合棱镜16和一个聚光透镜18。激光二极管12a至12d发射出光束L₁至L₄，光束L₁至L₄均具有对应于相应激光二极管12a至12d但彼此不同的波长。波长所涉及的波段为1.3μm，最窄间隔为20nm，即，波长遵循粗波分复用（CWDM）的标准。

光束L₁至L₄在虚拟平面（即，图1中的XY平面）中对准。激光二极管12a至12d设置在相应的次安装基台上并且以恒定间隔设置在沿着Y方向的直线上，恒定间隔可以由驱动相应的激光二极管12a至12d的驱动电路或驱动集成电路（IC）的横向尺寸确定。在本实施例中，激光二极管12a至12d之间的间隔为0.75mm。

激光二极管12a至12d与相应的准直透镜14a至14d光学耦合。即，准直透镜14a至14d接收相应的光束L₁至L₄（其最初为发散光束），以将它们转换成准直光束L_I1至L_I4并且将场直径为例如0.4mmφ的准直光束L_I1至L_I4作为输入光束而输出到复合棱镜16。

图2是复合棱镜16的实例的透视图。复合棱镜16设置有四个输入表面20a至20d和四个输出表面22a至22d。这些表面20a至22d沿着方向Z延伸。输入表面20a至20d与相应的准直透镜14a至14d光学耦合。即，输入光束L_I1至L_I4进入复合棱镜16的相应输入表面20a至20d。

包括输入表面20a至20d的表面20具有朝准直透镜14a至14d突出的三个外角部（凸面）。此外，内侧表面20b、20c相对于光轴OA成相同的角度。外侧表面20a、20d相对于光轴OA同样成另一相同的角度。两个内侧表面20b、20c与光轴OA所形成的角度大于两个外侧表面20a、20d与光轴OA所形成的角度。即，光轴OA穿过两个内侧表面20b、20c之间的外角部，并且四个输入表面20a至20d以光轴OA为中心成扇形展开。

输出表面22a至22d分别与输入表面20a至20d中的相应输入表面对应。具体而言，输出表面22a平行于输入表面20a。类似地，输出表面22b至22d分别平行于相应的输入表面20b至20d。因此，复合棱镜16集成了四个平行板介质。

当准直的输入光束L_I1至L_I4进入相应的输入表面20a至20d时，会在输入表面上产生菲涅耳折射，从而使输入光束L_I1至L_I4的光轴靠近光轴OA。然后，输出表面22a至22d在虚拟平面内大致彼此平行地输出相应的输出光束L_O1至L_O4。此外，彼此相邻的输出光束L_O1至L_O4之间的间隔窄于输入光束L_I1至L_I4之间的间隔。在一个实例中，在输出光束L_O1至L_O4的场图案的总宽度W₁小于1.6mm的情况下，输出光束L_O1至L_O4之间的间隔缩小为0.4mm。

复合棱镜16具有沿着Z方向的光学厚度，使得场直径为0.4mm的输入光束L_I1至L_I4全部通过而不泄漏。复合棱镜16具有例如2mm的厚度。此外，复合棱镜16的尺寸（例如，形成平行板介质的输入表面和输出表面之间的距离）、和/或输入表面20_a至20d相对于光轴OA的角度以及进入输入表面20a至20d的输入光束L_I1至L_I4的光学路径均取决于构成复合棱镜16的材料的折射率。此外，输入表面20_a至20d和输出表面22_a至22d可以形成为：进入相应输入表面20a至20d的输入光束L_I1至L_I4不会泄露到与目标输出表面相邻的输出表面22a至22d。复合棱镜16可以由例如透射输入光束L_I1至L_I4的广泛用作光学元件的材料的玻璃和/或树脂制成。

复合棱镜16的输出表面22a至22d与将输出光束L_O1至L_O4聚焦在光纤OF的端部上的聚光透镜18耦合。在一个实施例中，聚光透镜18可以是非球面透镜，该非球面透镜的输入表面具有曲率，而非球面透镜的输出表面具有不同于输入表面曲率的另一曲率。聚光透镜18具有例如2.0mm的直径。在变型例中，聚光透镜可以具有平坦输出表面。聚光透镜18在其输入表面和输出表面上对输出光束L_O1至L_O4产生菲涅耳折射，以将输出光束聚焦在光纤OF的端部上，光纤OF的端部与聚光透镜18的输出表面相距4mm至6mm。因此，诸如光隔离器等光学元件可以设置在聚光透镜18的输出表面与光纤OF的端部之间的空间中。

在所述光学模块10中，即使输入光束L_I1至L_I4具有更宽的间隔，复合棱镜16也能以窄的间隔输出输出光束L_O1至L_O4，并且通过聚光透镜18将输出光束L_O1至L_O4聚焦在光纤OF的端部上。这能够使输出光束L_O1至L_O4的数值孔径（NA）接近于光纤OF的数值孔径，从而增强光束L₁至L₄与光纤OF的耦合效率。此外，与均具有耦合多条光束与光纤的功能的波长选择性滤波器（WSF）和/或阵列波导光栅（AWG）相比，复合棱镜16本身是节省成本的元件。

接下来，将对本发明的光学模块的另一实施例进行描述。图3A和图3B是本发明的变型实施例的光学模块10A的平面图，其中，图3A示出均来自设置在内侧的激光二极管12b、12c的光束的光线轨迹；而图3B示出均从设置在外侧的激光二极管12a、12d输出的其它光束的光线轨迹。

如图3A和图3B所示，光学模块10A设置有另一复合棱镜16A，在图4A和图4B中示出了复合棱镜16A的透视图，其中，图4A示出复合棱镜16A的输入表面，而图4B示出复合棱镜16A的输出表面。此外，图5A是示出输入表面的平面图，而图5B是示出变型复合棱镜16A的输出表面的另一平面图。参考图3至图5，复合棱镜16A设置有四个输入表面26a至26d和四个输出表面28a至28d。输入表面26a至26d与相应的准直透镜14a至14d光学耦合，而输出表面28a至28d与聚光透镜18光学耦合。

复合棱镜16A通过接收具有相对较宽间隔的输入光束L_I1至L_I4输出具有较窄间隔的输出光束L_O1至L_O4。另外，复合棱镜16A输出高度对称设置的输出光束L_O1至L_O4。例如，复合棱镜16A输出输出光束L_O1至L_O4，使得输出光束通过以垂直于聚光透镜18的光轴OA的方式延伸并且以聚光透镜18的光轴OA为中心的矩形或正方形的相应角部。因此，复合棱镜16A的输出表面28a至28d形成为：输出表面28a至28d包括相对于聚光透镜18的光轴OA对称设置的相应点。即，属于外侧激光二极管12a、12d的两个输出表面28a、28d沿着Z方向形成在一侧，而对应于内侧激光二极管12b、12c的其它两个输出表面28b、28c沿着Z方向设置在另一侧。

在复合棱镜16A中，输入表面26a和输出表面28a平行地形成。类似的关系也反映在输入表面和输出表面的其它三个组合上。即，两个表面26b和28b、两个表面26c和28c、两个表面26d和28d分别平行地形成。第一输入光束L_I1进入输入表面26a，随着接近光轴OA而向上传播，然后作为输出光束L_O1从输出表面28a输出。输入表面26_a和输出表面28_a平行地形成且相对于光轴OA倾斜，以获得上述轨迹。第四输入光束L_I4进入第四输入表面26d，在复合棱镜16A中随着接近光轴OA而向上传播，然后作为第二输出光束L_O2从输出表面28d输出。因此，两个表面26d、28d平行地延伸且相对于光轴OA倾斜。第二输入光束L_I2进入输入表面26b，在复合棱镜16A中随着接近光轴OA而向下传播，然后作为第二输出光束L_O2从输出表面28b输出。因此，两个表面26b、28b平行地延伸且相对于光轴OA倾斜。第三输入光束L_I3进入输入表面26c，在复合棱镜16A中随着接近光轴OA而向下传播，然后作为第三输出光束L_O3从输出表面28c输出。因此，两个表面26c、28c平行地延伸且相对于光轴OA倾斜。

与上述棱镜16类似，复合棱镜16A缩小了输入光束L_I1至L_I4的间隔，并且朝向聚光透镜18输出具有较窄间隔的输出光束L_O1至L_O4。聚光透镜18将输出光束L_O1至L_O4聚焦在光纤OF的端部上。另外，输出光束L_O1至L_O4以平行于聚光透镜18的光轴OA并且相对于聚光透镜18的光轴OA对称的方式传播，从而减小了相应的输出光束L_O1至L_O4的数值孔径的差异。因此，增强了从相应的激光二极管12a至12d输出的光束L₁至L₄与光纤OF的光学耦合效率。此外，与前述实施例所示的光学模块相比，光学模块10A可以缩小进入聚光透镜18的输出光束L_O1至L_O4的场宽度。即，前述实施例形成输出光束L_O1至L_O4的横向散开的集体场图案；而本实施例的光学模块10A示出了输出光束L_O1至L_O4的相对于光轴OA对称分布的集体场图案。因此，本实施例的光学模块10A简化了聚光透镜18的输入表面的设计，并且能够减小聚光透镜18的数值孔径（NA）。

接下来，将对根据本发明的另一实施例的光学模块的进行描述。图6A和图6B示出了光学模块10B的平面图，其中，图6A示出从内侧激光二极管12b、12c输出的光束L₂、L₃的光线轨迹，而图6B示出分别从外侧激光二极管12a、12d输出的光束L₁、L₄的光线轨迹。

光学模块10B设置有布置在激光二极管12a至12d与准直透镜14a至14d之间的附加聚光透镜30a至30d。聚光透镜30a至30d均形成相应的光束腰。即，聚光透镜30a至30d定位为：位于相应发光点的激光二极管12a至12d远离聚光透镜30a至30d的焦点。于是，从相应的激光二极管12a至12d输出的各个光束L₁至L₄聚集在相应的光束腰。

此外，准直透镜14a至14d设置为：它们焦点的位置超过聚光透镜30a至30d的位于准直透镜14a至14d一侧的焦点。即，准直透镜14a至14d设置在聚光透镜30a至30d的焦点与准直透镜14a至14d的焦点之间存在较大偏移量的位置上。于是，可以进一步减小从准直透镜14a至14d输出的光束L_I1至L_I4的场直径。因此，图6A和图6B所示的光学结构有效抑制了进入输入表面26a至26d的光束L_I1至L_I4泄漏到相邻表面。

接下来，将对适用于图3和图6所示的光学模块的复合棱镜的变型例进行描述。图7A和图7B示出根据另一实施例的复合棱镜16C的平面图。图7A示出从内侧激光二极管12b、12c发射出的光束L_I2、L_I3的光线轨迹，而图7B示出来自外侧激光二极管12a、12d的光束L_I1、L_I4的光线轨迹。图8是图7A和图7B所示的复合棱镜16C的侧视图；而图9A示出了复合棱镜16C的输入表面40a、40b、42a、42b，以及图9B示出了输出表面40c、40d、42c、42d。

替代前述复合棱镜16至16B的复合棱镜16C包括第一主体40和第二主体42。第一主体40设置有两个输入表面40a、40b和两个输出表面40c、40d。前一输入表面40a和前一输出表面40c平行地延伸且相对于三个方向X、Y、Z倾斜。后一输入表面40b和后一输出表面40d同样平行地延伸且相对于三个方向X、Y、Z倾斜。即，输入表面40a和输出表面40c是构成平行板的两个表面，而输入表面40b和输出表面40d同样是构成另一平行板的两个表面。此外，两个输入表面40a、40b形成外角部，而两个输出表面40c、40d同样构成外角部。因此，第一主体40是具有两个输入表面40a、40b和两个输出表面40c、40d的平行六面体。

进入输入表面40a的第二光束L_I2在输入表面40a向上折射以朝输出表面40c传播，并且作为输出光束L_O2从输出表面40c输出。进入输入表面40b的第三光束L_I3在输入表面40b同样向上折射从而以与前一光束L_I2交叉的方式朝输出表面40d传播，并且作为输出光束L_O3从输出表面40d输出。因为两个光束L_I2、L_I3在第一主体40中交叉，所以输出光束L_O2、L_O3与输入光束L_I2、L_I3交换位置。此外，两个输入表面40_a、40b和两个输出表面40_c、40d相对于Z方向倾斜；因此，两个输出光束L_O2、L_O3形成了虚拟平面，该虚拟平面不同于含有输入光束L_I1至L_I4的另一虚拟平面但以平行于含有输入光束L_I1至L_I4的另一虚拟平面的方式延伸。两个输出光束L_O2、L_O3定位在（通过）中心与光轴OA重合的矩形或正方形的两个角部。

另外，第一主体40还设置有以平行于光轴OA的方式延伸的表面。图7A和图7B所示的实施例设置有以平行于光轴OA的方式延伸的两个表面40s、40t。这两个表面40s、40t用于沿着光轴OA对准第一主体40。此外，两个表面40s、40t可以产生使其它输入光束L_I1、L_I4通过以进入第二主体42的空间。两条光束L_I1、L_I4不与第一主体40发生干涉（即，两条光束L_I1、L_I4不进入第一主体40）并进入第二主体42。

第二主体42包括两个输入表面42_a、42b和两个输出表面42c、42d。与第一主体40类似，输入表面42_a和输出表面42_c平行地延伸且相对于X方向和Y方向倾斜；第二输入表面42b和第二输出表面42d同样平行地延伸且相对于X方向和Y方向倾斜。这些输入表面42a、42b和输出表面42c、42d形成了凸多面体。

进入输入表面42a的第一光束L_I1在输入表面42a折射以朝输出表面42c传播，并且作为输出光束L_O1从输出表面42c输出。进入另一输入表面42d的第四光束L_I4在输入表面42d折射，从而在第二主体42中以与第一光束L_I1交叉的方式朝输出表面42d传播。因此，输出光束L_O1、L_O4与输入光束L_I1、L_I4交换位置。此外，两个输出光束L_O1、L_O4定位在矩形或正方形的两个相应角部，其中该矩形或正方形的中心与设置在复合棱镜16C下游的聚光透镜18的光轴OA重合。

此外，第二主体42同样设置有以平行于光轴OA的方式延伸的表面。即，本实施例的第二主体42设置有沿着聚光透镜18的光轴OA平行延伸的两个表面42s、42t。这两个表面42s、42t不仅简化了第二主体42的对准，而且还减小了复合棱镜16C的尺寸。

参考图8，第二主体42具有顶部表面42u，顶部表面42u的高度低于第一主体40的顶部表面40u的高度。从第一主体40的输出表面40c、40d输出的输出光束L_O2、L_O3不与第二主体42发生干涉并进入聚光透镜18。输出光束L_O2、L_O3通过第二主体42的顶部表面42u的上方。

在本实施例的复合棱镜16C中，第一主体40和第二主体42的输入表面40a、40b、42a、42b和输出表面40c、40d、42c、42d分别是构成多面体的表面，特别地，第一主体40是平行六面体。因此，可以通过切割柱形棒材制造第一主体40和第二主体42。例如，可以通过沿着图10所示的虚线CL倾斜地切割六角棒材形成第一主体40。另外，可以通过正交切割柱形棒材（其平面形状与图7A和图7B所示的平面形状类似）形成第二主体42。在变型例中，可以通过如下方式形成第一主体40：倾斜地切割四边形棒材而形成平行六面体，并且切割平行六面体的两个侧表面而露出侧表面40s、40t。

输入表面40a、40b形成外角部，从而能够很容易地在输入表面40a、40b上形成防反射（AR）膜。具体而言，两个输入表面可以以彼此相同的距离面向防反射膜的源，这意味着沉积在相应输入表面上的防反射膜是均匀的。类似地，第一主体40的两个输出表面40_c、40d和第二主体42的输出表面42c、42d同样形成了相应的外角部。因此，这些输出表面40c、40d、42c、42d可以设置有彼此均匀的相应防反射膜。

接下来，将对替代图3A、图3B、图6A和图6B所示的复合棱镜的另一复合棱镜进行描述。图11A和图11B是根据本发明的另一实施例的复合棱镜16D的平面图。图11A示出了设置在一侧的两个激光二极管的输入光束L_I1、L_I2的光线轨迹，而图11B示出了设置在另一侧的两个激光二极管的其它输入光束L_I3、L_I4的光线轨迹。图12是复合棱镜16D的侧视图，而图13A和图13B分别是复合棱镜16D的前视图和后视图；即，图13A示出了具有输入光束L_I1至L_I4的场图案的输入表面，而图13B示出了具有输出光束L_O1至L_O4的场图案的输出表面。

本实施例的复合棱镜16D还包括两个主体（第一主体40和第二主体50）。第一主体40的形状与图7A和图7B所示的前述主体的形状大致相同。即，第一主体40在第一输入表面40a中接收光束L_I1，而从输出表面40c输出光束L_O1。另外，第二输入表面40b接收第二光束L_I2，并且将该第二输入光束L_I2作为第二输出光束L_O2从输出表面40d输出。因为一对表面40_a、40_c和另一对表面40b、40d均平行地延伸且相对于相应的输入光束L_I1、L_I2倾斜，所以输出光束L_O1、L_O2包含在一个虚拟平面中，该虚拟平面以平行于包含输入光束L_I1、L_I2的另一虚拟平面的方式延伸。此外，输入光束L_I1、L_I2在第一主体中交叉，从而使输出光束L_O1、L_O2的配置位置与输入光束L_I1、L_I2的配置位置换位。输出光束L_O1、L_O2设置在（通过）中心与聚光透镜18的光轴OA重合的矩形或正方形的相应上侧角部。第一主体40设置为不与其余输入光束L_I3、L_I4发生干涉并进入第二主体50。

第二主体50包括两个输入表面50a、50b和两个输出表面50c、50d。前一输入表面50a和前一输出表面50c平行地延伸且相对于X、Y方向这二者倾斜。后述输入表面50b和后述输出表面50d同样平行地延伸且相对于X、Y方向这二者倾斜。两个输入表面50a、50b形成了外角部，而两个输出表面50c、50d同样形成了外角部。因此，第二主体50是不具有内角部（凹面）的多面体。

第二主体50在输入表面50a中接收第三输入光束L_I3，并且该输入光束作为第三输出光束L_O3从输出表面50c输出。类似地，另一输入表面50b接收第四输入光束L_I4，并且该光束作为第四输出光束L_O4从输出表面50d输出。因为第三输入光束L_I3和第四输入光束L_I4在第二主体50中交叉，所以输出光束L_O3、L_O4的配置位置与输入光束L_I3、L_I4的配置位置换位。此外，输出光束L_O3、L_O4包含在具有输入光束L_I1至L_I4的平面中并且通过中心与聚光透镜18的光轴OA重合的矩形或正方形的下侧角部。

第二主体还设置有第三光束L_I3和第四输入光束L_I4都不通过的剩余区域50r。该剩余区域50r设置有彼此垂直的两条边50h、50v。具体而言，边50v以垂直于光轴OA的方式延伸，而另一条边50h以平行于光轴OA的方式延伸。这两条边50h、50v可以提高第二主体50相对于第一主体50和聚光透镜18的光学对准。

第二主体50的顶部表面50u的高度低于第一主体的顶部表面40u的高度，这意味着第一输出光束L_O1和第二输出光束L_O2在第二主体的顶部表面50u的上方通过并朝聚光透镜18传播。第一输出光束L_O1和第二输出光束L_O2在不与第二主体50发生干涉的情况下朝聚光透镜18传播。

通过切割柱形棒材同样可以容易地形成本实施例的复合棱镜16D的第二主体50。另外，因为两个输入表面50a、50b和两个输出表面50c、50d均形成有外角部，所以能够均匀地将防反射膜沉积在相应的表面上。

在前面的详细描述中，已经参照本发明的具体示例性实施例对本发明的光学模块进行了描述。然而，显而易见的是，在不脱离更宽的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例作出各种修改和改变。

例如，尽管上述光学模块设置有四个激光二极管12a至12d，但激光二极管的数量并未被限制。安装有至少两个激光二极管的光学模块可以具有本发明的优点。可以根据激光二极管的数量可选地改变准直透镜的数量、复合棱镜的输入表面和输出表面的数量、输入光束相对于输入表面的入射角等。另外，本说明书所述的光学模块适用于相应激光二极管发射出具有彼此不同的特定波长的光束的波分复用系统。然而，本发明的概念同样适用于多条光束的波长彼此相同但相位彼此不同的相干光通信的光学模块。因此，本说明书和附图是说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种光学模块，包括：

多个激光二极管，其构造为发射出光束；

多个准直透镜，所述多个准直透镜中的每一个准直透镜与所述多个激光二极管中的相应激光二极管光学耦合，并且准直所述光束中的相应光束；

复合棱镜，其设置有多个输入表面和多个输出表面，所述输入表面接收从相应的准直透镜输出的光束，所述输出表面输出相应的光束；以及

聚光透镜，其具有光轴并且构造为将从所述复合棱镜的输出表面输出的相应光束聚焦在外部光纤的端部上，

其中，所述复合棱镜减小进入所述复合棱镜的光束之间的间隔，以输出间隔减小的光束。

2.根据权利要求1所述的光学模块，

其中，所述复合棱镜的每一个输入表面与对应于该每一个输入表面的输出表面光学耦合。

3.根据权利要求2所述的光学模块，

其中，每一个输入表面和对应于该每一个输入表面的输出表面平行地延伸且相对于进入该每一个输入表面的光束中的相应光束的光轴倾斜。

4.根据权利要求3所述的光学模块，

其中，每一个输入表面和对应于该每一个输入表面的输出表面构成平行六面体的彼此相对的两个表面。

5.根据权利要求1所述的光学模块，

其中，从所述复合棱镜输出的光束位于同一平面中。

6.根据权利要求1所述的光学模块，

其中，从所述复合棱镜输出的光束相对于所述聚光透镜的所述光轴对称设置。

7.根据权利要求1所述的光学模块，

其中，所述光学模块包括作为所述多个激光二极管而设置在一条直线上的四个激光二极管。

8.根据权利要求7所述的光学模块，

其中，从所述复合棱镜输出的光束设置在中心与所述聚光透镜的光轴重合的矩形的相应角部。

9.根据权利要求1所述的光学模块，

其中，所述复合棱镜包括第一主体和第二主体，

所述第一主体包括平行六面体，所述平行六面体具有形成外角部的两个输入表面和形成外角部的两个输出表面，并且

进入所述第一主体的输入表面中的相应输入表面的光束在所述第一主体中以彼此交叉的方式从所述第一主体的输出表面中的相应输出表面输出。

10.根据权利要求9所述的光学模块，

其中，从所述第一主体的输出表面输出的光束进入所述聚光透镜而不进入所述第二主体。

11.根据权利要求10所述的光学模块，

其中，从所述第一主体输出的光束包含在具有一定高度的平面中，所述平面与包含进入所述第一主体和所述第二主体的光束的平面不同。

12.根据权利要求9所述的光学模块，

其中，所述第一主体和所述第二主体设置有以大致平行于所述聚光透镜的光轴的方式延伸的边缘。

13.根据权利要求12所述的光学模块，

其中，所述第二主体还设置有以大致垂直于所述聚光透镜的光轴的方式延伸的边缘。

14.根据权利要求9所述的光学模块，

其中，所述光学模块包括作为所述多个激光二极管而设置在一条直线上的四个激光二极管，并且

所述第一主体接收从所述四个激光二极管中的两个内侧激光二极管发射出的光束，而所述第二主体接收从所述四个激光二极管中的两个外侧激光二极管发射出的光束。

15.根据权利要求9所述的光学模块，

所述第一主体接收从所述四个激光二极管中的设置在一侧的两个激光二极管发射出的光束，而所述第二主体接收从所述四个激光二极管中的设置在另一侧的另外两个激光二极管发射出的光束。

16.根据权利要求9所述的光学模块，

其中，所述第一主体和所述第二主体不具有内角部。

17.根据权利要求1所述的光学模块，

还包括设置在所述激光二极管和所述准直透镜之间的多个辅助透镜，

其中，各个辅助透镜聚焦从激光二极管中的相应激光二极管发射出的光束并且形成光束腰，而各个所述准直透镜准直由所述辅助透镜中的相应辅助透镜形成的光束腰。

18.根据权利要求1所述的光学模块，

其中，所述复合棱镜由透射光束的材料制成。

19.根据权利要求1所述的光学模块，

其中，所述光束具有对应于所述激光二极管中的相应激光二极管并且彼此不同的波长。