CN1396737A - 光学波分复用模组 - Google Patents

Abstract

一种光学波分复用模组，包括第一准直装置、第二准直装置及多个不同中心波长的滤波片。该第一准直装置包括一多芯光纤插针及第一准直透镜，该多芯插针开设有多个内孔，其中至少一特定内孔中分别穿插一光纤，而其余每两内孔则分别穿插一光纤的两端。该第二准直装置包括一多芯光纤插针及第二准直透镜，该多芯插针开设有多个内孔，该多个内孔中分别穿插多个光纤，且第一准直装置中内孔的数目为第二准直装置内孔数目的两倍。该多个滤波片是安置在第一准直装置与第二准直装置之间。

Description

光学波分复用模组

【技术领域】

本发明是关于一种光学波分复用(WDM，Wavelength DevisionMultiplexer)模组，尤指一种应用于光通信领域，可将多个不同波长的光信号合成至一光纤中传输，且可将在一光纤中传输的多个波长光信号分离开的波分复用模组。

【背景技术】

由于光纤通信发展迅速，随着传输容量需求的提升(如传输视频影像等)，直接要求最大利用光纤的带宽。光波分复用系统是最大利用光纤带宽的最有效方案之一，其能在一光纤中同时传输多个不同波长的光信号，以提高传输容量并降低通信系统成本。

业界常用的多信道光波分复用模组如图1所示，其由两单信道波分复用单元100、200串接而成，该波分复用单元100包括第一准直装置110、第二准直装置120、位于第一准直装置110及第二准直装置120之间的光学滤波片130。其中第一准直装置110包括一双光纤插针113和第一准直透镜116，该双光纤插针113中心轴位置设有一内孔114，该内孔114内穿插并固定有两光纤111、112，该两光纤111、112的端面与双光纤插针113的端面115齐平，该端面115在光纤111、112穿插后磨成一特定角度(6°-8°)并镀有抗反射膜，两光纤111、112相互平行且关于中心轴对称。

该第二准直装置120包括一单光纤插针122和一第二准直透镜125，该单光纤插针122中心轴位置开设有一内孔123，该内孔123内穿插并固定一光纤121，该第二准直装置120的其它结构与第一准直装置110相同。该光学滤波片130贴在准直透镜116的端面117上，其中心波长为λ₁，即当包含不同波长的光信号入射到光学滤波片130时，其可透射中心波长λ₁的光信号而反射其它波长的光信号。而该波分复用单元200的光学滤波片230的中心波长为λ₂，即可使中心波长λ₂的光信号通过而反射其它波长的光信号，其它结构与波分复用单元100相同，此不详述。该两波分复用单元100、200是以信道光纤300连接，将多个具不同中心波长滤波片的波分复用单元串接则构成多波长的波分复用模组。

工作时，光信号λ₁、λ₂、λ₃…λ_n从光纤111输入，经准直透镜116准直至贴于端面117的光学滤波片130，滤波片130只允许波长λ₁的光信号通过，通过的光信号经准直透镜125汇聚至光纤121输出，其余波长的光信号λ₂、λ₃…λ_n被反射，经准直透镜116汇聚至光纤112，通过光纤300传输至光纤211，将λ₂、λ₃…λ_n输入波分复用单元200，并经光学滤波片230而分离出波长为λ₂的光信号，如此而达成将λ₁与λ₂自多个波长光信号中分离出来的功效。

反之，可将自光纤121输入的波长为λ₁与自光纤221输入波长为λ₂的光信号汇聚至光纤111输出而达成合波的功效。同样地，可串联多个波分复用单元而达成多信道波分复用功能。由于该两信道波分复用模组是由一定长度的光纤300来连接两波分复用单元100、200，故而其体积、重量较大，且光纤连接处较多而使得插入损耗增大，另，当用此波分复用单元作为多信道波分复用模组时，会因光纤数量较多，联接复杂，而于生产过程中易产生失误(如搭错光纤或不慎将光纤扯断等)，且连接处存在一定损耗，故而使得该波分复用模组通信数目受到限制。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑、体积小、重量轻的多信道波分复用模组。

本发明的目的可通过如下方案实现：

一、提供一种光学波分复用模组，主要包括第一准直装置、第二准直装置及多个不同中心波长的滤波片。该第一准直装置包括一多芯光纤插针及第一准直透镜，该多芯插针开设有多个内孔，其中两特定内孔中分别穿插一光纤，而其余每两内孔则分别穿插一光纤的两端。该第二准直装置包括一多芯光纤插针及第二准直透镜，该多芯光纤插针开设有多个内孔，该多个内孔中分别穿插多个光纤，且第一准直装置中内孔的数目为第二准直装置内孔数目的两倍。多个滤波片安置在第一准直装置与第二准直装置之间。

二、提供一种光学波分复用模组，主要包括第一准直装置、第二准直装置及多个不同中心波长的滤波片。该第一准直装置包括一双缝光纤插针及第一准直透镜，该双缝光纤插针开设有两个狭缝，其中至少一光纤穿插在其中一狭缝中，而其余光纤的两端分别穿插在两狭缝中，该第二准直装置包括单缝光纤插针及第二准直透镜，该单缝光纤插针开设有一狭缝，在该狭缝中穿插多个光纤。多个不同中心波长的滤波片安置在第一准直装置与第二准直装置之间。

与已有技术相比较，本发明具有以下显着效果：因本发明将多片不同中心波长的滤波片贴在准直透镜端面，并在其中一准直装置的光纤插针端上开设有多个内孔或狭缝，而容纳光纤的两端，从而减少了光学组件的使用和光纤的连接，因此结构简单紧凑、体积小、重量轻。

【附图说明】

图1是现有光波分复用模组的光路示意图。

图2是本发明光波分复用模组第一实施例立体图。

图3是本发明光波分复用模组第一实施例光路侧视图。

图4是图3沿IV-IV剖面的剖视图。

图5是图3沿V-V剖面的剖视图。

图6是图3沿VI-VI剖面的剖视图。

图7是本发明光波分复用模组第一实施例光路俯视图。

图8是本发明光波分复用模组第二实施例光路示意图。

图9是图8沿IX-IX剖面的剖视图。

图10是图8沿X-X剖面的剖视图。

图11是图8沿XI-XI剖面的剖视图。

【具体实施方式】

请参阅图2至图7，是本发明光学波分复用模组第一实施例。该波分复用模组包括第一准直装置410、第二准直装置420和位于第一准直装置410与第二准直装置420之间的第一滤波片430和第二滤波片431。其中，该第一准直装置410包括一四芯光纤插针413与一准直透镜416，该光纤插针413为一圆柱体，该圆柱体内开设有四个关于其中心轴对称的内孔414a、414b、414c、414d。光纤411穿插于内孔414a中，光纤418两端分别穿插于内孔414b、414c，光纤412穿插于内孔414d中，且这些光纤的端面均与光纤插针413的端面415齐平并随该端面415磨成一特定角度(6°-8°)。该准直透镜416邻近第二准直装置420一端具有一端面417，其上粘贴第一及第二滤波片430、431，其中第一滤波片430的中心波长为λ₁，即仅允许波长为λ₁的光信号通过，其余波长的光信号则被反射，而第二滤波片431的中心波长为λ₂。第二准直装置420与第一准直装置410对正，该第二准直装置420的纵长中心线h₂并与第一准直装置410的纵长中心线h₁呈一特定夹角θ，通常θ角为2°至5°，该第二准直装置420包括一双芯光纤插针422及一准直透镜425，光纤插针422包括两关于其中心轴对称的内孔423a、423b，光纤421a穿插于内孔423a中，光纤421b穿插于内孔423b中(详后述)。

工作时，具有多个波长λ₁、λ₂、λ₃…λ_n的复合光信号自光纤411输入，经准直透镜416(常用自聚焦透镜Graded Index Lens，或称GRIN Lens)使光信号成为平行光准直至端面41 7的滤波片430上，因滤波片430仅允许波长为λ₁的光信号通过，故波长为λ₁的光信号通过滤波片430，经第二准直装置420的准直透镜425汇聚至光纤421 a输出，而其余波长λ₂、λ₃…λ_n的光信号则由滤波片430反射进入位于内孔414b中的光纤418，并自光纤418位于内孔414c中的部分将λ₂、λ₃…λ_n再次输入准直透镜416，经准直透镜416准直后传输至滤波片431上，因贴于该位置的滤波片431仅允许波长为λ₂的光信号通过，故波长为λ₂的光信号通过滤波片431，经准直透镜425汇聚至光纤421b输出，而其余波长λ₃…λ_n的光信号被反射进入光纤412。至此实现将特定波长光信号自复合光信号分波的功能。

反之，将波长为λ₁、λ₂的光信号分别自光纤421a、421b输入，其经准直透镜425准直至滤波片430、431，根据光路可逆原理，经滤波片430波长为λ₁的光信号在经准直透镜416汇聚后通过光纤411输出，同样地，经滤波片431波长为λ₂的光信号于准直透镜416汇聚后进入位于内孔414c中的光纤418，并自光纤418位于内孔414b中的部分传输至滤波片430，因430只允许波长为λ₁的光信号通过，故该波长为λ₂的光信号经滤波片430而被反射入光纤411，至此，实现光波复用的功能。

请参阅图8至图11，是本发明光波分复用模组第二实施例。该波分复用模组包括第一准直装置510、第二准直装置520及位于第一准直装置510及第二准直装置520之间的滤波片数组530。其中该第一准直装置510包括一双缝光纤插针512及一准直透镜516，该双缝插针512上开设有两关于其中心轴对称的狭缝513、514，每一狭缝内穿插多个光纤I₁、I₂…I_m、I_m+1，其中光纤I₂、I₃…I_m的两端分别插设于狭缝513、514内，且该多个光纤的端面与双缝光纤插针512的端面515齐平并磨成一特定角度。该准直透镜516邻近第二准直装置520的一端具有一端面517，其上粘贴有与上述狭缝513、514中光纤数目对应的多个滤波片f₁、f₂、f₃…f_m。该多个滤波片具有不同的中心波长λ₁、λ₂、λ₃…λ_m，第二准直装置520是与第一准直装置510对正，其包括一单缝光纤插针522及一准直透镜525，单缝光纤插针522上开设一狭缝523，其内穿插与上述狭缝513、514中光纤数目对应的多个光纤O₁、O₂…O_m。

工作时，具有多个波长λ₁、λ₂、…λ_m的复合光信号从光纤I₁输入，经准直透镜516准直至端面517的滤波片f₁上，因滤波片f₁的中心波长为λ₁，因此λ₁通过滤波片f₁，经第二准直装置520的准直透镜525汇聚至光纤O₁输出，而其余波长λ₂、λ₃…λ_m的光信号则反射进入位于狭缝513的光纤I₂，并自光纤I₂位于狭缝514中的部分将λ₂、λ₃…λ_m再次输入准直透镜516，经准直透镜516准直至滤波片f₂上，因滤波片f₂的中心波长为λ₂，因此λ₂通过滤波片f₂，经准直透镜525汇聚至光纤O₂输出，而其余波长λ₃…λ_m的光信号则反射进入位于狭缝513中的光纤I₃，如此反复最终实现多波长光信号自复合光信号中分波的功能。

反之，将波长为λ₁、λ₂、λ₃…λ_m的光信号分别自光纤O₁、O₂…O_m-1、O_m输入，其分别经准直透镜525准直至滤波片数组530的滤波片f₁、f₂、f₃…f_m，根据光路可逆原理，经滤波片f₁波长为λ₁的光信号于准直透镜516汇聚后通过光纤I₁输出；同样地，经滤波片f₂波长为λ₂的光信号经准直透镜516汇聚后输入光纤I₂，再通过滤波片f₁反射入光纤I₁输出，λ₃…λ_m与λ₂类似，不再详述。

Claims (10)

1.一种光学波分复用模组，包括第一准直装置和第二准直装置，其特征在于该第一准直装置包括一多芯光纤插针及第一准直透镜，该多芯插针开设有多个内孔，其中至少两内孔中分别穿插一光纤，而其余每两内孔则分别穿插一光纤的两端，该第二准直装置包括一多芯光纤插针及第二准直透镜，该多芯插针开设有多个内孔，该多个内孔中分别穿插多个光纤，且第一准直装置中内孔的数目为第二准直装置内孔数目的两倍，该光学波分复用模组进一步包括多个不同中心波长的滤波片，其是安置在第一准直装置与第二准直装置之间。

2.如权利要求1所述的光学波分复用模组，其特征在于滤波片的数目与第二准直装置的内孔数目相等。

3.如权利要求2所述的光学波分复用模组，其特征在于该滤波片粘贴在第一准直装置的第一准直透镜邻近第二准直装置的端面特定位置。

4.如权利要求2所述的光学波分复用模组，其特征在于两光纤准直装置的光纤插针邻近准直透镜的端面磨成一特定角度，并在此端面镀有抗反射膜。

5.如权利要求1所述的光学波分复用模组，其特征在于第一准装置进一步包括具有第一纵长中心线，而该第二准直装置进一步具有第二纵长中心线，两中心线的夹角为2度至5度。

6.一种光学波分复用模组，包括第一准直装置和第二准直装置，其特征在于该第一准直装置包括一具有两狭缝的光纤插针及第一准直透镜，其中至少一光纤穿插于其中之一狭缝中，而其余多根光纤的两端分别穿插排列在两狭缝中，该第二准直装置包括一具有一狭缝的光纤插针及第二准直透镜，多个光纤穿插排列于该狭缝中，且第二准直装置中光纤数目不多于第一准直装置中的光纤数目，该光学波分复用模组进一步包括多个不同中心波长的滤波片，其是安置在第一准直装置与第二准直装置之间。

7.如权利要求6所述的光学波分复用模组，其特征在于滤波片的数目与第二准直装置的狭缝内穿插的光纤数目相等。

8.如权利要求7所述的光学波分复用模组，其特征在于该滤波片粘贴在第一准直装置的第一准直透镜邻近第二准直装置的端面特定位置。

9.如权利要求7所述的光学波分复用模组，其特征在于两光纤准直装置的光纤插针邻近准直透镜的端面磨成一特定角度，并在此端面镀有抗反射膜。

10.如权利要求6所述的光学波分复用模组，其特征在于该第一准直装置进一步具有第一纵长中心线，而该第二准直装置进一步具有第二纵长中心线，两中心线的夹角为2度至5度。

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