CN110646892A - 一种用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，其包括单纤准直器、薄膜滤波片、光学玻璃基板、封装外壳；单纤准直器和薄膜滤波片依次布置于光学玻璃基板上，然后整体封装于封装外壳内部；单纤准直器包括多波光准直器和单波光准直器；所述薄膜滤波片于所述光学玻璃基板上分两排平行布设，沿光路，其中一排的各薄膜滤波片与另一排对应的薄膜滤波片错位排布；所述单波光准直器一一对应的固定在各薄膜滤波片外侧；所述封装外壳上设有光纤入口。本发明通过内部结构优化及光路器件参数设计，克服了现有DWDM模块产品多路级联结构对封装体积的限制，显著的缩小了封装体积，从而提升了产品对各种使用环境的适应性。

Description

一种用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器

技术领域

本发明属于有线光纤通信领域，涉及一种用于光信号传输过程波分复用/解复用的信道设备，特别涉及一种用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器。

背景技术

随着光通信技术的发展，光通信器件的趋势都在逐渐密集小型化。波分复用器是用于将一系列载有信息但波长不同的光信号合成一束，或者将接收到的一束包含不同波长的光信号进行分开的光通信器件。波分复用器应用于电信运营商的光纤线路传输领域，可充分挖掘光纤的带宽资源，实现对现有光纤通信网络的扩容升级，实现超大容量、超高速度的通信。

现有波分复用器普遍采用薄膜滤波片级联的技术工艺(以八波长密集波分复用器为例)为实现八个波长的复用/解复用功能，需要八个DWDM单通道的器件进行级联，级联方式为器件的COM端口与R端口熔接串联，这样就会造成封装体积大，外壳尺寸达到100×80×10mm，大大限制了该产品的推广和应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有波分复用器内部器件光路结构及级联方式对体积的限制，以自由空间光传输理论为依据，通过设计复用器封装内器件及构造实现光路优化，据此提供一种用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器。

为实现上述技术目的，本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器包括单纤准直器、薄膜滤波片、光学玻璃基板、封装外壳；所述单纤准直器和薄膜滤波片依次布置于所述光学玻璃基板上，所述光学玻璃基板及其上的若干单纤准直器和薄膜滤波片，整体封装于所述封装外壳内部；其中，所述单纤准直器包括多波光准直器和单波光准直器；所述薄膜滤波片于所述光学玻璃基板上分两排平行布设，沿光路，其中一排的各薄膜滤波片与另一排对应的薄膜滤波片错位排布；所述单波光准直器一一对应的固定在各薄膜滤波片外侧；所述封装外壳上设有光纤入口。

作为具体优化应用，所述单纤准直器的设计参数为OD≤2.78mm、光斑<0.8mm。进一步的，所述单纤准直器的设计总长<12mm。

作为具体优化应用，所述薄膜滤波片的设计参数为带宽100GHz，入射角度2.6。进一步的，所述薄膜滤波片的设计尺寸为1.4mm×1.4mm。

如此设计，根据单纤准直器和薄膜滤波片设计参数可预置薄膜滤波片和单纤准直器，在保证相邻隔离度和非相邻隔离度的基础上，减少滤波片和单纤准直器的位置调教时间。

作为优化具体应用，所述单波光准直器共八个，所述薄膜滤波片共八个。

进一步的，八个所述单波光准直器工作距离依次为40mm、80mm、120mm、160mm、200mm、240mm、280mm、300mm；八个薄膜滤波片共八个的带宽依次为D53～D60。

作为具体优化应用，所述封装外壳的设计尺寸为80mm×22mm×5.3mm。

如此设计，根据内部结构紧凑设计，配套小体积外部封装，满足密集化和小型化发展的需求。

本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器工作状态下，各路单波光信号自光纤传输进入对应的单波光准直器转化为平行光，平行单波光透射过与之光透射特性相匹配的对应镀膜滤波片后，沿光路于下一级镀膜特性不匹配的滤波片处反射，从而与该滤波片的下一路透射单波光一同射至再下一级滤波片，经逐级汇聚而成的多波光信号，最终于多波光准直器耦合输出至光纤，实现单波光信号的多路复用；多波光信号自光纤传输进入多波光准直器射转化为平行光，沿光路射至第一级镀膜滤波片，与滤波片镀膜特性相匹配的透射波长光透射至对应的第一级单波光准直器，并将单波光信号输出至对应光纤，与镀膜透射特性不匹配的其余波长混合光反射到下一级的薄膜滤波片，再次进行投射分光，逐级分离后，实现多波光信号的解复用。

本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器的装配制造工艺包括以下步骤：

S1.器件检测：先利用显微镜、光学测试系统、光谱仪等设备，检测镀膜滤波片、单纤准直器的是否满足设计外管尺寸和光学性能要求；

S2.COM端器件预装调试：于光学玻璃基板上预固定COM端多波光准直器和第一级单波光准直器，连接光学监测系统，通过调校镀膜滤波片在光学玻璃基板的位置，同步微调单波光单纤准直器，监控第一级透射端插损、中心波长指标，直到合格后立即点胶固定第一级镀膜滤波片；

S3.光路器件预装调试：沿光路，固定输出端单纤准直器，同理调试后续七级镀膜滤波片以及单波光准直器并点胶固定；

S4.固化封装：对光学玻璃基板及其上的单纤准直器和薄膜滤波片进行UV照射固化形成模块，然后对模块进行封装。

本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，从内部结构优化着手，采用自由空间光传输理论，通过改变光传输路径，设计出合理的光入射角、折射和反射参数，使不同波长的光经各自的通道透射传输，最终实现多波长光经COM端口实现复用，另外减小了每路波长光信号的插损，提高彼此间的相邻隔离度和非相邻隔离度，光学指标被大大优化。本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器利用自由空间传输的光学设计，克服了现有DWDM模块产品多路级联结构对封装体积的限制，显著的缩小了封装体积，从而提升了产品对各种使用环境的适应性，尤其适用于布置空间狭小条件下的产品应用。

本发明同时提供了一种用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器的制造装配工艺，该工艺在通过器件性能检测、预装同步路径检测的方式，显著提高了复用器内部信道路光路精度。

附图说明

下面结合附图对本发明用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器作进一步说明：

图1是本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器的内部结构示意图；

图2是本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器的模块化封装结构图；

图3是本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器的多路复用工况下的光路图(箭头指示为平行光信号走向；仅示出光学元件，基板及外封装未示出)；

图4是本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器的解复用工况下的光路图(指示为平行光信号走向；仅示出光学元件，基板及外封装未示出)。

图中：

1-单纤准直器；11-多波光准直器、12-单波光准直器；101～109-光纤；

2-薄膜滤波片；

3-光学玻璃基板；

4-封装外壳；41-光纤入口。

具体实施方式

如图1至4所示，本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器包括单纤准直器1、薄膜滤波片2、光学玻璃基板3、封装外壳4；所述单纤准直器1和薄膜滤波片2依次布置于所述光学玻璃基板3上，所述光学玻璃基板3及其上的若干单纤准直器1和薄膜滤波片2，整体封装于所述封装外壳4内部；其中，所述单纤准直器1包括多波光准直器11和单波光准直器12；所述薄膜滤波片2于所述光学玻璃基板3上分两排平行布设，沿光路，其中一排的各薄膜滤波片2与另一排对应的薄膜滤波片2错位排布；所述单波光准直器12一一对应的固定在各薄膜滤波片2外侧；所述封装外壳4上设有光纤入口41。

所述单纤准直器1的设计参数为OD≤2.78mm、光斑<0.8mm。所述单纤准直器1的设计总长<12mm。所述薄膜滤波片2的设计参数为带宽100GHz，入射角度2.6。所述薄膜滤波片2的设计尺寸为1.4mm×1.4mm。根据单纤准直器和薄膜滤波片设计参数可预置薄膜滤波片和单纤准直器，在保证相邻隔离度和非相邻隔离度的基础上，减少滤波片和单纤准直器的位置调教时间。

所述单波光准直器12共八个，所述薄膜滤波片2共八个。

八个所述单波光准直器12工作距离依次为40mm、80mm、120mm、160mm、200mm、240mm、280mm、300mm；八个薄膜滤波片2共八个的带宽依次为D53～D60。

所述封装外壳4的设计尺寸为80mm×22mm×5.3mm。根据内部结构紧凑设计，配套小体积外部封装，满足密集化和小型化发展的需求。

本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器工作状态下，各路单波光信号自光纤102～109传输进入对应的单波光准直器转化为平行光，平行单波光透射过与之光透射特性相匹配的对应镀膜滤波片后，沿光路于下一级镀膜特性不匹配的滤波片处反射，从而与该滤波片的下一路透射单波光一同射至再下一级滤波片，经逐级汇聚而成的多波光信号，最终于多波光准直器耦合输出至光纤101，实现单波光信号的多路复用；多波光信号自光纤101传输进入多波光准直器射转化为平行光，沿光路射至第一级镀膜滤波片，与滤波片镀膜特性相匹配的透射波长光透射至对应的第一级单波光准直器，并将单波光信号输出至对应光纤102，与镀膜透射特性不匹配的其余波长混合光反射到下一级的薄膜滤波片103，再次进行投射分光，逐级分离后，实现多波光信号的解复用。

本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器的装配制造工艺包括以下步骤：

S1.器件检测：先利用显微镜、光学测试系统、光谱仪等设备，检测镀膜滤波片、单纤准直器的是否满足设计外管尺寸和光学性能要求；

S2.COM端器件预装调试：于光学玻璃基板上预固定COM端多波光准直器和第一级单波光准直器，连接光学监测系统，通过调校镀膜滤波片在光学玻璃基板的位置，同步微调单波光单纤准直器，监控第一级透射端插损、中心波长指标，直到合格后立即点胶固定第一级镀膜滤波片；

S3.光路器件预装调试：沿光路，固定输出端单纤准直器，同理调试后续七级镀膜滤波片以及单波光准直器并点胶固定；

S4.固化封装：对光学玻璃基板及其上的单纤准直器和薄膜滤波片进行UV照射固化形成模块，然后对模块进行封装。

本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，从内部结构优化着手，采用自由空间光传输理论，通过改变光传输路径，设计出合理的光入射角、折射和反射参数，使不同波长的光经各自的通道透射传输，最终实现多波长光经COM端口实现复用，另外减小了每路波长光信号的插损，提高彼此间的相邻隔离度和非相邻隔离度，光学指标被大大优化。本用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器利用自由空间传输的光学设计，克服了现有DWDM模块产品多路级联结构对封装体积的限制，显著的缩小了封装体积，从而提升了产品对各种使用环境的适应性，尤其适用于布置空间狭小条件下的产品应用。

本发明同时提供了一种用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器的制造装配工艺，该工艺在通过器件性能检测、预装同步路径检测的方式，显著提高了复用器内部信道路光路精度。

上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，其特征是：包括单纤准直器(1)、薄膜滤波片(2)、光学玻璃基板(3)、封装外壳(4)；所述单纤准直器(1)和薄膜滤波片(2)依次布置于所述光学玻璃基板(3)上，所述光学玻璃基板(3)及其上的若干单纤准直器(1)和薄膜滤波片(2)，整体封装于所述封装外壳(4)内部；其中，

所述单纤准直器(1)包括多波光准直器(11)和单波光准直器(12)；所述薄膜滤波片(2)于所述光学玻璃基板(3)上分两排平行布设，沿光路，其中一排的各薄膜滤波片(2)与另一排对应的薄膜滤波片(2)错位排布；所述单波光准直器(12)一一对应的固定在各薄膜滤波片(2)外侧；所述封装外壳(4)上设有光纤入口(41)。

2.根据权利要求1所述的用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，其特征是：所述单纤准直器(1)的设计参数为OD≤2.78mm、光斑<0.8mm。

3.根据权利要求2所述的用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，其特征是：所述单纤准直器(1)的设计总长<12mm。

4.根据权利要求1所述的用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，其特征是：所述薄膜滤波片(2)的设计参数为带宽100GHz、入射角度2.6。

5.根据权利要求4所述的用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，其特征是：所述薄膜滤波片(2)的设计尺寸为1.4mm×1.4mm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，其特征是：所述单波光准直器(12)共八个，所述薄膜滤波片(2)共八个。

7.根据权利要求6所述的用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，其特征是：八个所述单波光准直器(12)工作距离依次为40mm、80mm、120mm、160mm、200mm、240mm、280mm、300mm；八个所述薄膜滤波片(2)共八个的带宽依次为D53～D60。

8.根据权利要求7所述的用于光纤通信传输系统的紧凑型密集波分复用器，其特征是：所述封装外壳(4)的设计尺寸为80mm×22mm×5.3mm。

Images