CN112994828A - 一种小型波分复用器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型波分复用器，包括：Z‑Block，其具有平行基板、楔角块和多片滤波片，多片滤波片具有不同的工作波长，多片滤波片和楔角块依序并列固定在平行基板的一侧上，平行基板远离多片滤波片和楔角块的侧面为反射面，滤波片用于透射特定波长的光束并反射剩余波长的光束，由平行基板的反射膜将剩余波长的光束射入到相邻的滤波片或楔角块上；光纤准直器组，由若干个光纤准直器构成，若干个光纤准直器与Z‑Block的楔角块、多片滤波片一一对应；基板，用于将Z‑Block和光纤准直器组相对固定在其一端面；本方案结构是自由空间布局，简化了光纤耦合的次数，且光束在自由空间膜片上的透射和反射损耗较小，所以该波分复用器不光体积尺寸较小，而且光学性能也高。
Description
技术领域
本发明涉及光通讯器件领域，尤其涉及一种小型波分复用器。
背景技术
波分复用器是光通讯领域重要的光无源器件。随着光通讯领域传输容量不断增长，波分复用技术充分利用其在一根光纤中输出不同波长光的优势，使得在一根光纤中的传输容量增加几倍或几十倍，极大地降低成本。随着整个通信行业技术的发展，人们越来越重视对性能价格的平衡，因此电信运营商对于整个器件的尺寸也有越来越高的要求，这样才能在一定的空间放置更多的模块。
基于介质膜片技术的波分复用器具有性能稳定的优势,因此在现代光网络中被广泛使用。通过级联三端口器件的多通道多端口的波分复用器件，由于入射端口与出射端口光纤的多次熔接且需要较大的空间来盘绕光纤，使得级联后波分复用器的体积尺寸较大。由于数据中心对于小型波分复用器件的需求是很远超出想象，因此减小器件的尺寸，增大单位时间内的传输数据变得尤为重要。
发明内容
针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种体积小、光学性能高且实施可靠的小型波分复用器。
为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种小型波分复用器，其包括：
Z-Block，其包括平行基板、楔角块和多片滤波片，多片滤波片具有不同的工作波长，所述的多片滤波片和楔角块依序并列固定在平行基板的一侧上，平行基板远离多片滤波片和楔角块的侧面为反射面，其中，滤波片用于透射特定波长的光束并反射剩余波长的光束至平行基板的反射面，由平行基板的反射膜将剩余波长的光束射入到相邻的滤波片或楔角块上；
光纤准直器组，由若干个光纤准直器构成，所述的若干个光纤准直器与Z-Block的楔角块、多片滤波片一一对应；
基板，用于将Z-Block和光纤准直器组相对固定在基板一端面上；
当入射光束从光纤准直器组的其中一根光纤入射到Z-Block上的楔角块时，经Z-Block上的楔角块折射进入到Z-Block的平行基板中，然后被平行基板的反射面反射回Z-Block上的滤波片，由多片滤波片依次将不同波长的光束输出Z-Block，并耦合到光纤准直器组对应的光纤准直器中进行输出；
当多股入射光束由多片滤波片对应的光纤准直器入射到Z-Block上的滤波片时，经Z-Block上的滤波片进入到Z-Block的平行基板中，然后被平行基板的反射面反射回Z-Block上相邻的滤波片，经多次反射后，最终合并传输至楔角块中输出Z-Block，并耦合到楔角块对应的光纤准直器中进行输出。
作为一种可能的实施形式，进一步，所述的光纤准直器组由若干个光纤准直器并列设置构成。
作为一种可能的实施形式，进一步，所述的光纤准直器组由若干个光纤准直器呈多排多列交错设置构成，且其均与对应的滤波片正对。
作为一种可能的实施形式，进一步，其还包括至少一个斜方棱镜，所述的斜方棱镜具有一对相对的反射面，其中一反射面与其中一滤光片相对并形成夹角，另一反射面与和该滤光片对应的光纤准直器相对并形成夹角，由该斜方棱镜将滤光片输出的光信号反射传输至对应的光纤准直器中，或由该斜方棱镜将光纤准直器输入的光信号反射传输至对应的滤光片中（即形成类似潜望镜结构的光路），斜方棱镜的另外两个侧面均为透射面。
作为一种较优的实施形式之一，所述斜方棱镜为贴合在基板上且位于Z-Block和光纤准直器组之间，一对反射面为水平相对。
作为一种较优的实施形式之一，所述斜方棱镜为竖直设置在Z-Block和光纤准直器组之间，一对反射面为竖直上下相对，其下端的反射面与其中一滤光膜相对，与斜方棱镜对应的光纤准直器通过一光学玻璃垫高并与斜方棱镜上端的反射面相对。
作为一种可能的实施形式，优选的，所述的滤光片为镀设在平行基板上的滤光膜或贴合在平行基板上的光学膜片。
作为一种可能的实施形式，优选的，所述的滤光片为四片，所述光纤准直器组的光纤准直器对应为五个。
作为一种较优的实施形式之一，所述的斜方棱镜为两个，但并不局限于两个，还可以是大于两个。
采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本发明方案采用Z-Block与光纤准直器组在自由空间内对准耦合，入射光经Com端准直器进入到Z-Block中，不同波长的光束在Z-Block内传输后在相应膜片端口输出，后经对应通道的准直器耦合输出，由于该结构是自由空间布局，简化了光纤耦合的次数，且光束在自由空间膜片上的透射和反射损耗较小，所以该波分复用器不光体积尺寸较小，而且光学性能也高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述：
图1为本发明自由空间波分复用器实施例1的结构俯视示意图；
图2为本发明自由空间波分复用器实施例1的结构侧视示意图；
图3为本发明自由空间波分复用器实施例2的结构俯视示意图；
图4为本发明自由空间波分复用器实施例2的结构侧视示意图；
图5为本发明自由空间波分复用器实施例3的结构俯视示意图；
图6为本发明自由空间波分复用器实施例3的结构侧视示意图；
图7为本发明自由空间波分复用器实施例4的结构俯视示意图；
图8为本发明自由空间波分复用器实施例4的结构侧视示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1或图2所示，本实施例包括Z-Block 10、基板11和光纤准直器组（由若干个光纤准直器202、203、204、205、206构成，本实施例中是5个），所述Z-Block 10包括平行平板101与固定在平行基板101上的1个楔角块102和4个滤波片103、104、105、106，所述滤波片103、104、105、106透射特定波长并反射剩余波长，所述的光纤准直器组202、203、204、205、206位于Z-Block 10的一侧并与楔角块102、4个滤波片103、104、105、106一一对应。
当入射光束从光纤准直器组（202、203、204、205、206）的其中一根光纤准直器202入射到Z-Block 10上的楔角块102时，经Z-Block 10上的楔角块102折射进入到Z-Block 10的平行基板101中，然后被平行基板101的反射面反射回Z-Block 10上的滤波片103、104、105、106，由多片滤波片103，104，105，106依次将不同波长的光束输出Z-Block 10，并耦合到光纤准直器组（202、203、204、205、206）对应的光纤准直器中进行输出；其中，本实施例里，Z-Block 10、光纤准直器组（202、203、204、205、206）在同一个基板11上，入射光束与出射光束在同一平面上。
当多股入射光束由多片滤波片103、104、105、106对应的光纤准直器入射到Z-Block 10上的滤波片103、104、105、106时，经Z-Block 10上的滤波片103、104、105、106进入到Z-Block 10的平行基板101中，然后被平行基板101的反射面反射回Z-Block 10上相邻的滤波片103、104、105、106，经多次反射后，最终合并传输至楔角块102中输出Z-Block 10，并耦合到楔角块102对应的光纤准直器202中进行输出。
本实施例的Z-Block10粘接的楔角块102，对平行入射的光束进行空间角校正，使得入射光束刚好处于Z-Block 10的入射角范围。Z-Block 10另一侧镀高反膜，对4个波长的光进行反射。
需要指出的是，本发明所述的自由空间波分复用器既可以作为波分解复用器（DEMUX）使用，也可以作为波分复用器使用（MUX）。
实施例2
如图3和图4所示，本实施例与实施例1的实施形式大致相同，其区别在于将光纤准直器组202、203、204、205、206在基板11上的进行了前后错位布置，其好处在于可以增大准直器之间的间隔(Pitch),更大的放置空间更便于准直器装配固定在基板11上。
本实施例中示出的多片滤波片103、104、105、106，平行基板101，楔角块102均与实施例1相同，其光路与实施例1大致相同且图中已经体现，便不一一赘述。
实施例3
如图5和6所示，本实施例与实施例1的实施形式大致相同，其区别在于在光纤准直器组202、203、204、205、206和Z-Block 10之间增加了两个斜方棱镜301、302，其好处也是增大准直器之间的间隔(Pitch), 更大的放置空间更便于准直器装配固定在基板11上。
本实施例中示出的多片滤波片103、104、105、106，平行基板101，楔角块102均与实施例1相同，其光路与实施例1大致相同且图中已经体现，便不一一赘述。
实施例4
如图7和图8所示，本实施例与实施例1的实施形式大致相同，其区别在于增加了两个斜方棱镜401、402，这两个斜方棱镜是在竖直方向放置，将光束往竖直方向分开，其好处也是增大准直器水平方向之间的间隔(Pitch), 更大的放置空间更便于准直器装配固定在基板11上。
另外，与斜方棱镜401、402对应的光纤准直器203、205通过一光学玻璃12垫高并与斜方棱镜401、402上端的反射面相对。
本实施例中示出的多片滤波片103、104、105、106，平行基板101，楔角块102均与实施例1相同，其光路与实施例1大致相同且图中已经体现，便不一一赘述。
需要说明的是，这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例来实现。
Claims (9)
1.一种小型波分复用器，其特征在于：其包括：
Z-Block，其包括平行基板、楔角块和多片滤波片，多片滤波片具有不同的工作波长，所述的多片滤波片和楔角块依序并列固定在平行基板的一侧上，平行基板远离多片滤波片和楔角块的侧面为反射面，其中，滤波片用于透射特定波长的光束并反射剩余波长的光束至平行基板的反射面，由平行基板的反射膜将剩余波长的光束射入到相邻的滤波片或楔角块上；
光纤准直器组，由若干个光纤准直器构成，所述的若干个光纤准直器与Z-Block的楔角块、多片滤波片一一对应；
基板，用于将Z-Block和光纤准直器组相对固定在基板一端面上；
当入射光束从光纤准直器组的其中一根光纤入射到Z-Block上的楔角块时，经Z-Block上的楔角块折射进入到Z-Block的平行基板中，然后被平行基板的反射面反射回Z-Block上的滤波片，由多片滤波片依次将不同波长的光束输出Z-Block，并耦合到光纤准直器组对应的光纤准直器中进行输出；
当多股入射光束由多片滤波片对应的光纤准直器入射到Z-Block上的滤波片时，经Z-Block上的滤波片进入到Z-Block的平行基板中，然后被平行基板的反射面反射回Z-Block上相邻的滤波片，经多次反射后，最终合并传输至楔角块中输出Z-Block，并耦合到楔角块对应的光纤准直器中进行输出。
2.根据权利要求1所述的一种小型波分复用器，其特征在于：所述的光纤准直器组由若干个光纤准直器并列设置构成。
3.根据权利要求1所述的一种小型波分复用器，其特征在于：所述的光纤准直器组由若干个光纤准直器呈多排多列交错设置构成，且其均与对应的滤波片正对。
4.根据权利要求1所述的一种小型波分复用器，其特征在于：其还包括至少一个斜方棱镜，所述的斜方棱镜具有一对相对的反射面，其中一反射面与其中一滤光片相对并形成夹角，另一反射面与和该滤光片对应的光纤准直器相对并形成夹角，由该斜方棱镜将滤光片输出的光信号反射传输至对应的光纤准直器中，或由该斜方棱镜将光纤准直器输入的光信号反射传输至对应的滤光片中，斜方棱镜的另外两个侧面均为透射面。
5.根据权利要求4所述的一种小型波分复用器，其特征在于：所述斜方棱镜为贴合在基板上且位于Z-Block和光纤准直器组之间，一对反射面为水平相对。
6.根据权利要求4所述的一种小型波分复用器，其特征在于：所述斜方棱镜为竖直设置在Z-Block和光纤准直器组之间，一对反射面为竖直上下相对，其下端的反射面与其中一滤光膜相对，与斜方棱镜对应的光纤准直器通过一光学玻璃垫高并与斜方棱镜上端的反射面相对。
7.根据权利要求4至6之一所述的一种小型波分复用器，其特征在于：所述的滤光片为镀设在平行基板上的滤光膜或贴合在平行基板上的光学膜片。
8.根据权利要求7所述的一种小型波分复用器，其特征在于：所述的滤光片为四片，所述光纤准直器组的光纤准直器对应为五个。
9.根据权利要求8所述的一种小型波分复用器，其特征在于：所述的斜方棱镜为两个。
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