CN110082863B - 波分复用解复用装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种波分复用解复用装置，所述波分复用解复用装置包括第一波分复用解复用器、第二波分复用解复用器和第三波分复用解复用器，所述第一波分复用解复用器、第二波分复用解复用器和第三波分复用解复用器设置为：当包含多个波段的光束射向所述第一波分复用解复用器时，包含多个波段的光束进行分束后分别射向所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器，所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器分别对经过自身的光束进行分束后出射。本发明的波分复用解复用装置每个波分复用解复用器结构简单，减少通道间误差累积，工艺成熟，便于加工。

Description

波分复用解复用装置

技术领域

本发明涉及一种光纤通信技术领域，特别涉及一种波分复用解复用装置，可以实现合波或分波。

背景技术

图1为一种常用的波分复用器。入射光包括λ1、λ2、λ3、λ4四路特定波长或波段的光束，其中，入射光λ1从薄膜滤波片TFF1处入射进入斜方棱镜中，其根据折射原理由斜方棱镜左侧输出；入射光λ2从薄膜滤波片TFF2处入射进入斜方棱镜后，再经左侧高反面反射到TFF1处，经过TFF1反射后与λ1合并；入射光λ3从薄膜滤波片TFF3处入射进入斜方棱镜后，再经由斜方棱镜左侧高反面入射到TFF2处，经TFF2反射后再入射到斜方棱镜左侧的高反面，经反射后入射到TFF1处，经TFF1反射后与λ2、λ1合并；入射光λ4从薄膜滤波片TFF4处入射进入斜方棱镜后，经斜方棱镜左侧高反面反射入射到TFF3，经TFF3反射后入射到左侧高反面，反射后再入射到TFF2处，经TFF2反射后入射到斜方棱镜左侧高反面反射后，入射到TFF1处，经TFF1反射后与λ1、λ2、λ3合并。综上完成了四束特殊波长或波段的合波过程。该结构中存在多个反射点，最远一路经历了6次反射，如果需要更多通道的合波，反射次数还要更多，损耗更大。

图2示出了另一种大角度(45度)波分复用解复用器。因为技术工艺条件的限制，目前只能做成偏振相关型波分复用解复用器。因为入射光角度越大，P偏振与S偏振的光的反射比率差异就越大，这就造成整个解复用器的偏振相关损耗难以控制，难以达到实用目的。同时整体组件在横向所占用的空间太多，不能满足高密度封装的需求，组件较多也增加了组装难度。而且这种直接横向扩展的方式由于膜片组装累积公差比较大，精度不够高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构优化的波分复用解复用装置。

为实现上述发明目的，本发明提供一种波分复用解复用装置，所述波分复用解复用装置包括第一波分复用解复用器、第二波分复用解复用器和第三波分复用解复用器，

所述第一波分复用解复用器、第二波分复用解复用器和第三波分复用解复用器设置为：当包含多个波段的光束射向所述第一波分复用解复用器时，包含多个波段的光束进行分束后分别射向所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器，所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器分别对经过自身的光束进行分束后出射。

作为本发明一实施方式的改进，所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器一体设置。

作为本发明一实施方式的改进，所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器结构相同。

作为本发明一实施方式的改进，所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器的出射光分行射出。

作为本发明一实施方式的改进，所述第二波分复用解复用器和/或第三波分复用解复用器的数量至少为两个，所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器叠置。

作为本发明一实施方式的改进，所述第二波分复用解复用器和/或所述第三波分复用解复用器上设置有波分复用膜，

作为本发明一实施方式的改进，波分复用膜的数量为偶数个，所述第二波分复用解复用器上设置的波分复用膜与所述第三波分复用解复用器上设置的波分复用膜对中设置。

作为本发明一实施方式的改进，第一波分复用解复用器具有相对的第一侧和第二侧；

所述第一侧上设有第一抗反射膜和第一高反射膜，所述第二侧设有第一波分复用膜和第二抗反射膜，光束可以从第一抗反射膜射至所述第一波分复用膜，光束可以从所述第一高反射膜射至所述第二抗反射膜；

或者，所述第一侧上设有第一抗反射膜和第一高反射膜，所述第二侧设有第一波分复用膜和第二波分复用膜，光束可以从所述第一抗反射膜射至所述第一波分复用膜，光束可以从所述第一高反射膜射至所述第二波分复用膜。

作为本发明一实施方式的改进，所述第一侧还设有第二高反射膜，所述第二高反射膜设置在所述第一抗反射膜和所述第一高反射膜之间，所述第二侧还设有第三高反射膜，所述第三高反射膜设置在所述第一波分复用膜和所述第二抗反射膜之间；

或者，所述第一侧还设有第二高反射膜，所述第二高反射膜设置在所述第一抗反射膜和所述第一高反射膜之间，所述第二侧还设有第三高反射膜，所述第三高反射膜设置在所述第一波分复用膜和所述第二波分复用膜之间。

作为本发明一实施方式的改进，光束从所述第一波分复用器射入，光束与所述第一波分复用器的入光面的法线的夹角小于15度。

作为本发明一实施方式的改进，光束从所述第一抗反射膜射入，光束与所述第一抗反射膜的法线的夹角小于15度。

作为本发明一实施方式的改进，所述第二波分复用解复用器具有相对的第一侧和第二侧，所述第一侧设有第三抗反射膜和第四高反射膜，所第二侧设有波分复用膜，光束可以从所述第三抗反射膜和第四高反射膜射至所述波分复用膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过第一波分复用解复用器、第二波分复用解复用器、第三波分复用解复用器合作实现合波或分波，每个波分复用解复用器结构相对简单，减少通道间误差累积，工艺成熟，便于加工。

附图说明

图1是背景技术提到的常用的波分复用技术方案示意图；

图2是背景技术提到的大角度(45度)波分复用解复用器的示意图；

图3是本发明第一具体实施方式提供的波分复用解复用装置的一侧平面示意图；

图4是图3所示的波分复用解复用装置的立体图；

图5是图3所示的波分复用解复用装置的另一侧平面示意图；

图6是本发明第二具体实施方式提供的波分复用解复用装置的一侧平面示意图；

图7是图6所示的波分复用解复用装置的立体图；

图8是本发明第三具体实施方式提供的波分复用解复用装置的立体图；

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施方式。附图中以相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

需要理解的是，在本发明的描述中，术语“上”“下”以对应图示中波分复用解复用装置的状态为参考。这些指示方位或位置关系的术语，包括但不限于“上”“下”，仅是为了方便描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

图3至图5示出了本发明第一实施方式提供的波分复用解复用装置100，包括第一波分复用解复用器20、第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70。其中，第一波分复用解复用器20、第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70设置为：当包含多个波段的光束射向第一波分复用解复用器20时，包含多个波段的光束进行分束后分别射向第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70，第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70分别对经过自身的光束进行分束后出射。

本实施方式具体的，第一波分复用解复用器20具有第一侧21和第二侧22。第一侧21设有第一抗反射膜31和第一高反射膜51。第二侧22设有第一波分复用膜61和第二抗反射膜32。光束可以从第一抗反射膜31射至第一波分复用膜61，光束可以从第一高反射膜51射至第二抗反射膜32。

第一波分复用解复用器20用于分波时，入射光线通常为多通道信号，本实施方式具体以八通道信号10为例，本领域技术人员可以想到，任意多通道的信号均可通过本实施方式的第一波分复用解复用器20进行分波。凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。

由于抗反射(AR)膜对光线的反射极少，因此，允许任意波长或波段，任意偏振类型的光从抗反射膜射入或射出。高反射(HR)膜为非选择反射膜，基本可以将任意波长或波段，任意偏振类型的光全部反射。波分复用(WDM)膜根据其设计参数，可以允许特定波长或波段的光线射出，而反射其它波长或波段的光线。

由此，本实施方式的第一波分复用解复用器20用于分波时，八通道信号10从第一侧21的第一抗反射膜31射入第一波分复用解复用器20内，第一四通道信号11从第二侧22的第一波分复用膜61射出，第二四通道信号12被第一波分复用膜61反射至第一侧21的第一高反射膜51，随后被第一高反射膜51反射至第二侧22的第二抗反射膜32并从第二抗反射膜32射出，从而八通道信号10通过第一波分复用解复用器20分为第一四通道信号11和第二四通道信号12，实现分波。

当然，本领域技术人员可以想到，本实施方式的第一波分复用解复用器20亦可用于合波。仍以八通道信号10为例，用于合波时，第一四通道信号11从第二侧22的第一波分复用膜61射入并直接从第一侧21的第一抗反射膜31射出，第二四通道信号12从第二侧22的第二抗反射膜32入射后，顺次经第一侧21的第一高反射膜51和第二侧22的第一波分复用膜61反射后，从第一侧21的第一抗反射膜31射出，实现八通道信号10的合波。

由此，本实施方式的第一波分复用解复用器20通过在第一侧21设置第一抗反射膜31、第一高反射膜51，第二侧22设置第一波分复用膜61、第二抗反射膜32即可实现合波或分波，结构简单，减少通道间误差累积，工艺成熟，便于加工。

再者，不同偏振类型(P偏振或S偏振)光线的反射率在入射角小于15度时几乎没有差别。因此，本实施方式中，第一波分复用解复用器20用于分波时，入射光线从第一侧21的第一抗反射膜31射入，入射光线与第一抗反射膜31法线X的夹角θ小于15度。因此，本实施方式中，第一波分复用解复用器20对任意偏振类型的光线均可进行合波或分波，也就是说，本实施方式中，第一波分复用解复用器20采用的是偏振无关的薄膜滤光技术，应用范围更加广泛。

本实施方式中，第一侧21还设有第二高反射膜52，第二高反射膜52设置在第一抗反射膜31和第一高反射膜51之间；第二侧22还设有第三高反射膜53，第三高反射膜53设置在第一波分复用膜61和第二抗反射膜32之间。

以第一波分复用解复用器20进行分波为例进行描述，在第一侧21和第二侧22分别增加了第二高反射膜52和第三高反射膜53后，与未增加这两个高反射膜相同，八通道信号10从第一侧21的第一抗反射膜31射入第一波分复用解复用器20内，第一四通道信号11从第二侧22的第一波分复用膜61射出；不同的是，第二四通道信号12被第一波分复用膜61顺次反射至第一侧21的第二高反射膜52、第二侧22的第三高反射膜53、第一侧21的第一高反射膜51，最后从第二侧22的第二抗反射膜32射出，第二四通道信号12的反射次数增加，可以有效缩小产品尺寸，同时有效降低生产成本。

本实施方式中，波分复用解复用装置100还包括与第一波分复用解复用器20的第二侧22级联的第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70，当包含多个波段的光束射向第一波分复用解复用器20时，包含多个波段的光束进行分束后分别射向第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70，第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70分别对经过自身的光束进行分束后出射。

本实施方式中，第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70一体设置。可以使波分复用解复用装置100的结构更稳定、更紧凑。

第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70结构相同。可以使制造更简单，从而降低成本。

第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70的出射光分行射出。也就是说，第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70叠置，使两者的出射光分行射出，可以显著减小整个波分复用解复用装置100的横向或纵向长度，使波分复用解复用装置100的整体尺寸得到优化。而且叠置的第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70可以显著减小反射次数，从而减小通道间误差累积，提高精度。

本实施方式具体的，第二波分复用解复用器80的第一侧81设有与第一波分复用解复用器20的第一波分复用膜61对应的第三抗反射膜33和第四高反射膜54，第二侧82设有至少二个第三波分复用膜63。第三波分复用解复用器70的第一侧71设有与第一波分复用解复用器20的第二抗反射膜32对应的第四抗反射膜34和第五高反射膜55，第二侧72设有至少二个第四波分复用膜64。

本实施方式具体的，第三波分复用膜63的数量为四个，第四波分复用膜64的数量同样为四个，四个第三波分复用膜63和四个第四波分复用膜64分排设置。本领域技术人员可以想到，第二波分复用解复用器80第二侧的第三波分复用膜63的数量为其它数量，例如奇数亦可。第三波分复用解复用器70第二侧72的第四波分复用膜64的数量为其它数量，例如奇数亦可，凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。

以波分复用解复用装置100进行分波为例进行描述，第一四通道信号11从第一波分复用解复用器20的第二侧22的第一波分复用膜61射出后，通过第二波分复用解复用器80第一侧81的第三抗反射膜33射入，第一通道信号91直接从第二侧82的第一个第三波分复用膜63射出；第二通道信号92、第三通道信号93、第四通道信号94经第一个第三波分复用膜63反射至第一侧81的第四高反射膜54，第四高反射膜54将这些信号反射至第二个第三波分复用膜63，第二通道信号92直接从第二个第三波分复用膜63射出；第三通道信号93、第四通道信号94经第二个第三波分复用膜63反射至第一侧82的第四高反射膜54，第四高反射膜54将这些信号反射至第三个第三波分复用膜63，第三通道信号93直接从第三个第三波分复用膜63射出；第四通道信号94经第三个第三波分复用膜63反射至第一侧81的第四高反射膜54，第四高反射膜54将该信号反射至第四个第三波分复用膜63，第四通道信号94直接从第四个第三波分复用膜63射出。由此，完成第一四通道信号11的分波。

与第一通道信号11原理相同，第二四通道信号12从第一波分复用解复用器20的第二侧22的第二抗反射膜32射出后，通过第三波分复用解复用器70第一侧71的第四抗反射膜34射入，第五通道信号直接从第二侧72的第一个第四波分复用膜64射出；第六通道信号、第七通道信号、第八通道信号经第一个第四波分复用膜64反射至第一侧71的第五高反射膜55，第五高反射膜55将这些信号反射至第二个第四波分复用膜64，第六通道信号直接从第二个第四波分复用膜64射出；第七通道信号、第八通道信号经第二个第四波分复用膜64反射至第一侧71的第五高反射膜55，第五高反射膜55将这些信号反射至第三个第四波分复用膜64，第七通道信号直接从第三个第四波分复用膜64射出；第八通道信号经第三个第四波分复用膜64反射至第一侧71的第五高反射膜55，第五高反射膜55将该信号反射至第四个第四波分复用膜64，第八通道信号直接从第四个第四波分复用膜64射出。由此，完成第二四通道信号12的分波。

由此，本实施方式的波分复用解复用装置100通过第一波分复用解复用器20、第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70完成八通道信号10的分波。当然，亦可反向完成八通道信号10的合波，不再赘述。本实施方式的波分复用解复用装置100每个波分复用解复用器结构相对简单，减少通道间误差累积，工艺成熟，便于加工。

特别是，本实施方式中，第二波分复用解复用器80的第二侧82上的四个第三波分复用膜63和第三波分复用解复用器70第二侧72上的四个第四波分复用膜64分排设置，使得第二波分复用解复用器80和第三波分复用解复用器70的出射光分行射出。相比第三波分复用膜63和第四波分复用膜64呈一行或一列排布，不仅可以显著减小波分复用解复用装置100横向或纵向长度，使波分复用解复用装置100整体尺寸得到优化；而且分行或分列排布的第三波分复用膜63和第四波分复用膜64可以显著减小反射次数，从而减小通道间误差累积，提高精度。

本实施方式中，任意一个抗反射膜为抗反射膜镀在第一波分复用解复用器20或第二波分复用解复用器80的基材上形成的抗反射膜。本实施方式中，任意一个波分复用膜为波分复用膜镀在第一波分复用解复用器20或第二波分复用解复用器80的基材上形成的波分复用膜。任意一个高反射膜为高反射膜镀在第一波分复用解复用器20或第二波分复用解复用器80的基材上形成的高反射膜。

图6至图7示出了本发明第二实施方式提供的波分复用解复用装置200。

本实施方式的波分复用解复用装置200与实施方式一的波分复用解复用装置100的主要区别包括：本实施方式中，第一波分复用解复用器220的第二侧222的第一波分复用膜261是将波分复用(WDM)膜渡在滤波片240上，工艺更成熟便捷，从而降低组件生产难度。

本领域技术人员可以想到，除了该波分复用膜261外，其它波分复用膜以及任意一个抗反射膜、任意一个高反射膜亦可为独立的部件或镀在独立的部件上，独立的部件与第一波分复用解复用器220、第二波分复用解复用器280或第三波分复用解复用器固定连接(例如采用粘合的方式固定连接)，凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。

图8示出了本发明第三实施方式提供的波分复用解复用装置300。

本实施方式的波分复用解复用装置300，相当于将第一实施方式的第一波分复用解复用器20的第二侧22的第二抗反射膜32替换为波分复用膜；并在此基础上，在两端的两个波分复用膜之间再设置两个波分复用膜；另外，第二波分复用解复用器的数量设置为两个，第三波分复用解复用器的数量也设置为两个。

也就是说，本实施方式的波分复用解复用装置300中，第一波分复用解复用器320的第二侧322自上而下设置有四个波分复用膜360，与这四个波分复用膜相对应，第二波分复用解复用器380的数量设置为两个，第三波分复用解复用器370的数量也设置为两个，两个第二波分复用解复用器380和两个第三波分复用解复用器370一体设置。第二波分复用解复用器380和第三波分复用解复用器370的第二侧总共设置有四行，每行四个，共计十六个波分复用膜。

从第一波分复用解复用器320至第二波分复用解复用器380、第三波分复用解复用器370可以完成十六通道信号的分波；从第二波分复用解复用器380、第三波分复用解复用器370至第一波分复用解复用器320可以完成十六道信号的合波，从而实现更高的通信带宽。

本实施方式展示了可以通过增加第二波分复用解复用器380和/或第三波分复用解复用器370的数量从而实现更高的通信带宽，本实施方式以十六通道为例，本领域技术人员可以想到，按需设置其它数量的第二波分复用解复用器380和/或第三波分复用解复用器370而实现相应通信带宽亦可，凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。例如，可以布局如下：第二波分复用解复用器380和第三波分复用解复用器370的数量均为两个，第二波分复用解复用器380的两个波分复用器均包括两个波分复用膜而不是实施方式三中的四个；同样第三波分复用解复用器370的两个波分复用器也均包括两个波分复用膜。这样整个波分复用解复用装置也是一路输入八路输出的形式。当然，实际使用时可以根据需要设计成一路输入七路输出或者九路输出或者十路输出等。此处不以此为限。

本领域技术人员还可以想到，在本发明的设计精髓指引下，可以在任意一个实施方式基础上，级联更多的波分复用解复用器，从而实现更高的通信带宽。本领域技术人员还可以想到，将两个以上波分复用解复用装置级联或阵列排布，亦从而实现更高的通信带宽，凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种波分复用解复用装置，其特征在于：所述波分复用解复用装置包括第一波分复用解复用器、第二波分复用解复用器和第三波分复用解复用器，

所述第一波分复用解复用器、第二波分复用解复用器和第三波分复用解复用器设置为：当包含多个波段的光束射向所述第一波分复用解复用器时，包含多个波段的光束进行分束后分别射向所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器，所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器分别对经过自身的光束进行分束后出射；

所述第一波分复用解复用器具有相对的第一侧和第二侧；

所述第一侧上设有第一抗反射膜、第一高反射膜以及设置在所述第一抗反射膜和所述第一高反射膜之间的第二高反射膜，所述第二侧设有第一波分复用膜、第二抗反射膜以及设置在所述第一波分复用膜和所述第二抗反射膜之间的第三高反射膜，光束可以从所述第一抗反射膜射入所述第一波分复用解复用器内并射至所述第一波分复用膜，光束与所述第一抗反射膜的法线的夹角小于15度，被所述第一波分复用膜反射的光束可以顺次射至所述第二高反射膜、所述第三高反射膜和所述第一高反射膜，光束可以从所述第一高反射膜射至所述第二抗反射膜；

或者，所述第一侧上设有第一抗反射膜、第一高反射膜以及设置在所述第一抗反射膜和所述第一高反射膜之间的第二高反射膜，所述第二侧设有第一波分复用膜、第二波分复用膜以及设置在所述第一波分复用膜和所述第二波分复用膜之间的第三高反射膜，光束可以从所述第一抗反射膜射入所述第一波分复用解复用器内并射至所述第一波分复用膜，光束与所述第一抗反射膜的法线的夹角小于15度，被所述第一波分复用膜反射的光束可以顺次射至所述第二高反射膜、所述第三高反射膜和所述第一高反射膜，光束可以从所述第一高反射膜射至所述第二波分复用膜。

2.根据权利要求1所述的波分复用解复用装置，其特征在于：所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器一体设置。

3.根据权利要求1所述的波分复用解复用装置，其特征在于：所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器结构相同。

4.根据权利要求1所述的波分复用解复用装置，其特征在于：所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器的出射光分行射出。

5.根据权利要求1所述的波分复用解复用装置，其特征在于：所述第二波分复用解复用器和/或第三波分复用解复用器的数量至少为两个，所述第二波分复用解复用器和所述第三波分复用解复用器叠置。

6.根据权利要求1所述的波分复用解复用装置，其特征在于：所述第二波分复用解复用器和/或所述第三波分复用解复用器上设置有波分复用膜。

7.根据权利要求1所述的波分复用解复用装置，其特征在于：所述第二波分复用解复用器具有相对的第一侧和第二侧，所述第一侧设有第三抗反射膜和第四高反射膜，所第二侧设有波分复用膜，光束可以从所述第三抗反射膜和第四高反射膜射至所述波分复用膜。

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