CN216210037U - 一种基于lan-wdm波长的密集波分复用模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于LAN‑WDM波长的密集波分复用模块，包括玻璃基板、入射准直器、分波单元及多个出射准直器，玻璃基板用于通光并承载入射准直器、分波单元及出射准直器；入射准直器设置于玻璃基板的上侧；多个出射准直器与入射准直器并排设置于玻璃基板的上侧；分波单元包括第一直角棱镜、多个波长不等的滤波片及第二直角棱镜，第一直角棱镜包括上反射面和下反射面，入射准直器和多个出射准直器分别与上反射面对应设置；多个滤波片一一对应设置于出射准直器与第一直角棱镜之间；第二直角棱镜与第一直角棱镜分设于玻璃基板的两端，且玻璃基板与下反射面对应设置。本实用新型能够将光信号在立体空间内进行折叠，具有结构简单紧凑、尺寸小的优点。

Description

一种基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块

技术领域

本实用新型涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块。

背景技术

密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing)技术，也就是人们常说的DWDM，指的是一种光纤数据传输技术，这一技术利用激光的波长按照比特位并行传输或者字符串行传输方式在光纤内传送数据。DWDM是光纤网络的重要组成部分，它可以让IP协议、ATM和同步光纤网络/同步数字序列(SONET/SDH)协议下承载的电子邮件、视频、多媒体、数据和语音等数据都通过统一的光纤层传输。但是随着光通讯5G市场的扩大和技术的发展，对于产品小型化、便携化、低成本的要求越来越高，传统的单通道密集波分复用器已经无法满足市场需求。

因此，如何提供一种结构简单紧凑、尺寸小、集成度高、成本低的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，包括玻璃基板、入射准直器、分波单元以及多个出射准直器，其中：

所述玻璃基板用于通光并承载所述入射准直器、分波单元以及出射准直器；

所述入射准直器设置于所述玻璃基板的上侧，用于输入光信号；

所述多个出射准直器与所述入射准直器并排设置于所述玻璃基板的上侧，用于输出分波后的光信号；

所述分波单元包括第一直角棱镜、多个波长不等的滤波片以及第二直角棱镜，

所述第一直角棱镜包括上反射面和下反射面，所述入射准直器和多个出射准直器分别与所述第一直角棱镜的上反射面对应设置；

多个所述滤波片一一对应设置于所述出射准直器与所述第一直角棱镜之间，使得所述滤波片能够接收所述第一直角棱镜导出的光信号，其中，与该滤波片波长对应的光信号从与该滤波片对应的所述出射准直器中射出，其余波长的光信号反射至所述第一直角棱镜的下反射面，经所述第一直角棱镜的反射后入射至下一个滤波片；

所述第二直角棱镜与所述第一直角棱镜分设于所述玻璃基板的两端，且所述玻璃基板与所述第一直角棱镜的下反射面对应设置。

较佳地，所述第一直角棱镜为等腰直角三角形棱镜，所述第一直角棱镜的斜面与所述玻璃基板的端部固定连接，所述上反射面和下反射面对应为两个直角面。

较佳地，所述第二直角棱镜为非等腰三角形棱镜，所述第二直角棱镜的斜面对应安装在所述玻璃基板的端部。

较佳地，所述第二直角棱镜的两个直角面上还贴附有高反射膜。

较佳地，所述第二直角棱镜将所述入射准直器的光信号在所述玻璃基板内形成8°～10°的入射角度。

较佳地，所述滤波片采用LAN-WDM细波分复用滤波片，所述滤波片的入射角度为12°～14°。

较佳地，所述第一直角棱镜比所述第二直角棱镜大。

较佳地，所述入射准直器、出射准直器、第一直角棱镜、滤波片以及第二直角棱镜与所述玻璃基板之间均采用光学胶水粘接。

与现有技术相比，本实用新型提供的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块具有如下优点：本实用新型利用玻璃基板连接并固定第一直角棱镜、第二直角棱镜及其他晶体元件，使得光信号能够在立体空间内进行折叠，实现密集波分复用的前提下将各晶体元件形成一个整体，具有结构简单紧凑、尺寸小、集成度高、成本低的优点。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施方式中基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块的结构示意图；

图2为本实用新型一具体实施方式中基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块的侧视图；

图3为本实用新型中光信号在入射准直器到第二直角棱镜之间传播的光路示意图(侧视方向)；

图4为本实用新型中光信号在第二直角棱镜到出射准直器之间传播的光路示意图(俯视方向)。

图中：10-玻璃基板、20-入射准直器、30-出射准直器、40-第一直角棱镜、41-上反射面、42-下反射面、50-滤波片、60-第二直角棱镜。

具体实施方式

为了更详尽的表述上述实用新型的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。

本实用新型提供的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，如图1至图4所示，包括玻璃基板10、入射准直器20、分波单元以及多个出射准直器30，其中：

所述玻璃基板10用于通光并承载所述入射准直器20、分波单元以及出射准直器30，本实用新型将所有晶体元件集成在一块玻璃基板10上，整体结构简单紧凑。

所述入射准直器20设置于所述玻璃基板10的上侧，用于输入光信号。

所述多个出射准直器30与所述入射准直器20并排设置于所述玻璃基板10的上侧，用于输出分波后的光信号，并排设计能够最大限度地减小各个准直器之间的间距，有利于在增加通道数的同时减小模块的体积。所述入射准直器20和出射准直器30能够将光束准直确保光束可以长工作距离传输，用于光束耦合的输入光和输出光。

所述分波单元包括第一直角棱镜40、多个波长不等的滤波片50以及第二直角棱镜60，

请重点参考图1和图2，所述第一直角棱镜40包括上反射面41和下反射面42，所述入射准直器20和多个出射准直器30分别与所述第一直角棱镜40的上反射面41对应设置。具体地，请参考图2，所述第一直角棱镜40为等腰直角三角形棱镜(即棱镜的横截面为等腰直角三角形)，所述第一直角棱镜40的斜面(即等腰三角形的斜边所在的面)与所述玻璃基板10的端部固定连接，所述上反射面41和下反射面42对应为两个直角面(即等腰三角形的直角边所在的面)，所述第一直角棱镜40用于转折入射光束方向。

多个所述滤波片50一一对应设置于所述出射准直器30与所述第一直角棱镜40之间，使得所述滤波片50能够接收所述第一直角棱镜40导出的光信号，其中，与该滤波片50波长对应的光信号从与该滤波片50对应的所述出射准直器30中射出，其余波长的光信号反射至所述第一直角棱镜40的下反射面42，经所述第一直角棱镜40的反射后入射至下一个滤波片50。较佳地，所述滤波片50采用LAN-WDM细波分复用滤波片，所述滤波片50的入射角度为12°～14°，换句话说，与所述滤波片50的波长不同的光信号以偏转12°～14°的入射角度反射回至所述第一直角棱镜40中，通过所述第一直角棱镜40的反射入射至下一个滤波片50中。所述滤波片50通过薄膜干涉原理，使得信号光在滤波片50间反射，只能选择特定波长的信号光透过。

所述第二直角棱镜60与所述第一直角棱镜40分设于所述玻璃基板10的两端，且所述玻璃基板10与所述第一直角棱镜40的下反射面42对应设置。本实施例中，请参考图4，所述第二直角棱镜60为非等腰三角形棱镜(即棱镜的横截面为有一个角小于45°的直角三角形)，所述第二直角棱镜60的斜面(即直角三角形的斜边所在的面)对应安装在所述玻璃基板10的端部。

具体地，由于光信号在入射准直器20到出射准直器30之间的传播为在三维空间内的传播而非平面方向上的传播，因此将光路图分为坐标系不同的两部分，请重点参考图3和图4，所述入射准直器20输入的光信号入射至所述第一直角棱镜40的上反射面41，经所述第一直角棱镜40的反射后从所述下反射面42射出，并经所述玻璃基板10入射至所述第二直角棱镜60中，此部分的光信号大致上是垂向的折叠，即X-Z平面的折叠，如图3所示。经所述第二直角棱镜60反射后经由所述玻璃基板10回射(所述第二直角棱镜60的入射光和出射光位于同一平面上且光线平行)至所述第一直角棱镜40的下反射面42上，经所述第一直角棱镜40的反射入射至其中一个滤波片50中，与该滤波片50波长对应的光信号从与该滤波片50对应设置的出射准直器30中射出，其余波长的光信号被反射回所述第一直角棱镜40的下反射面42，经所述第一直角棱镜40的反射后传播至下一个滤波片50，直至与各个滤波片50对应的波长的光信号分别从对应的出射准直器30中射出，从而实现不同波长的光信号的分离，达到多通道传输的目的，此部分的光信号大致上是水平面上的折叠(忽略了第一直角棱镜40在垂向上的传播)，即X-Y平面的折叠，如图4所示。

本实用新型根据光学光路设计的精确计算，在一个通光玻璃基板10上，将各种光学晶体元件巧妙排列固定，实现了模块的小型化和高度集成化，同时还保证了模块的稳定性。

较佳地，所述第二直角棱镜60的两个直角面(即直角三角形的直角边所在的面)上还贴附有高反射膜(未图示)，从而增加第二直角棱镜60的反射功能。

较佳地，请继续参考图4，所述第二直角棱镜60将所述入射准直器20的光信号在所述玻璃基板10内形成8°～10°的入射角度，从而实现光信号在第一直角棱镜40内X-Y平面上的移动，既能够满足分光功能，也有利于模块的小型化。

较佳地，所述第一直角棱镜40比所述第二直角棱镜60大，具体地，本实施例中，经过所述第一直角棱镜40的光路最多，其余晶体元件设置于第一直角棱镜40的一侧，模块整体在Z向和Y向的长度与所述第一直角棱镜40在Z向和Y向的长度保持一致，从而在满足光路行程的前提下，尽可能地减小整个模块的体积。

较佳地，所述入射准直器20、出射准直器30、第一直角棱镜40、滤波片50以及第二直角棱镜60与所述玻璃基板10之间均采用光学胶水粘接，在不影响光路传播的前提下，将整个模块固定在一起，形成一个整体，结构紧凑，集成度高，性能稳定。

具体地，上述模块的制作过程如下：可通过调节架调节入射准直器20和出射准直器30，同时监控关键参数，确定好各准直器的位置后，用光学胶水固定入射准直器20，按照顺序调试出射准直器30的位置，进行参数监控，符合参数指标后，用光学胶水固定出射准直器30，输入端和输出端的准直器位于玻璃基板10的上侧与滤波片50相对应，且相互平行；半成品测试，完成上述核心功能晶体元件的制作后，进行参数的扫描测试，各项参数满足设计指标要求后，制作完成。

综上所述，本实用新型提供的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，包括玻璃基板10、入射准直器20、分波单元以及多个出射准直器30，其中：所述玻璃基板10用于通光并承载所述入射准直器20、分波单元以及出射准直器30；所述入射准直器20设置于所述玻璃基板10的上侧，用于输入光信号；所述多个出射准直器30与所述入射准直器20并排设置于所述玻璃基板10的上侧，用于输出分波后的光信号；所述分波单元包括第一直角棱镜40、多个波长不等的滤波片50以及第二直角棱镜60，所述第一直角棱镜40包括上反射面41和下反射面42，所述入射准直器20和多个出射准直器30分别与所述第一直角棱镜40的上反射面41对应设置；多个所述滤波片50一一对应设置于所述出射准直器30与所述第一直角棱镜40之间，使得所述滤波片50能够接收所述第一直角棱镜40导出的光信号，其中，与该滤波片50波长对应的光信号从与该滤波片50对应的所述出射准直器30中射出，其余波长的光信号反射至所述第一直角棱镜40的下反射面42，经所述第一直角棱镜40的反射后入射至下一个滤波片50；所述第二直角棱镜60与所述第一直角棱镜40分设于所述玻璃基板10的两端，且所述玻璃基板10与所述第一直角棱镜40的下反射面42对应设置。本实用新型利用玻璃基板10连接并固定第一直角棱镜40、第二直角棱镜60及其他晶体元件，使得光信号能够在立体空间内进行折叠，实现密集波分复用的前提下将各晶体元件形成一个整体，具有结构简单紧凑、尺寸小、集成度高、成本低的优点。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，其特征在于，包括玻璃基板、入射准直器、分波单元以及多个出射准直器，其中：

所述玻璃基板用于通光并承载所述入射准直器、分波单元以及出射准直器；

所述入射准直器设置于所述玻璃基板的上侧，用于输入光信号；

所述多个出射准直器与所述入射准直器并排设置于所述玻璃基板的上侧，用于输出分波后的光信号；

所述分波单元包括第一直角棱镜、多个波长不等的滤波片以及第二直角棱镜，

所述第一直角棱镜包括上反射面和下反射面，所述入射准直器和多个出射准直器分别与所述第一直角棱镜的上反射面对应设置；

多个所述滤波片一一对应设置于所述出射准直器与所述第一直角棱镜之间，使得所述滤波片能够接收所述第一直角棱镜导出的光信号，其中，与该滤波片波长对应的光信号从与该滤波片对应的所述出射准直器中射出，其余波长的光信号反射至所述第一直角棱镜的下反射面，经所述第一直角棱镜的反射后入射至下一个滤波片；

所述第二直角棱镜与所述第一直角棱镜分设于所述玻璃基板的两端，且所述玻璃基板与所述第一直角棱镜的下反射面对应设置。

2.如权利要求1所述的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，其特征在于，所述第一直角棱镜为等腰直角三角形棱镜，所述第一直角棱镜的斜面与所述玻璃基板的端部固定连接，所述上反射面和下反射面对应为两个直角面。

3.如权利要求1所述的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，其特征在于，所述第二直角棱镜为非等腰三角形棱镜，所述第二直角棱镜的斜面对应安装在所述玻璃基板的端部。

4.如权利要求3所述的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，其特征在于，所述第二直角棱镜的两个直角面上还贴附有高反射膜。

5.如权利要求3所述的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，其特征在于，所述第二直角棱镜将所述入射准直器的光信号在所述玻璃基板内形成8°～10°的入射角度。

6.如权利要求1所述的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，其特征在于，所述滤波片采用LAN-WDM细波分复用滤波片，所述滤波片的入射角度为12°～14°。

7.如权利要求1所述的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，其特征在于，所述第一直角棱镜比所述第二直角棱镜大。

8.如权利要求1所述的基于LAN-WDM波长的密集波分复用模块，其特征在于，所述入射准直器、出射准直器、第一直角棱镜、滤波片以及第二直角棱镜与所述玻璃基板之间均采用光学胶水粘接。

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