CN106526753A - 一种低损耗型多通道波分复用器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低损耗型多通道波分复用器，包括凹面镜、直角棱镜、平面镜、玻璃支架、多块滤波片和多个光纤准直器。所述直角棱镜折射入射光至第一块滤波片上，滤光片透射的设定波长的光至相应的准直器并且反射其余波长的光至平面镜，光线经平面镜反射至下一个滤波片上；所述凹面镜安装在多通道波分复用器的某个出光端，将光线会聚并且反射至平面镜，光线经平面镜反射至下一个滤波片上。凹面镜与滤波片安装在玻璃支架同一侧并且与所述平面镜相对分布。所述凹面镜还可以设置在平面镜上，与滤波片相对分布在玻璃支架两侧，将某块滤波片反射的光经过凹面镜反射至下一个滤波片。本发明可以极大的降低多通道波分复用器的插入损耗，提高光束质量，结构简单且易于调整，降低了多通道波分复用器的生产成本。

Description

一种低损耗型多通道波分复用器

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，特别涉及一种低损耗型的适用于高速收发器中的多通道波分复用器。

背景技术

随着网络多媒体技术的发展以及IP业务的爆炸式增长，人们对宽带通信技术提出了越来越高的要求，人们希望得到更好的网络服务并且有更低的消费支出，运营商也越来越理智地考虑光通信器件的性能与价格。在此基础上波分复用技术得到越来越多商家的关注。波分复用技术能够充分利用了光纤低损耗波段的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波段传输增加几倍或者几十倍，有很大的应用价值和经济价值。

波分复用技术根据波长间隔的疏密分为粗波分复用和密集波分复用，粗波分复用器的信道间隔约为20nm，密集波分复用器的通道间隔值从0.1nm到1.6nm，由于光纤的传输波长有限，因此安排光通道时，波长间隔越短，可安排的光通道越多，波分复用设备造价也越高。随着光纤通信技术的发展，开发多通道的波分复用器得到越来越多运营者的关注。

目前市场上的多通道波分复用器按照其制造方法的不同可以分为阵列波导型、光纤光栅型、介质薄膜滤波片型等。阵列波导型波分复用器波长间隔小、光通道数目多，但是制作工艺复杂，材料均匀性、加工误差以及温度变化都会引起插入损耗的增加，所以在国内的波分复用器市场还没有产品化，大多应用于实验室科学研究中。光栅型波分复用器的优点是高分辨的波长选择作用，可以将特定波长的绝大部分能量与其他波长进行分离，且方向集中。光栅波分复用器在制造上要求较精密，结构复杂，使用的器件数目较多，因此成本较高。介质薄膜型波分复用器的主要特点是设计上可以实现器件的小型化，信号通带平坦，插入损耗低，且通路间隔度好。介质薄膜型波分复用器因为结构紧凑，适合批量生产等特点，已经成为市场上生产最多的波分复用器。介质薄膜型波分复用器在制造过程中，插入损耗会随着通道数目的增加而增加，很大程度上限制了介质薄膜型波分复用器的通道数目。

所以目前缺乏一种可以降低介质薄膜型波分复用器的插入损耗技术，制造一种低损耗、低成本并且结构简单，易于调整的介质薄膜型多通道波分复用器。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种低损耗型多通道波分复用器，结构简单，可以有效解决多通道波分复用器插入损耗大的问题，紧凑的结构设计减小了多通道波分复用器的体积，可应用于高速收发器中。

一种低损耗型多通道波分复用器，包括凹面镜、直角棱镜、平面镜、玻璃支架、多块滤波片和多个光纤准直器。所述直角棱镜折射入射光至第一块滤波片上，滤光片透射设定波长的光至相应的准直器并且反射其余波长的光至平面镜，光线经平面镜反射至下一个滤波片上。多块滤光片依次透射设定波长的光至相应的准直器并且反射其余波长的光至平面镜或者凹面镜；所述凹面镜可以与滤波片安装在玻璃支架同一侧，凹面镜将光线会聚并且反射光线至平面镜；所述凹面镜还可以与滤波片相对分布在玻璃支架两侧，将某块滤波片反射的光经过凹面镜反射至下一块滤波片。

本发明在多通道波分复用的光路中添加凹面镜，利用凹面镜对于光信号的会聚和反射作用，减小多通道波分复用器因为光的发散而引起的插入损耗。同时凹面镜反射光线到下一个部件，保证光信号以相同的角度进入各个滤波片，并不影响光信号在后续光路中的传播。

为了进一步缩小产品尺寸，优选的，所述凹面镜和滤波片安装在同一侧，将凹面镜设置在某个出光端的位置，便于安装凹面镜，简化产品的制造工艺，并且将凹面镜设置在滤波片的同一侧，可以对凹面镜进行微调，使产品的结构具有一定灵活性易于调节。

为了进一步简化产品的结构，优选的，所述凹面镜设置在平面镜的中间，即在平面镜的中间设置一个与凹面镜大小想接近的凹槽，将凹面镜粘接到凹槽中，得到结构更加简洁的产品，进一步压缩产品的体积。

为了合理的利用凹面镜的会聚作用，优选的，所述凹面镜放置在第(N/2+1)个出光端位置，光线经过凹面镜发生会聚并且反射光线至平面镜，光线再经过平面镜反射至下一个滤波片；凹面镜的曲率半径设置根据产品需求设定，凹面镜在这个位置将信号光会聚，使信号光能量集中，并且使得会聚后的光信号的数值孔径满足准直器数值孔径，使得经过滤波片透过的光能完全被准直器接收，减少光能的发散损失。

为了使产品结构更加紧凑，优选的，所述滤波片的大小与凹面镜的大小相近，此时可以会聚信号光降低产品插入损耗的同时，压缩产品的体积，从而保证出光端滤波片紧密排列。并且减小光程，进一步减少产品的插入损耗，降低产品的生产成本。

上述结构的产品可以减小多通道波分复用器的插入损耗，提高光束质量，降低多通道波分复用器的生产成本。

为了满足现有的市场需求，优选的，所述滤波片设有N块。从而具有N个输出波段分别是λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆、λ₇、λ₈、λ₉.......λ_N-1、λ_N，N不小于8时，当通道数目增加到一定数目时，凹面镜对于光信号的会聚效果能够得到充分的利用。

优选的，所述凹面镜的数目至少一块，当通道数目N数目过多时，可以在增加凹面镜的个数，将凹面镜均匀的分布在出光端之间。可以充分利用凹面镜对于光信号的会聚作用，并且避免凹面镜对于光信号会聚的过度时导致会聚后的光信号的数值孔径不满足用于接收的准直器的数值孔径，防止准直器不能完全接受滤波片透过的光。

优选的，所述凹面镜的数目大于1时，各个凹面镜的曲率半径大小相同，简化产品的制作工艺，避免凹面镜曲率半径不同引起的凹面镜安装位置的变化，以及避免不同曲率半径对于光信号的会聚能力的不一致性引起的会聚能量的不充分利用。

本发明提供的一种低损耗型多通道波分复用器，产品的体积小，可以直接集成到高速收发器中。本发明提供的一种低损耗型多通道波分复用器，具有N个输出波段分别是λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆、λ₇、λ₈、λ₉........λ_N-2、λ_N-1、N_N。凹面镜对于信号的会聚，使多通道波分复用器的光能量损失最小。降低多通道波分复用器的插入损耗。

本发明的有益效果是：本发明的低损耗型多通道波分复用器，利用凹面镜可以会聚并且反射光信号能量的特性，降低信号光在多通道波分复用器中的能量损失，改善传统的多通道波分复用器的工艺，还可以节约生产成本。滤波片的密集分布缩小了产品的体积，减少产品的占地空间，使产品能应用于对多通道波分复用器有一定体积要求的高速收发器中，应用的范围广，可以实现工业化生产。

附图说明

图1为实例1的多通道波分复用器的结构示意图。

图2为实例2的多通道波分复用器的结构示意图。

图3为实例3的分层的多通道波分复用器立体结构示意图。

图中：1.凹面镜；2.直角棱镜；3.平面镜；4.准直器；5.玻璃支架；6.滤波片；7.凹面镜；8直角棱镜。

具体实施方式

下面配合附图详细说明本发明的实施案例，使熟悉多通道波分复用器装置相关技术人员，能依本说明书的说明进行实施。

实例1

如图1所示，本实例的是一种低损耗型18通道波分复用器，本实施例的装配过程如下：

首先用酒精清洗玻璃支架5、直角棱镜2、平面镜3、凹面镜1以及多块滤波片6，保证其表面的洁净，玻璃支架5为不规则五边形，将直角棱镜2粘接到玻璃支架5上部分有一个斜边的表面，将平面镜3粘接在玻璃支架5平行的两个面的上表面，将滤波片6粘接到玻璃支架5下表面与平面镜3相对。本实例中将凹面镜1与滤波片6放置同一侧，并且与平面镜3相对分布。

进光端准直器4经过玻璃支架5的入射。入射光进入本实施例的多通道波分复用器，经过直角棱镜2折射后光路方向改变180°，折射光到第一块滤波片，第一块滤波片允许波长在λ₁波段内的光透过，其他波长的光反射到平面镜3上，再经过平面镜3反射，使光反射到第二块滤波片上。第二块滤波片允许波长在λ₂波段的光透过，其他波长的光反射到平面镜3上，经过平面镜3光反射至第三块滤波片上。第三块滤波片允许波长在λ₃波段的光透过，其他波长的光反射到平面镜3上，经过平面镜3光反射到第四块滤波片上。第四块滤波片允许波长在λ₄波段的光透过，其他波长的光反射到平面镜3上，经过平面镜3光反射到第五块滤波片上。第五块滤波片允许波长在λ₅波段的光透过，其他波长的光反射到平面镜3上，经过平面镜3光反射到第六块滤波片上。第六块滤波片允许波长在λ₆波段的光透过，其他波长的光反射到平面镜3上，经过平面镜3光反射到第七块滤波片上。第七块滤波片允许波长在λ₇波段的光透过，其他波长的光反射到平面镜3上，经过平面镜3光反射到第八块滤波片上。第八块滤波片允许波长在λ₈波段的光透过，其他波长的光反射到平面镜3上，再经过平面镜3反射，光反射到在第九个出光端位置放置的凹面镜1上，将光线会聚并且反射平面镜3上，再经过平面镜3反射，将光反射到第九块滤波片上，允许波长在λ₉波段的光透过。其他波长的光反射到平面镜3上，经过平面镜3光反射到下一个滤波片上，第十块滤波片允许波长在λ₁₀波段的光透过，其他波长的光反射到平面镜3上，再经过平面镜3反射至下一个滤波片；依此类推，最后将光反射到第N块滤波片上，允许波长在λ_N波段的光透过，将其他波长的光反射回去。在出光端得到λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆、λ₇、λ₈、λ₉........λ₁₆、λ₁₇、λ₁₈波段的光。所述方案利用凹面镜会聚多通道波分复用发器中发散的光信号，降低插入损耗，滤波片紧凑排列压缩了器件的尺寸，进而降低生产成本。

实例2

如图2所示，本实例是一种低损耗型18通道波分复用器，本实施例中除了凹面镜安装方式与实施例1不同以外，其余结构与实施例1相同。

本实施例中，在平面镜3的中心设置一个与凹面镜体积相接近的凹槽，将凹面镜7粘接到凹槽中，当光线传输至第八块滤波片，第八块滤波片允许波长在λ₈波段的光透过，其他波长的光反射至凹面镜7，将光线会聚并且反射到第九块滤波片上，允许波长在λ₉波段的光透过。其他波长的光反射到平面镜3上，经过平面镜3光反射到下一个滤波片上。整体结构与实例1相比所用光学部件少，结构简洁。

实例3

如图3所示，本实例是一种低损耗型18通道波分复用器，本实施例中采用第二块直角棱镜8将光路折叠与实施例1不同以外，其余结构与实施例1相同。

本实施例中，光线在多通道波分复用器传输过程中，当光线反射到第八块滤波片上，允许波长在λ₈波段的光透过。其他波长的光反射到直角棱镜8上，经过直角棱镜光折射到凹面镜1，光折射到凹面镜1上，将光线会聚并且反射至平面镜3上，再经过平面3反射至下一个滤波片上；本结构利用直角棱镜将光路进行折叠，将滤波片分层放置，整体结构与实例1相比更加紧凑，尺寸更加小巧。

以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低损耗型多通道波分复用器，包括凹面镜、直角棱镜、平面镜、玻璃支架、多块滤波片和多个光纤准直器。所述直角棱镜折射入射光至第一块滤波片，滤光片透射设定波长的光至相应的准直器并且反射其余波长的光至平面镜，光线经平面镜反射至下一个滤波片。多块滤光片依次透射设定波长的光至相应的准直器并且反射其余波长的光至平面镜或者凹面镜；所述凹面镜可以与滤波片安装在玻璃支架同一侧，凹面镜将光线会聚并且反射光线至平面镜；所述凹面镜还可以与滤波片相对分布在玻璃支架两侧，将某块滤波片反射的光经过凹面镜反射至下一块滤波片。

2.如权利要求1所述的低损耗型多通道波分复用器，其特征在于，所述滤波片设有N块，N不小于8。

3.如权利要求1或2所述的低损耗型多通道波分复用器，其特征在于，所述准直器设有N+1个，1个进光端准直器，N个出光端准直器，并且均为单模光纤准直器。

4.如权利要求1或2所述的低损耗型多通道波分复用器，其特征在于，当所述滤波片数目为N时，可以在第(N/2+1)个出光端的位置放置凹面镜。

5.如权利要求1或2所述的低损耗型多通道波分复用器，其特征在于，所述凹面镜的个数至少一块，当通道数目N过多时，可以在增加凹面镜的个数，将凹面镜均匀的分布在出光端之间。

6.如权利要求1或5所述的低损耗型多通道波分复用器，其特征在于，所述凹面镜数目大于1时，各个凹面镜的曲率半径相同。

7.如权利要求1所述的低损耗型多通道波分复用器，其特征在于，所述凹面镜可以和滤波片安装在玻璃支架的同一侧。

8.如权利要求1所述的低损耗型多通道波分复用器，其特征在于，所述凹面镜还可以与滤波片相对分布在玻璃支架两侧。

9.如权利要求1所述的低损耗型多通道波分复用器，其特征在于，凹面镜的宽度与滤波片的宽度相接近。