CN212873136U - 1分多路环形器阵列系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种1分多路环形器阵列系统，包括偏振组件、1分多路光纤准直组件、第一多路光纤准直组件、第二多路光纤准直组件和旋光组件；所述1分多路光纤准直组件用于将单路信号光分成多路信号光；所述偏振组件能够透过P偏振态信号光并传输至旋光组件，所述旋光组件在接收到正向输入的P偏振态信号光并将信号光输入第一多路光纤准直组件；所述旋光组件能将由第一多路光纤准直组件接收到反向输入的P偏振态信号光转换为S偏振态信号光并传输至偏振组件，所述偏振组件能够将S偏振态信号光全反射输入至第二多路光纤准直组件。本实用新型至少包括以下优点：能够实现单路P偏振态信号光由1路分为8路，以及8路信号光阵列输出的功能。

Description

1分多路环形器阵列系统

技术领域

本实用新型涉及了光学技术领域，具体的是一种1分多路环形器阵列系统。

背景技术

本部分的描述仅提供与本实用新型公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

光纤环形器是一种单向装置，能够将信号光从一个端口导向另一个端口，每次只进行单向传输。例如，信号若从端口1输入，则从端口2输出；若信号从端口2输出，则将从端口 3输出。其中，光纤环形器还可以实现在一根光纤上的双向传输，常用于激光雷达，有源电子扫描天线(AESA)阵列、卫星通信及光通信密集波分复用系统、双向通信系统、色散补偿，EDFA应用和光学时域反射探测(OTDR)技术测量等领域。

随着通讯技术迈入5G时代，5G关键技术Massive MIMO(Multi Input MultiOutput多输入多输出)通道翻倍增加，光纤环形器的需求量将随着Massive MIMO的应用而大幅增加，对其阵列化和集成化的要求也随之提高。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供了一种1分多路环形器阵列系统，其能够同时实现单路P偏振态信号光由1路分为8路，以及8路信号光的阵列输出的功能。

本申请实施例公开了：一种1分多路环形器阵列系统，包括偏振组件、1分多路光纤准直组件、第一多路光纤准直组件、第二多路光纤准直组件和旋光组件；

所述1分多路光纤准直组件、所述第一多路光纤准直组件和所述第二多路光纤准直组件分别与所述偏振组件对应设置，其中所述1分多路光纤准直组件和第一多路光纤准直组件分别设置在所述偏振组件的相对两侧；

所述旋光组件设置在所述偏振组件和所述第一多路光纤准直组件之间；

所述1分多路光纤准直组件用于将单路P偏振态信号光分成多路P偏振态信号光；

所述第一多路光纤准直组件能够接收分别经由所述1分多路光纤准直组件、偏振组件、旋光组件正向输入的第一信号光；

所述旋光组件能够将反向输入的第二信号光由所述偏振组件传输至所述第二多路准直组件。

进一步地，所述偏振组件包括由两个直角棱镜形成的偏振分光棱镜，两个所述直角棱镜相贴合的斜面上设置有干涉膜层，以能够透过P偏振态信号光、全反射S偏振态信号光。

进一步地，1分多路光纤准直组件由保偏单芯光纤尾纤、分路器芯片和第一8通道透镜阵列构成，所述保偏单芯光纤尾纤和第一8通道透镜阵列分别设置在所述分路器芯片两侧、且分别与所述分路器芯片光学耦合，其中所述第一8通道透镜阵列位于所述分路器芯片和所述偏振组件之间。

进一步地，第一多路光纤准直组件由第一8通道保偏光纤阵列和第二8通道透镜阵列光学耦合构成，其中所述第二8通道透镜阵列位于所述第一8通道保偏光纤阵列和所述旋光组件之间。

进一步地，第二多路光纤准直组件由第二8通道保偏光纤阵列和第三8通道透镜阵列光学耦合构成，其中所述第三8通道透镜阵列位于所述第二8通道保偏光纤阵列和所述偏振组件之间。

进一步地，所述旋光组件包括间隔设置的1/4波片、法拉第旋转片和磁环构成，以使得正向通过所述旋光组件的光信号的偏振态保持、反向通过所述旋光组件的光信号的偏振态被旋转90°。

进一步地，所述第一8通道透镜阵列的相邻两个通道之间的间隔、所述第二8通道透镜阵列的相邻两个通道之间的间隔、所述第三8通道透镜阵列的相邻两个通道之间的间隔均为 0.5或0.75mm。

进一步地，所述偏振组件、1分多路光纤准直组件、第一多路光纤准直组件、第二多路光纤准直组件和旋光组件通过光学胶水胶合在所述基板上。

进一步地，所述沿信号光传输方向由所述1分多路光纤准直组件、偏振组件、旋光组件以及第一多路光纤准直组件形成的第一光路；沿信号光传输方向由所述第一多路光纤准直组件、旋光组件、偏振组件以及第二多路光纤准直组件形成的第二光路，其中所述第一光路中的信号光的振幅、频率与第二光路中的信号光的振幅、频率不同。

进一步地，所述偏振组件能够透过P偏振态信号光并传输至所述旋光组件，所述旋光组件在接收到正向输入的P偏振态信号光使P偏振态信号光输入所述第一多路光纤准直组件；

所述旋光组件能将由所述第一多路光纤准直组件接收到反向输入的P偏振态信号光转换为S偏振态信号光，并传输至所述偏振组件，所述偏振组件能够将S偏振态信号光全反射输入至所述第二多路光纤准直组件。

借由以上的技术方案，本实用新型的有益效果如下：

1、本申请中通过设置的第一光路，所述第一光路沿信号光传输方向由1分8路光纤准直组件、偏振组件、旋光组件以及第一多路光纤准直组件形成，进而能够实现单路P偏振态信号光由1路分为8路，并进行有效输出；

2、本申请中通过设置的第二光路，所述第二光路沿信号光传输方向由第一多路光纤准直组件、旋光组件、偏振组件以及第二多路光纤准直组件形成，进而实现8路信号光的阵列输出的功能。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中的整体装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的整体装置处于第一光路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的整体装置处于第二光路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中的第一多路光纤准直组件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中的第二多路光纤准直组件的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中的旋光组件的结构示意图。

以上附图的附图标记：1、偏振组件；2、第一多路光纤准直组件；3、第二多路光纤准直组件；4、旋光组件；5、保偏单芯光纤尾纤；6、分路器芯片；7、第一8通道透镜阵列； 8、基板；21、第一8通道保偏光纤阵列；22、第二8通道透镜阵列；31、第二8通道保偏光纤阵列；32、第三8通道透镜阵列；41、1/4波片；42、法拉第旋转片；43、磁环。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

结合图1所示，本实施例中公开了一种1分多路环形器阵列系统，包括偏振组件1、1分多路光纤准直组件、第一多路光纤准直组件2、第二多路光纤准直组件3、旋光组件4和基板8，其中上述的多个组件均通过光学胶水胶合在所述基板8上。

本实施方式中，所述偏振组件1包括由两个直角棱镜形成的偏振分光棱镜，两个所述直角棱镜相贴合的斜面上设置有干涉膜层，以能够透过P偏振态信号光、全反射S偏振态信号光。其中，所述干涉膜层可根据实际需求设置由多层。具体地，其中一种状态下，所述偏振组件1能够透过偏振态信号光并传输至所述旋光组件4；另一种状态下，所述偏振组件1能够将S偏振态信号光全反射输入至所述第二多路光纤准直组件3。

结合图6所示，本实施方式中，所述旋光组件4包括间隔设置的1/4波片41、法拉第旋转片42和磁环43构成，以使得正向通过所述旋光组件4的光信号的偏振态保持、反向通过所述旋光组件4的光信号的偏振态被旋转90°。具体地，所述磁环43呈空心圆柱状，所述 1/4波片41和法拉第旋转片42均间隔设置在所述磁环43内。其中一个实施例中，正向通过所述1/4波片41的信号光被左旋45°、通过法拉第旋转片42被右旋45°，因而正向通过所述旋光组件4的信号光的偏振态保持。由于1/4波片41有方向，反向通过所述法拉第旋转片42的信号光被右旋45°、通过所述1/4波片41被右旋45°，因而反向通过所述旋光组件4的信号光的偏振态被旋转90°。

其中，该系统包括第一光路和第二光路。所述第一光路的信号光(P态偏振信号光)从所述1分多路光纤准直组件(Prot1)端输入，从所述第一多路光纤准直组件2(Prot2)端输出，实现了单路P态偏振信号光由1路分为8路的功能。所述第二光路的信号光(P态偏振信号光)从所述第一多路光纤准直组件2(Prot2)端输入，从所述第二多路光纤准直组件 3(Prot3)端输入，实现了8路信号光的阵列输出的功能。值得注意的是，第一光路的信号光(P态偏振信号光)和所述第二光路的信号光(P态偏振信号光)的振幅、频率等参数不同，因此不会发生干涉现象。

结合图1-2、图4所示，本实施方式中，所述第一光路沿信号光传输方向由第一多路光纤准直组件2、偏振组件1、旋光组件4以及第一多路光纤准直组件2形成。其中，所述1 分多路光纤准直组件由保偏单芯光纤尾纤5、分路器芯片6和第一8通道透镜阵列7构成，所述保偏单芯光纤尾纤5和第一8通道透镜阵列7分别与所述分路器芯片6光学耦合。所述第一多路光纤准直组件2由第一8通道保偏光纤阵列21和第二8通道透镜阵列22光学耦合构成。具体地，上述各组件由左至右依次为保偏单芯光纤尾纤5、分路器芯片6、第一8通道透镜阵列7、偏振组件1、旋光组件4、第二8通道透镜阵列22和第一8通道保偏光纤阵列21。

通过上述的设置方式，单路P偏振态信号光从所述保偏单芯光纤尾纤5(Prot1)端输入，该所述单路P偏振态信号光经过所述分路器芯片6后被分成多路信号光，本方式中优选地被分成8路信号光(P态偏振信号光)；上述8路信号光(P态偏振信号光)经过所述第一8通道透镜阵列7时，所述第一8通道透镜阵列7分别对每路信号光进行光束准直；经过光束准直后的8路信号光首先直向通过所述偏振组件1、再正向通过所述旋光组件4，此时8路信号光的偏振态方向不发生变化，继续传输至所述第二8通道透镜阵列22上；所述第二8 通道透镜阵列22通过对8路信号光进行光束准直后，由所述第一8通道保偏光纤阵列21 (Prot2)端输出，从而实现了单路P偏振态信号光由1路分为8路的功能。

结合图1、图3和图6所示，本实施方式中，所示第二光路沿信号光传输方向由第一多路光纤准直组件2、旋光组件4、偏振组件1以及第二多路光纤准直组件3形成。其中，所述第二多路光纤准直组件3由第二8通道保偏光纤阵列31和第三8通道透镜阵列32光学耦合构成。具体地，所述第二8通道保偏光纤阵列31位于所述偏振组件1的下方，所述第三8 通道透镜阵列32位于所述第二8通道保偏光纤阵列31和所述偏振组件1之间。

通过上述的设置方式，8路信号光(P态偏振信号光)从所述第一8通道保偏光纤阵列 21(Prot2)端输入，经过所述第二8通道透镜阵列22时，所述第二8通道透镜阵列22分别对每路信号光进行光束准直；经过光束准直后的8路信号光由于反向进入所述旋光组件4，此时，8路信号光(P态偏振信号光)的偏振态方向旋转90°，被转换成8路S态偏振信号光；8路S态偏振信号光进入所述偏振组件1后，在两个所述直角棱镜相贴合的斜面上设置的干涉膜层作用下发生全反射，8路S态偏振信号光向下偏转90°，以输入所述第三8通道透镜阵列32中；所述第三8通道透镜阵列32通过对8路S态偏振信号光进行光束准直后，由所述第二8通道保偏光纤阵列31(Prot2)端输出，从而实现了8路信号光的阵列输出的功能。

本实施方式中，值得注意的是，其中一种方式中，所述第一8通道透镜阵列7的相邻两个通道之间的间隔、第二8通道透镜阵列22的相邻两个通道之间的间隔以及第三8通道透镜阵列32的相邻两个通道之间的间隔为0.5mm。

另一种实施方式中，所述第一8通道透镜阵列7的相邻两个通道之间的间隔、第二8通道透镜阵列22的相邻两个通道之间的间隔以及第三8通道透镜阵列32的相邻两个通道之间的间隔为0.75mm。

值得注意的是，本系统可以作为车载产品应用在汽车等行业中，其中的一种车载产品可为激光雷达探测器。激光雷达探测器从Prot1端输入单路P偏振态信号光，经过第一光路从 Prot2端输出8路不同方向的信号光以对外部障碍物进行探测；当其中一路或多路信号光检测到障碍物后，反馈的信号光从Prot2端输入，经过第二光路从Prot3端输出，从而获知障碍物信息。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种1分多路环形器阵列系统，其特征在于，包括偏振组件、1分多路光纤准直组件、第一多路光纤准直组件、第二多路光纤准直组件和旋光组件；

所述1分多路光纤准直组件、所述第一多路光纤准直组件和所述第二多路光纤准直组件分别与所述偏振组件对应设置，其中所述1分多路光纤准直组件和第一多路光纤准直组件分别设置在所述偏振组件的相对两侧；

所述旋光组件设置在所述偏振组件和所述第一多路光纤准直组件之间；

所述1分多路光纤准直组件用于将单路P偏振态信号光分成多路P偏振态信号光；

所述第一多路光纤准直组件能够接收分别经由所述1分多路光纤准直组件、偏振组件、旋光组件正向输入的第一信号光；

所述旋光组件能够将反向输入的第二信号光由所述偏振组件传输至所述第二多路准直组件。

2.如权利要求1所述的1分多路环形器阵列系统，其特征在于，所述偏振组件包括由两个直角棱镜形成的偏振分光棱镜，两个所述直角棱镜相贴合的斜面上设置有干涉膜层，以能够透过P偏振态信号光、全反射S偏振态信号光。

3.如权利要求1所述的1分多路环形器阵列系统，其特征在于，1分多路光纤准直组件由保偏单芯光纤尾纤、分路器芯片和第一8通道透镜阵列构成，所述保偏单芯光纤尾纤和第一8通道透镜阵列分别设置在所述分路器芯片两侧、且分别与所述分路器芯片光学耦合，其中所述第一8通道透镜阵列位于所述分路器芯片和所述偏振组件之间。

4.如权利要求3所述的1分多路环形器阵列系统，其特征在于，第一多路光纤准直组件由第一8通道保偏光纤阵列和第二8通道透镜阵列光学耦合构成，其中所述第二8通道透镜阵列位于所述第一8通道保偏光纤阵列和所述旋光组件之间。

5.如权利要求4所述的1分多路环形器阵列系统，其特征在于，第二多路光纤准直组件由第二8通道保偏光纤阵列和第三8通道透镜阵列光学耦合构成，其中所述第三8通道透镜阵列位于所述第二8通道保偏光纤阵列和所述偏振组件之间。

6.如权利要求1所述的1分多路环形器阵列系统，其特征在于，所述旋光组件包括间隔设置的1/4波片、法拉第旋转片和磁环构成，以使得正向通过所述旋光组件的光信号的偏振态保持、反向通过所述旋光组件的光信号的偏振态被旋转90°。

7.如权利要求5所述的1分多路环形器阵列系统，其特征在于，所述第一8通道透镜阵列的相邻两个通道之间的间隔、所述第二8通道透镜阵列的相邻两个通道之间的间隔、所述第三8通道透镜阵列的相邻两个通道之间的间隔均为0.5或0.75mm。

8.如权利要求1所述的1分多路环形器阵列系统，其特征在于，包括基板，所述偏振组件、1分多路光纤准直组件、第一多路光纤准直组件、第二多路光纤准直组件和旋光组件通过光学胶水胶合在所述基板上。

9.如权利要求1所述的1分多路环形器阵列系统，其特征在于，包括沿信号光传输方向由所述1分多路光纤准直组件、偏振组件、旋光组件以及第一多路光纤准直组件形成的第一光路；沿信号光传输方向由所述第一多路光纤准直组件、旋光组件、偏振组件以及第二多路光纤准直组件形成的第二光路，其中所述第一光路中的信号光的振幅、频率与第二光路中的信号光的振幅、频率不同。

10.如权利要求1所述的1分多路环形器阵列系统，其特征在于，所述偏振组件能够透过P偏振态信号光并传输至所述旋光组件，所述旋光组件在接收到正向输入的P偏振态信号光使P偏振态信号光输入所述第一多路光纤准直组件；

所述旋光组件能将由所述第一多路光纤准直组件接收到反向输入的P偏振态信号光转换为S偏振态信号光，并传输至所述偏振组件，所述偏振组件能够将S偏振态信号光全反射输入至所述第二多路光纤准直组件。

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