CN1219678A - 级联光多路复用器件 - Google Patents

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M·A·斯科比
D·E·斯波克
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Abstract

一种光多路复用器件,包括多个级联的波分多路复用器(WDM)。第一WDM有一个公共端口和多个与公共端口光耦合的光端口。公共端口与中继线光耦合。光端口包括对相应波长子范围透射而对其它波长反射的通道端口。第二WDM有一个用光纤与第一WDM一个光端口光耦合的公共端口和多个与其公共端口光耦合的光端口。将级联的WDM光耦合到无源耦合器的输出上并安装在密封空间中。选择并行或分支形式、串行形式或其组合将各个WDM相级联。

Description

级联光多路复用器件
本发明针对把来自光波导的多路准直光空分成许多单路，每路可送至一个光波导、光探测器等，并且/或者使这些单路对公共光波导或其它目的端复接成多路的光多路复用器件。在一些较佳实施例中，本发明的光多路复用器件尤其适合于光纤通信系统的密集通道波分多路复用系统。
光信号的波分多路复用技术正在被广泛地运用于各个领域，尤其是数据传输和其它电信应用。新安装光纤光缆的成本是增加载波能力的障碍，这个问题可以通过波分复用得到解决。波分复用使多路信号可同时用一光纤线路或其它波导载送。目前光纤传输媒体的较佳波段包括中心为1.3μm和1.55μm的波段。后一波段更好，其原因在于掺铒光纤放大器对该波段吸收最少且有商品供应。根据实际应用，有用带宽约为10至40nm。波分多路复用可将此带宽分成许多频道。理想情况下，例如，作为一种大量提高波导的信号载波容量，如现行光纤传输线上的长途电信容量的低的成本方法，通过所谓密集波分多路复用的技术，可以把1.55μm波段分割成多个分立通道，如4、8、16，甚至32或更多个通道。国际电话联盟(ITU)规范为1.55μm波段内各通道提供的标准中心波长为100GHz间隔(约0.8nm)。可以采用波分复用来提供电话和数据传输业务以及未来越来越多的诸如电视点播和其它正在出现或计划的多媒体交互式业务。然而，需要对各分立载波波长进行多路复用的技术和装置。即必须把各个光纤信号合并在一条公用光纤波导上，然后在光纤光缆的另一端再把它们分离为各路信号。因此，在一条光纤中继线或其它光信号源上有效地对各路(或波段)进行合并然后再分离的能力，对光纤通信和其它领域来说越来越重要。
已经采用的这一用途的已知器件有，例如衍射光栅、棱镜和各种类型的固定或可调滤光片。光栅和棱镜通常需要复杂而笨重的准直系统，已经发现在变化的环境条件下提供的效率和稳定性差。能够使固定波长的滤光片，如干涉镀膜层更加稳定。在这方面，例如在Scobey等人的第4851095号美国专利中所揭示，采用商业化的等离子体淀积技术，如离子辅助电子束蒸发、离子束溅射以及反应磁控管溅射能够产生诸如氧化铌(niobia)和二氧化硅的金属氧化物材料的高性能干涉镀膜层。这种镀膜方法能够产生由叠合的介质光镀膜层形成的干涉腔滤光片，其优点是密集和稳定、薄膜散射低和吸收小，以及对温度变化和环境湿度的灵敏度低。
已知可以把载有多路信号的中继线光耦合到波分多路复用器(“WDM”-这里采用这个术语表示对信号进行合并、分离或者二者)的公共端口。在WDM中又把这个WDM公共端口光耦合到其多个通道端口。每个通道端口有对该通道的波段基本透射的干涉滤光片或类似元件。因此，通过各个通道端口，WDM让具有分配给特定通道的波长的信号传送到该通道的独立波导，并且/或者从该通道的独立波导传送到WDM的通道端口。
较佳地用于各种复用技术中的法布里-珀罗型干涉滤光片通常仅对单个波长或波长范围透射。在一个WDM中，例如在一个共用平行四边形棱镜或其它光学块上可以一起采用多个滤光片单元。例如，在GB2014752A英国专利申请的多路复用器件中，把多个光学滤光片连接在一起，对共用光波导传输的不同波长的光进行分离。至少有两个透射干涉滤光片相互邻接附着到透明基底上，每一个能透射不同预定波长的光而反射其它波长的光。排列滤光片，使光束被每个滤光片部分透射和部分反射，产生锯齿形的光程。在每个滤光片上减去或增加一个特定波长的光。同样，在Oki电气工业股份有限公司的第85102054.5号欧洲专利申请的多路复用器件中，推荐了一种所谓的混合式光波分复接器-分接器，其中在玻璃块的侧表面上采用多个具有不同透射率的分立干涉滤光片。Kunikani等人的第5005935号美国专利推荐一种少许有些相关的方法，其中，用于中央电话交换局与远端用户之间双向光纤通信的波分复用光传输系统采用了多个位置分开的多路复用器，每个多路复用器具有施加在平行四边形棱镜各个表面上的分立滤光片元件。例如，小Hicks的第4768849号美国专利推荐了另一种从载有多个波段的光信号的主中继线中抽出选择波长的方法。该专利表明，每个抽头采用介质反射镜和透镜从有多路信号的中继线中取出(或增加)一路，多个滤光片抽头可以单独使用，也可以组成阵列，以取出一系列的多路信号。
要实现对更加密集信号多路复用的目的，存在一定的问题。光束通过WDM(如基于滤光片的WDM)的一个公共端口从中继线上通过，这里，光通常按照所谓的扩展束行走，至少一部分距离将扩展或分散，这与行走距离有关。例如，光在玻璃光学块和/或其它WDM元件中行走而不是在波导中行走。对多通道光束在出现不可接受信号劣化之前作为扩展束所能行走的距离，存在实际限制。目前采用锯齿形扩展束光程的4路WDM是有效的，其部分原因在于，相对目前WDM公共端口上通常采用的市场上可提供的准直器的焦距而言，光通过一个通道端口或另一个通道端口，经过准直并返回到波导之前，扩展束行走的距离较短。然而，4路复用并不满足对8路复用系统、16路复用系统等不断提高的需求。已经证明，对许多应用来说，简单地对目前的WDM器件进行扩大，使锯齿形扩展束延伸，以依次接触8或16个干涉滤光片上是不能接受的。发现扩展束行走较长的距离将引起不希望有的信号劣化。
在研制采用多个对光学块平行安装的光片元件，进行4路以上复用的上述WDM，尤其是采用具有选择性透射的滤光片元件的扩展束WDM中，相关的问题是难以对数量较多的滤光片元件进行“配套”。通常，制作任何一个给定通道的滤光片，其通带中心不是精确地在该通道的中心波长上。通过改变扩展束在该滤光片元件上的入射角，能够把滤光片元件的通带调节到更精确地在中心波长上。这可以通过将滤光片相对光束少许倾斜而完成。在这种典型WDM中，多个滤光片元件被并排地一起安装在WDM光学块一个或多个平表面上。改变中继线光束在公共端口上的入射角，通常是让光学块倾斜，相应地改变WDM中扩展束在不仅这一个通道端口而是WDM每个通道端口的滤光片上的入射角。因此，仅在各通道滤光片不偏离中心是在相同方向上而且偏离量相对其各自波长子范围大致相同的条件下，通过使光学块倾斜，较精确地对准给定通道的波长子范围中心是有效的。
为此，对WDM的滤光片进行“配套”。即为给定的WDM收集一组滤光片，所有滤光片具有大致相同的波长偏差，每个滤光片在相同方向上偏离中心并相对其各自的波长子范围的偏离量大致相同。然后通过使已经安装滤光片的光学块倾斜，能够对组装的WDM进行调谐。这样可以对每个通道端口上的波长偏移作大致相同的校正。由于“配套”的滤光片全都具有基本相同的波长偏差，同时作公共波长校正可以让每个通道端口更精确地位于其波长子范围的中心。然而，对滤光片进行配套是一项进行组合的任务，随着一套中滤光片数目的增加，将变得更加复杂，更加昂贵而且更加费时。因此，把4端口WDM扩大到8端口WDM，将涉及到收集八个一套滤光片的组装时间、成本和复杂性的不希望有的增加。对于16路WDM，问题将变得更糟。因此，避免与系统多路复用路数增加相联系的增多收集配套滤光片是有利的。
阻挠路数较多的波分复用系统的发展的另一个问题是通道间隔。如上所述，这种系统中采用的波段宽度有限，因此，需要把相邻通道更紧密地靠在一起。即一个通道的中心波长必须与它两侧的相邻通道的中心波长紧密地靠近。然而，即使高质量的干涉滤光片的通带也是不完善的，从而不仅会让分配给特定通道的所需波长子范围通过，而且滤光片还会不可避免地让少量相邻波长(即相邻通道)与该通道所需信号一起通过。在这方面，可以用所谓的优值(“FOM”)来检测滤光片的质量。FOM好表明滤光片具有顶部平坦(中心在所需波长上)且侧边陡峭的波长通带。目前，FOM为40％便认为是好的，表明波长通带(例如在1dB下测得的)的底宽是波长通带(例如在20dB下测得)的顶宽的两倍。FOM较好的滤光片生产成本较高，因此，对于许多应用而言是不适合的。在用类似波长宽度把各通道波长子范围与相邻各波长子范围间隔开来的系统中，FOM为40％的单通道干涉滤光片很适合于从多通道光的扩展束中提取所需波长子范围。这种滤光片的通带通常对大于约一半两端通道宽度的波长的透射比足够低。因此，由于这些滤光片是以全通道宽度间隔开来的，这种滤光片对相邻通道的波长子范围基本是反射的。在这方面，值得注意的是为了克服FOM问题，提议的各种密集波分复用方案已经自愿牺牲其它有用带宽。已经建议的复用装置采用分束器对八路短频带与八路长频带进行多路复用。即使具有良好的FOM，在这种推荐的装置中，长频带与短频带之间的若干通道留下没有采用。由于两个相邻通带的顶部宽(八路)，各个通带的底部也相应宽，以致介于它们之间的中间波长的两个相邻通带都存在不可接受的高透射。因此，实在不能采用中间波长，导致反而要用长频带和短频带外的不理想的波长。本发明的目的是提供能够减少或完全克服上述在现有器件中固有的困难的经过改善的光多路复用器件。对于具有本领域知识和经验的技术人员而言，从以下的本发明公开内容和对特定较佳实施例的详细描述中，会了解本发明的其它目的和优点。
根据本发明，提供光多路复用器件，包括级联的WDM，即包括多个与载送多通道波长复用光的公共中继线光耦合的WDM。级联的WDM对不同通道或波长子范围进行多路复用。以从中继线并联、串联或者二者组合的方式级联WDM。每个WDM至少可加入和/分出一些由其它WDM不能处理的通道或波长子范围。最好用光纤或其它合适的波导把一个WDM的光端口光耦合到第二个WDM的公共端口。两个WDM的各个光端口通过不同的通道或波长子范围。这里在描述例如把一个WDM的公共端口光耦合到另一个WDM的光端口，所用术语“光耦合”是指在它们之间能够单向或双向地通过光信号。可以让诸如准直器、光波导、具有波长选择性的滤光片和后置滤光片等光学元件位于两个光耦合点之间。按照一些较佳实施例，光多路复用器件包括第三波分多路复用器和把这个第三WDM的公共端口光耦合到第一或第二WDM的光端口的波导。在另一些较佳实施例中，可采用第四以及任意增加的波分多路复用器，用波导将其公共端口光耦合到其它一个多路复用器的光端口。按照这种WDM的级联，光多路复用器件中所采用的多个多路复用器中，每一个都至少有一些通道端口对不同于器件中其它多路复用器的至少一些通道端口的通道或波长子范围是基本透射的。从以下对各种较佳实施例的讨论中将能更全面地了解，级联WDM的各通道端口波长子范围可以重叠。因此，按照这里所揭示的级联原理，把第一WDM的所选通道端口光耦合到第二WDM的公共端口。因此，第一WDM所选的这个通道端口通常对包含第二WDM各通道部分或全部波长子范围的波长子范围基本透射。从本公开情况应当明白，按照不同的实施例，WDM可以按照并行、串行方式、分支方式或这些不同级联方式的组合进行级联。在串行级联中，每个级联的WDM仅有一个光端口直接被光耦合(即，不通过任何其它中间WDM)到另一个级联WDM的公共端口。在分支级联中，存在第一WDM，每个级联的其它WDM的公共端口直接被光耦合到第一WDM的一个通道端口或一个其它光端口。
根据本发明的一个方面，光多路复用器件包括具有一个公共端口和多个光端口的第一波分多路复用器。公共端口通常适应对传送或接收通过该公共端口的多路复用信号的光纤光缆或其它波导进行光耦合。多个光端口又被光耦合到公共端口，并包括多个通道端口，每一个对相应波长子范围选择性透射。通常，每个通道端口的波长子范围在公共端口所通过的波长范围之内。在许多应用中，公共端口无波长选择性。就是说，不进行滤波或者不论如何都对与之光耦合的中继线或其它波导上载有的所有波长透射。下面将进一步讨论，可选择波分多路复用器的光端口进一步包括无波长选择性的残留端口。按照这个第一方面公开的光多路复用器件进一步包括实质上具有如上文结合第一波分多路复用器所述那样的一个公共端口和多个光端口的第二波分多路复用器。用波导将第一波分多路复用器的一个光端口光耦合到第二波分多路复用器的公共端口。第一和第二WDM各通道端口的波长子范围是互不相同的。下面将进一步讨论，第一波分多路复用器的光端口能够对该多路复用器公共端口所通过的第一组通道进行多路复用，而第二WDM的光端口对通过第一WDM一个光端口到第二WDM公共端口的第二组通道进行多路复用。例如，对8路复用系统，可以用这里所公开的方式将两个波分多路复用器光耦合，由此，用第一WDM对8路中的4路进行多路复用，用与第一WDM级联的第二WDM对其余4路进行多路复用。
至少这些较佳实施例具有能够显著降低组装成本和复杂性的重要好处。最值得注意的是，“配套”滤光片的成本和复杂性降低。由于级联的多个WDM中每一个WDM的通道端口数目比一个较大WDM所需的数目少，滤光片元件只需要按较小的配套组收集在一起。即，对本发明级联WDM配置中采用的每一个较小的WDM来说，必须让较少的滤光片配套在一起。因此，给定的一套滤光片能够更精确地相互匹配。就是说，在典型WDM组装操作的成本、时间和复杂性约束条件内，能够使滤光片按其中心波长偏差更好地匹配，因此，对所有的通道端口，能够对组装的WDM作更精确地调谐。
本发明的另一个惊人的结果是，采用本发明的级联WDM，由8、16或更多路的光多路复用器件能够实现插入损耗的显著降低。如上所述，插入损耗随扩展光束走过的距离而增大。事实上，在目前的四端口WDM中，插入损耗迅速增大超过扩展光束走过的距离。而在典型扩展光束四端口WDM中走过的距离上插入损耗可以仅为例如1dB，如果在这种WDM内锯齿形扩展光束光程扩展到8路(采用质量相当的元件)，插入损耗通常增大一倍以上。如果这种WDM扩大到16路，这种劣化将显著增大。在典型的较佳实施例中，与每一级联有关的插入损耗，即与多路信号从一个WDM传到下一个WDM有关的插入损耗可以仅为1/2dB至1dB。因此，通过采用本发明的级联WDM，能够实现插入损耗的整个降低。
根据本发明的另一个方面，本发明的光多路复用器件中所采用的一个或多个级联WDM采用了通道交错。更具体地说，在从公共端口起依次限定至少三个光端口的多路复用器中，第一通道端口对第一波长子范围是基本透射而对其它波长基本反射。按序接在第一通道端口之后的第二通道端口对第二波长子范围是基本透射而对其它波长基本反射。按序接在第二通道端口之后的第三通道端口对第三波长子范围是基本透射，第三波长子范围介于第一与第二波长子范围之间。更具体地说，第三波长子范围介于其中心波长数值大于第一和第二子范围中一个而小于另一个之间。因此，不是按序地从多通道光束分出各个通道或波长子范围。根据一些更好的实施例，能够把采用的交错模式称为光端口的复合交错，这里，由第一WDM加入和/或分出的一个或多个通道与由同第一WDM级联的第二WDM加人和/或分出的其它通道相交错。此外，有些通道是这样交错的：第一WDM的一个或多个通道的一个(或多个)波长子范围介于第二WDM各通道的波长子范围之间。应当明白，在这种复合交错中交错通道实际上可以是多通道波长子范围，它按序位于光多路复用器件所处理的一系列通道的一端。从以下对各种较佳实施例的讨论中会看到，通过通道交错的实施，尤其是在级联的WDM中，能够获得一些重要的好处。值得一提的是，例如，能够降低与后置滤光片有关的成本、组装和设计复杂性，以及插入损耗。如果先前已经从多路信号光束中取出一个或两个相邻波长子范围，那么，在通道端口不需要采用后置滤光片。此外，在一些较佳实施例中，通过使一个通道端口的后置滤光片所造成的插入损耗与通过不同通道端口(由于通道交错不需要后置滤光片)把其它通道级联到下一个WDM的有关插入损耗相匹配，能够获得低损耗和信号强度偏差更均匀。
从以下的详细讨论中将能够更好地理解这里所公开的光多路复用器件各个实施例的附加特征和优点。
以下将参考附图讨论本发明的较佳实施例，附图中：
图1是依照本发明一个较佳实施例的包括两级级联波分多路复用器的光多路复用器件的示意图。
图2是依照本发明另一较佳实施例的表明各采用通道交错的两级级联的波分多路复用器的光多路复用器件的示意图。
图3是依照本发明另一较佳实施例的光多路复用器件的示意图。
图4是本发明另一较佳实施例的示意图。
图5是本发明另一较佳实施例的示意图。
图6是采用四级级联的通道交错WDM的另一较佳实施例的示意图。
图7是采用六级级联的WDM的光多路复用器件的示意图。
图8是本发明另一较佳实施例的示意图。
图9是本发明另一较佳实施例的示意图。
应当明白，附图中所示的光多路复用器件未必按照它们的不同尺寸或是角度关系按比例制图。在本领域专业人员的能力内，从以下的公开内容和较佳实施例的详细描述中，将能够为这种器件很好地选择合适的尺寸和角度关系。
如上所述，光多路复用器件有许多应用，例如应用在光纤通信系统中。本设计的光多路复用器件也有其应用，例如用在测试设备等以及实验室仪器中。为了说明起见，以下详细描述的较佳实施例是采用8路、16路或更多路的多路光纤通信系统用的密集波分多路复用器件。在这种光纤通信系统中缓解了因光束发散而导致劣化和损耗以及来自相邻通道串话损耗等上文所述的问题。
这里所用的透射一词意指至少对特定波长范围或波长子范围基本透射。这里所用的反射意指至少对特定波长范围或波长子范围基本反射。这里所用的残留光是指穿过WDM残留端口(即WDM无波长选择性光端口)的光，例如，在最后一个通道端口的多点光程下行最后一点处从WDM穿过的光。残留端口可以不通过单通道或多通道光。除非在下文中显然有另一种意思，通道是指多路复用光纤通信系统载有的多通道光中的一个特定通道。WDM通道端口通过的波长子范围可以是单个通道或多个通道。关于这一点，从本公开内容中将会明白，根据级联特征，通道端口可以把多个通道送至另一个WDM。能够使WDM通道端口的滤光片呈现对包含多通道的波长子范围透射。如上所示，这里WDM进行的多路复用是指加通道、分通道或是二者。为了简化说明，这里仅对分接功能作详细描述，因为本领域的专业技术人员将明白相关的复接功能。即，这些技术人员对于从各个通道复接光信号的相反情况能够判别如何采用相同器件。
正如光纤通信工业中所熟知的那样，波长复用系统的每个通道有一个波长子范围，它是系统所载光的整个波长范围的一部分。对于采用1.55μm波段的商用系统，各个通道的子范围的中心通常定在ITU规范提供的标准中心波长中的一个上。如上所述，ITU规范以100GHz间隔给出标准中心波长。在任何一个特定的光纤系统中，根据相邻通道的所选间隔，每个通道的中心波长是偏离其两旁相邻通道中心波长一个、两个或多个100GHz单元。当然，第一和最后通道仅有一个相邻通道。
拥有本技术领域知识和经验的专业人员将懂得，不可避免地会出现每个通道到其它通道的一定重叠或串话。如上所述，出现这种情况是因为WDM不能从复用信号中完全分离一个通道。在采用法布里-珀罗型干涉滤光片的WDM中，利用具有较高优值(FOM)的滤光片能够获得较好的信号隔离。具有较多腔体的滤光片的FOM通常比具有较少腔体的对比滤光片的更高。但是，价格也更高而引起的插入损耗更大。后置滤光片也能够改善信号隔离，但是也会增加成本和增大插入损耗。互邻通道的信号沾污自然较大。因此，尽管第三通道与第一通道有一些重叠，但是通常比相邻的第二与第四通道出现的重叠要小得多。正如现在参考特定较佳实施例所述那样，利用级联的WDM，尤其是交错连接的，能够以降低插入损耗获得信号隔离的改善。当然，可以与这里所公开的级联和交错特征一起使用质量较好的滤光片和/或后置滤光片，以获得相应系统性能的进一步提高。
已知可提供多种不同的WDM，并适合于这里公开的光多路复用器件中级联WDM使用。根据一些较佳实施例，采用的WDM包括装有法布里-珀罗干涉滤光片的光学块和诸如宽带高反射率反射镜元件的其它任选反射元件，限定通过光学块的多次反射锯齿形扩展光束光程。光学块包括一块固体，如光学透射玻璃，或者限定安装滤光片元件的两个平行相对侧之间的气隙。在1997年2月14日提交、美国申请号为08/800963、题目为《采用精密光学块的多路复用器件》的共有专利中揭示了后一种光学块，这里把该专利引作参考。也能够采用WDM，其中，把连续可变滤光片元件安装在光学块的各分开位置上，形成多次反射的锯齿形扩展光束光程。在Scobey的题目为《光多路复用器件》的第55583683号美国专利中揭示适合这样的WDM。对于本领域的专业人员而言，考虑此公开专利的好处，会了解另一种适合的WDM结构。级联WDM中采用的滤光片是光学工业中公知的这种较佳为多腔，最好为三腔的介质薄膜叠合镀膜层，如法布里-珀罗滤光片，通常简称为腔体滤光片。用一个较厚的腔体层将两个介质薄膜叠合层分开，由它们形成上述光波长的反射器。然后，使这一结构重复一次或多次，产生的滤光片能够增强阻挡和提高带内透射平坦度。净作用是产生一个透射波段内的光，而反射波段外的光的窄带透射滤光片。也可以采用二向色性滤光片。这种滤光片性能的提高为采用光多路复用器件的光纤通信应用提供了商业上可接受的密集通道波分多路复用。利用上述的淀积技术能够用密集、稳定的金属氧化物膜叠层产生多腔干涉滤光片。在较佳实施例中，这种滤光片在1550nm具有优良的热稳定性和超窄的带宽，可以分开2nm这么小，甚至1nm或更小。在SPIE文集7/1994中给出稳定的超窄带滤光片。在诸如光学玻璃、石英玻璃等(例如，德国SchottGlaswerke公司提供的BK系列(如BK1、BK3和BK7)、SSK1、WG320和RG1000以及美国康宁公司提供的任何合适Pyrex光学玻璃)合适光学基底上能够产生包括金属氧化物，如氧化铌和二氧化硅的高质量的干涉滤光片。利用已知的商业化等离子体淀积技术，诸如离子辅助电子束蒸发、离子束溅射以及反应磁控管溅射，例如Scobey等人的第4851095号美国专利和Scobey的第5525199号美国专利中所揭示的，这里把这两项专利的全部公开内容引作参考。这种镀膜方法能够产生由层叠介质光学镀膜层形成的干涉腔体滤光片，其优点是稠密和稳定、薄膜散射和吸收低，以及对温度变化和环境湿度灵敏度低。在Pellicori等人的第4957371号美国专利中也揭示了合适的滤光片。考虑到本发明，对于本领域的专业人员而言，其它的合适滤光片元件等是显而易见的。
现在参考附图中所示的较佳实施例，图1所示的光多路复用器件包括第一光学块52和第二光学块152。适合于载入多路光信号的光波导54(即光纤)与投射准直光的装置(如光纤GRIN透镜准直器56等)相通。通过光学块第一表面12上的公共端口16，准直器56以较小的角度把经高度准直的光58耦合到光学块52中。光学块52的第二表面14与第一表面12间隔一定距离并基本平行。因此，光纤54(单模光纤较佳)中所载的多通道光经准直器56准直而对准公共端口16，从公共端口穿过光学块52，落在第二表面14上的通道端口18。位于通道端口18的滤光片20对准直光58中所包含的波长子范围是透射的。具体地说，相应于电信系统通道1的光22穿过光学块52的通道端口，优先进入与第一信号通道有关的准直器24。后置滤光片20’安装在通道端口滤光片20与准直器24之间。任选的后置滤光片20’与滤光片20基本一样。它提供更大的信号隔离以及一定插入损耗。因此，通过通道端口18的光信号作为通道1的分波信号被传送到光纤，(最好为单模光纤)26中。位于通道端口18的滤光片20反射该滤光片波段以外的波长。因此，被光学块52第二表面14反射的反射光28返回到第一表面12的第二通道端口30。位于通道端口30的干涉滤光片32对与通道端口18处滤光片20波长不同的波长或波长子范围是透射的。对于密集通道波分复用应用，在第一与第二表面12和14上隔开的各端口之间的波长间隔约为1.6nm或更小较佳。因此，在通道端口30上，对应于第二通道的光信号通过滤光片32和后置滤光片32'传送到准直器34，由此作为通道2进入光纤载体36中。象在第一通道端口18那样，位于通道端口30的滤光片32反射该位置上非带内的光。因此，在公共端口16第一次进入光学块52的准直光58的其余部分38从通道端口30反射到第二表面14的第三通道端口40。位于通道端口40的干涉滤光片41对与滤光片20和32波长不同的波长或波长子范围也是透射的。因此，滤光片41通过后置滤光片41’把光信号传送到准直器43，由此作为通道3进入光纤载体45。从通道端口40，非带内的光被反射到第一表面12的第四通道端口42。位于通道端口42的干涉滤光片47对与滤光片20、32和41波长不同的波长或波长子范围也是透射的。因此，滤光片47通过后置滤光片47’把光信号传送到准直器49，由此进入通道4的光纤载体49。然后，不在滤光片47带内的光反射到第二表面14的无滤光片的残留端口44，这里剩余光从光学块52出射，穿过准直器46，然后进入光纤载体或其它波导48。因此，由图可见，反射波长以锯齿形多点光程穿过WDM52，而且各个通道的光信号通过第一和第二表面12和14上逐次反射取出，直至光到达残留端口44为止。
最好每个通道端口上的干涉滤光片对非波段内的所有波长是反射的，在一些实施例中，每个滤光片仅反射在上行通道端口(即多点光程上先遇到的通道端口)未被提取的光信号波长。此外，本领域的专业人员从本描述中将明白，图1所示的光多路复用器件同样适用于把四路单独通道的光信号组合起来。因此，第一和第二表面12和14上的残留端口44和/或多个通道端口是输入口，公共端口16是中继线54的输出口。那么，锯齿形扩展光束至少部分地是从光学块52的底部(按图1所示)到顶部下行进行。
第二光学块152的公共端口116与残留端口44直接光耦合。光纤48载入残留端口44的残留光，它把光送入第二光学块152的准直器156。经过准直的光158从公共端口116进入第二光学块152。第二光学块152以类似光学块52的方式工作，沿多点扩展光束光程传递准直光158。通道端口118有滤光片120和后置滤光片120’，它把光信号通过准直器124传送到通道5的光纤126。反射光128落在通道端口130上，这里，滤光片132和后置滤光片132’把所选波长子范围通过准直器124传送到通道6的光纤136。反射光138落在通道端口140上，这里，滤光片141和后置滤光片141’通过准直器143把该反射光部分传送到通道7的光纤145。通道端口140上的反射光由通道端口142上的滤光片147和后置滤光片147’通过准直器149部分地传送到通道8的光纤151。剩余的光，如果有的话，在通道端口142被反射，通过无滤波(因此无波长选择)的残留端口144和准直器146到光纤148。
应当明白，在本发明的任何光多路复用器件中，通道端口的数目是可变的，例如，从2到4、到8甚至更多。然而，通过构造这样一个4端口WDM的光多路复用器件，能够获得显著的好处。在光多路复用器件中，光束的发散度随光束沿多点光程的传播而增大。在级联WDM的第一级的残留端口放置一个准直器，对光进行再次准直，把这样两个WDM级联起来，其光束发散损耗要与对照的单个8端WDM的损耗小。采用这里公开的级联WDM的光多路复用器件所实现的显著好处在于，一个WDM与另一个级联连接所引起的信号劣化，即插入损耗通常仅为采用目前市场提供的光学元件的约1/2dB至1dB，比扩大到8或16个通道端口的扩展光束WDM中出现的信号劣化小。当将三级或四级级联WDM与对照的扩大到16个通道端口的单个WDM比较时，好处则更大。
本领域的专业人员将会发觉，图1所示的光多路复用器件能够提供更有效和更紧凑的合波和分波功能。光学块可以达到宽例如14.5mm、高5.5mm。每个表面12和14上的光端口的线间隔可以为例如3.0mm，光学块的整个线尺寸约为21.6mm。通常，在这里所讨论的这种器件中，为了降低与偏振有关的效应，光通过公共端口16的入射角或斜角(测量光学块外部光的角度，零度为光学块表面的法向)最好应较小。因为小入射角使光学块中多次反射点间隔更紧密，从而光程更短，所以还减小准直光发散度对滤光片性能的不利影响。通常，入射角小于30度，4至15度较好，6至10度更好，最好是约8度。
下表A给出依照图1所示较佳实施例的光多路复用器件的典型技术指标。
                   表A
    通道数目            8
    通道中心波长        ITU规范(192.1THz基准)
    通道间隔            200GHz
    通道带宽            80GHz
    最大插入损耗        ＜4dB
    带内插入损耗偏差    ＜1dB
    隔离                ＜-25dB
    背反射              ＜-45dB
在表A中，“最大插入损耗”是器件中任何通道所允许的最大插入损耗，“波段内插入损耗偏差”是器件中任何一个通道所经历的插入损耗与其它任一通道所经历的损耗之间允许的最大差值。
图2示出另一个较佳实施例。在第二表面14上可配备单一的连续可变厚度多腔干涉滤光片21，为通道端口18和40提供滤光。滤光片21最好是连续线性可变滤光片。位于通道端口18的滤光片21对准直光58中所包含的波长子范围是透射的。光束22又作为通道1进入准直器24和单模光纤26中。位于通道端口18的滤光片21对不在该位置滤光片带内的波长是反射的。被位于第一通道端口18的连续滤光片21反射的光束28落在第一表面12的宽带高反射镜33上，这里，反射镜把所有波长作为剩余光反射到第二表面14的通道端口40。在通道端口40，连续可变厚度多腔干涉滤光片21对不同于通道端口18的波长或波长子范围是透射的，因此，把通道2传送到准直器43和光纤45。此外，滤光片21把非带内的波长反射到第一表面12的反射镜33上，它又把所有波长的光反射到第二表面14的残留端口44。在Seobey的第5583683号美国专利中对上述的连续可变厚度滤光片作了较为全面的描述，这里将该专利引作参考。应当明白，多通道端口可以包括干涉滤光片与反射镜元件的任何组合，每个滤光片和反射镜位于多点光程上，使通过光多路复用器件的准直光级联起来。在残留端口44可以任选地放置一个端盖(未示出)，以阻止任何光束从该端口传出光学块。另一方面，可以在任何一个通道端口上设置端盖，最好是可卸的，以便在该处通过增加滤光片、反射镜或其它元件进一步提供延伸。
从以上对图1和2较佳实施例的描述中将看到几个优点。对于图1的实施例，可以看到，光多路复用器件中所采用的两个级联WDM，结构基本相同，因此，降低了光多路复用器件的成本和复杂性。当然，两个级联的WDM通常采用不同的滤光片元件，从而让对应不同通道的不同波长子范围通过。另一方面，在一些较佳实施例(特别是采用交错的这些实施例，上面已经作了揭示，下面将作进一步讨论)，有可能采用相同的WDM，简单地使每个WDM在相对光束穿过其公共端口方向的不同角度下倾斜。这导致光束在一个WDM的通道端口上的入射角不同于在另一个WDM的通道端口上的入射角，因此，产生对应于系统多路复用各通道的不同通带。同样，在图2所示的实施例中，第二WDM可以与第一WDM基本相同。这个第二WDM不是采用图所示的各自独立的滤光片元件，而是象第一WDM中那样采用连续滤光片。在这种情况下，通过上面刚谈到的不同倾斜，或者通过采用具有不同光透射特性的连续滤光片元件，或者通过采用基本相同的连续滤光片，简单地将它们安装在光学块的位置上移位，从而使滤光片出现在第二WDM上通道端口位置不同于出现在第一WDM的位置，可以使第二WDM通道端口的通带不同于第一WDM相应位置通道端口的通带。应当看到，在图1和2所示的较佳实施例中，通过采用四端口WDM还有一个好处。具体地说，每个WDM仅需要六个准直器。因此，六个准直器为四路复用服务，于是，对八路复用，总共需要12个准直器。
在图3所示的另一较佳实施例中，两个级联的WDM各采用了通道交错的附加特征。具体地说，WDM59限定光学块61中的光程60。光纤通信系统的中继线62上所载的对应通道1至8的波分多路复用信号穿过公共端口63到达按序排在第一的通道端口64。应当明白，如本公开内容和所附权利要求书中所采用的那样，一系列通道的波长大小是对应于通道编号逐步增大和减小的。因此，在本发明范围内的实际工作系统虽然可以把任何通道编号很好地分配给任何波长子范围，但是，为简单和清楚起见，这里对本发明交错特征的描述采用这样的约定，即对应通道2的信号的波长大于对应通道1的信号的波长；对应通道3的信号的波长大于对应通道2的信号的波长；等等(当然，另一方面可以方便地按倒序对通道序号分配波长序数列)。现在会较全面地理解，交错并不取决于实际分配给任一给定通道的通道编号，而是取决于对多路信号相邻交错波长子范围进行复用的顺序。
再参考图3的实施例，可以看到，通道端口64让对应于通道2的信号通过。沿光程60按序接在通道端口64之后的通道端口65让对应于通道4的信号通过。通道端口66接在通道端口65之后，它让对应于通道1的信号通过。然后，通道端口67接在通道端口66之后，它让对应于通道3的信号通过。在此之后，残留光穿过未加滤光片的光端口68进入准直器69。光纤波导70将残留信号从准直器69传输到准直器71和第二WDM74的公共端口72。在光学块76内的光程75是与光学块61内的光程基本相同的多点锯齿形扩展光束光程。通道端口77让对应于通道5的信号通过。通道端口78接在通道端口77之后，它让对应于通道7的信号通过。通道端口79接在通道端口78之后，它让对应于通道6的信号通过。通道端口80接在通道端口79之后，它让对应于通道8的信号通过。在此之后，残存光都穿过光端口81。在第一波分多路复用器59中实现了通道交错。通道1是仅有一个通道(具体是通道2)与之相邻的端通道，它在通道2之后取出。同样，通道3是两个相邻通道(即通道2和4)已经被取走后而取出的。值得注意的是，通道端口64和65分别采用后置滤光片82和83，而通道端口66和67未采用后置滤光片。
由于在通道端口66、67不用后置滤光片实现适当信号分离，可以删除其后置滤光片。根据以上讨论的原则，由于相邻波长已经被排在前面的通道端口基本取走，在所选通道端口不需要用后置滤光片就能实现良好的信号隔离。例如，因为在通道端口64已经从通道端口66前的扩展光束中足够地地取走通道2的波长子范围，在通道端口66(让通道1通过)不需要用后置滤光片来排除对应于通道2的信号。尽管在通道66口这一点上通道3仍保留在扩展光束中，但因为通道3的波长子范围远离通道1的波长子范围(即不相邻的)，在通道端口66不需要用后置滤光片去除(即排除)通道3的信号。因此，通过仅采用单个高质量的滤光片，最好为多腔(例如，3-5个腔体)法布里-珀罗干涉滤光片，即使不采用后置滤光片，通道端口66也会适当排除通道3的信号。同样，由于相邻通道2和4已经被取出，通道端口67(让通道3通过)不需要后置滤光片。尽管在这一点上，对应于通道5的信号仍保留在光束中，但是通道5的波长子范围充分远离通道3的波长子范围。因此，已经先取走所有的相邻通道(即与端通道相邻的一个通道或与非端通道相邻的两个通道)，则不用后置滤光片能够实现优良的信号隔离。因此，对这里公开的光多路复用器件较佳实施例所复用的许多通道采用交错，可以免去后置滤光片带来的费用和插入损耗。通过减少所需后置滤光片数目，能够显著地降低元件成本、组装成本以及复杂性。
可以看到，图3所示的第二波分多路复用器74仅有通道端口77和78采用后置滤光片。这里，在按序排在第一的通道端口77上还未从信号中取出对应于通道6的相邻波长子范围，所以该通道端口采用后置滤光片。由于相邻的通道8还未被取出，下一个通道端口78采用后置滤光片，在这个通道端口上从光束中分出通道7。通道端口79和80未采用后置滤光片，其原因在于这两种情况下与所需波长子范围相邻的波长子范围已经被取出。因此，再次获得成本和复杂性的显著降低。
在图4所示的较佳实施例中，示出了另一种通道交错的布局。将图3所示实施例中所采用的标号用到图4所示实施例的相应元件。通过改变第一和第二波分多路复用器59和74各个通道端口所通过的波长子范围，由第一WDM59以通道交错方式取出通道5至8，由第二WDM74以通道交错方式取出通道1至4。可以看到，象图3所示实施例那样，在这个另一种通道布局中，通道交错同样减少后置滤光片的使用。于是，能够获得相当的成本和复杂性降低。
图5示出本发明光多路复用器件的另一较佳实施例。可以把这个实施例称作“引出级联”布局。其特征在于，第一级的WDM85的通道端口84让涉及多个通道(在图所示的特定实施例中具体指通道5至8)的波长子范围通过，通道端口84按序接在通道端口86之后，通道端口86让较窄的波长子范围(例如，图示本实施例的一个通道4)通过。根据这里所揭示的一些实施例，引出级联布局一般在引出一个通道之后立即取出一波长子范围(可以将其称作“端范围”)或者在引出位于端范围与中继线信号的其余多个通道之间的其他波长子范围之后立即取出端范围。在较佳实施例中，在WDM的第一通道端口引出按序排在下一个的通道之后，在第二通道端口取出涉及一个波长子范围的多通道信号，该波长子范围包括一个端通道和按序接在该端通道后的一个或多个通道。根据以上讨论的原则，通道端口86采用后置滤光片，而通道端口84不需要后置滤光片。通道端口84所通过的多通道波长子范围不具有与通道8相邻的波长子范围(因为系统是8路多路复用系统)，而且其低端在通道5没有相邻的通道(因为已经先取出通道4)。通道端口88接在通道端口84之后，它分出一个通道，具体指通道2。因为从穿过WDM85的光束中还未分出相邻通道3，通道端口88采用后置滤光片89。由于两个相邻通道(通道2和4)已经先取出，通道端口90不采用后置滤光片。同样，因为相邻通道2已经先取出，通道端口91不采用后置滤光片来取出通道1。通道1是端通道，即在采用图5引出级联光多路复用器件的8通道系统所处理的波长范围的一端出现，在与通道2相对的一侧不存在与通道1相邻的通道。波导92把通道端口84通过的多路信号传输到第二级联WDM94的公共端口93。WDM94以所示的通道交错方式对通道5至8进行多路复用。具体地说，采用后置滤光片96在通道端口95首先取出通道5(还未从多通道信号取出其相邻通道6)。在通道端口97用后置滤光片98取出通道7(其相邻通道6和8还保留在多通道信号中)。从通道端口99取出通道8，通道端口99不采用后置滤光片，其相邻通道7前面已经被取出。如上所述，本系统是8通道系统，在与通道7相对的一侧不存在与通道8相邻的通道。最后，在通道端口100取出通道6。这里，因为与通道6相邻的通道在前面已经被取出，也不采用后置滤光片。
图1至5所示的实施例中，光多路复用器件各采用了一对级联在一起的WDM，有些采用通道交错，有些没有采用通道交错对诸如8路光纤通信系统的8通道系统进行多路复用。图6所示的光多路复用器件是针对16通道系统的。采用四个以分支级联布局的WDM，这里三个WDM104-106与另一个WDM107并联连接，该WDM107又与载有16路复用信号的光纤或其它波导中继线108相连接。图6所示的光多路复用器件很适合于光纤通信系统的密集波分多路复用。当然，将会明白，在中继线108的一个位置和多个其它位置上采用与图6所示相当的另一种光多路复用器件将是有利的。可以看到，图6的光多路复用器件采用上面结合其它实施例讨论的几个特性。具体说，四个WDM都采用了交错，从而只有在所选的通道端口采用后置滤光片，其它通道端口不采用后置滤光片。虽然，从本发明公开的内容，尤其是上面对图4采用综合交错的实施例的讨论中，在图6所示的16通道器件中也能够采用这个特性，对于本领域的专业人员而言，这是显而易见的，但是，在图6的实施例中没有采用综合交错。还可以看到，WDM107采用了以上结合与图5讨论的引出级联特性。具体地说，通道端口103让多通道端范围通过，通道端口103按序接在通道端口109之后，从该通道端口109取出单一相邻通道(即通道6)。(可以看到，通道端口102出现在通道端口109与103之间)。还要注意的是，通过WDM105公共端口110的多路信号来自WDM107的光端口111，该光端口111是残留端口。即，光端口111是无波长选择性的光端口。可以看出，在WDM106中位于光程115末端的光端口113是没有给它分配通道的无波长选择性残留端口。将会认识到，在这个端口上图6所示的光多路复用器件能够对附加通道进行处理。联系WDM107还要注意的是，由于分别利用单通道窄带滤光片能够从多路复用信号中提取通道6和11，可实现通道6和11的引出，而不会使相邻通道信号产生不可接受的劣化。采用优值至少约为40％的滤光片来取出一通道，将获得所需通道的良好信号隔离，具有对相邻通道透射比低的优点。同样，虽然WDM107的其它三个光端口让多通道波长子范围通过，但由于与这些多通道波长子范围相邻的通道已经先取出，这些相邻通道不会劣化。
图7所示的光多路复用器件采用按照以上结合图1所示实施例的描述而构造的WDM52。然而，在图7所示的实施例中，WDM52的每个光端口把多路信号传送到另一个WDM。因此，光端口30经光纤线201把多路信号传送到WDM206的公共端口。同样，WDM52的通道端口42经光纤线202把多路信号传送到WDM207的公共端口；通道端口18经光纤线205把多路信号传送到WDM210；通道端口40经光纤线204把多路信号传送到WDM209；最后，光端口44经光纤线203把多路信号传送到WDM208，光端口44是无波长选择性的残留端口。因此，WDM52的每个光端口把多路信号传送到一组并行的与WDM52光耦合的WDM中的一个。每个并行级联的WDM具有多个包括多个通道端口的光端口。并行级联的WDM的每个光端口又可以让单个通道或者包括多个通道的波长子范围通过。将会看到，在后一种情况下，第三、甚至第四或下一层WDM可与图7所示的这些WDM级联在一起，以获得更多通道数目的多路复用。
图8示出根据本发明另一实施例的光多路复用器件250。可以看出，光多路复用器件250被安装在外壳252限定的密封空间251内。密封空间251最好被外壳252所密封。光多路复用器件包括具有公共端口255的第一WDM254和具有公共端口257的第二WDM256。两个WDM的公共端口与红/蓝分束器258并联连接。分束器258具有公共端口259，接收来自光纤通信系统或采用波分多路复用信号的其它光学系统的中继线260的多通道扩展光束光信号。更具体地说，可以看出，中继线260通过外壳252的壁延伸到准直器262，准直器262以适合于在分束器258的光学块264中建立多次反射锯齿形光程的角度把信号作为扩展束投射到分束器258中。按照图8所示较佳实施例的一个重要方面，分束器258的按序排在第一的通道端口266分出一个中间通道，即介于多路复用信号其余“红”与“蓝”位置之间的波长子范围。在图8所示的示范实施例中，在第一通道端口266提取通道8，然后，沿扩展光束光程在下一“反射”点，即通道端口272提取通道1至7。然后，在任选的未加滤光片的光端口274让其余的信号通过。通道端口266上在扩展光束中存在相邻通道7和9，所以在该点采用光学滤光片276和后置滤光片278。然后，通过诸如光纤线的波导280把提取的对应于通道8的信号馈送到穿过外壳252壁的接入口282。由于相邻通道8在通道端口272之前已经被分出，通道端口272仅采用一个滤光片284。载有通道1至7的多路信号经波导286传送到第一WDM254的公共端口255。同样，包括通道9至16的多路复用信号经波导288传送到第二WDM256的公共端口257。通过外壳252外壁中的相应接入口，由相应波导，最好是光纤线，载入被两个WDM多路复用的各路信号。尽管在图8所示的特定实施例中未采用，但是本领域的专业人员根据以上在其它实施例中公开的内容将会看到，在图8所示光多路复用器件中第一和第二WDM采用通道交错是有利的。
图9示出另一实施例的光多路复用器件。图9所示的光多路复用器件包括安装在外壳303中的第一WDM301。由无源耦合器305使第二WDM302与WDM301并行级联。图中可见，第二WDM302被安装在单独外壳304中。无源耦合器305与采用密集波分多路复用的光纤通信系统的多路中继线307光耦合。来自中继线307的信号被无源耦合器305分束。具体地说，波导308以部分强度把全部8路信号传送到WDM301的公共端口309，而波导310以部分强度把全部8个通道信号传送到WDM302的公共端口311。较佳地，无源耦合器305、波导308和310、以及分别包括WDM301和302及其相关部件的外壳303和304全部封装在外壳315限定的密封空间314中。由图可见，提供的接入口用于将中继线307馈送到无源耦合器305，并把与WDM301和302各通道(或多通道波长子范围)有关的信号传输到外壳303和304之外，然后再到外壳315之外。
从市场上可以提供各种适用的无源耦合器，对于本领域专业人员而言，根据本发明公开内容中是显然的。例如，可以采用3dB耦合器，对两个WDM之间的信号强度均等分解。也可以采用其它无源耦合器非均等地分解信号强度，例如60/40、70/30等。也可以采用多层的无源耦合器，能够获得分为三路、四路或更多路的信号。最好在所有这些不同排列中，把一个或多个无源耦合器及其WDM安装在与图9实施例外壳315相对应的外壳限定的密封空间中。在特定的较佳实施例中，将外层外壳315密封，或更好是内层外壳303和304或者二者密封，例如气密。
从以上讨论中，在不偏离本发明实质范围和精神的前提下，显然能够对这里详细描述的光多路复用器件进行各种增加和改进。以下所附的权利要求书试图覆盖所有这些改进和增加内容。

Claims (83)

1．一种光多路复用器件，其特征在于它包括：
具有一个第一公共端口和多个第一光端口的第一波分多路复用器(WDM)，所述多个第一光端口至少包括多个第一WDM通道端口，所述每个WDM通道端口对相应波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的，所述第一公共端口与所述多个第一光端口光耦合并对所述多个第一WDM通道端口的各个相应波长子范围是基本透射的；
具有一个第二公共端口和多个第二光端口的第二波分多路复用器，所述多个第二光端口至少包括多个第二WDM通道端口，所述每个WDM通道端口对相应波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的，所述第二公共端口与所述多个第二光端口光耦合，所述各第一WDM通道端口与每所述各第二WDM通道端口的波长子范围是互不相同的；
将所述第一波分多路复用器的一个光端口光耦合到所述第二波分多路复用器的公共端口的波导，所述第一与第二WDM通道端口的各个波长子范围是互不相同的。
2．如权利要求1所述的光多路复用器件，其特征在于：至少所述第一波分多路复用器包括一个限定光程的光学块，所述第一WDM通道端口中至少有两个通道端口各自包括一个对相应波长子范围基本透射而对其它波长反射的滤光片元件。
3．如权利要求2所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第二波分多路复用器包括一个限定光程的光学块，所述第二WDM通道端口中至少有两个通道端口各自包括一个对相应波长子范围基本透射而对其它波长反射的滤光片元件。
4．如权利要求3所述的光多路复用器件，其特征在于：所述多个第一光端口进一步包括一个无波长选择性的残留端口。
5．如权利要求2所述的光多路复用器件，其特征在于：所述的滤光片元件是多腔法布里-珀罗干涉滤光片。
6．如权利要求1所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一和第二波分多路复用器各包括一个限定多次反射锯齿形扩展光束光程的光学块，所述第一WDM通道端口中至少有两个通道端口和所述第二WDM通道端口中至少有两个通道端口各包括一个对相应波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的多腔法布里-珀罗干涉滤光片元件，以建立所述扩展光束光程的各个反射点，所述多个第一光端口进一步包括一个无波长选择性的残留端口。
7．如权利要求6所述的光多路复用器件，其特征在于：所述波导把所述第一波分多路复用器的残留端口光耦合到所述第二公共端口。
8．如权利要求7所述的光多路复用器件，其特征在于进一步包括一个在所述光学块外侧对穿过残留端口和波导之间传送的光进行准直的准直器。
9．如权利要求1所述的光多路复用器件，其特征在于：所述波导把所述第一波分多路复用器的第一WDM通道端口中的一个光耦合到所述第二公共端口，所述各个第二WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选通道口的波长子范围内。
10．如权利要求1所述的光多路复用器件，其特征在于进一步包括：
具有一个第三公共端口和多个第三光端口的第三波分多路复用器，所述多个第三光端口至少包括多个第三WDM通道端口，各个WDM通道端口对不同于第一和第二WDM通道端口各波长子范围且互不相同的相应波长子范围是基本透射的；
把所述第三波分多路复用器的第三公共端口光耦合到所述第一光端口或第二光端口中一个的第二波导。
11．如权利要求10所述的光多路复用器件，其特征在于：(a)所述波导把第一WDM通道端口中所选一个通道口光耦合到所述第二公共端口，所述各个第二WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选通道口的波长子范围内；(b)所述第二波导把第一WDM通道端口中所选第二个通道口光耦合到所述第三公共端口，所述各个第三WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选第二个通道口的波长子范围内。
12．如权利要求10所述的光多路复用器件，其特征在于：(a)所述波导把第一WDM通道端口中所选一个通道口光耦合到所述第二公共端口，所述各个第二WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选通道口的波长子范围内；(b)所述第二波导把所述第三公共端口光耦合到第一波分多路复用器的无波长选择性残留端口。
13．如权利要求10所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波导把多个第一光端口中所选一个光端口光耦合到所述第二波分多路复用器的公共端口；所述第二波导把多个第二光端口中所选一个光端口光耦合到所述第三波分多路复用器的公共端口。
14．如权利要求13所述的光多路复用器件，其特征在于：(a)所述多个第一光端口中所选一个光端口是指所述第一通道端口中所选一个通道口，所述各个第二WDM通道端口的波长子范围在该所述第一通道端口中所选通道口的波长子范围内，(b)所述多个第二光端口中所选一个光端口是指所述第二通道端口中所选一个通道口，所述各个第三WDM通道端口的波长子范围在该所述第二通道端口中所选通道口的波长子范围内。
15．如权利要求13所述的光多路复用器件，其特征在于：所述多个第一光端口中所选一个光端口或所述多个第二光端口中所选一个光端口是无波长选择性的透射残留端口。
16．如权利要求10所述的光多路复用器件，其特征在于进一步包括：
具有一个第四公共端口和多个第四光端口的第四波分多路复用器，所述多个第四光端口至少包括多个第四WDM通道端口，所述各个WDM通道端口对不同于第一、第二和第三WDM通道端口各波长子范围且互不相同的相应波长子范围是基本透射的；
把所述第四波分多路复用器的第四公共端口光耦合到所述第一光端口、第二光端口或第三光端口中一个的第三波导。
17．如权利要求16所述的光多路复用器件，其特征在于：(a)所述波导把第一WDM通道端口中所选一个通道口光耦合到所述第二波分多路复用器的公共端口，所述各个第二WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选通道口的波长子范围内；(b)所述第二波导把第一WDM通道端口中所选第二个通道口光耦合到所述第三波分多路复用器的公共端口，所述各个第三WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选第二个通道口的波长子范围内；(c)所述第三波导把第一WDM通道端口中所选第三个通道口光耦合到所述第四波分多路复用器的公共端口，所述各个第四WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选第三个通道口的波长子范围内。
18．如权利要求16所述的光多路复用器件，其特征在于：所述多个第一光端口中所选一个光端口和所述多个第二光端口中所选一个光端口各为无波长选择性的透射残留端口。
19．如权利要求16所述的光多路复用器件，其特征在于：(a)所述波导把第一WDM通道端口中所选一个通道口光耦合到所述第二公共端口，所述各个第二WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选通道口的波长子范围内；(b)所述第二波导把第一WDM通道端口中所选第二个通道口光耦合到所述第三公共端口，所述各个第三WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选第二个通道口的波长子范围内；(c)所述第三波导把所述第四公共端口光耦合到第一波分多路复用器的无波长选择性的残留端口。
20．如权利要求16所述的光多路复用器件，其特征在于：(a)所述波导把所述多个第一光端口中所选一个光端口光耦合到所述第二公共端口；(b)所述第二波导把所述多个第一光端口中所选第二个光端口光耦合到所述第三公共端口；(c)所述第三波导把所述多个第二光端口中所选一个光端口光耦合到所述第四公共端口。
21．如权利要求20所述的光多路复用器件，其特征在于：所述波导和所述第二波导分别把所述第一WDM通道端口中各个通道口光耦合到所述第二公共端口和第三公共端口。
22．如权利要求21所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第三波导把所述多个第二光端口中所选一个光端口光耦合到所述第四公共端口。
23．如权利要求21所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第三波导把所述第二波分多路复用器的无波长选择性的残留端口光耦合到所述第四公共端口。
24．如权利要求20所述的光多路复用器件，其特征在于：(a)所述波导把第一WDM通道端口中所选一个通道口光耦合到所述第二公共端口，所述各个第二WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选通道口的波长子范围内；(b)所述第二波导把所述第三公共端口光耦合到所述第一波分多路复用器的无波长选择性的残留端口。
25．如权利要求24所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第三波导把所述第二通道端口中所选一个通道口光耦合到所述第四公共端口。
26．如权利要求24所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第三波导把所述第二波分多路复用器的无波长选择性的残留端口光耦合到所述第四公共端口。
27．如权利要求20所述的光多路复用器件，其特征在于：(a)所述波导把第一波分多路复用器的无波长选择性的残留端口光耦合到所述第二公共端口；(b)所述第二波导把所述第三公共端口光耦合到所述第一WDM通道端口中所选一个通过口，所述各个第三WDM通道端口的波长子范围在该第一WDM通道端口中所选通道口的波长子范围内。
28．如权利要求27所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第三波导把所述第二通道端口中所选一个通道口光耦合到所述第四公共端口。
29．如权利要求27所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第三波导把所述第二波分多路复用器的无波长选择性的残留端口光耦合到所述第四公共端口。
30．如权利要求1所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器至少有三个交错的光端口。
31．如权利要求30所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第二波分多路复用器至少有三个交错的光端口。
32．如权利要求1所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器至少有三个从所述公共端口起排序的光端口，其中，
第一通道端口对第一波长子范围是基本透射的而对其它波长基本反射，
按序接在所述第一通道端口之后的第二通道端口对第二波长子范围是基本透射的而对其它波长是基本反射，
按序接在所述第二通道端口之后的第三通道端口对第三波长子范围是基本透射的，所述第三波长子范围在所述第一和第二波长子范围的中间。
33．如权利要求1所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器包括一个光学块，所述光学块至少限定三个沿所述光学块中多次反射锯齿形扩展光束光程从所述公共端口起排序的光端口，其中，
第一通道端口对第一波长子范围是基本透射的而对其它波长基本反射，
沿所述扩展光束光程按序接在所述第一通道端口之后的第二通道端口对第二波长子范围是基本透射的而对其它波长是基本反射，
沿所述扩展光束光程按序接在所述第二通道端口之后的第三通道端口对第三波长子范围是基本透射的，所述第三波长子范围在所述第一和第二波长子范围的中间。
34．如权利要求33所述的光多路复用器件，其特征在于：各个通道端口包括一个对各自波长子范围基本透射而对其它波长反射的干涉滤光片和一个与所述干涉滤光片光耦合的准直器，所述第一和第二通道端口分别进一步包括一个位于所述干涉滤光片与所述准直器之间的后置滤光片，所述后置滤光片对各自的波长子范围是基本透射的而对其它波长是基本反射的。
35．如权利要求1所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器把从所述公共端口起的光程限定为：
至对第一波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第一通道端口，准直器与所述第一通道端口光耦合；
然后至对第二波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第二通道端口，准直器与所述第二通道端口光耦合；
然后至对第三波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第三通道端口，准直器与所述第三通道端口光耦合；
然后至对第四波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第四通道端口，准直器与所述第四通道端口光耦合；
这里，所述通道端口是交错的，所述通道端口中所选一个通道口各自进一步包括一个后置滤光片，所述通道端口中所选的其它通道口没有后置滤光片。
36．如权利要求1所述的光多路复用器件，其特征在于，所述第一波分多路复用器包括一个光学块，它把从所述公共端口起在所述光学块中多次反射锯齿形扩展光束光程限定为：
至第一通道端口，它包括一个对第一波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的多腔干涉滤光片和一个与所述所述干涉滤光片光耦合的准直器；
然后至第二通道端口，它包括一个对第二波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的多腔干涉滤光片和一个与所述干涉滤光片光耦合的准直器；
然后至第三通道端口，它包括一个对第三波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的多腔干涉滤光片和一个与所述干涉滤光片光耦合的准直器；
然后至第四通道端口，它包括一个对第四波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的多腔干涉滤光片和一个与所述干涉滤光片光耦合的准直器；
其中，所述第一和第二通道端口各自进一步包括一个位于所述干涉滤光片与所述准直器之间的后置滤光片，所述第三和第四通道端口没有位于所述干涉滤光片与所述准直器之间的后置滤光片。
37．如权利要求36所述的光多路复用器件，其特征在于：沿所述扩展光束光程进一步包括一个基本透射的残留端口。
38．如权利要求36所述的光多路复用器件，其特征在于：沿所述扩展光束光程进一步包括一个第五通道端口，它包括一个对与所述第四通道端口波长子范围不相邻的波长子范围基本透射的多腔干涉滤光片。
39．一种光多路复用器件，其特征在于它包括：
第一波分多路复用器，它包括一个至少对一波长范围基本透射的公共端口和至少三个与所述公共端口光耦合的光端口，所述光端口中至少有两个为分别对所述公共端口波长范围内各个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的通道端口；
第二波分多路复用器，它包括一个至少对第二波长范围基本透射的第二公共端口和至少三个与所述第二公共端口光耦合的光端口，所述第二波分多路复用器的光端口中至少有两个为分别对所述第二公共端口波长范围内各波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的通道端口；
第三波分多路复用器，它包括一个至少对第三波长范围基本透射的第三公共端口和至少三个与所述第三公共端口光耦合的光端口，所述第三波分多路复用器的光端口中至少有两个为分别对所述第三公共端口波长范围内各个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的通道端口；
第四波分多路复用器，它包括一个至少对第四波长范围基本透射的第四公共端口和至少三个与所述第四公共端口光耦合的光端口，所述第四波分多路复用器的光端口中至少有两个为分别对所述第四公共端口波长范围内各个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的通道端口；
其中：(a)所述第二公共端口和所述第三公共端口分别与所述第一波分多路复用器的一个通道端口光耦合，所述第四公共端口与所述第一波分多路复用器中五个光端口中所选其它一个光端口光耦合；(b)所述第一、第二、第三和第四波分多路复用器的各通道端口的波长子范围是互不相同的。
40．如权利要求39所述的光多路复用器件，其特征在于：
所述第一波分多路复用器按序排在第一的通道端口对第一波长子范围是基本透射的；
所述第一波分多路复用器按序排在第二的通道端口对与所述第一波长子范围不相邻的第二波长子范围是基本透射的并且具有与所述第一波长子范围基本相等的波长宽度；
所述第一波分多路复用器的另一个通道端口对第三波长子范围是透射的，该第三波长子范围是所述第一波长子范围波长宽度的几倍并介于所述第一与第二波长子范围之间。
41．一种光多路复用器件，其特征在于它包括：
第一波分多路复用器，它包括一个至少对一波长范围基本透射的公共端口和至少五个与所述公共端口光耦合的光端口，所述光端口中至少有四个为分别对所述公共端口波长范围内各个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的通道端口；
第二波分多路复用器，它包括一个至少对第二波长范围基本透射的第二公共端口和至少五个与所述第二公共端口光耦合的光端口，所述第二波分多路复用器的光端口中至少有四个为分别对所述第二公共端口波长范围内各个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的通道端口；
第三波分多路复用器，它包括一个至少对第三波长范围基本透射的第三公共端口和至少五个与所述第三公共端口光耦合的光端口，所述第三波分多路复用器的光端口中至少有四个为分别对所述第三公共端口波长范围内各个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的通道端口；
第四波分多路复用器，它包括一个至少对第四波长范围基本透射的第四公共端口和至少五个与所述第四公共端口光耦合的光端口，所述第四波分多路复用器的光端口中至少有四个为分别对所述第四公共端口波长范围内各个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的通道端口；
其中：(a)所述第二公共端口和所述第三公共端口分别与所述第一波分多路复用器的一个通道端口光耦合，所述第四公共端口与所述第一波分多路复用器的五个光端口中所选其它一个光端口光耦合；(b)所述第一、第二、第三和第四波分多路复用器的各通道端口的波长子范围是互不相同的。
42．如权利要求41所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器的第五个光端口是无波长选择性的残留端口。
43．如权利要求41所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器的第五个光端口是对所述公共端口波长范围内的一个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的另一通道端口。
44．如权利要求41所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器包括一个限定多次反射锯齿形扩展光束光程的光学块，所述第一波分多路复用器的至少四个通道端口各自沿所述扩展光束光程依次定位，所述第一波分多路复用器的第五个光端口沿所述扩展光束光程依次接在上述通道端口之后；
所述第一波分多路复用器的四个通道端口中按序排在第一的通道端口对第一波长子范围是基本透射的；
所述第一波分多路复用器的四个通道端口中按序排在第二的通道端口对与所述第一波长子范围不相邻的第二波长子范围是基本透射的并且具有与所述第一波长子范围基本相等的波长宽度；
所述第一波分多路复用器的四个通道端口中按序排在第三和第四的通道端口以及所述第一波分多路复用器的第五个通道端口分别对第三、第四和第五波长子范围是基本透射的，所述第三、第四和第五波长子范围各为所述第一波长子范围的波长宽度的几倍，一个介于所述第一与第二波长子范围之间，另一个高于所述第一和第二波长子范围，再一个低于所述第一和第二波长子范围。
45．如权利要求44所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器的第五个光端口是无波长选择性的残留端口。
46．如权利要求44所述的光多路复用器件，其特征在于，所述第二波分多路复用器包括一个光学块，沿所述光学块中多次反射锯齿形扩展光束光程依次限定至少四个通道端口，其中：
所述第二波分多路复用器的四个通道端口中第一通道端口对第六波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的；
所述第二波分多路复用器的四个通道端口中沿所述扩展光束光程与所述第一通道端口依次相邻的第二通道端口对与所述第六波长子范围不相邻的第七波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的；
所述第二波分多路复用器的四个通道端口中按序排在第三和第四的通道端口以及所述第二波分多路复用器的第五个通道端口分别对第八、第九和第十波长子范围是基本透射的，所述第八、第九和第十波长子范围中一个介于所述第六与第七波长子范围之间，另一个高于所述第六和第七波长子范围，再一个低于所述第六和第七波长子范围。
47．如权利要求46所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第三波分多路复用器包括一个光学块，沿所述光学块中多次反射锯齿形扩展光束光程依次限定至少四个通道端口，其中：
所述第三波分多路复用器的四个通道端口中第一通道端口对第11波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的；
所述第三波分多路复用器的四个通道端口中沿所述扩展光束光程与所述第一通道端口依次相邻的第二通道端口对与所述第11波长子范围不相邻的第12波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的；
所述第三波分多路复用器的四个通道端口中按序排在第三和第四的通道端口以及所述第三波分多路复用器的第五个通道端口分别对第13、第14和第15波长子范围是基本透射的，所述第13、第14和第15波长子范围中一个介于所述第11与第12波长子范围之间，另一个高于所述第11和第12波长子范围，再一个低于所述第11和第12波长子范围。
48．如权利要求47所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第四波分多路复用器包括一个光学块，沿所述光学块中多次反射锯齿形扩展光束光程依次限定至少四个通道端口，其中：
所述第四波分多路复用器的四个通道端口中第一通道端口对第16波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的；
所述第四波分多路复用器的四个通道端口中沿所述扩展光束光程与所述第一通道端口依次相邻的第二通道端口对与所述第16波长子范围不相邻的第17波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的；
所述第四波分多路复用器的四个通道端口中按序排在第三和第四的通道端口分别对第18和第19波长子范围是基本透射的，所述第18和第19波长子范围中一个介于所述第16与第17波长子范围之间，另一个在所述第16和第17波长子范围之外。
49．如权利要求41所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器包括一个限定多次反射锯齿形扩展光束光程的光学块，所述第一波分多路复用器的至少四个通道端口各自沿所述扩展光束光程依次定位，所述第一波分多路复用器的第五个光端口沿所述扩展光束光程依次接在上述通道端口之后；
所述第一波分多路复用器的四个通道端口中按序排在第一的通道端口对第一波长子范围是基本透射的；
所述第一波分多路复用器的四个通道端口中按序排在第二的通道端口对与所述第一波长子范围不相邻的第二波长子范围是基本透射的；
所述第一波分多路复用器的四个通道端口中按序排在第三的通道端口(a)对第三波长子范围是基本透射的，所述第三波长子范围为所述第一波长子范围的波长带宽的几倍，而且(b)与第二波分多路复用器的公共端口光耦合，第二波分多路复用器各个通道端口的各自波长子范围在所述第三波长子范围内；
所述第一波分多路复用器的四个通道端口中按序排在第四的通道端口(a)对第四波长子范围是基本透射的，所述第四波长子范围为所述第一波长子范围的波长带宽的几倍，而且(b)与第三波分多路复用器的公共端口光耦合，第三波分多路复用器各个通道端口的各自波长子范围在所述第四波长子范围内；
第一波分多路复用器的下一个光端口与第四波分多路复用器的公共端口光耦合；
所述第三波长子范围、第四波长子范围或第五波长子范围介于所述第一波长子范围和第二波长子范围之间。
50．一种光多路复用器件，其特征在于包括：
形成密封空间的外壳，它具有多个使光波导从所述密封空间内通往所述外壳外的通路；
安装在所述密封空间中并具有一个第一公共端口和多个第一光端口的第一波分多路复用器，所述多个第一光端口至少包括多个第一WDM通道端口，所述每个WDM通道端口对相应波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的，所述第一公共端口与所述多个第一光端口光耦合并对所述多个第一WDM通道端口的各个相应波长子范围是基本透射的；
安装在所述密封空间中并具有一个第二公共端口和多个第二光端口的第二波分多路复用器，所述多个第二光端口至少包括多个第二WDM通道端口，所述每个WDM通道端口对相应波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的，所述第二公共端口与所述多个第二光端口光耦合，所述各第一WDM通道端口与所述各第二WDM通道端口的波长子范围是互不相同的。
51．如权利要求50所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器和所述第二波分多路复用器各包括一个限定多次反射锯齿形扩展光束光程的光学块，所述第一WDM通道端口中至少有两个通道端口各自包括一个对相应波长子范围基本透射而对其它波长反射的滤光片元件，以建立所述扩展光束光程的各反射点。
52．如权利要求51所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一波分多路复用器和所述第二波分多路复用器各进一步包括一个无波长选择性的残留端口。
53．如权利要求51所述的光多路复用器件，其特征在于：每个光学块基本是用直线围成的，在光学块的第一表面和与第一表面基本平行并相隔一距离的相对表面之间形成一个充气光缝隙，每个波分多路复用器的公共端口在相应光学块的第一表面上，而且每个波分多路复用器至少有一个包括干涉滤光片的通道端口位于相应光学块相对表面上。
54．如权利要求53所述的光多路复用器件，其特征在于进一步包括一个安装在所述光学块的第一表面上的宽带反射镜元件。
55．如权利要求50所述的光多路复用器件，其特征在于进一步包括：(a)在所述密封空间内的第一WDM外壳，密封所述第一波分多路复用器；(b)在所述密封空间内的第二WDM外壳，密封所述第二波分多路复用器。
56．如权利要求50所述的光多路复用器件，其特征在于进一步包括：无源耦合器、把所述无源耦合器第一输出光耦合到所述第一波分多路复用器公共端口的第一波导、把所述无源耦合器第二输出光耦合到所述第二波分多路复用器公共端口的第二波导，以及多个附加波导，每个附加波导分别与所述第一和第二部分多路复用器的各个光端口光耦合并从所述密封空间内延伸到所述外壳外。
57．如权利要求54所述的光多路复用器件，其特征在于：所述无源耦合器是3dB耦合器。
58．如权利要求50所述的光多路复用器件，其特征在于进一步包括：对基本互不重叠的第一和第二多通道波长子范围进行多路复用的分束器、把所述分束器的第一输出光耦合到所述第一波分多路复用器公共端口，载有第一多通道波长子范围的第一波导，以及把所述分束器的第二输出光耦合到所述第二波分多路复用器公共端口，载有第二多通道波长子范围的第二波导。
59．如权利要求58所述的光多路复用器件，其特征在于：所述分束器包括一个光学块，在光学块的第一表面和与第一表面基本平行并相隔一距离的相对表面之间的充气光缝隙中限定多次反射锯齿形扩展光束光程，所述分束器在第一表面上有一个公共端口，在相对表面上至少有一个光端口。
60．如权利要求59所述的光多路复用器件，其特征在于：所述多次反射锯齿形扩展光束光程从公共端口依次先到第二表面的一个光端口，所述这个光端口对单通道波长子范围基本透射而对其它波长基本反射；然后到第一表面的第二光端口，所述第二光端口对第一多通道波长子范围基本透射而对其它波长基本反射；然后再到第二表面的第三光端口，它对第二多通道波长子范围基本透射，所述的单通道波长子范围介于第一与第二多通道波长子范围之间，所述第一和第二多通道波长子范围各为单通道波长子范围的波长宽度的几倍。
61．一种光多路复用器件，其特征在于包括：
对基本上互不重叠的第一和第二多通道波长子范围和介于所述第一和第二多通道波长子范围之间的单通道波长子范围进行多路复用的分束器；
具有一个第一公共端口和多个第一光端口的第一波分多路复用器，所述多个第一光端口至少包括多个第一WDM通道端口，所述每个WDM通道端口对相应波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的，所述第一公共端口与所述多个第一光端口光耦合；
具有一个第二公共端口和多个第二光端口的第二波分多路复用器，所述多个第二光端口至少包括多个第二WDM通道端口，所述每个WDM通道端口对相应波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的，所述第二公共端口与所述多个第二光端口光耦合，所述各第一WDM通道端口与每所述各第二WDM通道端口的波长子范围是互不相同的；
承载第一多通道波长子范围，并把所述分束器的第一输出光耦合到所述第一波分多路复用器公共端口的第一波导；
承载第二多通道波长子范围，并把所述分束器的第二输出光耦合到所述第二波分多路复用器公共端口的第二波导。
62．一种光多路复用器件，其特征在于包括：
形成密封空间的外壳，它具有多个使光波导从所述密封空间内通往所述外壳外的通路；
安装在所述密封空间中的第一波分多路复用器，它包括一个至少对一波长范围基本透射的第一公共端口和至少五个与所述公共端口光耦合的光端口，所述光端口中至少有四个分别对所述公共端口波长范围内相应波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的；
安装在所述密封空间中的第二波分多路复用器，它包括一个至少对第二波长范围基本透射的第二公共端口和至少五个与所述第二公共端口光耦合的光端口，所述第二波分多路复用器的光端口中至少有四个是对所述第二公共端口波长范围内相应波长子范围基本透射而对其它波长反射的通道端口，所述第一和第二波分多路复用器的通道端口的各个波长子范围是互不相同的。
63．如权利要求62所述的光多路复用器件，其特征在于：所述外壳密封所述的密封空间。
64．如权利要求63所述的光多路复用器件，其特征在于：所述外壳使所述密封空间基本气密。
65．如权利要求62所述的光多路复用器件，其特征在于进一步包括把所述第一波分多路复用器的一个光端口光耦合到所述第二波分多路复用器的公共端口的波导。
66．如权利要求65所述的光多路复用器件，其特征在于：所述波导是完全在密封空间内的光纤光缆。
67．如权利要求62所述的光多路复用器件，其特征在于进一步包括：无源耦合器、把所述无源耦合器第一输出光耦合到所述第一波分多路复用器公共端口的第一波导、把所述无源耦合器第二输出光耦合到所述第二波分多路复用器公共端口的第二波导，以及多个附加波导，每个附加波导分别与所述第一和第二部分多路复用器的各个光端口光耦合并从所述密封空间内延伸到所述外壳外。
68．如权利要求67所述的光多路复用器件，其特征在于：所述的无源耦合器安装在所述密封空间中。
69．如权利要求68所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一和第二波导完全在所述密封空间内。
70．如权利要求67所述的光多路复用器件，其特征在于：所述无源耦合器是3dB耦合器。
71．如权利要求62所述的光多路复用器件，其特征在于：每个通道端口有安装在所述密封空间内对该通道端口通过的准直光进行聚焦的相关透镜装置。
72．如权利要求71所述的光多路复用器件，其特征在于：每个通道端口进一步包括一个干涉滤光片，所述透镜装置包括位于所述干涉滤光片与所述相应波导之间的GRIN透镜。
73．如权利要求62所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一和第二波分多路复用器各包括一个光学块，它包括从玻璃和石英组成的组中选出的基本透明固体材料块。
74．一种光多路复用器件，其特征在于包括：
包括一个光学块的第一波分多路复用器，具有一个至少对一波长范围基本透射的公共端口和多个沿所述光学块中多次反射光程与所述公共端口光耦合的光端口，它包括：(a)位于所述光学块的多端表面上的一个连续可变厚度干涉滤光片，所述可变厚度干涉滤光片在所述多端表面的分开的位置上形成至少两个通道端口，在每个分开位置上的可变厚度干涉滤光片对与各通道端口对应的波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的，(b)进一步沿所述光程对被所述可变厚度干涉滤光片反射的光进行级联的装置；
包括一个第二光学块的第二波分多路复用器，具有一个至少对第二波长范围基本透射的第二公共端口和多个沿所述光学块中多次反射光程与所述第二公共端口光耦合的光端口，它包括：(a)位于所述光学块的多端表面上的第二连续可变厚度干涉滤光片，所述的可变厚度干涉滤光片在所述多端表面的分开的位置上形成至少两个通道端口，在每个分开位置上的可变厚度干涉滤光片对第二波长范围内的与第二公共端口各通道端口对应的波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的，(b)进一步沿所述光程对被第二可变厚度干涉滤光片反射的光进行级联的第二装置，其中，第一和第二波分多路复用器的各通道端口的波长子范围是互不相同的。
75．如权利要求74所述的光多路复用器件，其特征在于：所述的第一和第二波分多路复用器各有至少四个光端口。
76．如权利要求74所述的光多路复用器件，其特征在于进一步包括形成密封空间的外壳，它具有多个使光波导从所述密封空间内通往所述外壳外的通路，所述第一和第二波分多路复用器分别被安装在所述外壳内的密封空间中。
77．如权利要求74所述的光多路复用器件，其特征在于：所述第一和第二连续可变厚度干涉滤光片都是连续可变的。
78．如权利要求74所述的光多路复用器件，其特征在于：所述的对扩展光束进行级联的装置包括安装在光学块第二表面上的反射元件，所述的对扩展光束进行级联的第二装置包括安装在第二光学块第二表面上的第二反射元件。
79．一种光多路复用器件，其特征在于包括：
第一波分多路复用器，限定
一个至少对一波长范围基本透射的公共端口和多个与所述公共端口光耦合的光端口，其中包含多个沿光程依次排序的通道端口，
包括干涉滤光片的第一通道端口，该干涉滤光片对第一波长子范围基本透射而对其它波长基本反射，
包括第二干涉滤光片的沿光程位于第一通道之后的第二通道端口，该第二干涉滤光片对第二波长子范围基本透射而对其它波长基本反射，所述第二波长子范围是所述第一波长子范围的波长宽度的几倍；以及
第二波分多路复用器，限定一个第二公共端口和多个与所述第二公共端口光耦合的光端口，第二公共端口与第一波分多路复用器的第二通道端口光耦合并至少对第二波长范围是基本透射的，第一和第二波分多路复用器的各通道端口的波长子范围是互不相同的。
80．如权利要求79所述的光多路复用器件，其特征在于：第二波分多路复用器的各个通道端口沿第二光程依次排序，并对第二波长子范围内的各个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射，
第二波分多路复用器的第一通道端口包括第四干涉滤光片，它是对第四波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的；
沿第二光程位于第一通道端口之后的第二波分多路复用器的第二通道端口包括第五干涉滤光片，它是对第五波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的，第五波长子范围与第四波长子范围不相邻；
沿第二光程位于第二通道端口之后的第二波分多路复用器的第三光端口包括第六干涉滤光片，它是对第六波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的，第六波长子范围介于第四与第五波长子范围之间。
81．一种光多路复用器件，其特征在于包括：
包括一个光学块的第一波分多路复用器，限定一个至少对一波长范围基本透射的公共端口和与所述公共端口光耦合的至少五个光端口，其中包含在所述光学块中沿光程依次排序的至少四个通道端口，
所述四个通道端口中的第一通道端口包括一个对第一波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的干涉滤光片和一个与所述第一干涉滤光片光耦合的并对第一波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的后置滤光片，
沿扩展光束光程与所述第一通道端口依次相邻的第二通道端口，包括一个对第二波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第二干涉滤光片，所述第二波长子范围是所述第一波长子范围的波长宽度的几倍，
沿扩展光束光程与所述第二通道端口依次相邻的第三通道端口，包括一个对第三波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第三干涉滤光片和一个与所述第三干涉滤光片光耦合的并对第三波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的后置滤光片，
沿扩展光束光程与所述第三通道端口依次相邻的第四通道端口，包括一个对第四波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第四干涉滤光片，所述第四波长子范围介于所述第一与第三波长子范围之间，
沿扩展光束光程与所述第四通道端口依次相邻的第五通道端口；
包括一个第二光学块的第二波分多路复用器，限定一个第二公共端口和与所述第二公共端口光耦合的至少四个通道端口，所述第二公共端口与第一波分多路复用器的第二通道端口光耦合并至少对第二波长子范围基本透射，第二波分多路复用器的各个通道端口在所述第二光学块中沿第二扩展光束光程依次排序并对第二波长子范围内的各个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射，第一和第二波分多路复用器的各通道端口的波长子范围是互不相同的，
第二波分多路复用器的第一通道端口，包括一个对第六波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第五干涉滤光片和一个与所述第五干涉滤光片光耦合并对第六波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的后置滤光片，
第二波分多路复用器的第二通道端口，沿第二扩展光束光程与所述第一通道端口依次相邻，包括一个对第七波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第六干涉滤光片，所述第七波长子范围与所述第六波长子范围不相邻，
第二波分多路复用器的第三通道端口，沿第二扩展光束光程与所述第二通道端口依次相邻，包括一个对第八波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第七干涉滤光片，
第二波分多路复用器的第四通道端口，沿第二扩展光束光程与所述第三通道端口依次相邻，包括一个对第九波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第八干涉滤光片，第八和第九波长子范围中选择一个介于第六与第七波长子范围之间。
82．一种光多路复用器件，其特征在于包括：
包括一个光学块的第一波分多路复用器，限定一个至少对一个波长范围基本透射的公共端口和与所述公共端口光耦合的至少五个光端口，其中包含在所述光学块中沿光程依次排序的至少四个通道端口，
所述四个通道端口中的第一通道端口包括一个对第一波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的干涉滤光片和一个与所述第一干涉滤光片光耦合并对第一波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的后置滤光片，
沿扩展光束光程与所述第一通道端口依次相邻的第二通道端口，包括一个对第二波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第二干涉滤光片和一个与所述第二干涉滤光片光耦合并对第二波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的后置滤光片，所述第二波长子范围与所述第一波长子范围不相邻，
沿扩展光束光程与所述第二通道端口依次相邻的第三通道端口，包括一个对第三波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第三干涉滤光片和一个与所述第三干涉滤光片光耦合并对第三波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的后置滤光片，所述第三波长子范围与所述第二波长子范围不相邻，
沿扩展光束光程与所述第三通道端口依次相邻的第四通道端口，包括一个对第四波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第四干涉滤光片和一个与所述第四干涉滤光片光耦合并对第四波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的后置滤光片，所述第四波长子范围与所述第一、第二和第三波长子范围不相邻；
沿扩展光束光程与所述第四通道端口依次相邻的第五通道端口，至少对第五波长子范围基本透射，第五波长子范围是第一波长子范围的波长宽度的几倍；
包括一个第二光学块的第二波分多路复用器，限定一个第二公共端口和与所述第二公共端口光耦合的至少四个通道端口，所述第二公共端口与第一波分多路复用器的第二通道端口光耦合并至少对第二波长子范围基本透射，第二波分多路复用器的至少四个光端口各为在所述第二光学块中沿第二扩展光束光程依次排序的通道端口并对第二波长子范围内的各个波长子范围基本透射而对其它波长基本反射，第一和第二波分多路复用器的各通道端口的波长子范围是互不相同的，
第二波分多路复用器的第一通道端口，包括一个对第六波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第五干涉滤光片和一个与所述第五干涉滤光片光耦合并对第六波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的后置滤光片；
第二波分多路复用器的第二通道端口，沿第二扩展光束光程与所述第一通道端口依次相邻，包括一个对第七波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第六干涉滤光片，所述第七波长子范围与所述第六波长子范围不相邻；
第二波分多路复用器的第三通道端口，沿第二扩展光束光程与所述第二通道端口依次相邻，包括一个对第八波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第七干涉滤光片，所述第八波长子范围与所述第七波长子范围不相邻；
第二波分多路复用器的第四通道端口，沿第二扩展光束光程与所述第三通道端口依次相邻，包括一个对第九波长子范围基本透射而对其它波长基本反射的第八干涉滤光片，所述第九波长子范围与所述第八波长子范围不相邻；
这里，第五、第六、第七和第八波长子范围中至少有两个与第一波分多路复用器的两个依次相邻通道端口的波长子范围是相邻的并介于它们之间。
83．一种采用波分多路复用并包括一个光多路复用器件的光纤通信系统，其特征在于，光多路复用器件包括：
具有一个第一公共端口和多个第一光端口的第一波分多路复用器，所述多个第一光端口至少包括多个第一WDM通道端口，所述每个WDM通道端口对相应波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的，所述第一公共端口与所述多个第一光端口光耦合并对所述多个第一WDM通道端口的各个相应波长子范围是基本透射的；
具有一个第二公共端口和多个第二光端口的第二波分多路复用器，所述多个第二光端口至少包括多个第二WDM通道端口，所述每个WDM通道端口对相应波长子范围是基本透射的而对其它波长是反射的，所述第二公共端口与所述多个第二光端口光耦合，所述各第一WDM通道端口与每所述各第二WDM通道端口的波长子范围是互不相同的；
将所述第一波分多路复用器的一个光端口光耦合到所述第二波分多路复用器的公共端口的波导，所述第一与第二WDM通道端口的各个波长子范围是互不相同的。
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