CN111399242A - 一种四通道光束复用系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种四通道光束复用系统，至少包括：偏振装置和薄膜过滤装置；所述薄膜过滤装置至少包括一个波分复用(WDM)膜片；第一光束入射至所述偏振装置包括的第一斜方棱镜后，与入射至所述偏振装置包括的第一斜边棱镜的第二光束汇合成第五光束；第三光束入射至所述偏振装置包括的第二斜方棱镜后，与入射至所述偏振装置包括的第二斜边棱镜的第四光束汇合成第六光束；所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置包括的玻璃支架后，与通过所述WDM膜片入射至所述薄膜过滤装置的第六光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置射出。
Description
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种四通道光束复用系统。
背景技术
在10千米(km)较长距离传输网的应用中，通常使用局域网-波分复用(Local AreaNetwork-Wavelength Division Multiplexer，LAN-WDM)波段的光束进行复用，光芯片采用直接调制激光器。在所述直接调制激光器调制的过程中，产生的光束的波长随电流变化，此时如果继续使用LAN-WDM薄膜滤光块(Thin Film Filter Block，TFF Block)进行波长复用会导致波分复用光器件的成品率降低；如何客户电流对直接调至激光器的影响，提升波分复用光器件的成品率，是需要解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种四通道光束复用系统，可以提升波分复用光器件的成品率。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
本申请实施例提供一种四通道光束复用系统，包括：偏振装置和薄膜过滤装置；
所述薄膜过滤装置至少包括一个WDM膜片；
第一光束入射至所述偏振装置包括的第一斜方棱镜后，与入射至所述偏振装置包括的第一斜边棱镜的第二光束汇合成第五光束；
第三光束入射至所述偏振装置包括的第二斜方棱镜后，与入射至所述偏振装置包括的第二斜边棱镜的第四光束汇合成第六光束；
所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置包括的玻璃支架后，与通过所述WDM膜片入射至所述薄膜过滤装置的第六光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置射出。
上述方案中，所述WDM膜片的通带宽度大于或等于第一宽度。
上述方案中，所述第一光束入射至所述偏振装置包括的第一斜方棱镜后，与入射至所述偏振装置包括的第一斜边棱镜的第二光束汇合成第五光束，包括：
第一光束入射至所述偏振装置包括的第一斜方棱镜后，经所述第一斜方棱镜的第一斜面反射后，入射至第一接触面；所述第一接触面为所述第一斜方棱镜与所述偏振装置包括的第一斜边棱镜的接触面；
第二光束入射至所述第一斜边棱镜后，经所述第一接触面射出后与所述第一光束汇合形成第五光束，所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置。
上述方案中，所述第三光束入射至所述偏振装置包括的第二斜方棱镜后，与入射至所述偏振装置包括的第二斜边棱镜的第四光束汇合成第六光束，包括：
第三光束入射至所述偏振装置包括的第二斜方棱镜后，经所述第二斜方棱镜的第一斜面反射后，入射至第二接触面，所述第二接触面为所述第二斜方棱镜与所述偏振装置包括的第二斜边棱镜的接触面；
第四光束入射至所述第二斜边棱镜后，经所述第二接触面射出后与所述第三光束汇合形成第六光束，所述第六光束入射至所述薄膜过滤装置。
上述方案中，所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置包括的玻璃支架后，与通过所述WDM膜片入射至所述薄膜过滤装置的第六光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置射出，包括：
所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置包括的玻璃支架后，经所述玻璃支架的第一斜面反射，入射至玻璃支架的第二斜面，所述WDM膜片位于所述玻璃支架的第二斜面上；
所述第六光束通过所述WDM膜片入射至所述薄膜过滤装置，与所述第五光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置射出。
上述方案中，所述偏振装置还包括：
第一波片；
所述第一光束经所述第一波片入射至所述第一斜方棱镜；
或者，所述第二光束经所述第一波片入射至所述第一斜边棱镜。
上述方案中，所述偏振装置还包括：
第二波片；
所述第三光束经所述第二波片入射至所述第二斜方棱镜；
或者，所述第四光束经所述第二波片入射至所述第二斜边棱镜。
上述方案中，在所述第一光束经所述第一波片入射至所述第一斜方棱镜的情况下，所述第二光束经第一增透膜入射至所述第一斜边棱镜；
或者，在所述第一光束经所述第一增透膜入射至所述第一斜方棱镜的情况下，所述第二光束经所述第一波片入射至所述第一斜边棱镜。
上述方案中，在所述第三光束经所述第二波片入射至所述第二斜方棱镜的情况下，所述第四光束经第二增透膜入射至所述第二斜边棱镜；
或者，在所述第三光束经所述第二增透膜入射至所述第二斜方棱镜的情况下，所述第四光束经所述第二波片入射至所述第二斜边棱镜。
上述方案中，所述第一斜边棱镜的第二斜面、所述第一斜方棱镜的第一斜面、所述第二斜边棱镜的第一斜面与所述第二斜方棱镜的第二斜面设置在同一垂直面上；
所述第一斜边棱镜与所述第二斜边棱镜的接触面之间设置有吸光层。
上述方案中，所述第一斜边棱镜与所述第一斜方棱镜之间的第一接触面设置有第一偏振分束(Polarizing Beam Splitter，PBS)膜；
所述第二斜边棱镜与所述第二斜方棱镜之间的第二接触面设置有第二PBS膜。
上述方案中，所述薄膜过滤装置还包括：
第三增透膜；
所述第五光束经所述第三增透膜入射至所述玻璃支架。
上述方案中，所述第三增透膜与所述WDM膜片均设置于所述玻璃支架的第二斜面上；
所述第三增透膜垂直方向上位于所述WDM膜片的上方。
如此，通过本申请实施例提供的四通道光束复用系统，将波长相邻的第一光束和第二光束、第三光输和第四光束过偏振复用的方式进行复合，再通过波分复用的方式将两路复合光波合为一路。将传统的四个带通WDM膜片减少为1片，其通带宽度增大1倍以上，有效地降低了制作成本。可以有效解决由于直接调制激光器芯片波长随电流飘移，第一光束和第四光束受到芯片原材料的影响，导致的波长偏离中心波长引起的不良，以及第二光束受到芯片原材料的影响，导致的波长偏下限引起的不良，第三光束受到芯片原材料的影响，导致的波长偏上限引起的不良。
附图说明
图1为本申请波分复用系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的四通道光束复用系统的一种可选结构示意图；
图3为本申请实施例提供的四通道光束复用系统的另一种可选结构示意图；
图4为本申请实施例提供的四通道光束复用系统的又一种可选结构示意图；
图5为本申请实施例提供的四通道光束复用系统的再一种可选结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
在第五代无线通信系统(5th Generation Wireless Systems，5G)光通信网络中，100吉比特每秒(Gigabit peer Seconds，Gbps)光网络已经开始大规模商用，200Gbps、400Gbps光通信系统也逐渐产品化，在光器件提速、扩容的同时，降低光器件的成本是5G大规模应用的关键之一。对于10km的较长距离传输网的应用，一般使用LAN-WDM波段的波长复用，通道间隔4.5纳米(nm)；出于低成本的考虑，光芯片则需采用直接调制激光器。直接调制激光器成本较低，出光功率大，但是在调制过程中却存在波长随电流变化大的情况，比如某芯片厂家直接调制激光器出光波长随电流变化大约在0.05nm/mA，这对于使用LAN-WDM TFFBlock进行波长复用的情况十分不利，TFF Block的通带难以覆盖激光器的波长变化范围，直接导致波分复用光器件的成品率下降，成本难以降低。
图1示出了本申请波分复用系统的结构示意图。
图1中，波分复用系统中包括4个WDM膜片，所述4个WDM膜片均设置于搜索波分复用系统的第一斜面上；光束1通过WDM膜片1入射至所述波分复用系统，经反射面反射后，入射至所述波分复用系统的第一斜面上，经所述波分复用系统的第一斜面反射后，与光束2汇合；光束2通过WDM膜片2入射至所述波分复用系统，与光束1汇合；光束1和光束2汇合后的光束，经反射面反射后，入射至所述波分复用系统的第一斜面上，经所述波分复用系统的第一斜面反射后，与光束3汇合；光束3通过WDM膜片3入射至所述波分复用系统，与所述光束1和光束2汇合后的光束汇合；光束1、光束2和光束3汇合后的光束，经反射面反射后，入射至所述波分复用系统的第一斜面上，经所述波分复用系统的第一斜面反射后，与光束4汇合；光束4通过WDM膜片4入射至所述波分复用系统，与所述光束1、光束2、光束3汇合后的光束汇合，所述光束1、光束2、光束3和光束4汇合后的光束从所述波分复用系统的第一斜面射出。
相关技术中，使用了4个WDM膜片，成本高，并且直接调制激光器产生的波束的波长随电流的变化较为明显，在信号调制过程中，波分复用系统的出射波长也在不断的变化，由于直接调制激光器芯片出厂的波长偏差和WDM膜片带宽的制作精度都受限于目前的工艺水平无法严格保证，为了满足光学系统的需求，4.5nm间隔或更小波长间隔的波分复用系统的成本将非常高。
并且，相关技术中，一些芯片厂家无法保证直接调制激光器在工作电流下的波长位于IEEE 802.3bm协议要求的波段中心，TFF Block厂家也无法保证WDM膜系的通带范围一定符合协议要求。
基于目前波分复用系统中存在的问题，本申请提出一种四通道光束复用系统，能够解决现有技术方案中无法解决的技术难题和缺点。
图2示出了本申请实施例提供的四通道光束复用系统的一种可选结构示意图，将根据各个部分进行说明。
所述四通道光束复用系统100至少包括：偏振装置101和薄膜过滤装置102。
在一些实施例中，所述薄膜过滤装置102至少包括一个WDM膜片103。
在一些实施例中，所述偏振装置101至少包括：第一斜方棱镜104、第一斜边棱镜105、第二斜方棱镜106、第二斜边棱镜107。
在一些实施中，所述第一斜方棱镜104的第三斜面110、所述第一斜边棱镜105的第一斜面111、所述第二斜边棱镜107的第一斜面112与所述第二斜方棱镜106的第三斜面113在同一垂直面上，垂直方向上从上至下依次是：第一斜方棱镜104的第三斜面110、所述第一斜边棱镜105的第一斜面111、所述第二斜边棱镜107的第一斜面112与所述第二斜方棱镜106的第三斜面113。
在一些实施例中，所述第一斜边棱镜105和所述第二斜边棱镜107均为45°角斜边棱镜；所述第一斜方棱镜104和所述第二斜方棱镜106均为45°角斜方棱镜。
在一些实施例中，第一光束入射至所述偏振装置包括的第一斜方棱镜104后，与入射至所述偏振装置包括的第一斜边棱镜105的第二光束汇合成第五光束，包括：
所述第一光束入射至所述第一斜方棱镜104后，经所述第一斜方棱镜104的第一斜面108反射后，入射至第一接触面109；所述第一接触面109为所述第一斜方棱镜104与所述第一斜边棱镜105的接触面。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜104的第一斜面108设置有第一反射膜；所述第一光束入射至所述第一斜方棱镜104后，经所述第一斜方棱镜104的第一斜面108上的第一反射膜反射，入射至所述第一接触面109。所述第一反射膜可以电镀在所述第一斜方棱镜104的第一斜面108上。
第二光束入射至所述第一斜边棱镜105后，经所述第一接触面109射出后与所述第一光束汇合形成第五光束，所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置102。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜104与所述第一斜边棱镜105的第一接触面109设置有第一PBS膜。所述第一光束入射至所述第一PBS膜后，被所述第一PBS膜反射；所述第二光束入射至所述第一PBS膜后，从所述第一PBS膜射出，与被所述第一PBS膜反射的第一光束汇合形成第五光束，所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置102。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜104与所述第一斜边棱镜105的第一接触面109包括：所述第一斜方棱镜104的第四斜面与所述第一斜边棱镜105的直角面相接触形成的接触面。所述第一斜方棱镜104与所述第一斜边棱镜105的第一接触面109设置有第一PBS膜包括：在所述第一斜方棱镜的第四斜面电镀有第一PBS膜，和/或，所述第一斜边棱镜105的直角面电镀有第一PBS膜。
在一些实施例中，第三光束入射至所述偏振装置包括的第二斜方棱镜106后，与入射至所述偏振装置包括的第二斜边棱镜107的第四光束汇合成第六光束，包括：
所述第三光束入射至所述第二斜方棱镜106后，经所述第二斜方棱镜106的第一斜面114反射后，入射至第二接触面115，所述第二接触面115为所述第二斜方棱镜106与所述第二斜边棱镜107的接触面。
在一些实施例中，所述第二斜方棱镜106的第一斜面114设置有第二反射膜；所述第三光束入射至所述第二斜方棱镜106后，经所述第二斜方棱镜106的第一斜面114上设置的第二反射膜反射，入射至所述第二接触面115。所述第二反射膜可以电镀在所述第二斜方棱镜106的第一斜面114上。
第四光束入射至所述第二斜边棱镜107后，经所述第二接触面115射出后与所述第三光束汇合形成第六光束，所述第六光束入射至所述薄膜过滤装置102。
在一些实施例中，所述第二斜方棱镜106与所述第二斜边棱镜107的第二接触面115设置有第二PBS膜。所述第四光束入射至所述第二PBS膜后，被所述第二PBS膜反射；所述第三光束入射至所述第二PBS膜后，从所述第二PBS膜射出，与被所述第二PBS膜反射的第四光束汇合形成第六光束，所述第六光束入射至所述薄膜过滤装置102。
所述第二斜方棱镜106与所述第二斜边棱镜107的第二接触面115包括：所述第二斜方棱镜106的第四斜面与所述第二斜边棱镜107的直角面相接触形成的接触面。所述第二斜方棱镜106与所述第二斜边棱镜107的第二接触面119设置有第二PBS膜包括：在所述第二斜方棱镜106的第四斜面电镀有第二PBS膜，和/或，所述第二斜边棱镜107的直角面电镀有第二PBS膜。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜104的第二斜面116与所述第二斜方棱镜106的第二斜面117在同一垂直面上；所述第一斜方棱镜104的第二斜面116与所述第二斜方棱镜106的第二斜面117所在的垂直面，垂直方向上从上至下依次是：所述第一斜方棱镜104的第二斜面116、所述第二斜方棱镜106的第二斜面117。
在一些实施例中，所述第一斜边棱镜105的45°斜面与所述第二斜边棱镜107的45°斜面相互胶合；所述第一斜边棱镜105与所述第二斜边棱镜107的第三接触面123设置有吸光材料。
在一些实施例中，所述偏振装置101还包括：第一波片118；所述第二光束经所述第一波片118入射至所述第一斜边棱镜105。所述第一波片118可以是1/2波片，所述第一波片118胶合于所述第一斜边棱镜105的第一斜面111上。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜104的第三斜面110上设置有第一增透膜；所述第一光束经所述第一斜方棱镜104的第三斜面110上设置的第一增透膜入射至所述第一斜方棱镜104。所述第一增透膜可以电镀在所述第一斜方棱镜104的第三斜面110上。
在一些实施例中，所述偏振装置101还包括：第二波片119；所述第三光束经所述第二波片119入射至所述第二斜边棱镜107。所述第二波片119可以是1/2波片，所述第二波片119胶合于所述第二斜边棱镜107的第一斜面112上。
在一些实施例中，所述第二斜方棱镜106的第二斜面113上设置有第二增透膜；所述第四光束经所述第二斜方棱镜106的第二斜面113上设置的第二增透膜入射至所述第二斜方棱镜106。所述第二增透膜可以电镀在所述第二斜方棱镜106的第二斜面113上。
在一些实施例中，所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置102包括的玻璃支架120后，与通过所述WDM膜片103入射至所述薄膜过滤装置102的第六光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置102射出，包括：
所述第一斜方棱镜104的第二斜面116上设置有第四增透膜，所述第五光束经所述第四增透膜入射至所述薄膜滤波装置102。所述第四增透膜可以电镀在所述第一斜方棱镜104的第二斜面116上。
所述第二斜方棱镜106的第二斜面117上设置有第五增透膜，所述第六光束经所述第五增透膜入射至所述薄膜滤波装置102。所述第五增透膜可以电镀在所述第二斜方棱镜106的第二斜面117上。
所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置102包括的玻璃支架120后，经所述玻璃支架120的第一斜面122反射，入射至玻璃支架120的第二斜面121，所述WDM膜片位于所述玻璃支架120的第二斜面121上。
在一些实施例中，所述玻璃支架120可以是倾斜8度角的实心玻璃支架。图2中所述实心玻璃支架的倾斜角度为8度角。所述玻璃支架120的第一斜面122与所述玻璃支架120的第二斜面121之间的距离，随所述玻璃支架120的倾斜角度的增大而增大。例如，在所述玻璃支架120是倾斜8度角的实心玻璃支架的情况下，所述玻璃支架120的第一斜面122与所述玻璃支架120的第二斜面121之间的距离大于，在所述玻璃支架120是倾斜13.5度角的实心玻璃支架的情况下，所述玻璃支架120的第一斜面122与所述玻璃支架120的第二斜面121之间的距离。
在另一些实施例中，所述玻璃支架120可以是倾斜13.5度角的实心玻璃支架。图3示出了本申请实施例提供的四通道光束复用系统的另一种可选结构示意图。
图3中所述实心玻璃支架的倾斜角度为13.5度角。所述玻璃支架120的第一斜面122与所述玻璃支架120的第二斜面121之间的距离，随所述玻璃支架120的倾斜角度的减少而减小。例如，在所述玻璃支架120是倾斜13.5度角的实心玻璃支架的情况下，所述玻璃支架120的第一斜面122与所述玻璃支架120的第二斜面121之间的距离小于，在所述玻璃支架120是倾斜8度角的实心玻璃支架的情况下，所述玻璃支架120的第一斜面122与所述玻璃支架120的第二斜面121之间的距离。
在一些实施例中，所述玻璃支架120的第二斜面121上设置有第三增透膜和WDM膜片；垂直方向上，所述第三增透膜位于所述WDM膜片的上方。所述玻璃支架120的第一斜面122上设置有第三反射膜。所述第三反射膜可以电镀在所述玻璃支架120的第一斜面122上。
在一些实施例中，所述第五光束经所述第三增透膜入射至所述玻璃支架120，经所述玻璃支架120的第一斜面121上设置的第三反射膜反射至所述玻璃支架120的第二斜面121上，再被所述第二斜面121上设置的WDM膜片反射。
所述第六光束通过所述WDM膜片103入射至所述薄膜过滤装置102，与被所述WDM膜片103反射的第五光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置102射出。
在一些实施例中，所述WDM膜片的通带宽度大于或等于第一宽度；所述第一宽度可以是10nm。
如此，通过本申请实施例提供的四通道光束复用系统，将波长相邻的第一光束和第二光束、第三光输和第四光束过偏振复用的方式进行复合，再通过波分复用的方式将两路复合光波合为一路复合光波。本申请实施例提供的四通道光束复用系统能够将传统的四个带通WDM膜片减少为1片，其通带宽度增大1倍以上，有效地降低了制作成本。可以有效解决由于直接调制激光器芯片波长随电流飘移，第一光束和第四光束受到芯片原材料的影响，导致的波长偏离中心波长引起的不良，以及第二光束受到芯片原材料的影响，导致的波长偏下限引起的不良，第三光束受到芯片原材料的影响，导致的波长偏上限引起的不良等问题。
图4示出了本申请实施例提供的四通道光束复用系统的又一种可选结构示意图，将根据各个部分进行说明。
所述四通道光束复用系统200至少包括：偏振装置201和薄膜过滤装置202。
在一些实施例中，所述薄膜过滤装置202至少包括一个WDM膜片203。
在一些实施例中，所述偏振装置201至少包括：第一斜方棱镜204、第一斜边棱镜205、第二斜方棱镜206、第二斜边棱镜207。
在一些实施中，所述第一斜方棱镜204的第三斜面210、所述第一斜边棱镜205的第一斜面211、所述第二斜边棱镜207的第一斜面与所述第二斜方棱镜206的第三斜面213在同一垂直面上，垂直方向上从上至下依次是：第一斜方棱镜204的第三斜面210、所述第一斜边棱镜205的第一斜面211、所述第二斜边棱镜207的第一斜面212与所述第二斜方棱镜206的第三斜面213。
在一些实施例中，所述第一斜边棱镜205和所述第二斜边棱镜207均为45°角斜边棱镜；所述第一斜方棱镜204和所述第二斜方棱镜206均为45°角斜方棱镜。
在一些实施例中，第一光束入射至所述偏振装置包括的第一斜方棱镜204后，与入射至所述偏振装置包括的第一斜边棱镜205的第二光束汇合成第五光束，包括：
所述第一光束入射至所述第一斜方棱镜204后，经所述第一斜方棱镜204的第一斜面208反射后，入射至第一接触面209；所述第一接触面209为所述第一斜方棱镜204与所述第一斜边棱镜205的接触面。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜204的第一斜面208设置有第一反射膜；所述第一光束入射至所述第一斜方棱镜204后，经所述第一斜方棱镜204的第一斜面208上设置的第一反射膜反射，入射至所述第一接触面209。所述第一反射膜可以电镀在所述第一斜方棱镜204的第一斜面208上。
第二光束入射至所述第一斜边棱镜205后，经所述第一接触面209射出后与所述第一光束汇合形成第五光束，所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置202。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜204与所述第一斜边棱镜205的第一接触面209设置有第一PBS膜。所述第一光束入射至所述第一PBS膜后，被所述第一PBS膜反射；所述第二光束入射至所述第一PBS膜后，从所述第一PBS膜射出，与被所述第一PBS膜反射的第一光束汇合形成第五光束，所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置202。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜204与所述第一斜边棱镜205的第一接触面209设置有第一PBS膜包括：所述第一斜方棱镜204与所述第一斜边棱镜205的接触面上，所述第一斜方棱镜204包括的斜面电镀有第一PBS膜，和/或，所述第一斜边棱镜205与所述第一斜方棱镜204的接触面上，所述第一斜边棱镜205包括的斜面电镀有第一PBS膜。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜204与所述第一斜边棱镜205的第一接触面209包括：所述第一斜方棱镜204的第四斜面与所述第一斜边棱镜205的直角面相接触形成的接触面。所述第一斜方棱镜204与所述第一斜边棱镜205的第一接触面209设置有第一PBS膜包括：在所述第一斜方棱镜的第四斜面电镀有第一PBS膜，和/或，所述第一斜边棱镜105的直角面电镀有第一PBS膜。
在一些实施例中，第三光束入射至所述偏振装置包括的第二斜方棱镜206后，与入射至所述偏振装置包括的第二斜边棱镜207的第四光束汇合成第六光束，包括：
所述第三光束入射至所述第二斜方棱镜206后，经所述第二斜方棱镜206的第一斜面214反射后，入射至第二接触面215，所述第二接触面215为所述第二斜方棱镜206与所述第二斜边棱镜207的接触面。
在一些实施例中，所述第二斜方棱镜206的第一斜面214设置有第二反射膜；所述第三光束入射至所述第二斜方棱镜206后，经所述第二斜方棱镜206的第一斜面214上设置的第二反射膜反射，入射至所述第二接触面215。所述第二反射膜可以电镀在所述第二斜方棱镜206的第一斜面214上。
第四光束入射至所述第二斜边棱镜207后，经所述第二接触面215射出后与所述第三光束汇合形成第六光束，所述第六光束入射至所述薄膜过滤装置202。
在一些实施例中，所述第二斜方棱镜206与所述第二斜边棱镜207的第二接触面215设置有第二PBS膜。所述第四光束入射至所述第二PBS膜后，被所述第二PBS膜反射；所述第三光束入射至所述第二PBS膜后，从所述第二PBS膜射出，与被所述第二PBS膜反射的第四光束汇合形成第六光束，所述第六光束入射至所述薄膜过滤装置202。
所述第二斜方棱镜206与所述第二斜边棱镜207的第二接触面215包括：所述第二斜方棱镜206的第四斜面与所述第二斜边棱镜207的直角面相接触形成的接触面。所述第二斜方棱镜206与所述第二斜边棱镜207的第二接触面219设置有第二PBS膜包括：在所述第二斜方棱镜206的第四斜面电镀有第二PBS膜，和/或，所述第二斜边棱镜207的直角面电镀有第二PBS膜。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜204的第二斜面216与所述第二斜方棱镜206的第二斜面217在同一垂直面上；所述第一斜方棱镜204的第二斜面216与所述第二斜方棱镜206的第二斜面217所在的垂直面，垂直方向上从上至下依次是：所述第一斜方棱镜204的第二斜面216、所述第二斜方棱镜206的第二斜面217。
在一些实施例中，所述第一斜边棱镜205的45°斜面与所述第二斜边棱镜207的45°斜面相互胶合；所述第一斜边棱镜205与所述第二斜边棱镜207的第三接触面223设置有吸光材料。
在一些实施例中，所述偏振装置201还包括：第一波片218；所述第一光束经所述第一波片218入射至所述第一斜边棱镜205。所述第一波片218可以是1/2波片，所述第一波片218胶合于所述第一斜边棱镜205的第一斜面211上。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜204的第三斜面210上设置有第一增透膜；在所述第一光束经所述第一斜方棱镜204的第三斜面210上设置的第一增透膜入射至所述第一斜方棱镜204的情况下，所述第二光束经所述第一波片218入射至所述第一斜边棱镜205；或者，在所述第一光束经所述第一波片218入射至所述第一斜方棱镜204的情况下，所述第二光束经第一增透膜入射至所述第一斜边棱镜205。所述第一增透膜可以电镀在所述第一斜方棱镜204的第三斜面210上。
在一些实施例中，所述偏振装置201还包括：第二波片219；所述第三光束经所述第二波片219入射至所述第二斜边棱镜207；或者，所述第四光束经所述第二波片219入射至所述第二斜方棱镜206。所述第二波片219可以是1/2波片，所述第二波片219胶合于所述第二斜边棱镜207的第一斜面212上。
在一些实施例中，所述第二斜方棱镜206的第三斜面213上设置有第二增透膜；在所述第三光束经所述第二增透膜入射至所述第二斜方棱镜206的情况下，所述第四光束经所述第二波片219入射至所述第二斜边棱镜207；或者，在所述第三光束经所述第二波片219入射至所述第二斜方棱镜206的情况下，所述第四光束经第二增透膜入射至所述第二斜边棱镜205。所述第二增透膜可以电镀在所述第二斜方棱镜206的第三斜面213上。
在一些实施例中，所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置202包括的玻璃支架220后，与通过所述WDM膜片203入射至所述薄膜过滤装置202的第六光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置202射出，包括：
所述第一斜方棱镜204的第二斜面216上设置有第四增透膜，所述第五光束经所述第四增透膜入射至所述薄膜滤波装置202。所述第四增透膜可以电镀在所述第一斜方棱镜204的第二斜面216上。
所述第二斜方棱镜206的第二斜面217上设置有第五增透膜，所述第六光束经所述第五增透膜入射至所述薄膜滤波装置202。所述第五增透膜可以电镀在所述第二斜方棱镜206的第二斜面217上。
所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置202包括的玻璃支架220后，经所述玻璃支架220的第一斜面222反射，入射至玻璃支架220的第二斜面221，所述WDM膜片位于所述玻璃支架220的第二斜面221上。
在一些实施例中，所述玻璃支架220可以是倾斜8度角的实心玻璃支架。所述玻璃支架220的第一斜面222与所述玻璃支架220的第二斜面221之间的距离，随所述玻璃支架220的倾斜角度的增大而增大。例如，在所述玻璃支架220是倾斜8度角的实心玻璃支架的情况下，所述玻璃支架220的第一斜面222与所述玻璃支架220的第二斜面221之间的距离大于，在所述玻璃支架220是倾斜13.5度角的实心玻璃支架的情况下，所述玻璃支架220的第一斜面222与所述玻璃支架220的第二斜面221之间的距离。
在一些实施例中，所述玻璃支架220可以是倾斜13.5度角的实心玻璃支架。所述玻璃支架220的第一斜面222与所述玻璃支架220的第二斜面221之间的距离，随所述玻璃支架220的倾斜角度的减少而减小。例如，在所述玻璃支架220是倾斜13.5度角的实心玻璃支架的情况下，所述玻璃支架220的第一斜面222与所述玻璃支架220的第二斜面221之间的距离小于，在所述玻璃支架220是倾斜8度角的实心玻璃支架的情况下，所述玻璃支架220的第一斜面222与所述玻璃支架220的第二斜面221之间的距离。
在一些实施例中，所述玻璃支架220的第二斜面221上设置有第三增透膜和WDM膜片203；垂直方向上，所述第三增透膜位于所述WDM膜片的上方。所述玻璃支架220的第一斜面222上设置有第三反射膜。所述第三反射膜可以电镀在所述玻璃支架220的第一斜面222上。
在一些实施例中，所述第五光束经所述第三增透膜入射至所述玻璃支架220，经所述玻璃支架220的第一斜面221上设置的第三反射膜反射至所述玻璃支架220的第二斜面221上，再被所述第二斜面221上设置的WDM膜片反射。
所述第六光束通过所述WDM膜片203入射至所述薄膜过滤装置202，与被所述WDM膜片103反射的第五光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置202射出。
在一些实施例中，所述WDM膜片的通带宽度大于或等于第一宽度；所述第一宽度可以是10nm。
如此，通过本申请实施例提供的四通道光束复用系统，将波长相邻的第一光束和第二光束以相互垂直的偏振态复用为一路复合光波；将波长相邻的第三光输和第四光束以相互垂直的偏振态复用为一路复合光波，再通过波分复用的方式将两路复合光波合为一路。本申请实施例提供的四通道光束复用系统能够将传统的四个带通WDM膜片减少为1片，其通带宽度增大1倍以上，有效地降低了制作成本；可以有效解决由于直接调制激光器芯片波长随电流飘移，第一光束和第四光束受到芯片原材料的影响，导致的波长偏离中心波长引起的不良，以及第二光束受到芯片原材料的影响，导致的波长偏下限引起的不良，第三光束受到芯片原材料的影响，导致的波长偏上限引起的不良等问题。
图5示出了本申请实施例提供的四通道光束复用系统的再一种可选结构示意图，将根据各个部分进行说明。
在一些实施中，所述四通道光束复用系统300至少包括：偏振装置301和薄膜过滤装置302。
在一些实施例中，所述偏振装置301可以是偏振分束棱镜装置；所述薄膜过滤装置可以是TFF Block装置。
所述的偏振分束棱镜装置至少包括第一1/2波片318、第二1/2波片319、第一45°斜边棱镜305、第二45°斜边棱镜307、第一45°斜方棱镜304、第一45°斜方棱镜305。
在一些实施例中，所述第一45°斜边棱镜305和所述第一45°斜方棱镜304之间设置有第一PBS膜。
在一些实施例中，所述第一斜方棱镜304与所述第一斜边棱镜305之间设置有第一PBS膜包括：所述第一斜方棱镜304与所述第一斜边棱镜305的接触面上，所述第一斜方棱镜304包括的斜面电镀有第一PBS膜，和/或，所述第一斜边棱镜305与所述第一斜方棱镜304的接触面上，所述第一斜边棱镜305包括的斜面电镀有第一PBS膜。
在一些实施例中，所述第二45°斜边棱镜307和所述第二45°斜方棱镜306之间设置有第二PBS膜。
在一些实施例中，所述第二斜方棱镜306与所述第二斜边棱镜307之间设置有第一PBS膜包括：所述第二斜方棱镜306与所述第二斜边棱镜307的接触面上，所述第二斜方棱镜306包括的斜面电镀有第二PBS膜，和/或，所述第二斜边棱镜307与所述第一斜方棱镜306的接触面上，所述第二斜边棱镜307包括的斜面电镀有第二PBS膜。
在一些实施例中，所述偏振分束棱镜装置还包括第一增透膜、第二增透膜、第三增透膜、第四增透膜、第一反射膜、第二反射膜，第一PBS膜、第二PBS膜、吸光层。第一45°斜方棱镜304具有两个相互平行45°斜面，其中一个45°斜面与第一45°斜边棱镜305的斜面相重合，第一45°斜方棱镜304的另一个45°斜面308设置第一反射膜，第一PBS膜309设置在第一斜方棱镜304与所述第一斜边棱镜305之间。第一45°斜方棱镜304的第一斜面310和第二斜面316上分别设置有第一增透膜和第四增透膜。第一1/2波片318胶合在第一45°斜边棱镜305的进光面侧的等腰直角边311上。第二45°斜方棱镜306具有两个相互平行45°斜面，其中一个45°斜面与第二45°斜边棱镜307的斜面相重合，另一个45°斜面314设置第二反射膜，第二PBS膜315设置在第二斜方棱镜306与所述第二斜边棱镜307之间。第二45°斜方棱镜306的第一斜面313和第二斜面317上分别设置有第二增透膜和第五增透膜。第二1/2波片319胶合在第二45°斜边棱镜307的进光面侧的等腰直角边312上。光束1穿过第一增透膜垂直入射于第一45°斜方棱镜304的第一斜面310后，经45°斜面处第一反射膜反射后，经第一PBS膜309反射后，经第一45°斜方棱镜304的第二斜面308上的第四增透膜垂直出射。光束2垂直入射1/2波片318后从第二45°斜边棱镜305一侧直角边垂直入射后，经第一PBS膜透309射后，偏振态变化90°，并与光束1相重合。光束4穿过第二增透膜垂直入射于第二45°斜方棱镜307的第一斜面313后，经45°斜面314处第二反射膜反射后，经第二PBS膜315反射后，经第二45°斜方棱镜307的第二斜面317的第五增透膜垂直出射。光束3垂直入射1/2波片319后从第二45°斜边棱镜306的第一斜面312垂直入射后，经第二PBS膜315透射后，偏振态变化90°，并与光束4相重合。在第一45°斜边棱镜305与第二45°斜边棱镜306之间设置有吸光层323，用来防止光束2与光束3之间的串扰。
TFF Block装置302包括第三增透膜、第三反射膜、WDM膜片303、玻璃支架320。第三增透膜和WDM膜片303设置于玻璃支架320的第一侧斜面321上，第三增透膜与WDM膜片垂直方向上下相邻，玻璃支架320的第二侧斜面322上半部分设置有第三反射膜。WDM膜片303允许光束3和光束4的光波长透射通过，反射光束1和光束2的光波长。光束1与光束2的复合光波经过第三增透膜进入玻璃支架320，被第三反射膜反射回玻璃支架320内，经WDM膜片303处再次发生反射后，经玻璃支架320的第二侧斜面322下半部分出射。光束3与光束4的复合光波透射通过WDM膜片303后进入玻璃支架320，在WDM膜片303处与光束1和光束2的复合光波复合后，从玻璃支架320的另一侧斜面下半部分一同出射。
基于PBS棱镜和TFF Block来实现四通道光学复用时，PBS棱镜将相邻两通道光波长进行偏振复用，分别复用成光束1和光束2、光束3和光束4，TFF Block只需要完成两路复合光波的复用。具有特殊意义的是，光束3和光束4偏振复用成复合光波后，WDM膜片的通带宽度将增大为传统单个波长通光WDM膜片的一倍以上，WDM膜片的数量也从4个(或3个)减少为1个，大大降低了TFF Block装置的制作难度与成本。直接调制激光器由于其波长随电流的变化较为明显，在信号调制过程中，其出射波长也在不断的变化，由于直接调制激光器芯片出厂的波长偏差和WDM膜片带宽的制作精度都受限于当前的工艺水平无法严格保证，对于4.5nm间隔或更小波长间隔的波分复用系统，常用的波分复用装置为了满足光学系统的要求，其成本将会非常高。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种四通道光束复用系统，其特征在于，所述系统至少包括：偏振装置和薄膜过滤装置；
所述薄膜过滤装置至少包括一个波分复用WDM膜片；
第一光束入射至所述偏振装置包括的第一斜方棱镜后，与入射至所述偏振装置包括的第一斜边棱镜的第二光束汇合成第五光束；
第三光束入射至所述偏振装置包括的第二斜方棱镜后，与入射至所述偏振装置包括的第二斜边棱镜的第四光束汇合成第六光束；
所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置包括的玻璃支架后，与通过所述WDM膜片入射至所述薄膜过滤装置的第六光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置射出。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述WDM膜片的通带宽度大于或等于第一宽度。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一光束入射至所述偏振装置包括的第一斜方棱镜后，与入射至所述偏振装置包括的第一斜边棱镜的第二光束汇合成第五光束，包括：
第一光束入射至所述偏振装置包括的第一斜方棱镜后，经所述第一斜方棱镜的第一斜面反射后，入射至第一接触面；所述第一接触面为所述第一斜方棱镜与所述偏振装置包括的第一斜边棱镜的接触面；
第二光束入射至所述第一斜边棱镜后，经所述第一接触面射出后与所述第一光束汇合形成第五光束，所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第三光束入射至所述偏振装置包括的第二斜方棱镜后，与入射至所述偏振装置包括的第二斜边棱镜的第四光束汇合成第六光束，包括：
第三光束入射至所述偏振装置包括的第二斜方棱镜后，经所述第二斜方棱镜的第一斜面反射后，入射至第二接触面，所述第二接触面为所述第二斜方棱镜与所述偏振装置包括的第二斜边棱镜的接触面；
第四光束入射至所述第二斜边棱镜后，经所述第二接触面射出后与所述第三光束汇合形成第六光束，所述第六光束入射至所述薄膜过滤装置。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置包括的玻璃支架后，与通过所述WDM膜片入射至所述薄膜过滤装置的第六光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置射出，包括：
所述第五光束入射至所述薄膜过滤装置包括的玻璃支架后，经所述玻璃支架的第一斜面反射，入射至玻璃支架的第二斜面，所述WDM膜片位于所述玻璃支架的第二斜面上；
所述第六光束通过所述WDM膜片入射至所述薄膜过滤装置，与所述第五光束汇合，所述第五光束与第六光束汇合后的光束从所述薄膜过滤装置射出。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述偏振装置还包括：
第一波片；
所述第一光束经所述第一波片入射至所述第一斜方棱镜；
或者，所述第二光束经所述第一波片入射至所述第一斜边棱镜。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述偏振装置还包括：
第二波片；
所述第三光束经所述第二波片入射至所述第二斜方棱镜；
或者，所述第四光束经所述第二波片入射至所述第二斜边棱镜。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，
在所述第一光束经所述第一波片入射至所述第一斜方棱镜的情况下，所述第二光束经第一增透膜入射至所述第一斜边棱镜；
或者，在所述第一光束经所述第一增透膜入射至所述第一斜方棱镜的情况下，所述第二光束经所述第一波片入射至所述第一斜边棱镜。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
在所述第三光束经所述第二波片入射至所述第二斜方棱镜的情况下，所述第四光束经第二增透膜入射至所述第二斜边棱镜；
或者，在所述第三光束经所述第二增透膜入射至所述第二斜方棱镜的情况下，所述第四光束经所述第二波片入射至所述第二斜边棱镜。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述第一斜方棱镜的第二斜面、所述第一斜边棱镜的第一斜面、所述第二斜边棱镜的第一斜面与所述第二斜方棱镜的第二斜面设置在同一垂直面上；
所述第一斜边棱镜与所述第二斜边棱镜的接触面之间设置有吸光层。
11.根据权利要求1或10任一项所述的系统，其特征在于，
所述第一斜边棱镜与所述第一斜方棱镜之间的第一接触面设置有第一偏振分束PBS膜；
所述第二斜边棱镜与所述第二斜方棱镜之间的第二接触面设置有第二PBS膜。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述薄膜过滤装置还包括：
第三增透膜；
所述第五光束经所述第三增透膜入射至所述玻璃支架。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，
所述第三增透膜与所述WDM膜片均位于所述玻璃支架的第二斜面上；
所述第三增透膜垂直方向上位于所述WDM膜片的上方。
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