CN105158853B - 一种新型的集成微光学波分复用组件及采用该组件的分波、合波方法 - Google Patents

一种新型的集成微光学波分复用组件及采用该组件的分波、合波方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种新型的集成微光学波分复用组件及采用该组件的分波、合波方法，组件包括新基板、高反射膜、增透膜和滤光片，新基板的其中一侧面镀有高反射膜和增透膜，高反射膜设置在反射区，增透膜设置在透射区，与其相对的另一侧面粘贴有一个以上的滤波片，新基板的宽度为，d为光出射间距，Φ为入射角度，n为新基板折射率，L’为新基板宽度。因玻璃基板的尺寸设计，导致信号光会在玻璃基板中的反射次数增加一倍。对应的反射信号光也会在滤光片表面上由原来的1次升级为2次，在同样隔离度要求下，对滤波片的隔离度要求大幅下降，则滤波片的镀膜成本也可大幅下降，同时组件的体积缩小约一半。

Description

一种新型的集成微光学波分复用组件及采用该组件的分波、 合波方法
技术领域
本发明公开一种光学组件，特别是一种新型的集成微光学波分复用组件及采用该组件的分波、合波方法，属于光通信领域。
背景技术
在40G和100G光模块中，通常要对2路或4路不同波长的光进行分波或合波，此分波/合波组件内置于光模块内，对体积要求尽可能小，同时光学性能(如插入损耗、隔离度等)也有很高要求。目前基于微光学平台技术的波分复用组件是主流的技术方案，现有的这类技术方案的基本结构描述如下：请参看附图1至附图4，以玻璃基板1作为光信号传输载体，玻璃基板的其中一侧面分别镀有高反射膜4(HR膜)和增透膜5(AR膜)，另一侧面粘贴两个滤光片，第一滤光片2和第二滤光片3分别选择性透过需要的波长，而对其它波长的光进行反射，此技术方案的特点是滤光片只反射一次信号光。
光路结构如图4所示，当光从左侧AR膜5进入玻璃基板1时，从第一滤光片2透射出L0光，从第二滤光片3透射出L1光，从而实现分波功能；反之，L0光通过第一滤光片2进行光路，L1光通过第二滤光片3进行光路，这两路光集合后都从玻璃基板1左侧AR膜5射出，实现合波功能。
上述为一路光分成两路或两路光合成一路的分波/合波组件结构，常规的结构中，还有四路的分波/合波光组件，请参看附图5，当光从左侧AR膜5进入玻璃基板1时，从第一滤光片2透射出L0光，其余光在第一滤光片2表面反射会玻璃基板1，反射至玻璃基板1左侧HR膜4进行再次反射，从第二滤光片3上出射L1光，依此方式，依此在第三滤光片7和第四滤光片8上出射L2光和L3光，从而实现分波功能；反之，L0光、L1光、L2光和L3光可依次经过第一滤光片2、第二滤光片3、第三滤光片7和第四滤光片8进入玻璃基板1，并借助玻璃基板1左侧HR膜4和各滤光片在玻璃基板1中进行反射，最终从四路光集合后都从玻璃基板1左侧AR膜5射出，实现合波功能。
(1)、此技术方案的特点是滤光片只反射一次信号光，故每一路光信号对相邻波长的光信号的隔离度就等于滤光片的相应的光隔离度；
(2)、玻璃基板1的宽度L取决于玻璃基板的光入射角度￠及要求的两相邻光(L0及L1)的间距d，玻璃基板折射率为n，玻璃管基板宽度假设光入射角度￠采用8度，两相邻光(L0及L1)的间距d取值为0.75mm时，玻璃基板1的宽度L约4.05mm。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的分波/合波组件隔离度性能较低，体积较大的缺点，本发明提供一种新型的集成微光学波分复用组件及采用该组件的分波、合波方法，其采用特殊尺寸设计的基板和滤光片，可有效减小其尺寸。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种新型的集成微光学波分复用组件，该组件包括新基板、高反射膜、增透膜和滤光片，新基板的其中一侧面镀有高反射膜和增透膜，高反射膜设置在反射区，增透膜设置在透射区，与其相对的另一侧面粘贴有一个以上的滤波片，新基板的宽度为d为光出射间距，Φ为入射角度，n为新基板折射率，L’为新基板宽度。
一种采用上述的新型的集成微光学波分复用组件的分波方法，该方法为光从左侧增透膜进入新基板，经过一个以上的滤光片的透射和反射后，最后一路光在最后一个滤光片或不镀滤光膜系的玻璃片或空缺处射出，实现分波，每个滤光片对同一波段的光进行两次透射和折射。
一种采用上述的新型的集成微光学波分复用组件的合波方法，两路或四路不同波段的光从滤光片处射入新基板内，经过高反射膜和滤光片的反射后从增透膜处射出，实现合波。
本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的滤光片为一片、两片、三片或四片。
所述的新基板采用玻璃材质制成，或采用其他透光性能好的材质制成。
所述离新基板左侧增透膜最远的一路光出射/入射位置，采用不镀滤光膜系的玻璃片，或者直接空缺。
本发明的有益效果是：(1)、因光束在每一个滤光片上实现两次反射，其相邻两束光的光隔离度可达到滤光片隔离度的两倍，容易实现高隔离度的分波/合波功能。反之，在同样隔离度要求下，对滤光片的隔离度要求大幅下降，则滤光片的镀膜成本也可大幅下降。(2)、通过光束在单片滤光片上两次反射，在光入射角度和出射光束间隔(L0与L1的中心距)相同时，玻璃基板的宽度L可减少一半，这样整个组件的体积差不多缩少一半，更容易于集成到光模块中，此结构符合光模块向小型化封装方向发展的需要。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为常规的分波/合波组件立体结构示意图。
图2为常规的分波/合波组件俯视结构示意图。
图3为常规的分波/合波组件正视结构示意图。
图4为常规的分波/合波组件光路结构示意图。
图5为常规4路光的分波/合波组件的光路结构示意图。
图6为本发明的立体结构示意图。
图7为本发明的俯视结构示意图。
图8为本发明的正视结构示意图。
图9为本发明的光路结构示意图。
图10为本发明第二种用法的立体结构示意图。
图11为本发明第二种用法的光路结构示意图。
图12为本发明4路光的分波/合波组件的光路结构示意图。
图中，1-基板，2-第一滤光片，3-第二滤光片，4-高反射膜，5-增透膜，6-新基板，7-第三滤光片，8-第四滤光片。
具体实施方式
本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
本发明主要为40G和100G光模块提供一种光学性能更佳、体积更小的微光学分波/合波组件。请参看附图6至附图9，本发明主要包括新基板6、高反射膜4、增透膜5、一个以上的滤光片2，新基板6采用玻璃材质制成，可作为光信号传输载体，具体实施时，新基板6也可采用其他具有透光性能的材质制成。新基板6的其中一侧面镀有高反射膜4和增透膜5，本实施例中，高反射膜4和增透膜5各占大约一半的面积，具体实施时，也可以根据实际需要在设计透射区和反射区，在透射区设置增透膜5，在反射区设置高反射膜4，与其相对的另一侧面粘贴有滤光片。本实施例中，新基板6的光入射角度为8°。本实施例中，通过设计，新基板6光入射角度￠和光出射间距d保持不变的情况下，若需要使光在滤光片上实现两次反射，根据公式d取0.75mm，入射角度￠取8度，玻璃基板折射率取1.5038，玻璃基板宽度L’从原来的约4.05mm减少至约2.02mm，滤光片的尺寸不变，从而实现信号光在玻璃基板中反射次数增加了一倍。
请参看附图9，本发明在使用时，光路结构如图9所示，当光从左侧增透膜5(即AR膜)进入新基板6内后，从第一滤光片2透射出L0光，L1光和极少量的L0光反射到新基板6左侧的高反射膜4(即HR膜)后，再反射回第一滤光片2，此时第一滤光片2将再次将残余的L0光透射出去，从而避免L0余光对L1光通道构成影响。经第一滤光片2第二次反射到新基板6左侧的高反射膜4(即HR膜)时，原来入射至组件的L0和L1光只剩下L1光，该L1光从新基板6左侧的高反射膜4(即HR膜)后，从第二滤光片3透射出L1光，从而实现分波功能；反之，则可实现合波功能。
请参看附图10和附图11，图中是本发明实施例二结构示意图，相对附图6至附图9来说，只是省掉了第二滤光片3。其省掉的原理是，系统需要分波的只是L0和L1光，L0光已经通过第一滤光片2两次过滤了，因此第一滤光片2第二次反射出来的光只剩下L1光，为此，在附图9中L1光出射的位置，就可以不安装第二滤光片3，或者直接用一个纯玻璃片代替，以降低产品的生产成本，反之，则可实现合波功能。
请参看附图12，图12是本发明4路光的分波/合波组件的光路结构示意图。当光从左侧增透膜5(即AR膜)进入新基板6时，第一次从第一滤光片2透射出绝大部分的L0光，残余的极少量L0光和L1光、L2光、L3光会被第一滤光片2反射到新基板6左侧的高反射膜4(即HR膜)后，再反射回第一滤光片2，此时第一滤光片2将再次将残余的L0光透射出去，从而避免L0余光对L1光通道构成影响。其余光在第一滤光片2表面反射会新基板6，反射至玻璃基板1左侧高反射膜4(即HR膜)进行再次反射，从第二滤光片3上出射L1光，依此方式，依此在第三滤光片7和第三滤光片7的上方空间出射L2光和L3光，从而实现分波功能；反之，L0光、L1光、L2光和L3光可依次经过第一滤光片2、第二滤光片3、第三滤光片7和第四滤光片8进入玻璃基板1，并借助玻璃基板1左侧高反射膜4(即HR膜)和各滤光片在玻璃基板1中进行反射，最终从四路光集合后都从玻璃基板1左侧增透膜5(即AR膜)射出，实现合波功能。

Claims (5)

1.一种新型的集成微光学波分复用组件，其特征是：所述的组件包括新基板、高反射膜、增透膜和滤光片，新基板的其中一侧面镀有高反射膜和增透膜，高反射膜设置在反射区，增透膜设置在透射区，与其相对的另一侧面粘贴有一个以上的滤波片，新基板的宽度为d为光出射间距，Φ为入射角度，n为新基板折射率，L’为新基板宽度，所述新基板的宽度恰好使光信号在滤光片上实现两次折射和透射，离新基板左侧增透膜最远的一路光出射/入射位置，采用不镀滤光膜系的玻璃片，或者直接空缺。
2.根据权利要求1所述的新型的集成微光学波分复用组件，其特征是：所述的滤光片为一片、两片、三片或四片。
3.根据权利要求1或2所述的新型的集成微光学波分复用组件，其特征是：所述的新基板采用玻璃材质制成，或采用其他透光性能好的材质制成。
4.一种采用如权利要求1至3中任意一项所述的新型的集成微光学波分复用组件的分波方法，其特征是：所述的方法为光从左侧增透膜进入新基板，经过一个以上的滤光片的透射和反射后，最后一路光在最后一个滤光片或不镀滤光膜系的玻璃片或空缺处射出，实现分波，每个滤光片对同一波段的光进行两次透射和折射。
5.一种采用如权利要求1至3中任意一项所述的新型的集成微光学波分复用组件的合波方法，其特征是：所述的方法为两路或四路不同波段的光从滤光片处射入新基板内，经过高反射膜和滤光片的反射后从增透膜处射出，实现合波。
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Assignor: AUXORA (SHENZHEN) . Inc.

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Denomination of invention: A novel integrated micro-optical wavelength division multiplexing module and its wavelength division and combination method

Granted publication date: 20180824

License type: Exclusive License

Record date: 20230210

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