CN109212670A - 一种波分复用器件以及相应的光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种波分复用器件以及相应的光模块，该波分复用器件包括：输入光纤、第一输出光纤、第二输出光纤、聚焦透镜以及介质薄膜滤波片；输入光纤、第一输出光纤以及第二输出光纤均位于聚焦透镜的左侧，介质薄膜滤波片位于聚焦透镜的右侧；介质薄膜滤波片具有第一分光面和第二分光面，其中，第二分光面相对于第一分光面具有预设的角度，且第一分光面所在的平面与第二分光面所在的平面相交。本发明通过特定结构的滤波片对复合光束进行分光，使得输出光纤对应输出相应波长的光线，达到了分离光线的目的；在实际制作过程中，取消了反射片与滤波片黏连的工艺过程，制作工艺简单，良品率高。

Description

一种波分复用器件以及相应的光模块
【技术领域】
本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种波分复用器件以及相应的光模块。
【背景技术】
随着通信技术的不断发展，光纤通信网络的普及率越来越高。波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing，简写为WDM)是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在接收端再用某种方法，将各个不同波长的光信号分开的通信技术。波分复用器能有效节省光纤资源和组网成本，主要应用在城域网汇聚和接入层，并且可在短时间内建设网络并开展业务，由于其具有低成本、低功耗、小体积等诸多优点，是一种低价格、高性能的传输解决方案，现已广泛应用于城域网传输。
目前，三端口的波分复用器件，一般是两端出纤的，为透射式三端口器件，如公开号为CN206248882U的专利，波分复用器件的结构如图1所示，该波分复用器件包括入射光纤101、反射输出光纤102、透射输出光纤103、双芯插针104、G透镜105、插针与透镜固定套管106、多层介质薄膜滤波片107、单芯插针108、聚焦透镜109以及耦合固定套管110。前述结构的波分复用器件是两端出芯的，波分复用器件所需要的部件较多，不仅成本较高，而且，波分复用器件的尺寸较大，难以做到小型化。另一方面，在光传输链路中，介入的部件较多，容易形成串扰，同时，也影响了光的传输效率。
为了解决前述的问题，存在一种解决方案是设计单端出纤的波分复用器件，具体结构如图2所示，该波分复用器包括入射光纤201、第一反射输出光纤202、第二反射输出光纤203、三芯插针204、G透镜205、多层介质薄膜滤波片206以及反射片207。该波分复用器件的体积可以做的比较小，但是在实际生产制作时，反射片207与多层介质薄膜滤波片206粘接比较困难、制作难度大、调试效率低，良品率较低。
鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
【发明内容】
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种波分复用器件以及相应的光模块，其目的在于通过特定结构的介质薄膜滤波片对入射光纤所发射的光束进行分光，使得输出光纤对应输出相应波长的光线，达到了分离光线的目的；在实际制作过程中，无需增设反射片，取消了反射片与多层介质薄膜滤波片黏连的工艺过程，制作工艺简单，良品率高，适用于批量生产。由此解决现有技术中反射片与多层介质薄膜滤波片粘接比较困难、制作难度大、调试效率低以及良品率较低的技术问题。
本发明实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种波分复用器件，所述波分复用器件包括：输入光纤1、第一输出光纤2、第二输出光纤3、聚焦透镜4以及介质薄膜滤波片5；
所述输入光纤1、所述第一输出光纤2以及所述第二输出光纤3均位于所述聚焦透镜4的左侧，所述介质薄膜滤波片5位于所述聚焦透镜4的右侧；
所述介质薄膜滤波片5具有第一分光面51和第二分光面52，其中，所述第二分光面52相对于所述第一分光面51具有预设的角度，且所述第一分光面51所在的平面与所述第二分光面52所在的平面相交；
其中，所述输入光纤1用于射出包括第一波长光线和第二波光线的复合光束，所述第一分光面51用于反射所述第一波长光线，以使所述第一波长光线从所述第一输出光纤2出射；所述第一分光面51还用于透射所述第二波长光线，以使所述第二波长光线射入所述第二分光面52；所述第二分光面52用于反射所述第二波长光线，以使所述第二波长光线在所述第一分光面51发生折射后出射，并通过所述第二输出光纤3出射。
优选地，所述第一分光面51上镀有波分复用滤波介质薄膜，所述波分复用滤波介质薄膜用于透射预设波长的光线，反射不满足所述预设波长的光线；
所述第二分光面52镀有发射膜，所述反射膜用于反射任意波长的光线。
优选地，所述入射光纤出射的复合光束中包含n种波长的光线，所述第二分光面52的数目为n-1个，所述输出光纤的数目为n个；
每一所述第二分光面52相对于所述第一分光面51具有预设的角度，以使相应波长的光线在所述第二分光面52上反射后，从相应的输出光纤出射。
优选地，所述第二分光面52的数目为二，两个所述第二分光面52均在沿着靠近所述第一分光面51的方向上延展，并在预设的位置相交；或
两个所述第二分光面52均在沿着远离所述第一分光面51的方向上延展，并在预设的位置相交。
优选地，所述第二分光面52的数目为三，三个所述第二分光面52均在沿靠近所述第一分光面51的方向上延展，且相邻第二分光面52之间存在过渡面53，每一所述第二分光面52截止于对应的所述过渡面53。
优选地所述第一分光面51为直角面，所述第二分光面52为锲角面，所述第二波长为1550nm，所述介质薄膜滤波片5的折射率为1.52±0.1，所述第二分光面52与所述第一分光面51之间的角度为1.46°±0.1°。
优选地，所述波分复用器件还包括多芯插针6、第一套管7以及第二套管8；
所述多芯插针6至少包括入射光纤端口、第一输出光纤端口62以及第二输出光纤端口63，所述入射光纤穿入所述入射光纤端口，所述第一输出光纤2穿入所述第一输出光纤端口62，所述第二输出光纤3穿入所述第二输出光纤端口63；
所述第一套管7套设在所述多芯插针6以及所述聚焦透镜4的外部，所述第二套管8套设在所述第一套管7的外部。
优选地，所述入射光纤、所述第一输出光纤2以及所述第二输出光纤3两两平行设置，所述入射光纤与所述第一输出光纤2的纤芯间距为125μm。
优选地，所述聚焦透镜4为G透镜或C透镜；
当所述聚焦透镜4为G透镜时，所述聚焦透镜4直接与所述介质薄膜滤波片5黏连耦合；
当所述聚焦透镜4为C透镜时，所述聚焦透镜4通过过渡管与所述介质薄膜滤波片5耦合连接。
第二方面，本发明提供一种光模块，所述光模块包括如第一方面所述的波分复用器件。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：本发明的波分复用器件的输入光纤和输出光纤均设置在同一端，可以有效减少波分复用器件所包括的部件，减小波分复用器件的体积。同时，本发明通过特定结构的介质薄膜滤波片对入射光纤所发射的光束进行分光，使得输出光纤对应输出相应波长的光线，达到了分离光线的目的。在实际制作过程中，无需增设反射片，取消了反射片与多层介质薄膜滤波片黏连的工艺过程，制作工艺简单，良品率高，适用于批量生产。在光传输链路中，介入的部件较少，便于光路调试，极大降低了光路之间的串扰以及光路损耗。同时，波分复用器件的体积较小，光传输路径短，有效提升了光的传输效率。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是现有技术提供的一种波分复用器件的结构示意图；
图2是现有技术提供的另一种波分复用器件的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种波分复用器件的结构示意图；
图4a是本发明实施例提供的一种多芯插针的剖面结构示意图；
图4b是本发明实施例提供的另一种多芯插针的剖面结构示意图；
图4c是本发明实施例提供的又一种多芯插针的剖面结构示意图；
图5a是本发明实施例提供的一种介质薄膜滤波片的结构示意图；
图5b是本发明实施例提供的另一种介质薄膜滤波片的结构示意图；
图5c是本发明实施例提供的又一种介质薄膜滤波片的结构示意图；
图5d是本发明实施例提供的再一种介质薄膜滤波片的结构示意图；
图5e是本发明实施例提供的一种介质薄膜滤波片与反射镜耦合的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种波分复用器件的光路传输示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请一并参阅图3～图6，本实施例提供一种波分复用器件，该波分复用器件包括：输入光纤1、第一输出光纤2、第二输出光纤3、聚焦透镜4以及介质薄膜滤波片5。其中，输出光纤的数目不做具体限定，输出光纤的数目与输入光纤1所发射的宽谱光中所包含的不同波长的光线的种类而定。例如，与输入光纤1所发射的宽谱光包含两种不同波长的光线，则相应地，输出光纤的数目为二(第一输出光纤2和第二输出光纤3)；输入光纤1所发射的宽谱光包含三种不同波长的光线，则相应地，输出光纤的数目为三(第一输出光纤2、第二输出光纤3以及第三输出光纤)。也就是说，在实际应用场景中，波分复用器件还包括第三输出光纤、第四输出光纤或者更多的输出光纤。
当然，在可选的实施例中，输入光纤1的数目也不做具体限定，依据实际情况而定。例如，输入光纤1的数目为二，每个输入光纤各对应发射两种不同波长的光线，则相应地，输出光纤的数目为四个。
为了减小波分复用器件的尺寸，本实施例的波分复用器件为单端出纤结构，具体而言，所述输入光纤1、所述第一输出光纤2以及所述第二输出光纤3均位于所述聚焦透镜4的左侧，所述介质薄膜滤波片5位于所述聚焦透镜4的右侧。波分复用器件单端出纤结构不仅可以减小波分复用器件的尺寸，同时可以减少波分复用器件所包含的部件，在光传输链路中，介入的部件较少，便于光路调试，极大降低了光路之间的串扰以及光路损耗。同时，波分复用器件的体积较小，光传输路径短，有效提升了光的传输效率。
在本实施例中，所述聚焦透镜4为G透镜或C透镜。聚焦透镜4的类型不同时，聚焦透镜4与介质薄膜滤波片5的耦合工艺也相应存在差异。例如，当所述聚焦透镜4为G透镜时，所述聚焦透镜4直接与所述介质薄膜滤波片5黏连耦合；当所述聚焦透镜4为C透镜时，所述聚焦透镜4通过过渡管与所述介质薄膜滤波片5耦合连接。
为了分离不同波长的光线，所述介质薄膜滤波片5具有第一分光面51和第二分光面52，其中，所述第二分光面52相对于所述第一分光面51具有预设的角度α，且所述第一分光面51所在的平面与所述第二分光面52所在的平面相交(即，第一分光面51所在的平面与第二分光面52所在的平面不相互平行)。在可选的实施例中，所述第一分光面51上镀有波分复用滤波介质薄膜，所述波分复用滤波介质薄膜用于透射预设波长的光线，反射不满足所述预设波长的光线。所述第二分光面52镀有发射膜，所述反射膜用于反射任意波长的光线。关于介质薄膜滤波片5的具体结构以及工作原理，请详见后文描述。
在实际使用过程中，所述输入光纤1用于射出包括第一波长光线和第二波长光线的复合光束，所述第一分光面51用于反射第一波长光线，以使所述第一波长光线从所述第一输出光纤2出射。所述第一分光面51还用于透射所述第二波长光线，以使所述第二波长光线射入所述第二分光面52，所述第二分光面52用于反射所述第二波长光线，以使所述第二波长光线在所述第一分光面51发生折射后出射，并通过所述第二输出光纤3出射。其中，前述的透射包括折射，可以将第二波长光线穿过第一分光面51的任意光路转换手段均可。
在本实施例中，通过特定结构的介质薄膜滤波片5对入射光纤1所发射的光束进行分光，使得输出光纤对应输出相应波长的光线，达到了分离光线的目的。在实际制作过程中，无需增设反射片，取消了反射片与多层介质薄膜滤波片5黏连的工艺过程，制作工艺简单，良品率高，适用于批量生产。
进一步地，所述波分复用器件还包括多芯插针6、第一套管7以及第二套管8。其中，所述第一套管7套设在所述多芯插针6以及所述聚焦透镜4的外部，以固定并保护多芯插针6与聚焦透镜4。所述第二套管8套设在所述第一套管7的外部，所述第二套管8作为封装套管，对所述波分复用器件进行封装保护，其中，所述第二套管8的材料可以是玻璃或金属中的任意一种，依据实际情况选择，在此不做具体限定。
在实际应用场景中，所述多芯插针6的外径可以是1.0mm或1.8mm中任意一种，当然，在其他实施例中，也可根据实际情况定制特定外径的多芯插针6。多芯插针6的插针孔芯的截面结构具有多种可选的方案，可以依据实际情况而定。例如，多芯插针6的插针孔芯的截面结构可以包括一个放置4根光纤的方孔(如图4a)；多芯插针6的插针孔芯的截面结构也可以包括4个圆孔(如图4b)，每个圆孔用于放置单根光纤；多芯插针6的插针孔芯的截面结构也可以包括3个圆孔(如图4c)，每个圆孔用于放置单根光纤。
其中，所述多芯插针6的每个孔均对应有各自的定义，以对应放置相应的光纤。下面结合图4c，具体说明光纤端口的排布关系，所述多芯插针6包括至少输入光纤端口61、第一输出光纤端口62以及第二输出光纤端口63。在制作波分复用器件过程中所述输入光纤1穿入所述输入光纤端口61，所述第一输出光纤2穿入所述第一输出光纤端口62，所述第二输出光纤3穿入所述第二输出光纤端口63，进而实现单根光纤的耦合固定。同时，在本实施例中，所述输入光纤1、所述第一输出光纤2以及所述第二输出光纤3两两平行设置。所述输入光纤1、所述第一输出光纤2以及所述第二输出光纤3之间的纤芯间距满足预设的距离。例如，所述输入光纤1与所述第一输出光纤2的纤芯间距为125μm，所述第一输出光纤2与所述第二输出光纤3的纤芯间距为125μm。
在实际应用场景中，包括多个波长的复合光束从输入光纤1输入，经过所述聚焦透镜4变成准直光，准直光部分波长的光被多层介质薄膜滤波片5的第一分光面51反射回来，再经过聚焦透镜4耦合到第一输出光纤2。剩余部分波长的光透过多层介质薄膜滤波片5的第一分光面51，或者剩余部分波长的光在第一分光面51发生折射后，到达第二分光面52，被第二分光面52反射回来，再经过所述聚焦透镜4耦合到第二输出光纤3。
在本实施例中，所述介质薄膜滤波片5的第一分光面51与第二分光面52的结构，具有多种不同的可选方案。具体地，所述输入光纤1出射的复合光束中包含n种波长的光线，所述第二分光面52的数目为n-1个，所述输出光纤的数目为n个；每一所述第二分光面52相对于所述第一分光面51具有预设的角度，以使相应波长的光线在所述第二分光面52上反射后，从相应的输出光纤出射。
当然，在实际情况中，也可能存在所述第二分光面52的数目为3个，而输入光纤1出射的复合光束中包含3种波长的光线的情况，具体可以是因为第二分光面52是设计成为包含统一第二分光面52数量的模块，存在一部分第二分光面52未被使用的情况。
在实际应用场景中，可以依据需要分离的不同波长光线的数目、波长大小、聚焦透镜4的参数、多芯插针6的孔间距以及光纤的参数进行适配选择。下面结合图5a～图5e举例说明，不同可选方案的介质薄膜滤波片5的具体结构。
第一种可选的方案：如图5a所示，所述第二分光面52的数目为一，所述第二分光面52在沿靠近第一分光面51的方向上延展(基于图5a从上往下看)。所述介质薄膜滤波片5还包括两个相对平行设置的连接面，所述连接面分别连接所述第一分光面51和所述第二分光面52的两侧。在可选的实施例中，所述第一分光面51为直角面(所述第一分光面51与所述连接面垂直)，所述第二分光面52相对于所述第一分光面51具有预设的角度α，以形成锲角面。
在实际应用场景中，所述输入光纤1的数目为一，所述输入光纤1输出两种不同波长的光线，相应地输入光纤1射出第一波长λ1的光线和第二波长λ2的光线，其中，第一波长λ1的光线在第一分光面51上发生反射后，经过聚焦透镜4耦合到第一输出光纤2。第二波长λ2的光线在所述第一分光面51发生折射后，射入第二分光面52，并在第二分光面52发生反射后，再次入射到第一分光面51上，在第一分光面51上发生折射后，再经过聚焦透镜4耦合到第二输出光纤3。
第二种可选的方案：如图5b所示，所述第二分光面52的数目为二，两个所述第二分光面52均在沿着靠近所述第一分光面51的方向上延展，并在预设的位置相交。位于上方的第二分光面52相对于第一分光面51具有预设的角度α，位于下方的第二分光面52相对于第一分光面51具有预设的角度β。其中，预设的角度α以及预设的角度β依据具体情况而定。
在实际应用场景中，所述输入光纤1的数目为二，其中一个输入光纤1射出第一波长λ1的光线和第二波长λ2的光线；另一个输入光纤1射出第一波长λ1的光线和第三波长λ3的光线。两个输入光纤1相对于第一分光面51的入射角度相同。
相应地，输出光纤的数目为三，分别为第一输出光纤2、第二输出光纤3以及第三输出光纤，其中，第一波长λ1的光线在第一分光面51上发生反射后，经过聚焦透镜4耦合到第一输出光纤2。第二波长λ2的光线在所述第一分光面51发生折射后，射入上方的第二分光面52，并在第二分光面52发生反射后，再次入射到第一分光面51上，在第一分光面51上发生折射后，再经过聚焦透镜4耦合到对应的第二输出光纤3。第三波长λ3的光线在所述第一分光面51发生折射后，射入下方的第二分光面52，并在第二分光面52发生反射后，再次入射到第一分光面51上，在第一分光面51上发生折射后，再经过聚焦透镜4耦合到对应的第三输出光纤。
第三种可选的方案：如图5c所示，两个所述第二分光面52均在沿着远离所述第一分光面51的方向上延展，并在预设的位置相交。位于上方的第二分光面52相对于第一分光面51具有预设的角度α，位于下方的第二分光面52相对于第一分光面51具有预设的角度β。其中，预设的角度α以及预设的角度β依据具体情况而定。
在实际应用场景中，所述输入光纤1的数目为二，其中一个输入光纤1射出第一波长λ1的光线和第二波长λ2的光线；另一个输入光纤1射出第一波长λ1的光线和第三波长λ3的光线。两个输入光纤1相对于第一分光面51的入射角度相同。
相应地，输出光纤的数目为三，分别为第一输出光纤2、第二输出光纤3以及第三输出光纤。其中，第一波长λ1的光线在第一分光面51上发生反射后，经过聚焦透镜4耦合到第一输出光纤2。第二波长λ2的光线在所述第一分光面51发生折射后，射入上方的第二分光面52，并在第二分光面52发生反射后，再次入射到第一分光面51上，在第一分光面51上发生折射后，再经过聚焦透镜4耦合到对应的第二输出光纤3。第三波长λ3的光线在所述第一分光面51发生折射后，射入下方的第二分光面52，并在第二分光面52发生反射后，再次入射到第一分光面51上，在第一分光面51上发生折射后，再经过聚焦透镜4耦合到对应的第三输出光纤。
第四种可选的方案：如图5d所示，所述第二分光面52的数目为三，三个所述第二分光面52均在沿靠近所述第一分光面51的方向上延展，且相邻第二分光面52之间存在过渡面53，每一所述第二分光面52截止于对应的所述过渡面53。位于上方的第二分光面52相对于第一分光面51具有预设的角度α，位于中间的第二分光面52相对于第一分光面51具有预设的角度β，位于下方的第二分光面52相对于第一分光面51具有预设的角度γ。其中，预设的角度α、预设的角度β以及预设的角度γ依据具体情况而定。
在实际应用场景中，所述输入光纤1的数目为三，其中一个输入光纤1射出第一波长λ1的光线和第二波长λ2的光线；另一个输入光纤1射出第一波长λ1的光线和第三波长λ3的光线；又一个输出光纤1射出第一波长λ1的光线和第四波长λ4的光线。三个输入光纤1相对于第一分光面51的入射角度相同。
相应地，输出光纤的数目为四，分别为第一输出光纤2、第二输出光纤3、第三输出光纤以及第四输出光纤。其中，第一波长λ1的光线在第一分光面51上发生反射后，经过聚焦透镜4耦合到第一输出光纤2。第二波长λ2的光线在所述第一分光面51发生折射后，射入上方的第二分光面52，并在第二分光面52发生反射后，再次入射到第一分光面51上，在第一分光面51上发生折射后，再经过聚焦透镜4耦合到第二输出光纤3。第三波长λ3的光线在所述第一分光面51发生折射后，射入中间的第二分光面52，并在第二分光面52发生反射后，再次入射到第一分光面51上，在第一分光面51上发生折射后，再经过聚焦透镜4耦合到对应的第三输出光纤。第四波长λ4的光线在所述第一分光面51发生折射后，射入下方的第二分光面52，并在第二分光面52发生反射后，再次入射到第一分光面51上，在第一分光面51上发生折射后，再经过聚焦透镜4耦合到对应的第四输出光纤。
第五种可选的方案：如图5e所示，介质薄膜滤波片5后侧还设置有反射镜9，其中介质薄膜滤波片5的具体结构与图5a相同。在第一分光面51和所述第二分光面52上均对应镀有波分复用滤波介质薄膜，所述波分复用滤波介质薄膜用于透射预设波长的光线，反射不满足所述预设波长的光线。所述反射镜9用于反射预设波长的光线，透射不满足预设波长的光线。
在实际应用场景中，所述输入光纤1的数目为一，所述输入光纤1输出三种不同波长的光线，具体地，输入光纤1射出第一波长λ1的光线、第二波长λ2的光线以及第三波长λ3的光线。相应地，输出光纤的数目为三，分别为第一输出光纤2、第二输出光纤3以及第三输出光纤。
其中，第一波长λ1的光线在第一分光面51上发生反射后，经过聚焦透镜4耦合到第一输出光纤2。第二波长λ2的光线和第三波长λ3的光线在所述第一分光面51发生折射后，射入第二分光面52。其中，第二波长λ2的光线在第二分光面52发生反射后，再次入射到第一分光面51上，在第一分光面51上发生折射后，再经过聚焦透镜4耦合到第二输出光纤3。第三波长λ3的光线在第二分光面52发生折射后，入射至反射镜9，并经过反射镜9反射后入射至第二分光面52，并依次在第二分光面52和第一分光面51上发生折射后，再经过聚焦透镜4耦合到第三输出光纤。
基于相同的原理，当输入光纤1所输出的波长的种类较多时，可以依次叠加多个反射镜9，并对应调节反射镜9所能反射和透射的光线的波长范围即可。
前述举例说明了不同结构的介质薄膜滤波片5，在实际情况中，上述的几种可选的方案可以相互结合，例如，第二种可选的方案与第三种可选的方案进行结合，即一部分第二分光面51向沿靠近第一分光面51的方向上延展，另一部分第二分光面51向沿远离第一分光面51的方向上延展；第二种可选的方案与与第四种可选的方案进行结合，即一部分相邻第二分光面51直接相交，另一部分相邻第二分光面51之间存在过渡面53。
在此，需要说明的是，当多芯插针6的具体结构以及多芯插针6所包括的端口依据输入光纤1以及输出光纤的数目而定，在此不做具体限定。
下面结合图5a，本发明实施例还就本领域技术中可行的参数配置，依据需要分离的不同波长光线的数目、波长大小、聚焦透镜4的参数、多芯插针6的孔间距以及光纤的参数进行适配设计介质薄膜滤波片5的结构。在本实施例中，需要分离的两种不同波长光线，第二波长光线入射到第二分光面52上，其中，第二波长为1550nm。输入光纤1、第一输出光纤2、第二输出光纤3的膜场半径均为5.25um，输入光纤1、第一输出光纤2、第二输出光纤3的数值孔径0.14，输入光纤1与第一输出光纤2的纤芯间距为125μm，第一输出光纤2与第二输出光纤3的纤芯间距为125μm。
聚焦透镜4为G透镜，聚焦透镜4的节距为0.23，材料型号为ZGR，外径为1.8mm。介质薄膜滤波片5的折射率为1.524。由几何光学计算得到：α＝θ出+θ反，θ反＝(θ1-θ2)/2；由折射定律得到：sinθ入＝1.524sinθ1，sinθ出＝1.524sinθ2；由G透镜的传输矩阵得到：θ入＝5.210512°/2＝2.60525°，θ出＝3.68438°/2＝1.84219°。其中，θ入为第二波长光线在第一分光面51上的入射角，θ1为第二波长光线在第一分光面51上的折射角，θ反为第二波长光线在第二分光面52上的反射角，θ2为第二波长光线在第一分光面51上的入射角，θ出为第二波长光线在第一分光面51上的出射角。由以上公式可以计算出多层介质薄膜滤波片5的楔角(第二分光面52相对于第一分光面51的预设角度)为α＝1.4589067°。
在此，需要说明的是，前述的数值均是四舍五入之后的结果，但是在实际生产制造的过程中，由于工艺的误差或其他因素的考量，第二分光面52相对于第一分光面51的角度值可能与前述列举的并不相同，即存在一定的容差范围。发明人经过大量的实验发现当的容差控制在±0.1°时，同样能够达到较好的分光效果。同样，介质薄膜滤波片5的折射率也会存在相应的容差，当容差控制在±0.1时，对光路的传输影响较小，同样也可以满足需求。
即，在可选的实施例中，所述第一分光面51为直角面，所述第二分光面52为锲角面，所述第二光线的波长为1550nm，所述介质薄膜滤波片5的折射率为1.52±0.1，所述第二分光面52与所述第一分光面51之间的角度为1.46°±0.1°，依旧能够实现波分复用器件所需要满足的性能要求。
本发明实施例还提供了一种光模块，该光模块包括上述任一实施例中的波分复用器件，以实现波分复用的功能。关于波分复用器件的结构以及工作原理请参照前文描述，在此不再赘述。
本发明的波分复用器件的输入光纤和输出光纤均设置在同一端，可以有效减少波分复用器件所包括的部件，减小波分复用器件的体积。同时，本发明通过特定结构的介质薄膜滤波片对入射光纤所发射的光束进行分光，使得输出光纤对应输出相应波长的光线，达到了分离光线的目的。在实际制作过程中，无需增设反射片，取消了反射片与多层介质薄膜滤波片黏连的工艺过程，制作工艺简单，良品率高，适用于批量生产。在光传输链路中，介入的部件较少，便于光路调试，极大降低了光路之间的串扰以及光路损耗。同时，波分复用器件的体积较小，光传输路径短，有效提升了光的传输效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波分复用器件，其特征在于，所述波分复用器件包括：输入光纤(1)、第一输出光纤(2)、第二输出光纤(3)、聚焦透镜(4)以及介质薄膜滤波片(5)；
所述输入光纤(1)、所述第一输出光纤(2)以及所述第二输出光纤(3)均位于所述聚焦透镜(4)的左侧，所述介质薄膜滤波片(5)位于所述聚焦透镜(4)的右侧；
所述介质薄膜滤波片(5)具有第一分光面(51)和第二分光面(52)，其中，所述第二分光面(52)相对于所述第一分光面(51)具有预设的角度，且所述第一分光面(51)所在的平面与所述第二分光面(52)所在的平面相交；
其中，所述输入光纤(1)用于射出包括第一波长光线和第二波光线的复合光束，所述第一分光面(51)用于反射所述第一波长光线，以使所述第一波长光线从所述第一输出光纤(2)出射；所述第一分光面(51)还用于透射所述第二波长光线，以使所述第二波长光线射入所述第二分光面(52)；所述第二分光面(52)用于反射所述第二波长光线，以使所述第二波长光线在所述第一分光面(51)发生折射后出射，并通过所述第二输出光纤(3)出射。
2.根据权利要求1所述的波分复用器件，其特征在于，所述第一分光面(51)上镀有波分复用滤波介质薄膜，所述波分复用滤波介质薄膜用于透射预设波长的光线，反射不满足所述预设波长的光线；
所述第二分光面(52)镀有发射膜，所述反射膜用于反射任意波长的光线。
3.根据权利要求1所述的波分复用器件，其特征在于，所述输入光纤(1)出射的复合光束中包含n种波长的光线，所述第二分光面(52)的数目为n-1个，所述输出光纤的数目为n个；
每一所述第二分光面(52)相对于所述第一分光面(51)具有预设的角度，以使相应波长的光线在所述第二分光面(52)上反射后，从相应的输出光纤出射。
4.根据权利要求3所述的波分复用器件，其特征在于，所述第二分光面(52)的数目为二，两个所述第二分光面(52)均在沿着靠近所述第一分光面(51)的方向上延展，并在预设的位置相交；或
两个所述第二分光面(52)均在沿着远离所述第一分光面(51)的方向上延展，并在预设的位置相交。
5.根据权利要求3所述的波分复用器件，其特征在于，所述第二分光面(52)的数目为三，三个所述第二分光面(52)均在沿靠近所述第一分光面(51)的方向上延展，且相邻第二分光面(52)之间存在过渡面(53)，每一所述第二分光面(52)截止于对应的所述过渡面(53)。
6.根据权利要求1所述的波分复用器件，其特征在于，所述第一分光面(51)为直角面，所述第二分光面(52)为锲角面，所述第二波长为1550nm，所述介质薄膜滤波片(5)的折射率为1.52±0.1，所述第二分光面(52)与所述第一分光面(51)之间的角度为1.46°±0.1°。
7.根据权利要求1所述的波分复用器件，其特征在于，所述波分复用器件还包括多芯插针(6)、第一套管(7)以及第二套管(8)；
所述多芯插针(6)至少包括输入光纤端口(61)、第一输出光纤端口(62)以及第二输出光纤端口(63)，所述输入光纤(1)穿入所述输入光纤端口(61)，所述第一输出光纤(2)穿入所述第一输出光纤端口(62)，所述第二输出光纤(3)穿入所述第二输出光纤端口(63)；
所述第一套管(7)套设在所述多芯插针(6)以及所述聚焦透镜(4)的外部，所述第二套管(8)套设在所述第一套管(7)的外部。
8.根据权利要求1所述的波分复用器件，其特征在于，所述输入光纤(1)、所述第一输出光纤(2)以及所述第二输出光纤(3)两两平行设置，所述输入光纤(1)与所述第一输出光纤(2)的纤芯间距为125μm。
9.根据权利要求1所述的波分复用器件，其特征在于，所述聚焦透镜(4)为G透镜或C透镜；
当所述聚焦透镜(4)为G透镜时，所述聚焦透镜(4)直接与所述介质薄膜滤波片(5)黏连耦合；
当所述聚焦透镜(4)为C透镜时，所述聚焦透镜(4)通过过渡管与所述介质薄膜滤波片(5)耦合连接。
10.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括如权利要求1～9任一项所述的波分复用器件。
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