CN208421303U - 双路集成波分复用器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光纤通信系统，具体为双路集成波分复用器件。本文分为四个实用新型实施例阐述双路集成波分复用器件的实施原理。双路集成波分复用器件主要包括准直器和滤光片阵列。所述准直器为双光纤准直器，双光纤间距为0.125~0.5mm，透镜曲率半径为1.4‑1.5mm。所述滤光片阵列包括滤光片和玻璃基块，滤光片尺寸为1.4×1.4mm，玻璃基块通过独特的设计满足双路光束传输。本实用新型充分利用材料给予的物理空间，优化光路设计。在使用相近材料和同样尺寸的前提下，实现双路复用与解复用，发挥两倍功能。

Description

双路集成波分复用器件

技术领域

本实用新型涉及光纤通信系统的光无源器件，具体为一种双路集成波分复用器件。

背景技术

市场上的集成波分复用器件的常见结构如图1所示。所有的光学组件被安装在一块平板上。光学组件分为滤光片阵列和单光纤准直器。

滤光片阵列中，玻璃基块是直方体结构，其中左右表面镀增透膜，允许光束射入和射出。滤光片固定在玻璃基块上，其波分复用膜指向玻璃基块。相邻滤光片之间应保持一定的间距△，该间距应确保光束可以自由穿透滤光片而不受物理阻挡，使每一级滤光片恰好接收到对应的光束。该间距与玻璃基块的折射率n、宽度L、光束入射角AOI有关。比如当n=1.5，L=6.5mm，AOI=13.5°时，△=2.1mm。

当光束射入滤光片时，与滤光片对应波长的光束变成穿透光束，其它波长的光束变成反射光束，射向下一级滤光片。经过多个滤光片反射后的光束在xy平面上是折叠往返光束，如图2所示。在yz平面上是往返重合光束，如图3所示。

上述结构中，由于使用了单光纤准直器，导致玻璃基块中只有一路光束传输，因此只能实现单路波分复用功能。

实用新型内容

本实用新型的面对在于克服上上述缺陷，提供一种基于双透镜准直器的穿透型集成波分复用器件，其能实现双路复用和解复用功能。

为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的，

一种双路集成波分复用器件，包括双透镜准直器、滤光片阵列；其中，双透镜准直器包括双透镜、双光尾纤、套筒，滤光片阵列包括玻璃基块、滤光片；玻璃基块为直方体结构，其中双面镀增透膜，双透镜准直器分列滤光片阵列两侧。

所述的双路集成波分复用器件，玻璃基块的其中一面镀增透膜，另一面镀高反膜，双透镜准直器列滤光片阵列的一侧。

一种双路集成波分复用器件，包括双纤准直器、滤光片阵列；其中，双纤准直器包括平凸透镜、双光尾纤、套筒，滤光片阵列包括玻璃基块、滤光片；玻璃基块为直方体结构，其双面镀增透膜，双面抛光，双纤准直器分列滤光片阵列两侧。

所述的双路集成波分复用器件，玻璃基块为楔形棱镜结构，其一面镀增透膜，楔角面镀高反膜，双纤准直器列滤光片阵列的一侧。

本实用新型充分利用材料给予的物理空间，优化光路设计；在使用相近材料和同样尺寸的前提下，实现双路复用与解复用，发挥两倍功能。

附图说明

图1是背景例的三维结构示意图。

图2是背景例在xy平面内的光路图。

图3是背景例在yz平面内的光路图。

图4是实用新型实施例一的三维结构示意图。

图5是实用新型实施例一准直器在xy平面内的示意图。

图6是实用新型实施例一准直器在yz平面内的示意图。

图7是实用新型实施例一准直器在xz平面内的示意图。

图8是实用新型实施例一在xy平面内的光路图。

图9是实用新型实施例一在yz平面内的光路图。

图10是实用新型实施例二的三维结构示意图。

图11是实用新型实施例二在xy平面内的光路图。

图12是实用新型实施例二在yz平面内的光路图。

图13是实用新型实施例三的三维结构示意图。

图14是实用新型实施例三双纤准直器在yz平面内的示意图。

图15是实用新型实施例三在xy平面内的光路图。

图16是实用新型实施例三在yz平面内的光路图。

图17是实用新型实施例四的三维结构示意图。

图18是实用新型实施例四在xy平面内的光路图。

图19是实用新型实施例四在yz平面内的光路图。

具体实施方式

实施例一：

图4是实施例一的三维图，本文以四通道举例来说明其光路。但是这个方法同样适用于少通道(如二通道)或多通道(如八通道)等。玻璃基块10是直方体结构，其中左右表面镀增透膜，允许光束射入和射出。滤光片阵列的安装方式与背景例相同：滤光片按照一定的间距被固定在玻璃基块的左右表面上。双透镜准直器的功能是允许发射或接受两路互相平行的光束。双透镜准直器由双透镜、双光尾纤和套筒组成。其中，双透镜的一端有两个球面，球面曲率半径可取1.2mm；另一端是斜面，斜角可取8°。两个球面的间距应与双光尾纤的双纤间距一致，可取0.125mm。图5、图6和图7分别是准直器的俯视图、侧视图和截面图。双透镜和双光尾纤的外轮廓应与套筒的内轮廓相匹配，以实现双透镜和双光尾纤同轴装配。

公共端准直器100有两根输入光纤100a和100b，分别发射两路互相平行的光束a和b。两束光以AOI=13.5°射入玻璃基块，穿过玻璃基块后射在第一级滤光片11上，与滤光片11对应波长λ1的光束变成穿透光束，分别射入准直器101的两根输出光纤101a和101b。其它波长的光束变成两路互相平行的反射光束a’、b’，射向第二级滤光片12……余下的光路过程在xy平面内折叠传输，在yz平面内往返重合，如图8、9所示；所有准直器的光纤都接收到对应波长的两路平行光束，实现双路波分复用功能。

在此结构中，双透镜准直器分列滤光片阵列两侧，最终封装形式为两侧出光纤。

实施例二：

图10是实施例二的三维图，本文以二通道举例来说明其光路。但是这个方法同样适用于多通道(如四通道)等。滤光片阵列的安装方式与实施例一不同：玻璃基块的左侧面镀增透膜，右侧面镀高反膜。滤光片按照一定的间距被固定在左侧增透膜表面上。双透镜准直器的结构与功能同实施例一。

公共端准直器200有两根输入光纤200a和200b，分别发射两路互相平行的光束a和b。两束光以AOI=13.5°射入玻璃基块，穿过玻璃基块后射在右侧面高反膜上，经反射后射在第一级滤光片21上，与滤光片21对应波长λ1的光束变成穿透光束，分别射入准直器201的两根输出光纤201a和201b。其它波长的光束变成两路互相平行的反射光束，依次射向右侧面和第二级滤光片22……余下的光路过程在xy平面内折叠传输，在yz平面内往返重合，如图11、12所示。所有准直器的光纤都接收到对应波长的两路平行光束，实现双路波分复用功能。

在此结构中，双透镜准直器列滤光片阵列一侧，最终封装形式为单侧出光纤。

实施例三：

图13是实施例三的三维图，如图13、图14所示，本文以四通道举例来说明其光路。但是这个方法同样适用于少通道(如二通道)或多通道(如八通道)等。玻璃基块是直方体结构，其中左右表面镀增透膜，允许光束射入和射出。上下表面抛光，对光束起全内反射作用。滤光片阵列的安装方式与实施例一相同：滤光片按照一定的间距被固定在玻璃基块的左右表面上。准直器是双光纤准直器，包括平凸透镜、双光尾纤、套筒。双光尾纤的双纤间距可取0.5mm，平凸透镜曲率半径可取1.4~1.5mm。双光纤准直器将两根光纤输入的光会聚成两束成一定角度射出的光束，出射角为1.5~2.0deg。

公共端准直器300有两根输入光纤300a和300b，两根光纤中300a居上， 300b居下。经过透镜的会聚作用，射出两束成一定角度的光束a和b，其中光束b角度向上，光束a角度向下。两束光以AOI=13.5°射入玻璃基块(此角度是空间立体角)，继而分别射在玻璃基块的上下内表面，经过全反射后，光束a角度向上，光束b角度向下。两束光射在第一级滤光片31上。（只要公共端准直器出射光交叉点位于玻璃基块左侧表面，此时射在第一级滤光片31上的两个光点重合，重合点位于玻璃基块右侧表面）与滤光片31对应波长λ1的光束变成穿透光束，射入准直器301，经过透镜的会聚作用，变成两束平行光束，分别射入两根输出光纤301a和301b，其中301a居上，301b居下。其它波长的光束变成两路互成角度的反射光束。此时光束a角度向上，光束b角度向下。两束光分别射在玻璃基块的上下内表面，经过全反射后，光束a角度向下，光束b角度向上。两束光射在第二级滤光片32上，此时射在第二级滤光片32上的两个光点也重合，重合点位于玻璃基块左侧表面。与滤光片32对应波长λ2的光束变成穿透光束，射入准直器302，经过透镜的会聚作用，变成两束平行光束，分别射入两根输出光纤302a和302b ，其中302a居下，302b居上。其它波长的光束又变成两路互成角度的反射光束……余下的光路过程在xy平面内折叠传输，在yz平面内往返重合，如图15、16所示。所有准直器的光纤都接收到对应波长的两路光束，实现双路波分复用功能。

在此结构中，双光纤准直器分列滤光片阵列两侧，最终封装形式为两侧出光纤。

实施例四：

图17是实施例四的三维图，本文以二通道举例来说明其光路。但是这个方法同样适用于多通道(如四通道)等。玻璃基块是楔形棱镜结构，具体为：上下表面互相平行，且与左侧面垂直，左侧面镀增透膜。右侧是两个互成楔角且上下对称的平面，镀高反膜。楔角应与准直器出射角相匹配，两者之间相差一个棱镜折射率因子。图19是楔形棱镜截面图。滤光片阵列的安装方式与实施例二类似：滤光片按照一定的间距被固定在左侧增透膜表面上。准直器的结构与功能同实施例三。

公共端准直器400有两根输入光纤400a和400b，两根光纤中400a居上， 400b居下。经过透镜的会聚作用，射出两束成一定角度的光束a和b，其中光束a角度向下，光束b角度向上。两束光以AOI=13.5°射入玻璃基块(此角度是空间立体角)，继而分别射在玻璃基块右侧的楔形平面上。由于楔角与准直器出射角相匹配，在yz平面内，可以使得b、a两束光分别正入射于上下两个楔形片面。由于高反膜的作用，b、a两束光经反射后变成b’、a’，其中b’角度向下，a’角度向上。只要公共端准直器出射光交叉点位于玻璃基块左侧表面，此时射在第一级滤光片41上的两个光点重合，重合点位于玻璃基块左侧表面，如图19所示。与滤光片41对应波长λ1的光束变成穿透光束，射入准直器401，经过透镜的会聚作用，变成两束平行光束，分别射入两根输出光纤301a和301b，其中301a居上，301b居下。其它波长的光束变成两路互成角度的反射光束a’’、b’’。此时光束a’’角度向上，光束b’’角度向下。接下去的过程在yz平面内反演对称重合，在xy平面内与实施例二类似，作折叠传输，如图18、19所示。所有准直器的光纤都接收到对应波长的两路光束，实现双路波分复用功能。

在此结构中，双光纤准直器列滤光片阵列一侧，最终封装形式为单侧出光纤。

Claims (4)

1.一种双路集成波分复用器件，其特征是，包括双透镜准直器、滤光片阵列；其中，双透镜准直器包括双透镜、双光尾纤、套筒，滤光片阵列包括玻璃基块、滤光片；玻璃基块为直方体结构，其中双面镀增透膜，双透镜准直器分列滤光片阵列两侧。

2.根据权利要求1所述的双路集成波分复用器件，其特征是，玻璃基块的其中一面镀增透膜，另一面镀高反膜，双透镜准直器列滤光片阵列的一侧。

3.一种双路集成波分复用器件，其特征是，包括双纤准直器、滤光片阵列；其中，双纤准直器包括平凸透镜、双光尾纤、套筒，滤光片阵列包括玻璃基块、滤光片；玻璃基块为直方体结构，其双面镀增透膜，双面抛光，双纤准直器分列滤光片阵列两侧。

4.根据权利要求3所述的双路集成波分复用器件，其特征是，玻璃基块为楔形棱镜结构，其一面镀增透膜，楔角面镀高反膜，双纤准直器列滤光片阵列的一侧。