CN112994829A - 一种自由空间的波分复用器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自由空间的波分复用器，其包括：Z‑Block，其包括平行基板、楔角块和多片第一滤波片，多片第一滤波片具有不同的工作波长，多片第一滤波片和楔角块依序并列固定在平行基板的一侧上，平行基板远离多片第一滤波片和楔角块的侧面为反射面，其中，第一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第一滤波片或楔角块上；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、多片第一滤波片一一对应,该自由空间波分复用器结构简单，成本上也比器件级联方案的更低，所以具有较高的性价比,同时尺寸也更具小型化。
Description
技术领域
本发明涉及光通讯器件领域，尤其是一种自由空间的波分复用器。
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，对波分复用器模块的性价比要求越来越高。
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。通常情况下多通道多端口的波分复用器是通过级联多个三端口器件实现的，但是由于多个器件级联的方式损耗较大，同时模块的成本也较高，因此器件级联方式的波分复用模块的性价比不是很高。
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结构简单、体积小且光学性能好，兼具成本低优点的自由空间的波分复用器。
为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种自由空间的波分复用器，其包括：
Z-Block，其包括平行基板、楔角块和多片第一滤波片，多片第一滤波片具有不同的工作波长，所述的多片第一滤波片和楔角块依序并列固定在平行基板的一侧上，平行基板远离多片第一滤波片和楔角块的侧面为反射面，其中，第一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第一滤波片或楔角块上；
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、多片第一滤波片一一对应；
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上的第一滤波片，由多片第一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第一滤波片对应的光纤准直器入射到Z-Block上的第一滤波片时，经Z-Block上的第一滤波片进入到Z-Block的平行基板中，然后被平行基板的反射面反射回Z-Block上相邻的第一滤波片，经多次反射后，最终合并传输楔角块中输出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方式，进一步，本方案还包括基板，所述的基板用于将Z-Block和光纤准直器组相对固定在基板一端面上。
作为一种可能的实施方式，优选的，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方式，优选的，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，且其均与对应的第一滤波片正对。
作为一种可能的实施方式，优选的，本方案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。
作为一种优选的实施方式之一，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。
作为一种优选的实施方式之一，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。
作为一种可能选择的实施形式，优选的，所述的滤光片为六片，所述光纤准直器组的光纤准直器对应为七个，所述的斜方棱镜为三个或四个。
作为一种可能选择的实施形式，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。
作为一种优选的实施方式之一，进一步，本方案还包括多片第二滤波片，所述的多片第二滤波片具有不同的工作波长，所述的多片第二滤波片并列设置在平行基板远离多片第一滤波片和楔角块的侧面且形成用于反射第一滤波片或楔角块输入的部分与其工作波长不适应的光信号，所述的光纤准直器组还包括与多片第二滤波片一一对应的光纤准直器。
本发明采用上述的技术方案，其与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案采用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，所以该自由空间波分复用器损耗性能和温度性能会更好；同时由于该自由空间波分复用器结构相对简单，成本上也比器件级联方案的更低，所以本发明的自由空间波分复用器具有较高的性价比。同时，本发明的自由空间波分复用器的尺寸也更具小型化。
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；
图9为本发明自由空间波分复用器实施例5的结构俯视示意图；
图10为本发明自由空间波分复用器实施例5的结构侧视示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1和图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、207、208构成，本实施例中是7个），所述Z-Block 10包括平行基板101与固定在平行基板101上的1个楔角块102和6个第一滤波片103、104、105、106、107、108，所述第一滤波片103、104、105、106、107、108用于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、207、208）位于Z-Block 10的一侧并与楔角块102、6个第一滤波片103、104、105、106、107、108一一对应。
当入射光束从光纤准直器组（202、203、204、205、206、207、208）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上的第一滤波片103、104、105、106、107、108，由多片第一滤波片103、104、105、106、107、108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、207、208）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、207、208）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第一滤波片103、104、105、106、107、108对应的光纤准直器入射到Z-Block 10上的第一滤波片103、104、105、106、107、108时，经Z-Block 10上的第一滤波片103、104、105、106、107、108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上相邻的第一滤波片103、104、105、106、107、108，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6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、207、208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第一滤波片103、104、105、106、107、108，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和图6所示，本实施例与实施例1的实施形式大致相同，其区别在于增加了两个斜方棱镜301、302、303、304，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第一滤波片103、104、105、106、107、108，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、403，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、403对应的光纤准直器203、205、207通过一光学玻璃12垫高并与斜方棱镜401、402、403上端的反射面相对。
本实施例中示出的多片第一滤波片103、104、105、106、107、108，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5
如图9和图10所示，本实施例与实施例1的实施形式大致相同，其区别在于由实施例1的单边结构变为了双边结构，即将滤波片103、105、107（设为第二滤波片）贴到了Z-Block 10的另外一边，同时也将对应的准直器203、205、207移到了Z-Block的另一边与Z-Block10对应通道进行耦合对准，而滤波片104、106、108（设为第一滤波片）依然与实施例1的位置相同且分别对应一个光纤准直器204、206、208。
本实施例中示出的平行基板101，楔角块102均与实施例1相同，其光路已经体现与图9中，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 (10)
1.一种自由空间的波分复用器，其特征在于：其包括：
Z-Block，其包括平行基板、楔角块和多片第一滤波片，多片第一滤波片具有不同的工作波长，所述的多片第一滤波片和楔角块依序并列固定在平行基板的一侧上，平行基板远离多片第一滤波片和楔角块的侧面为反射面，其中，第一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第一滤波片或楔角块上；
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、多片第一滤波片一一对应；
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上的第一滤波片，由多片第一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第一滤波片对应的光纤准直器入射到Z-Block上的第一滤波片时，经Z-Block上的第一滤波片进入到Z-Block的平行基板中，然后被平行基板的反射面反射回Z-Block上相邻的第一滤波片，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所述的一种自由空间的波分复用器，其特征在于：其还包括基板，所述的基板用于将Z-Block和光纤准直器组相对固定在基板一端面上。
3.根据权利要求2所述的一种自由空间的波分复用器，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。
4.根据权利要求2所述的一种自由空间的波分复用器，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，且其均与对应的第一滤波片正对。
5.根据权利要求4所述的一种自由空间的波分复用器，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。
6.根据权利要求5所述的一种自由空间的波分复用器，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。
7.根据权利要求5所述的一种自由空间的波分复用器，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。
8.根据权利要求5至7之一所述的一种自由空间的波分复用器，其特征在于：所述的滤光片为六片，所述光纤准直器组的光纤准直器对应为七个，所述的斜方棱镜为三个或四个。
9.根据权利要求8所述的一种自由空间的波分复用器，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。
10.根据权利要求2所述的一种自由空间的波分复用器，其特征在于：其还包括多片第二滤波片，所述的多片第二滤波片具有不同的工作波长，所述的多片第二滤波片并列设置在平行基板远离多片第一滤波片和楔角块的侧面且形成用于反射第一滤波片或楔角块输入的部分与其工作波长不适应的光信号，所述的光纤准直器组还包括与多片第二滤波片一一对应的光纤准直器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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