CN215415992U - 光器件、光通信模块和光通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请适用于光通信技术领域，提供了一种光器件，包括复用组件，复用组件包括第一准直透镜组、第一光学块本体和多个第一滤波器；第一光学块本体具有第一入射面、第一转折面和第一出射面，第一光学块本体的第一转折面用于接收从第一滤波器透射和反射的光线并将光线再次反射至第一滤波器，第一出射面允许从第一滤波器透射和反射的光线透射出第一光学块本体。本申请借由第一转折面对光线的反射作用以及各滤波器对非特定波长的光线的反射作用进行合波，各第一滤波器在第一入射面上无需保持特定的角度，第一入射面的设计可以简化，第一光学块本体的结构简单、制作难度低，该光器件的制作成本低。

Description

光器件、光通信模块和光通信设备

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，特别涉及一种光器件、光通信模块和光通信设备。

背景技术

500米以内的短距光纤组网对信号传输速率的要求较低，并且，节点光纤线路冗杂造成的光信号功率损耗较大。多模光纤的模场直径大，容易耦合VCSEL(Vertical CavitySurface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)的出光，且VCSEL激光器的发光功率高、成本低，满足网络用纤和数据中心短距离传输的要求，因此，采用多模VCSEL激光器配合传输孔径更大的多模光纤进行光纤组网成为光纤网络和500米以内数据中心等短距光纤组网和信号传输的首选方案。

目前，短距多模光模块仍采用并行光路形式，如基于QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable，四通道小型可插拔)28封装的100G SR4光模块，发射端和接收端各有4路并行光通道，端口侧共需8根多模光纤完成光路连接。对于下阶段200Gbps和400Gbps的商用部署方案，采用QSFP-DD(四通道小型可插拔双密度)封装或者OSFP(Octal Small Form-factor Pluggable，八通道小型可插拔)封装的并行光路结构，其端口处需要的多模光纤数量将会翻倍。SWDM(Short Wavelength Division Multiplexing，短波波分复用)技术可在现有的并行光路基础上，在保证信道数的同时减少光口通道数，基于波分复用技术将N路并行光通道复用成1路完成光信号的跨模块传输，大大减少端口处多模光纤的使用数量。

目前，SWDM光路方案大多使用滤波片对光线进行选择性反射和透射，且滤波片通常以特定角度排列在光路上。因此，光模块中需要设计多个特定结构以提供滤波片特定的角度，这使得光模块结构复杂、制造难度增加，因而光模块的成本高。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种光器件，旨在解决现有技术中光模块因滤波片角度需求特殊设计而造成的结构复杂、制造难度大的技术问题。

本申请实施例是这样实现的，一种光器件，包括复用组件；

所述复用组件包括第一准直透镜组、第一光学块本体和多个第一滤波器；所述第一光学块本体具有第一入射面、第一转折面和第一出射面；

各所述第一滤波器依次排列于所述第一入射面上并分别允许不同特定波长的光线透射；所述第一准直透镜组用于准直入射的各单波长光束并使准直后的各单波长光束入射至所述第一入射面；所述第一转折面用于接收从所述第一滤波器透射和反射的光线并将光线再次反射至所述第一滤波器；所述第一出射面允许从所述第一滤波器透射和反射的光线透射出所述第一光学块本体。

在一个实施例中，定义空间内坐标系XYZ，所述第一准直透镜组用于准直入射的各单波长光束并使准直后的各单波长光束垂直于XY平面；所述第一入射面与XY平面夹角为θ，且与XZ平面垂直；所述第一转折面包括第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与YZ平面垂直，且与所述XY平面的夹角为45°，所述第二斜面与XY平面垂直且与所述XZ平面的夹角为θ；0°＜θ＜90°。

在一个实施例中，各所述第一滤波器的排列方向在XY平面上的投影平行于X轴。

在一个实施例中，所述第一出射面平行于所述第二斜面。

在一个实施例中，所述第一光学块本体中设有第一前置空间，所述第一准直透镜组用于准直入射的各单波长光束并使准直后的各单波长光束垂直于所述第一前置空间的前壁，所述第一空间的后壁形成所述第一入射面。

在一个实施例中，所述第一准直透镜组和所述第一光学块本体为一体成型光学件。

本申请实施例的另一目的在于提供一种光器件，包括解复用组件；

所述解复用组件包括第二准直透镜组、第二光学块本体和多个第二滤波器；所述第二光学块本体具有第二入射面、第二转折面和第二出射面；

各所述第二滤波器依次排列于所述第二出射面上并分别允许不同特定波长的光线透射；所述第二准直透镜组用于准直入射的复用光束并使准直后的复用光束入射至所述第二入射面，所述第二转折面用于接收从所述第二滤波器反射的光线并将光线再次反射至所述第二滤波器，所述第二出射面允许从所述第二滤波器透射的光线出射。

在一个实施例中，定义空间内坐标系X’Y’Z’，所述第二准直透镜组用于准直入射的复用光束并使准直后的复用光束垂直于X’Z’平面；所述第二入射面与X’Z’平面夹角为θ’，且与X’Y’平面垂直；所述第二转折面包括第三斜面和第四斜面，所述第三斜面与Y’Z’平面垂直，且与X’Y’平面的夹角为45°；所述第四斜面与X’Y’平面垂直且与X’Z’平面的夹角为θ’；所述第二出射面与X’Z’平面垂直且与X’Y’平面的夹角为θ’；0°＜θ’＜90°。

在一个实施例中，所述第二入射面与所述第四斜面共面。

在一个实施例中，各所述第二滤波器的排列方向在X’Y’平面上的投影平行于X’轴。

在一个实施例中，所述第二光学块本体中设有第二前置空间，所述第二准直透镜组用于准直入射的复用光束并使准直后的复用光束垂直于所述第二前置空间的前壁，所述第二前置空间的后壁形成所述第二入射面。

在一个实施例中，所述第二准直透镜组和所述第二光学块本体为一体成型光学件。

本申请实施例的另一目的在于提供一种光通信模块，包括：发光组件、光电探测器阵列以及上述各实施例所说的光器件；

所述光电探测器阵列包括多个光电探测器；所述发光组件包括多个发光波长不同的发光元件，所述发光元件按照波长由大至小的顺序排列，或者按照波长由小至大的顺序排列。

本申请实施例的另一目的在于提供一种光通信设备，包括上述实施所说的光通信模块。

本申请实施例提供的光器件、光通信模块和光通信设备的有益效果在于：

本申请实施例提供的光器件，复用组件中的第一光学块具有第一入射面、第一转折面和第一出射面，各第一滤波器依次排列于第一入射面上并分别允许不同特定波长的光线透射，第一准直透镜组用于准直入射的各单波长光束并使准直后的各单波长光束入射至对应的第一滤波器，第一转折面用于接收从第一滤波器透射和反射的光线并将光线再次反射至第一滤波器，如此，借由第一转折面对光线的反射作用和第一滤波器对非特定波长光线的反射作用，各波长光线在第一光学本体内多次反射传播，直至所有的单波长光束均被反射至第一出射面，各单波长光束形成复用光束并同时出射；和/或，解复用组件中，第二光学块具有第二入射面、第二转折面和第二出射面，第二准直透镜组用于准直入射的复用光束并使准直后的光束入射至第二入射面，各第二滤波器依次排列于第二出射面上并分别允许不同特定波长的光线透射，第二转折面用于接收从第二滤波器反射的光线并将光线再次反射至第二滤波器，如此，借由第二转折面对光线的反射作用以及各第二滤波器对非特定波长的光线的反射作用，多波长混合光束在第二光学块内多次反射传播，直至各波长光线分别通过对应的第二滤波器出射；各第一滤波器和各第二滤波器可以简单地排列在第一入射面和第二出射面上，而无需保持特定的角度，从而，第一入射面和第二出射面可以简化设计，第一光学块本体和第二光学块本体的结构简单、制作难度低，从而，该光器件的制作成本低；具有该光器件的光通信模块以及具有该光通信模块的光通信设备，其第一入射面和第二出射面的设计简化，第一光学块本体和第二光学块本体的结构简单、设计和制作难度低，设计和制作成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的光通信模块的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的光器件的结构示意图；

图3是光器件中复用组件的结构示意图；

图4是复用组件中正视角度的光路图；

图5是复用组件中俯视角度的光路图；

图6是复用组件中侧视角度的光路图；

图7是光器件中解复用组件的结构示意图；

图8是解复用组件中正视角度的光路图；

图9是解复用组件中俯视角度的光路图；

图10是解复用组件中侧视角度的光路图。

图中标记的含义为：

200-光通信模块，9-电路板，8-发光组件，81-发光元件，7-光电探测器阵列，71-光电探测器；

100-光器件；

1-复用组件，11-第一准直透镜组，111-第一非球面透镜，12-第一滤波器；

13-第一光学块本体，130-第一转折面，1301-第一斜面，1302-第二斜面，

131-第一前表面，132-第一侧面，133-第二侧面，134-第一入射面，135-第一出射面，136-第一顶面；

14-第一聚焦透镜组，15-第一前置空间，16-第一后置空间；

2-解复用组件，21-第二准直透镜组，22-第二滤波器；

23-第二光学块本体，230-第二转折面，2301-第三斜面，2302-第四斜面；

231-第二前表面，232-第三侧面，233-第四侧面，234-第二入射面，235-第二出射面，236-第二顶面；

24-第二聚焦透镜组，241-第四非球面透镜，25-第二前置空间，26-第二后置空间；

31-单波长光束，32-复用光束。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图2和图6，本申请实施例首先提供一种光器件100，其包括复用组件1和解复用组件2。

具体地，如图2和图3所示，复用组件1包括第一准直透镜组11、第一光学块本体13和多个第一滤波器12。如图4至图6所示，第一光学块本体13具有第一入射面134、第一转折面130和第一出射面135，各第一滤波器12依次排列于第一入射面134上并分别允许不同特定波长的光线透射；第一准直透镜组11用于准直入射的各单波长光束31并使准直后的各单波长光束31入射至第一入射面134上对应的第一滤波器12，第一转折面130用于接收从第一滤波器12透射和反射的光线并将光线再次反射至第一滤波器12，第一出射面135用于允许从第一滤波器12透射和反射的光线透射出第一光学块本体13。

需要说明的是，各第一滤波器12依次排列于第一入射面134上并分别允许不同特定波长的光线透射，因此，非特定波长的光线入射至第一滤波器12上则被反射。如图1所示，多个单波长光束31与各第一滤波器12相对应，各单波长光束31能够经由对应的第一滤波器12透射至第一光学块本体13内。各单波长光束31透射进入第一光学块本体13内后入射至第一转折面130上，并能够被反射至其他第一滤波器12上，然后，再次被其他第一滤波器12反射至第一转折面130上。如此，各单波长光束31在第一光学块本体13内、第一滤波器12和第一转折面130之间多次反射，直至全部从第一出射面135出射，此时，得到的是多波长混合光束，也即，多个单波长光束31完成合波。

具体地，如图7所示，解复用组件2包括第二准直透镜组21、第二光学块本体23和多个第二滤波器22；如图8至图10所示，第二光学块本体23具有第二入射面234、第二转折面230和第二出射面235；各第二滤波器22依次排列于第二出射面235上并分别允许不同特定波长的光线透射；第二准直透镜组21用于准直入射的复用光束32并使准直后的复用光束32入射至第二入射面234，第二转折面230用于接收从第二滤波器22反射的光线并将光线再次反射至第二滤波器22，第二出射面235用于允许从第二滤波器22透射的光线透射出该第二光学块本体23。

需要说明的是，各第二滤波器22依次排列于第二出射面235上并分别允许不同特定波长的光线透射，因此，非特定波长的光线入射至第二滤波器22上则被反射。复用光束32透射进入第二光学块本体23内后入射至第二转折面230上，并能够被反射至第二滤波器22上，此时，复用光束32内与该第二滤波器22的带通范围相对应的光线则通过该第二滤波器22出射，完成一个单波长光束31的分离，其他波长的光束则继续被第二滤波器22反射至第二转折面230上，如此循环，直至每一个单波长光束31均经由对应带通范围的第二滤波器22出射，完成所有单波长光束31的分离，也即，完成多波长混合光束的分波。

本申请实施例提供的光器件100，可以包括上述的复用组件1，也可以包括上述的解复用组件2，还可以同时包括上述的复用组件1和解复用组件2。

本申请实施例提供的光器件100，其复用组件1中，借由第一转折面130对各波长光线的反射作用和第一滤波器12对非特定波长光线的反射作用，使得各波长光线在第一光学本体内多次反射传播，直至所有的单波长光束31均被反射至第一出射面135，从而，各单波长光束31形成复用光束32并同时出射；和/或，解复用组件2中，借由第二转折面230对各波长光线的反射作用以及各第二滤波器22对非特定波长的光线的反射作用，多波长混合光束在第二光学块本体23内多次反射传播，直至各波长光线分别通过对应的第二滤波器22出射，这样的结果是，各第一滤波器12和各第二滤波器22可以简单地设置在第一入射面134和第二出射面235上，而无需保持特定的角度，从而，第一入射面134和第二出射面235的简化和制作可以设计，无需制作特定角度，第一光学块本体13和第二光学块本体23的结构简单、制作难度低，从而，该光器件100的制作成本低。

请参阅图1，本申请实施例还提供一种光通信模块200，请结合参阅1，该光通信模块200包括：电路板9，设于电路板9上的发光组件8，设于电路板9上的光电探测器阵列7，以及上述各实施例所说的光器件100。

发光组件8包括多个发光波长不同的发光元件81，各发光元件81设于第一准直透镜组11的入光侧，用于提供上述所说的各单波长光束31；光电探测器阵列7包括多个光电探测器71，用于接收上述所说的分波得到的多个单波长光束31，并转化为相应的电信号。

以下，将结合发光组件8和光电探测器阵列7分别对该光器件100的结构和工作过程进行详细描述。

发光元件81之间的间隔与第一滤波器12之间的间隔相匹配，以使得各发光元件81发出的单波长光束31经第一准直透镜组11准直后能够分别射向对应的第一滤波器12。

发光元件81的具体类型不限。例如，在一个实施例中，发光元件81为VCSEL激光器，不同VCSEL激光器的发光波长不同。当然，在其他可选实施例中，可以根据具体需求选择其他类型的发光元件，此处不做特别限定。

发光元件81的发光波长不限。例如，在一个实施例中，发光元件81的发光波长分别为940nm、910nm、880nm、850nm中的多个。在其他可选实施例中，允许使用发光波长为940nm以上的其他发光元件来获得其他所需要的波长。

光电探测器阵列7的多个光电探测器71分别对应各个第二滤波器22设置，分离出的多个单波长光束31入射至对应的光电探测器71上，光电探测器71产生对应的电信号。

首先，具体描述光器件100的复用组件1，请参阅图2至图6。

第一入射面134为平面，从而，各第一滤波器12可以平贴在第一入射面134上。这既能够降低第一入射面134的设计和制造难度，也能够简化第一滤波器12的安装。

在一个实施例中，如图2和图3所示，第一准直透镜组11包括多个第一非球面透镜111，各第一非球面透镜111与各第一滤波器12相对应，每一第一非球面透镜111用于准直一个发光元件81所发出的单波长光束31，并使准直后的单波长光束31入射至对应的第一滤波器12上。

在其他可选实施例中，该第一准直透镜组11可以包括相互正交的单侧柱面透镜，各正交的单侧柱面透镜与各第一滤波器12相对应，同样可以用于准直发光元件81所发射的单波长光束31。此处仅作示例，不作为特别限定。相较而言，使用第一非球面透镜111可以简化该第一准直透镜组11的结构，从而，简化该复用组件1的结构，降低其制造成本。

请结合参阅图2和图3，在一个实施例中，复用组件1还包括设于第一出射面135的第一聚焦透镜组14，从第一出射面135出射的多波长混合光束经第一聚焦透镜组14聚焦后，其光束横截面较小，作为复用光束32可以耦合进入光口适配器(未图示)的单通道并发射，且具有高的耦合效率。

该第一聚焦透镜组14可包括第二非球面透镜，如图3所示，其非球面为出射面。可选地，在其他实施例中，第一聚焦透镜组14可以包括单侧柱面透镜或者是相互正交的单侧柱面透镜。第一聚焦透镜组14的结构同样具体根据实际设计需求进行选择使用。

为描述第一光学块本体13的结构，定义空间内坐标系XYZ，如图3至图6所示。

如图3和图4所示，第一准直透镜组11用于准直入射的各单波长光束31并使准直后的各单波长光束31垂直于XY平面。如图3和图4所示，第一入射面134与XY平面夹角为θ，且与XZ平面垂直。如此，使得准直后的各单波长光束31以θ的入射角入射至第一入射面134上。设光线由该第一入射面134折射进入第一光学块本体13内的折射角为θ₀，则θ和θ₀满足以下关系式(1)：

nsinθ＝n’sinθ₀； (1)

式(1)中，n为空气折射率，n’为第一光学块本体13的材料折射率。

如图4至图6所示，第一转折面130包括第一斜面1301和第二斜面1302，第一斜面1301与YZ平面垂直，且与XY平面的夹角为45°，第二斜面1302与XY平面垂直且与XZ平面的夹角为θ；0°＜θ＜90°。

这样设置的目的在于，由第一入射面134折射进入第一光学块本体13内的折射光线为平行于XZ平面且与第一入射面134的法线夹角为θ’。由于，第一斜面1301与YZ平面垂直，且与XY平面的夹角为45°，光线入射至第一斜面1301后的入射角即为45°，因此，光线可在第一斜面1301发生90°偏转后以平行于XY平面的方式射向第二斜面1302。由于第二斜面1302与XY平面垂直且与XZ平面的夹角为θ，这使得光线在第二斜面1302上的入射角为θ₀，且此时光线仍与XY平面平行。

因而，这样实现的好处在于，第一滤波器12接收的光线和反射的光线均平行于XZ平面，第二斜面1302接收和反射的光线均平行于XY平面，也即是说，无论光线在第一光学块本体13内反射多少次，其在Y方向上占用的宽度和在Z方向上占用的高度是确定的，第一光学块本体13的宽度和高度无需随着反射次数的增加而增大，这使得该第一光学块本体13的尺寸大体是确定的。第一光学块本体13内的反射光线仅在X方向上传播前进，因此，只需根据不同波长光线的数量对应设置所需要的长度即可。这进一步有利于简化该第一光学块本体13的设计。

各第一滤波器12的排列方向在XY平面上的投影平行于X轴，这与光线在第一光学块本体13内的整体传播方向是一致的。

θ角度数值越小，则第二斜面1302对光线反射后使得光线在X方向上前进的距离越小，适用于相邻两个第一滤波器12之间距离较小的情况；对应地，θ角度数值越大，则第二斜面1302对光线反射后使得光线在X方向上前进的距离越大，适用于相邻两个第一滤波器12之间距离较大的情况。因此，θ角的具体数值不作限定，具体根据第一滤波器12的尺寸以及相邻两个第一滤波器12之间的距离相匹配的需求进行设定，使得光线每经过一次第一斜面1301和第二斜面1302反射后在X方向上前进的距离能够匹配于相邻两个第一滤波器12之间距离即可。

第一出射面135设置在光线被第一斜面1301偏转90°后反射后的光路上，如图5和图6所示。这样的好处是，可以尽量避开各第一滤波器12的光接收路径和光反射路径，便于该第一出射面135的设置。当然，在其他可选实施例中，根据第一光学块本体13的具体结构需要，第一出射面135可以设置在光线被第二斜面1302反射的光路上或者是被第一滤波器12反射后的光路上。此处仅为示例，不做特别限定。

具体地，在本实施例中，第一出射面135与第二斜面1302平行，进一步地，第一出射面135与第二斜面1302相接，或者说，第一出射面135为第二斜面1302的延伸。这样设置的目的在于，一，第一出射面135和第二斜面1302可以以更简便的方式设计和制造，降低第一光学块本体13的设计和制造难度；二，光线入射至第一出射面135时的入射角为θ₀，根据上述的式(1)，光线的第一出射面135上出射的折射角为θ，也即此时从第一出射面135出射的光线为垂直于XZ平面，这有利于光线后续与光口适配器的耦合，可提高耦合效率。

在一个实施例中，请参阅图3至图6，第一光学块本体13具有第一前表面131，第一前表面131平行于XY平面，上述所说的第一准直透镜组11可以设置在第一前表面131上，其中轴垂直于第一前表面131，从而，入射的单波长光束31经第一准直透镜组11准直后能够垂直于第一前表面131。

进一步地，第一光学块本体13具有与YZ平面平行的第一侧面132，还可以具有与XZ平面平行的第二侧面133。这样设置的目的在于，第一光学块本体13上不参与入射、反射和出射的面可以尽量规则的设置，以降低设计和制造难度，同时，该些面反过来可以作为参考，以为第一入射面134、第一转折面130和第一出射面135的设计提供参考。

如图3、图4和图6所示，该第一光学块本体13还具有与第一前表面131平行的第一顶面136。在第一斜面1301和第二斜面1302之间反射的光线始终位于第一顶面136和第一前表面131之间。

为了提高第一斜面1301和第二斜面1302对光线的反射能力，使得光线避免由第一斜面1301和第二斜面1302透射而出，在一个实施例中，第一斜面1301和第二斜面1302外设有反射膜。反射膜的具体类型不限，可以是贴设于其上的膜片，也可以是通过镀膜的方式形成的膜片。

在一个实施例中，该第一光学块本体13为一体注塑成型件，具体可以是PC(Polycarbonate,聚碳酸酯)件、PET(Polyethylene terephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯)件、PMMA(Polymethyl methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)件、PEI(Polyetherimide，聚醚酰亚胺)件等。

其中，在本实施例中，该第一光学块本体13为PEI一体注塑成型件。

进一步地，在一个实施例中，该复用组件1的第一准直透镜组11、第一光学块本体13和第一聚焦透镜组14为一体成型件。各第一滤波器12可额外设置于其第一入射面134上。

请参阅图3和图4，在一个实施例中，第一入射面134是这样形成的：第一光学块本体13内具有一第一前置空间15，该第一前置空间15的前壁平行于第一前表面131，从而准直后的单波长光束31可以正入射至该第一前置空间15内而不改变方向。第一前置空间15的后壁为第一入射面134，各第一滤波器12位于该第一空间内并设置在第一入射面134上。第一前置空间15即于该第一光学块本体13注塑成型过程中得到。第一前置空间15可以为真空区，也可以为介质填充区，如空气填充区或其他气体填充区。

请参阅图3和图5，在一个实施例中，第一出射面135是这样形成的：第一光学块本体13内具有一第一后置空间16，该第一后置空间16的前壁为第一出射面135，第一后置空间16的后壁平行于第二侧面133，第一聚焦透镜组14设于第一后置空间16的出光侧，如此，使得从第一出射面135出射的光线可以正入射至第一后置空间16的后壁而不改变方向，并进一步进入第一聚焦透镜组14。第一后置空间16即于该第二光学块本体23注塑成型过程中得到。第一后置空间16可以为真空区，也可以为介质填充区，如空气填充区或其他气体填充区。

第一滤波器12可以为滤波片，采用贴装的方式设置在第一入射面134上；也可以采用直接镀膜的方式形成。这里仅作示例，不做特别限定。

请结合参阅图4至图6，该复用组件1中的光路如下：

其中一单波长(如940nm)光束先经第一准直透镜组11准直，准直后的单波长光束31垂直于第一前表面131，且入射至第一入射面134上对应的第一滤波器12，该第一滤波器12允许该波长的光线透射。然后，该单波长光束31依次：以θ₀的折射角折射进入第一光学块本体13内，入射至第一斜面1301上，转折90°后入射至第二斜面1302上，被第二斜面1302反射回第一斜面1301上，转折90°入射至第二个第一滤波器12上，该第二个第一滤波器12不能允许该波长的光线透射，而是将该波长的光线以θ₀的反射角又反射至第一斜面1301……。如此循环，直至被第一斜面1301反射后入射至第一出射面135上，并从第一出射面135出射；

另一单波长(如910nm)光束穿先经第一准直透镜组11准直，准直后的单波长光束31垂直于第一前表面131，且入射至第一入射面134上对应的第一滤波器12，该第一滤波器12允许该波长的光线透射。然后，该单波长光束31依次：以θ₀的折射角折射进入第一光学块本体13内，入射至第一斜面1301上，转折90°后入射至第二斜面1302上，被第二斜面1302反射回第一斜面1301上，转折90°入射至第二个第一滤波器12上，该第二个第一滤波器12不能允许该波长的光线透射，而是将该波长的光线以θ₀的反射角又反射至第一斜面1301……。如此循环，直至被第一斜面1301反射后入射至第一出射面135上，并从第一出射面135出射；

其他的单波长(如880nm、850nm)光束的路径与上述相同。如此，所有的单波长光束31均从第一出射面135出射，形成多波长混合光束；该多波长混合光束经第一聚焦透镜组14聚焦后成为复用光束32，可以耦合进入光口侧的单通道进行发射。

接下来描述解复用组件2。

解复用组件2与复用组件1的结构是相同的，且解复用组件2中的光路与复用组件1中的光路是反向的。

第二出射面235为平面，从而，各第二滤波器22可以平贴在第二出射面235上。这既能够降低第二出射面235的设计和制造难度，也简化了第二滤波器22的安装难度。

如图2和图7所示，第二准直透镜组21包括第三非球面透镜，第三非球面透镜用于准直来自光口侧单通道内的复用光束32，并使准直后的复用光束32入射至第一入射面134上。

在其他可选实施例中，该第二准直透镜组21可以包括相互正交的单侧柱面透镜。此处仅作示例，不作为特别限定。相较而言，使用第二非球面透镜可以简化该第一准直透镜组11的结构，从而，简化该解复用组件2的结构，降低其制造成本。

在一个实施例中，解复用组件2还包括设于第二出射面235的第二聚焦透镜组24，从第一出射面135出射的多个单波长光束31经第二聚焦透镜组24聚焦后，其光束横截面较小，可以分别入射至光电探测器阵列7上。

该第二聚焦透镜组24可包括多个第四非球面透镜241，如图7和图8所示，其非球面为出射面。可选地，在其他实施例中，第二聚焦透镜组24可以包括单侧柱面透镜或者是相互正交的单侧柱面透镜。第二聚焦透镜组24的结构同样具体根据实际设计需求进行选择使用，不做特别限定。

为描述第二光学块本体23的结构，定义空间内坐标系X’Y’Z’，如图7所示。

如图7和图8所示，第二准直透镜组21用于准直入射的复用光束32并使准直后的复用光束32垂直于X’Z’平面。

如图7和图8所示，第一入射面134与X’Z’平面夹角为θ’，且与X’Y’平面垂直。

如此，使得准直后的复用光束32以θ’的入射角入射至第二入射面234上。设光线由该第二入射面234折射进入第二光学块本体23内的折射角为θ’₀，则θ’和θ’₀满足以下关系式(2)：

nsinθ’＝n”sinθ’₀； (2)

式(2)中，n为空气折射率，n”为第二光学块本体23的材料折射率。

如图7至图10所示，第二转折面230包括第三斜面2301和第四斜面2302，第三斜面2301与Y’Z’平面垂直，且与X’Y’平面的夹角为45°；第四斜面2302与X’Y’平面垂直且与X’Z’平面的夹角为θ’；第二出射面235与X’Z’平面垂直且与X’Y’平面的夹角为θ’；0°＜θ’＜90°。

这样设置的目的在于，由第二入射面234折射进入第二光学块本体23内的折射光线为平行于X’Y’平面且与第二入射面234的法线夹角为θ’；

由于，第三斜面2301与Y’Z’平面垂直，且与X’Y’平面的夹角为45°，光线入射至第三斜面2301后的入射角即为45°，因此，光线可在第三斜面2301发生90°偏转后以平行于X’Z’平面的方式射向第二出射面235上的各第二滤波器22；

由于第二出射面235与X’Z’平面垂直且与X’Y’平面的夹角为θ’，光线入射在第二出射面235和各第二滤波器22上的入射角为θ’₀，如此，被第二滤波器22反射的光线的反射角为θ’₀且此时光线仍平行于X’Z’平面；然后，光线再被第三斜面2301反射发生90°偏转射向第四斜面2302；

由于第四斜面2302与X’Y’平面垂直且与X’Z’平面的夹角为θ’，这使得光线在第四斜面2302上的入射角为θ’₀，且此时光线仍与XY平面平行。

因而，这样实现的好处在于，第二滤波器22接收的光线和反射的光线均平行于X’Z’平面，第四斜面2302接收和反射的光线均平行于X’Y’平面，也即是说，无论光线在第二光学块本体23内反射多少次，其在Y’方向上占用的宽度和在Z’方向上占用的高度是确定的，该第二光学块本体23的宽度和高度无需随着反射次数的增加和增大，这使得该第二光学块本体23的尺寸大体是确定的。反射光线仅在X’方向上传播前进，因此，只需根据不同波长光线的数量对应设置所需要的的长度即可。这进一步有利于该第二光学块本体23的光学结构设计。

各第二滤波器22的排列方向在X’Y’平面上的投影平行于X’轴。

θ’角度数值越小，则第四斜面2302对光线反射后使得光线在X’方向上前进的距离越小，适用于相邻两个第二滤波器22之间距离较小的情况；对应地，θ’角度数值越大，则第四斜面2302对光线反射后使得光线在X’方向上前进的距离越大，适用于相邻两个第二滤波器22之间距离较大的情况。因此，θ’角的具体数值不作限定，具体根据第二滤波器22的尺寸以及相邻两个第二滤波器22之间的距离相匹配的需求进行设定，使得光线每经过一次第三斜面2301和第四斜面2302反射后在X’方向上前进的距离能够匹配于相邻两个第二滤波器22之间距离即可。

具体地，在本实施例中，第二入射面234与第四斜面2302平行。进一步地，第二入射面234与第四斜面2302相接，或者说，第四斜面2302为第二入射面234的延伸。这样设置的目的在于，一，第二入射面234与第四斜面2302可以以更简便的方式设计和制造，降低第二光学块本体23的设计和制造难度；二，光线入射至第二出射面235时的入射角为θ’₀，因此，根据上述的式(2)，其出射的折射角为θ’，也即此时从第二出射面235出射的光线为垂直于X’Y’平面，这有利于光线后续入射至光电探测器阵列7。

在一个实施例中，请参阅图7至图10，第二光学块本体23具有第二前表面231，第二前表面231平行于X’Z’平面，上述所说的第二准直透镜组21可以设置在第二前表面231上，其中心法线垂直于第二前表面231，从而，入射的复用光束32经第二准直透镜组21准直后能够垂直于第二前表面231。

进一步地，第二光学块本体23具有与X’Y’平面平行的第三侧面232，从而，分离出的各波长光束能够垂直于第三侧面232。第二聚焦透镜组24可以设置在第三侧面232上，其中轴垂直于第三侧面232，从而，分离出的各波长光束以平行于第二聚焦透镜组24的中心法线的方式入射，聚焦后的各波长光束与第二聚焦透镜组24可以共轴。

第二光学块本体23还可以具有与Y’Z’平面平行的第四侧面233。

这样设置的目的在于，第二光学块本体23上不参与入射、反射和出射的面可以尽量规则的设置，以降低设计和制造难度，同时，该些面反过来可以作为参考，以为第二入射面234、第二转折面230和第二出射面235的设计提供参考。

如图8和图9所示所示，该第二光学块本体23还具有与第四侧面233平行的第二顶面236。在第三斜面2301和第四斜面2302之间反射的光线始终位于第二顶面236和第四侧面233之间。

为了提高第三斜面2301和第四斜面2302对光线的反射能力，使得光线避免由第三斜面2301和第四斜面2302透射而出，在一个实施例中，第三斜面2301和第四斜面2302外设有反射膜。反射膜的具体类型不限，可以是贴设于其上的膜片，也可以是通过镀膜的方式形成的膜片。

在一个实施例中，该第二光学块本体23、第二准直透镜组21、第二聚焦透镜组24分别为一体注塑成型件，具体可以是PC(Polycarbonate,聚碳酸酯)件、PET(Polyethyleneterephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯)件、PMMA(Polymethyl methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)件、PEI(Polyetherimide，聚醚酰亚胺)件等。

其中，在本实施例中，第二光学块本体23、第二准直透镜组21、第二聚焦透镜组24分别为PEI一体注塑成型件。

进一步地，在一个实施例中，该解复用组件2的第二准直透镜组21、第二光学块本体23和第二聚焦透镜组24为一体成型件。各第二滤波器22可额外设置于其第二出射面235上。

请参阅图7和图9，在一个实施例中，第二入射面234是这样形成的：第二光学块本体23内具有一第二前置空间25，该第二前置空间25的前壁平行于第二前表面231，从而准直后的复用光束32可以正入射至该第二前置空间25内而不改变方向。第二前置空间25的后壁为第二入射面234。第二前置空间25即于该第一光学块本体13注塑成型过程中得到。第二前置空间25可以为真空区，也可以为介质填充区，如空气填充区或其他气体填充区。

请参阅图7和图8，在一个实施例中，第二出射面235是这样形成的：第二光学块本体23内具有一第二后置空间26，该第二后置空间26的前壁为第二出射面235，各第二滤波器22位于该第二后置空间26内并设于第二出射面235上。第二聚焦透镜组24设于第二后置空间26的出光侧。第二后置空间26即于该第二光学块本体23注塑成型过程中得到。第二后置空间26可以为真空区，也可以为介质填充区，如空气填充区或其他气体填充区。

第二滤波器22可以为滤波片，采用贴装的方式设置在第二出射面235上；也可以采用直接镀膜的方式形成。这里仅作示例，不做特别限定。

请结合参阅图8至图10，该解复用组件2中的光路如下：

包含多波长(940nm、910nm、880nm、850nm等)的复用波长光束先经第二准直透镜组21准直，准直后的多波长混合光束垂直于第二前表面231，且入射至第二入射面234上，以θ’₀的折射角折射进入第二光学块本体23内，入射至第三斜面2301上，转折90°后入射至第四斜面2302上，被第四斜面2302反射至第三斜面2301上，转折90°后入射至第二滤波器22上；

其中，该第二滤波器22允许一个波长(940nm)的光线透射，该波长光线从第二出射面235和第二滤波器22出射，经第二聚焦透镜组24聚焦后，入射至光电探测器阵列7上；

其余波长的光线继续被第二滤波器22反射至第三斜面2301，转折90°后入射至第四斜面2302，被第四斜面2302反射后入射至第三斜面2301上，偏转90°后入射至相邻一个第二滤波器22，该第二滤波器22允许一个波长(910nm)的光线透射，该波长光线从第二出射面235和第二滤波器22出射，经第二聚焦透镜组24聚焦后，入射至光电探测器阵列7上；

依次类推。如此，所有的单波长光束31均从对应的第二滤波器22出射。

在一个实施例中，第一光学块本体13、第一准直透镜组11、第一聚焦透镜组14、第二光学块本体23、第二准直透镜组21、第二聚焦透镜组24为一体成型。且，复用组件1的第一斜面1301与解复用组件2的第四斜面2302平行，进一步地，复用组件1的第一斜面1301与解复用组件2的第四斜面2302相接。

本申请实施例还提供一种光通信设备(未图示)，包括壳体，以及设于壳体内的上述实施所说的光通信模块200。

本申请实施例提供的光通信设备，其光通信模块200中，其复用组件1中，借由第一转折面130对各波长光线的反射作用和第一滤波器12对非特定波长光线的反射作用，使得各波长光线在第一光学本体内多次反射传播，直至所有的单波长光束31均被反射至第一出射面135，从而，各单波长光束31形成复用光束32并同时出射；解复用组件2中，借由第二转折面230对各波长光线的反射作用以及各第二滤波器22对非特定波长的光线的反射作用，多波长混合光束在第二光学块内多次反射传播，直至各波长光线分别通过对应的第二滤波器22出射，这样的结果是，各第一滤波器12和各第二滤波器22可以简单地设置在第一入射面134和第二出射面235上，而无需保持特定的角度，从而，第一入射面134和第二出射面235简化和制作设计，无需制作特定角度，第一光学块本体13和第二光学块本体23的结构简单、制作难度低，从而，该光通信设备的制作成本低。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种光器件，其特征在于，包括复用组件；

所述复用组件包括第一准直透镜组、第一光学块本体和多个第一滤波器；所述第一光学块本体具有第一入射面、第一转折面和第一出射面；

各所述第一滤波器依次排列于所述第一入射面上并分别允许不同特定波长的光线透射；所述第一准直透镜组用于准直入射的各单波长光束并使准直后的各单波长光束入射至所述第一入射面；所述第一转折面用于接收从所述第一滤波器透射和反射的光线并将光线再次反射至所述第一滤波器；所述第一出射面允许从所述第一滤波器透射和反射的光线透射出所述第一光学块本体。

2.如权利要求1所述的光器件，其特征在于，定义空间内坐标系XYZ，所述第一准直透镜组用于准直入射的各单波长光束并使准直后的各单波长光束垂直于XY平面；所述第一入射面与XY平面夹角为θ，且与XZ平面垂直；所述第一转折面包括第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与YZ平面垂直，且与所述XY平面的夹角为45°，所述第二斜面与XY平面垂直且与所述XZ平面的夹角为θ；0°＜θ＜90°。

3.如权利要求2所述的光器件，其特征在于，各所述第一滤波器的排列方向在XY平面上的投影平行于X轴。

4.如权利要求2所述的光器件，其特征在于，所述第一出射面平行于所述第二斜面。

5.如权利要求1至4中任一项所述的光器件，其特征在于，所述第一光学块本体中设有第一前置空间，所述第一准直透镜组用于准直入射的各单波长光束并使准直后的各单波长光束垂直于所述第一前置空间的前壁，所述第一前置空间的后壁形成所述第一入射面。

6.如权利要求1至3中任一项所述的光器件，其特征在于，所述第一准直透镜组和所述第一光学块本体为一体成型光学件。

7.一种光器件，其特征在于，包括解复用组件；

所述解复用组件包括第二准直透镜组、第二光学块本体和多个第二滤波器；所述第二光学块本体具有第二入射面、第二转折面和第二出射面；

各所述第二滤波器依次排列于所述第二出射面上并分别允许不同特定波长的光线透射；所述第二准直透镜组用于准直入射的复用光束并使准直后的复用光束入射至所述第二入射面，所述第二转折面用于接收从所述第二滤波器反射的光线并将光线再次反射至所述第二滤波器，所述第二出射面允许从所述第二滤波器透射的光线出射。

8.如权利要求7所述的光器件，其特征在于，定义空间内坐标系X’Y’Z’，所述第二准直透镜组用于准直入射的复用光束并使准直后的复用光束垂直于X’Z’平面；所述第二入射面与X’Z’平面夹角为θ’，且与X’Y’平面垂直；所述第二转折面包括第三斜面和第四斜面，所述第三斜面与Y’Z’平面垂直，且与X’Y’平面的夹角为45°；所述第四斜面与X’Y’平面垂直且与X’Z’平面的夹角为θ’；所述第二出射面与X’Z’平面垂直且与X’Y’平面的夹角为θ’；0°＜θ’＜90°。

9.如权利要求8所述的光器件，其特征在于，所述第二入射面与所述第四斜面共面。

10.如权利要求8所述的光器件，其特征在于，各所述第二滤波器的排列方向在X’Y’平面上的投影平行于X’轴。

11.如权利要求7至10中任一项所述的光器件，其特征在于，所述第二光学块本体中设有第二前置空间，所述第二准直透镜组用于准直入射的复用光束并使准直后的复用光束垂直于所述第二前置空间的前壁，所述第二前置空间的后壁形成所述第二入射面。

12.如权利要求7至10中任一项所述的光器件，其特征在于，所述第二准直透镜组和所述第二光学块本体为一体成型光学件。

13.一种光通信模块，其特征在于，包括：发光组件、光电探测器阵列以及权利要求1至12中任一项所述的光器件；

所述光电探测器阵列包括多个光电探测器；所述发光组件包括多个发光波长不同的发光元件，所述发光元件按照波长由大至小的顺序排列，或者按照波长由小至大的顺序排列。

14.一种光通信设备，其特征在于，包括权利要求13所述的光通信模块。

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