CN108732777A - 一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件 - Google Patents

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赵泽雄
刘权
毕延文
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Abstract

本发明公开一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件，其包括多路彼此波长不同的光信号，所述光信号均为线偏振光，还包括将全部所述光信号合成为一路光信号的合束器，所述合束器至少包括一个将入射的偏振态相互垂直的两路所述光信号合成为一路合成光信号的晶体合束器，每一所述光信号均经过一保偏光纤入射到所述合束器内，且至少有一个所述光信号的偏振态在所述保偏光纤出射端发生90度旋转。本发明的合波器用于将多通道激光器出光汇合成一路光信号进行传输。

Description

一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件
技术领域
本发明属于光学领域，具体涉及一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件。
背景技术
将多通道激光器出光汇合成一路光信号进行传输的合波器，可以增加了单路光纤的传输容量，满足高速高容量光传输激光器的设计要求。
当前，上述合波器可实现的技术方案包括：
1、基于薄膜滤光片方案的合波器，如图1所示。缺点是：与波长相关，成本较高，体积大，光路不等。
2、基于阵列波导光栅（AWG）方案或平面波导（PLC）的合波器，如图2所示。其缺点是：加工工艺复杂，与波长相关，成本高，光学指标较差。
3、如专利文件（申请号CN103261935）所述方案，其缺点在于：每次合波后都会产生光信号能量损耗，最终每路光信号的能量损耗均在3dB以上。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供易大批量生产、成本低、且能量损耗小的一种利用晶体合束器的多通道激光器合波和解波光学组件。
本发明的技术方案是提供一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件，其包括多路彼此波长不同的光信号，所述光信号均为线偏振光，还包括将全部所述光信号合成为一路光信号的合束器，所述合束器至少包括一个将入射的偏振态相互垂直的两路所述光信号合成为一路合成光信号的晶体合束器，每一所述光信号均经过一保偏光纤入射到所述合束器内，且至少有一个所述光信号的偏振态在所述保偏光纤出射端发生90度旋转。
优选的，其包括两路偏振态相同的所述光信号，其中一路所述光信号的偏振态在所述保偏光纤出射端面发生90度旋转，并在所述晶体合束器中分别和其他一路所述光信号合成为一路合成光信号。
优选的，所述晶体合束器后设置一会聚透镜，以将全部所述合成光信号合成为一路光信号并送入光纤。
优选的，其包括四路偏振态相同的所述光信号，其中有两路所述光信号的偏振态在所述保偏光纤出射端发生90度旋转，并在第一晶体合束器中分别和其他两路所述光信号之一合成为一路合成光信号，两路所述合成光信号经过第二晶体合束器后合成为一组总合成光信号，其中所述第一晶体合束器和第二晶体合束器之间设置一将两组所述合成光信号转换为两路偏振态相互垂直的线偏振光的多波长波片组。
优选的，所述第二晶体合束器后设置一会聚透镜，以将全部所述总合成光信号合成为一路光信号并送入光纤。
优选的，所述晶体合束器由一整块双折射晶体或者多块独立的双折射晶体组成。
本发明提出了一种新型的合波器。该合波器用于将多通道激光器出光汇合成一路光信号进行传输。它利用了激光器光源的偏振特性，通过光学偏振元件改变光束的偏振态，再利用晶体合束器将来自不同激光器的光汇聚成一束光，进而增加了单路光纤的传输容量，可作为高速高容量光传输激光器设计的优选方案。
附图说明
图1为现有技术1；
图2为现有技术2；
图3是本发明的第一较佳实施例。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
本发明提供一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件，如图1所示，其显示本发明实施例中的一种4路的合波光路结构图，用以展示本发明的基本原理和实施案例之一。
4路波长为λ1、λ2、λ3、λ4的偏振光（假设是e光），分别通过光纤插芯组件10进入到含有4根独立保偏光纤12的保偏光纤组中。其中λ1和λ3的光信号为快轴入射，λ2和λ4的光信号为慢轴入射。设计保偏光纤12在出射端13的慢轴平行于纸面，则可以使得λ1和λ3的光为e光出射，λ2和λ4的光为o光出射。
第一晶体合束器14可设计为一整块双折射晶体，或者由2块独立的晶体合束器拼装而成。亦可以设计成由偏振合束器（PBC）构成，功能上是相同的
波长λ1光和波长λ2光通过第一晶体合束器14后合并成一束光，称为第一合成光16。波长λ3光和波长λ4光通过第一晶体合束器14后也合并成一束光，称为第二合成光18。
第一合成光16和第二合成光18，进入一个多波长波片组20。该多波长波片组20可被设计为对λ1波长的光为全波片，而对λ2波长的光为1/2波片。因此，经过该多波长波片组20后，第一合成光16中的λ1和λ2的偏振态为e光（平行于纸面）。同时，该多波长波片组20可被设计为对λ3波长的光为全波片，而对λ4波长的光为1/2波片。因此，经过该多波长波片组20后，第二合成光18中的λ3和λ4的偏振态为o光（垂直于纸面）。
第一合成光16和第二合成光18经过多波长波片组20后，进入第二晶体合束器22内。第二晶体合束器22被设计为可将不同偏振方向的光合成一束光的功能。由于第一合成光16和第二合成光18分别具有不同偏振态，因此被第二晶体合束器22合成一束光，称为第三合成光24。第三合成光24同时包含有波长为λ1、λ2、λ3、λ4的光，经过会聚透镜26后进入光纤28内，完成合波功能。
此处的第二晶体合束器22可设计为一个晶体合束器或者一个偏振合束器（PBC）构成，功能是相同的。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件，其包括多路彼此波长不同的光信号，所述光信号均为线偏振光，其特征在于：还包括将全部所述光信号合成为一路光信号的合束器，所述合束器至少包括一个将入射的偏振态相互垂直的两路所述光信号合成为一路合成光信号的晶体合束器，每一所述光信号均经过一保偏光纤入射到所述合束器内，且至少有一个所述光信号的偏振态在所述保偏光纤出射端发生90度旋转。
2.根据权利要求1所述的一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件，其特征在于：其包括两路偏振态相同的所述光信号，其中一路所述光信号的偏振态在所述保偏光纤出射端面发生90度旋转，并在所述晶体合束器中分别和其他一路所述光信号合成为一路合成光信号。
3.根据权利要求2所述的一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件，其特征在于：所述晶体合束器后设置一会聚透镜，以将全部所述合成光信号合成为一路光信号并送入光纤。
4.根据权利要求1所述的一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件，其特征在于：其包括四路偏振态相同的所述光信号，其中有两路所述光信号的偏振态在所述保偏光纤出射端发生90度旋转，并在第一晶体合束器中分别和其他两路所述光信号之一合成为一路合成光信号，两路所述合成光信号经过第二晶体合束器后合成为一组总合成光信号，其中所述第一晶体合束器和第二晶体合束器之间设置一将两组所述合成光信号转换为两路偏振态相互垂直的线偏振光的多波长波片组。
5.根据权利要求4所述的一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件，其特征在于：所述第二晶体合束器后设置一会聚透镜，以将全部所述总合成光信号合成为一路光信号并送入光纤。
6.根据权利要求1所述的一种利用晶体合束器的多通道激光器合波光学组件，其特征在于：所述晶体合束器由一整块双折射晶体或者多块独立的双折射晶体组成。
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