CN113376751B - 一种多通道并行光组件 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及一种多通道并行光组件。该多通道并行光组件包括：至少两个光传输组件，被配置为分别发射或接收至少两个不同波长的光，每个光传输组件只能通过特定波长的光；以及至少两个光路组件，被配置为在垂直于至少两个光传输组件所在平面的平面内传输光，其中，至少两个光路组件中的第一光路组件被配置为用于安装至少两个光传输组件以入射或出射光，至少两个光路组件中的第二光路组件被配置为用于出射或入射光的合波。在此描述的多通道并行光组件能够提供立体的光传输，有效地缩短光组件的长度，更易于实现小型化。

Description

一种多通道并行光组件
技术领域
本公开的实施例总体上涉及多通道并行光组件，并且更具体地，涉及一种具有波合并复用功能的并行发射光组件和波分解复用功能接收光组件。
背景技术
100Gbps及以上速率的高速光器件通常采用多个通道光信号进行并行发射和接收。目前市场上普遍采用的分/合波方案是Z字型滤光片组件，其通道插损小，成本相对低。此方案对应的光束入射角θ和通道间隔决定了Z字型滤光片组件的尺寸。
在进行合波应用时，Z字型滤光片组件需要较大的通道间隔来获取工艺的便利性。同时，如果用于Z字型的滤光片组件的滤光片系列对应的多个通道的波长间隔越小，则要求光束入射角θ越小。而θ越小，对应的Z字型滤光片组件就越长，会造成器件总体长度偏长。因此，波长间隔小的Z字型滤光片组件难以满足封装的空间限制要求。
参见图1，以中兴公司QSFP-DD 400G ER4/ER4 Lite光模块为例，对应的EML激光器采用四路λ1=1304.58nm、λ2=1306.85nm、λ3=1309.14nm、λ4=1311.43nm波长，由于波长间隔只有400GHZ，需要采用小角度入射的滤光片，对应的θ角只能允许6°或者6°以下。当入射角为6°，波长间隔D=1.05mm时，光模块的长度L达到了8.82mm，难以实现小型化。
发明内容
本公开的实施例提供了一种多通道并行光组件，能够提供立体的光传输，相较于现有技术中的平面光传输，能够有效地缩短光组件的长度，从而更易于实现小型化。
根据本公开的一个方面，提供了一种多通道并行光组件。该多通道并行光组件包括：至少两个光传输组件，被配置为分别发射或接收至少两个不同波长的光，每个光传输组件只能通过特定波长的光；以及至少两个光路组件，被配置为在垂直于至少两个光传输组件所在平面的平面内传输光，其中，至少两个光路组件中的第一光路组件被配置为用于安装至少两个光传输组件以入射或出射光，至少两个光路组件中的第二光路组件被配置为用于出射或入射光的合波。
在根据本公开的实施例中，光在光组件中不再沿同一平面传播，而是以立体的路径进行传播，相应地，光组件在长度上的尺寸得以缩短，因此更易于实现光组件的小型化。
在一个实施例中，至少两个光传输组件之间的距离是固定的。
在一个实施例中，光以第一预设角度入射到第一光路组件或从第一光路组件出射，合波以第二预设角度入射到第二光路组件或从第二光路组件出射。
在一个实施例中，第二光路组件的用于出射或入射合波的表面包括第一区域和第二区域，第一区域镀有增透膜以用于出射或入射合波，第二区域镀有全反膜以对光和合波进行反射。
在一个实施例中，至少两个光传输组件包括滤光片。
在一个实施例中，至少两个光路组件包括使用透射率大于或者等于预定阈值的光学材料的棱镜。
在一个实施例中，至少两个光路组件的尺寸是基于第一预设角度、第二预设角度和至少两个光传输组件之间的间距来确定的。
在一个实施例中，第二光路组件包括第一光学作用面、第二光学作用面和第三光学作用面，第一光学作用面的第一区域）被配置为以第二预设角度入射或出射合波；第一光学作用面和第二光学作用面相对设置，第二光学作用面与第三光学作用面呈第三预设角度，第二光学作用面被配置为用于反射光和合波；第三光学作用面被配置为用于通过光和合波；第一光路组件包括第四光学作用面、第五光学作用面和第六光学作用面，第四光学作用面被配置为以第一预设角度入射或出射光；第四光学作用面和第五光学作用面相对设置，第五光学作用面与第六光学作用面呈第四预设角度，第五光学作用面被配置为用于反射光和合波；第六光学作用面被配置为用于通过光和合波；还包括第三光路组件，第三光路组件包括第七光学作用面、第八光学作用面和第九光学作用面，第七光学作用面与第二光学作用面相对设置，第八光学作用面与第五光学作用面相对设置，第七光学作用面与第八光学作用面被配置为反射光和合波；第九光学作用面与第三光学作用面和第六光学作用面处于同一表面。
在一个实施例中，第二光路组件包括第一光学作用面、第二光学作用面和第三光学作用面，第一光学作用面的第一区域）被配置为以第二预设角度入射或出射合波；第一光学作用面和第二光学作用面相对设置，第二光学作用面与第三光学作用面呈第三预设角度，第二光学作用面被配置为用于反射光和合波；第三光学作用面被配置为用于通过光和合波；第一光路组件包括第十光学作用面、第十一光学作用面和第十二光学作用面，第十光学作用面被配置为以第一预设角度入射或出射光；第十光学作用面和第十一光学作用面相对设置，第十一光学作用面与第二光学作用面相对设置，第十一光学作用面被配置为用于反射光和合波；第十二光学作用面被配置为用于通过光和合波；第十二光学作用面与第三光学作用面处于同一表面。
在一个实施例中，第二光路组件包括第一光学作用面、第二光学作用面和第三光学作用面，第一光学作用面的第一区域）被配置为以第二预设角度入射或出射合波；第一光学作用面和第二光学作用面相对设置，第二光学作用面与第三光学作用面呈第三预设角度，第二光学作用面被配置为用于反射光和合波；第三光学作用面被配置为用于通过光和合波；第一光路组件包括第十三光作用面和第十四光作用面，第十三光作用面与第三光学作用面处于同一平面，被配置为用于通过光和合波；第十四光作用面被配置为以第一预设角度入射或出射光。
根据结合附图阅读如下说明性实施例的具体实施方式，本发明的这些和其他特征、方面和优点变得显而易见。
附图说明
通过参照附图的以下详细描述，本公开实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明。
图1示出了现有技术中的多通道并行光组件的示意图。
图2示出了根据本公开的实施例的多通道并行光组件的结构示意图。
图3（a）-（c）示出了图2中的多通道并行光组件中的第一光路组件的结构示意图。
图4（a）-（d）示出了图2中的多通道并行光组件中的第二光路组件的结构示意图。
图5（a）-（d）示出了图2中的多通道并行光组件中的第一光路组件的结构示意图。
图6示出了图2中的多通道并行光组件中的光传输路径的示意图。
图7示出了图2中的多通道并行光组件中的光传输路径的示意图。
图8示出了根据本公开的实施例的另一多通道并行光组件的结构示意图。
图9示出了根据本公开的实施例的另一多通道并行光组件的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的原理进行说明。应当理解，这些实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到，从下面的描述中，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本公开的原理。
如前，在现有的用于合/分波的多通道并行光组件中，光通常在同一平面内传输。然而，在某些场合，这样的传输方式会导致光组件的长度太大，难以满足光组件小型化的要求。
在本公开的实施例中，通过设置立体的光学通路引导光以立体的方式传输，缩短了光组件在长度上的尺寸，使得光组件更易于实现小型化。
总体上，多通道并行光组件包括至少两个光传输组件和至少两个光路组件，用于对光进行分波或合波。光传输组件用于发射或接收光，每个光传输组件只能通过特定波长的光，并且每个光传输组件能够通过的光的波长彼此不同。光路组件用于组成光的传输路径，在垂直于光传输组件所在平面的平面内传输不同波长的光。其中，第一光路组件用于安装光传输组件以入射或出射不同波长的光，第二光路组件被配置为用于出射或入射不同波长的光的合波。
下面结合图2至图5详细说明根据本公开的示例实施例的多通道并行光组件200的结构。首先参考图2，图2示出了根据本公开的一个实施例的多通道并行光组件200的结构示意图。
在图2所示的实施例中，多通道并行光组件200包括四个光传输组件201和三个光路组件202、203、204，其中四个光传输组件201贴装在光路组件203上。备选的，在其他实施例中，光传输组件的数目例如可以是其他数目，例如3、5等。备选的，在其他实施例中，光路组件的数目例如可以是其他数目，例如2、4等。
在某些实施例中，光传输组件201例如可以是滤光片，滤光片表面镀有膜层，对需要的具有特定波长的光进行通过或者反射。备选的，在其他实施例中，光传输组件例如可以是其他类型的光学器件，这可以根据光组件的类型和应用场合来确定。
在某些实施例中，光传输组件201之间的间距例如可以相等。备选的，在其他实施例中，光传输组件之间的间距也可以不相等，这可以根据光组件的类型和应用场合来确定。
在某些实施例中，光路组件202、203、204例如可以是使用透射率高的光学材料棱镜。备选的，在其他实施例中，光路组件例如可以是其他类型的光学器件，这可以根据光组件的类型和应用场合来确定。
图3示出了图2中的多通道并行光组件中的光路组件204的结构示意图，其中图3（a）是光路组件204的俯视图，图3（b）是光路组件204的前视图，图3（c）是光路组件204的仰视图。
在图3所示的实施例中，光路组件204包含3个光学作用面301、302、303，其中对光学作用面301和302面涂覆反射膜以对光进行发射，对光学作用面303进行抛光或者抛光镀膜处理以通过光。光学作用面301与光学作用面303形成角度θ3，光学作用面302与光学作用面303形成角度θ4。在某些实施例中，角度θ3和角度θ4例如可以为相同角度，例如均为45°。备选的，在其他实施例中，角度θ3和角度θ4也可以为不同角度，这可以根据光组件的类型和应用场合来确定。
图4示出了图2中的多通道并行光组件中的第二光路组件202的结构示意图，其中图4（a）是光路组件202的侧视图，图4（b）是光路组件202的前视图，图4（c）是光路组件202的仰视图，图4（d）是光路组件202的立体图。
在图4所示的实施例中，光路组件202包含3个光学作用面401、402、403，其中光学作用面401分成401（a）和401（b）两个区域，对401（a）镀有增透膜以透过光，401（b）镀有全反膜以反射光。光学作用面402涂覆反射膜以反射光和合波，对光学作用面403进行抛光或者抛光镀膜处理以透过光和合波。光学作用面401的第一区域401（a）在其上以第二预设角度θ2入射对多个不同波长的光进行合波之后的光或出射对多个不同波长的光进行合波之后的光；光学作用面401和光学作用面402相对设置。在某些实施例中，光学作用面402与光学作用面403的角度例如可以为θ3。备选的，在其他实施例中，光学作用面402与光学作用面403的角度例如可以为其他值，这可以根据光组件的类型和应用场合来确定。
图5示出了图2中的多通道并行光组件中的第一光路组件203的结构示意图，其中图5（a）是光路组件203的侧视图，图5（b）是光路组件203的前视图，图5（c）是光路组件203的仰视图，图5（d）是光路组件203的立体图。
在图5所示的实施例中，光路组件203包含3个光学作用面501、502、503，其中对光学作用面501进行抛光或者镀膜处理以透光，对光学作用面502镀有反射膜以对光进行反射，对光学作用面502进行抛光或者镀膜处理以透光。光学作用面501上设置光传输组件201，并在其上以第一预设角度θ1入射不同波长的光或出射经过分波后的不同波长的光；光学作用面501和光学作用面502相对设置。在某些实施例中，光学作用面502与光学作用面503的角度例如可以为θ4。备选的，在其他实施例中，光学作用面502与光学作用面503的角度例如可以为其他值，这可以根据光组件的类型和应用场合来确定。
在某些实施例中，第一预设角度θ1和第二预设角度θ2例如可以是相同角度。备选的，在其他实施例中，第一预设角度θ1和第二预设角度θ2例如可以是不同角度，这可以根据光组件的类型和应用场合来确定。
在某些实施例中，光路组件202，203、204的尺寸至少根据第一预设角度θ1、第二预设角度θ2和两个光传输组件201之间的间距来确定。
下面结合图6至图7详细说明根据本公开的示例实施例的多通道并行光组件200中光的传播路径。首先参考图6，图6示出了图2中的多通道并行光组件200中的光传输路径的示意图。
在图6所示的实施例中，光学作用面301与光学作用面402相对设置且相互平行，光学作用面302与光学作用面502相对设置且相互平行。光束通过光学作用面401(a)进入光路组件202。光束在光学作用面402处被反射，通过光学作用面403出射。由于光学作用面403和光学作用面303共面，光束通过光学作用面303入射到光路组件204。光束在光学作用面301处被反射，随后在光学作用面302处被反射，通过光学作用面303出射。由于光学作用面303和光学作用面503共面，光束通过光学作用面503入射到光路组件203。光束在光学作用面502处被反射，通过光学作用面501在光传输组件201处输出。
图6示出了光从光路组件202输入并且从光路组件204输出的完整路径。应当理解的是，光在相反反向的传输也是类似过程。
图7示出了分波模式下图2中的多通道并行光组件200中的光传输路径的示意图。在图7所示的实施例中，光束进入光路组件202，光束包括不同波长λ1、λ2、λ3、λ4的光。经过一次如图6中的描述的光学传输，波长为λ1的光在光传输组件201处输出，而由于第一预设角度θ1，波长λ2、λ3、λ4的光束被反射；再经过两次如图6中的描述的光学传输，波长为λ2的光在光传输组件201处输出；而波长λ3、λ4的光束被反射；再经过两次如图6中的描述的光学传输，波长为λ3的光在光传输组件201处输出，而波长λ4的光束被反射；再经过两次如图6中的描述的光学传输，波长为λ4的光在光传输组件201处输出。由此，波长为λ1、λ2、λ3、λ4的光在不同的光传输组件201处输出，完成分波。
在合波模式下，波长为λ1、λ2、λ3、λ4的光在不同的光传输组件201处输入，最后合并成具有λ1、λ2、λ3、λ4波长的光从光路组件202输出，其传输过程与分波模式相同，只是传输方向相反。
通过上述设置，本申请中的多通道并行光组件能够实现光束的立体传输，与现有的光线在同一平面内传输的多通道并行光组件相比，多通道并行光组件的尺寸被减少，更易于小型化。
图8和图9示出了图2中的多通道并行光组件200的变化实施例，其均能实现光在多通道并行光组件200内的立体传输。
图8示出了根据本公开的实施例的另一多通道并行光组件200的结构示意图。在图8所示的实施例中，多通道并行光组件200包括四个光传输组件201和两个光路组件202、203，其中光传输组件201和光路组件202与图2中所示的实施例中的光传输组件201和光路组件202相同。光路组件203包括光学作用面801、光学作用面802和光学作用面803，光学作用面801以第一预设角度θ1入射或出射光；光学作用面801和光学作用面802相对设置，光学作用面802与光学作用面402相对设置，光学作用面802用于反射光和合波；光学作用面803用于通过所述光和合波；光学作用面803与光学作用面403处于同一表面。
以分波模式为例对光束的传输过程进行说明。在图8所示的实施例中，光束从光路组件202输入，在光学作用面402处被反射，再在光学作用面802被反射，通过光学作用面801在不同的光传输组件201处输出不同波长的光。在合波模式下，光传输过程与分波模式相同，只是传输方向相反。
图9示出了根据本公开的实施例的另一多通道并行光组件200的结构示意图。在图9所示的实施例中，多通道并行光组件200包括四个光传输组件201和两个光路组件202、203，其中光传输组件201和光路组件202与图2和图8中所示的实施例中的光传输组件201和光路组件202相同。光路组件203包括光学作用面901和光学作用面902，光作用面901与光学作用面403处于同一平面，用于通过所述光及其合波；光作用面902被配置为以第一预设角度θ1入射或出射光。
以分波模式为例对光束的传输过程进行说明。在图9所示的实施例中，光束从光路组件202输入，在光学作用面402处被反射，通过光路组件203的光学作用面902在不同的光传输组件201处输出不同波长的光。在合波模式下，光传输过程与分波模式相同，只是传输方向相反。
虽然在本申请中权利要求书已针对特征的特定组合而制定，但是应当理解，本公开的范围还包括本文所公开的明确或隐含或对其任何概括的任何新颖特征或特征的任何新颖的组合，不论它是否涉及目前所要求保护的任何权利要求中的相同方案。申请人据此告知，新的权利要求可以在本申请的审查过程中或由其衍生的任何进一步的申请中被制定成这些特征和/或这些特征的组合。

Claims (9)

1.一种多通道并行光组件，用于对至少两个不同波长的光进行合波和分波，所述多通道并行光组件包括：
至少两个光传输组件(201)，被配置为分别发射或接收所述光，每个光传输组件(201)只能通过特定波长的光；以及
至少两个光路组件(202，203)，被配置为在垂直于所述至少两个光传输组件所在平面的平面内传输所述光，
其中，所述至少两个光路组件(202，203)中的第一光路组件(203)被配置为用于安装所述至少两个光传输组件(201)以入射或出射所述光，所述至少两个光路组件(202，203)中的第二光路组件(202)被配置为用于出射或入射所述光的合波，
其中所述第二光路组件(202)的用于出射或入射所述合波的表面包括第一区域和第二区域，所述第一区域镀有增透膜以用于出射或入射所述合波，所述第二区域镀有全反膜以对所述光和合波进行反射，所述第一区域与所述第二区域共面。
2.根据权利要求1所述的多通道并行光组件，其中所述至少两个光传输组件(201)之间的距离是固定的。
3.根据权利要求1所述的多通道并行光组件，其中所述光以第一预设角度(θ1)入射到所述第一光路组件(203)或从所述第一光路组件(203)出射，所述合波以第二预设角度(θ2)入射到所述第二光路组件(202)或从所述第二光路组件(202)出射。
4.根据权利要求1所述的多通道并行光组件，其中所述至少两个光传输组件(201)包括滤光片。
5.根据权利要求1所述的多通道并行光组件，其中所述至少两个光路组件(202，203)包括使用透射率大于或者等于预定阈值的光学材料的棱镜。
6.根据权利要求3所述的多通道并行光组件，其中所述至少两个光路组件(202，203)的尺寸是基于所述第一预设角度(θ1)、所述第二预设角度(θ2)和所述至少两个光传输组件之间的间距来确定的。
7.根据权利要求3所述的多通道并行光组件，其中：
所述第二光路组件(202)包括第一光学作用面(401)、第二光学作用面(402)和第三光学作用面(403)，所述第一光学作用面(401)的第一区域(401(a))被配置为以所述第二预设角度(θ2)入射或出射所述合波；所述第一光学作用面(401)和所述第二光学作用面(402)相对设置，所述第二光学作用面(402)与所述第三光学作用面(403)呈第三预设角度(θ3)，所述第二光学作用面(402)被配置为用于反射所述光和合波；所述第三光学作用面(403)被配置为用于通过所述光和合波；
所述第一光路组件(203)包括第四光学作用面(501)、第五光学作用面(502)和第六光学作用面(503)，所述第四光学作用面(501)被配置为以所述第一预设角度(θ1)入射或出射所述光；所述第四光学作用面(501)和所述第五光学作用面(502)相对设置，所述第五光学作用面(502)与所述第六光学作用面(503)呈第四预设角度(θ4)，所述第五光学作用面(502)被配置为用于反射所述光和合波；所述第六光学作用面(503)被配置为用于通过所述光和合波；
所述多通道并行光组件还包括第三光路组件(204)，所述第三光路组件(204)包括第七光学作用面(301)、第八光学作用面(302)和第九光学作用面(303)，所述第七光学作用面(301)与所述第二光学作用面(402)相对设置，所述第八光学作用面(302)与所述第五光学作用面(502)相对设置，所述第七光学作用面(301)与第八光学作用面(302)被配置为反射所述光和合波；所述第九光学作用面(303)与所述第三光学作用面(403)和所述第六光学作用面(503)处于同一表面。
8.根据权利要求3所述的多通道并行光组件，其中：
所述第二光路组件(202)包括第一光学作用面(401)、第二光学作用面(402)和第三光学作用面(403)，所述第一光学作用面(401)的第一区域(401(a))被配置为以所述第二预设角度(θ2)入射或出射所述合波；所述第一光学作用面(401)和所述第二光学作用面(402)相对设置，所述第二光学作用面(402)与所述第三光学作用面(403)呈第三预设角度(θ3)，所述第二光学作用面(402)被配置为用于反射所述光和合波；所述第三光学作用面(403)被配置为用于通过所述光和合波；
所述第一光路组件(203)包括第十光学作用面(801)、第十一光学作用面(802)和第十二光学作用面(803)，所述第十光学作用面(801)被配置为以所述第一预设角度(θ1)入射或出射所述光；所述第十光学作用面(801)和所述第十一光学作用面(802)相对设置，所述第十一光学作用面(802)与所述第二光学作用面(402)相对设置，所述第十一光学作用面(802)被配置为用于反射所述光和合波；所述第十二光学作用面(803)被配置为用于通过所述光和合波；所述第十二光学作用面(803)与所述第三光学作用面(403)处于同一表面。
9.根据权利要求3所述的多通道并行光组件，其中：
所述第二光路组件(202)包括第一光学作用面(401)、第二光学作用面(402)和第三光学作用面(403)，所述第一光学作用面(401)的第一区域(401(a))被配置为以所述第二预设角度(θ2)入射或出射所述合波；所述第一光学作用面(401)和所述第二光学作用面(402)相对设置，所述第二光学作用面(402)与所述第三光学作用面(403)呈第三预设角度(θ3)，所述第二光学作用面(402)被配置为用于反射所述光和合波；所述第三光学作用面(403)被配置为用于通过所述光和合波；
所述第一光路组件(203)包括第十三光作用面(901)和第十四光作用面(902)，所述第十三光作用面(901)与所述第三光学作用面(403)处于同一平面，被配置为用于通过所述光和合波；所述第十四光作用面(902)被配置为以所述第一预设角度(θ1)入射或出射所述光。
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