CN217282953U - 一种小尺寸四通道密集波分复用器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种小尺寸四通道密集波分复用器。该小尺寸四通道密集波分复用器包括玻璃基板、滤光片和高反镜，其中，玻璃基板为中空结构，以形成空腔，且玻璃基板还设有相对设置的第一端面和第二端面，其中，第一端面和第二端面之间的平行度均配置为秒级。此波分复用器的最大工作角度θ在3°～4°之间；滤光片配置为四片并水平设置，且沿竖直方向依次叠设，其中，相邻滤光片之间的间隙小于30μm；滤光片具有密集波分复用膜和增透膜，其中，增透膜朝向空腔并且贴设于玻璃基板的第一端面，且滤光片侧面与第一端面之间的平行度误差小于0.02°；高反镜的膜面朝向空腔并且贴设于玻璃基板的第二端面。由此，解决了DWDM波长类型的波分复用器适用于有源光组件的问题。

Description

一种小尺寸四通道密集波分复用器

技术领域

本公开涉及光无源器件技术领域，具体地，涉及一种小尺寸四通道密集波分复用器。

背景技术

40G、100G高速有源光组件是光纤通信中一种大规模使用的光电器件。其通过多波长复用或解复用的技术把单路高速的信号分解成多路低速信号，或把多路低速信号成一路高速信号，从而容易的实现高速信号的处理和传送。下图是一种典型的4通道的光学波分解复用器的光路和结构。改变光信号的传输方向，也可以做复用器用。

参阅图1所示，波分复用器由两部分构成，一部分是一个精密加工的镀有高反膜的光学玻璃块，一部分是4个滤光片，每个滤光片能透射一路波长，反射其余3路波长。滤光片的膜层面和玻璃块相连接。整个光路在玻璃块中传播，在高反镜和滤光片之间来回反射，把含有4个通道的光信号按不同的波长在空间分离并输出。

简单描述光信号传输的过程如下：

参阅图1所示，含有4个波长的信号光从玻璃块的AR区域输入到玻璃块中，经过玻璃块的折射后以θ/2角入射到滤光片F1上，滤光片F1把波长为λ1的信号光透射出去，其余的三个波长反射回玻璃块中，反射回玻璃块的光打在玻璃块的高反膜上，再被反射到第二个滤光片F2上，滤光片F2把波长为λ2的信号光透射出去，其余的两个波长再反射会玻璃块中。类似的，波长为λ3，λ4的信号光分别从滤光片F3和F4中输出。经过上述多次的反射和透射，不同波长的信号光从不同的空间位置输出，且这四束光在空间上间隔的距离相等。整个波分复用器的尺寸大小由光束的间距和玻璃块中光束的入射和反射夹角θ的大小决定。通常光束间距越大，尺寸越大，光束夹角θ越大，尺寸越小。

光学波分复用器是工作在平行光的状态中，实际使用时用准直器来把光纤中的信号光进行准直，变成平行光后输入到该波分复用器中。

波分复用器主要指标有：工作波长类型；光束间距及平行度，外形尺寸(θ角大小决定)。该波分复用器结构中，作为实现分波功能的滤光片，是工作在大角度和准直器的不同准直位置。相比于空气中0度入射和理想的平行光状态，滤光片的性能在大角度和非平行光时会有较大幅度的劣化，如通带缩小，隔离度变差，滤光片的有效通光孔径减小等。这些特点限制了此波分复用器的性能范围，目前这种类型的波分复用器的波长类型是常规的20nm间隔的粗波分复用器和4.5nm间隔的lanWDM等，光束间距是500um和750um居多，工作角度从6°～13.5°。对于间隔0.8nm或1.6nm的DWDM类型的波分复用器，由于技术难度较大，目前市场还没有出现用于有源光组件的DWDM类型的波分复用器。

针对应用有源光组件的常规技术方案无法使用于DWDM波长类型的问题，还需要提出一种更为合理的技术方案，以解决当前的技术问题。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种小尺寸四通道密集波分复用器，以解决密集波分复用器用于有源光组件时遇到的技术难题。

为了实现上述目的，本公开提供一种小尺寸四通道密集波分复用器，包括玻璃基板、滤光片和高反镜，其中，所述玻璃基板为中空结构，以形成空腔，且所述玻璃基板还设有相对设置的第一端面和第二端面，其中，所述第一端面和所述第二端面之间的平行度均配置为秒级；

所述滤光片配置为四片并水平设置，且沿竖直方向依次叠设，其中，相邻滤光片之间的间隙小于30μm；

所述滤光片具有密集波分复用膜和增透膜，其中，所述增透膜朝向所述空腔并且贴设于所述玻璃基板的第一端面，且所述滤光片侧面与所述第一端面之间的平行度误差小于0.02°；

所述高反镜的膜面朝向所述空腔并且贴设于所述玻璃基板的第二端面。

在一种可能的设计中，所述滤光片的宽度为0.75mm～1.2mm；所述滤光片的长度为1.2mm～1.4mm，厚度为0.9mm～1.1mm。

在一种可能的设计中，所述高反镜的厚度为0.3mm～0.6mm。

在一种可能的设计中，所述滤光片通过UV胶粘接于所述玻璃基板；所述高反镜通过UV胶粘接于所述玻璃基座。

在一种可能的设计中，所述密集波分复用滤光片的两个通光面之间的平行度误差小于0.05°。

在一种可能的设计中，所述玻璃基板在通光方向的长度尺寸的误差值小于10μm。

通过上述技术方案，可以将一束含有四个DWDM波长(λ1、λ2、λ3和λ4)的准直信号光，从玻璃基板左边的窗口处入射，通过玻璃基板的空腔，以3～4度左右的入射角θ入射到最底部的滤光片的前表面，然后再折射到该滤光片的后表面上，信号光在后表面的中心位置上把波长为λ1的信号光透射，其余3路信号光分别为λ2、λ3和λ4再经过前表面后反射回玻璃基板中，反射回玻璃基板的角度和入射角的大小相同。剩余3路信号光经过玻璃基板的空腔后打在左端的高反镜上，高反镜把3路信号光(λ2、λ3和λ4)再反射回玻璃基板，并入射在由下往上数第二层的滤光片F2的后表面中心位置上，该滤光片把波长为λ2的信号光透射，剩余两路信号光(λ3和λ4)再反射回玻璃基板中。类似的，剩余的两路信号光分别从滤光片F3和F4的中心位置出射。

相比较常规的实心玻璃块结构，该密集波分复用器采用空腔结构，在满足DWDM滤光片光学指标的前提下，能最大程度的利用入射角度来减小整个玻璃基板、滤光片和高反镜的尺寸。这样一来，可以在保证通讯性能的基础上，减小整个波分复用器的尺寸。并且结构简单，便于生产，适于大批量的生产需求。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是背景技术中所述的现有技术中的波分复用器；

图2是本公开提供的小尺寸四通道密集波分复用器在一种实施例中的结构示意图；

图3是本公开提供的小尺寸四通道密集波分复用器在一种视角下的立体结构示意图；

图4是本公开提供的小尺寸四通道密集波分复用器在另一种视角下的立体结构示意图。

附图标记说明

1-玻璃基板，2-滤光片，3-高反镜。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。

根据本公开的具体实施方式，提供了一种小尺寸四通道密集波分复用器，其工作于1550波段，间隔1.6nm，通带满足100GDWDM要求。其中图2至图4示出了其中一种实施方式。

参阅图2至图4所示，小尺寸四通道密集波分复用器包括玻璃基板1、滤光片2和高反镜3，其中，所述玻璃基板1为中空结构，以形成空腔，且所述玻璃基板1还设有相对设置的第一端面和第二端面，其中，所述第一端面和所述第二端面之间的平行度均配置为秒级。

所述滤光片2配置为四片并水平设置，且沿竖直方向依次叠设，其中，相邻滤光片2之间的间隙小于30μm。所述滤光片2具有密集波分复用膜和增透膜，其中，所述增透膜朝向所述空腔并且贴设于所述玻璃基板1的第一端面，这样有益于减小尺寸，另外，滤光片2的密集波分复用膜为非粘接面，能够减少外部应力对其的影响，从而保持密集波分复用滤光片2的性能稳定。且所述滤光片2侧面与所述第一端面之间的平行度误差小于0.02°。所述高反镜3的膜面朝向所述空腔并且贴设于所述玻璃基板1的第二端面。

小尺寸四通道密集波分复用器的工作过程可以概述为：一束含有四个DWDM波长(λ1、λ2、λ3和λ4)的准直信号光，从玻璃基板1左边的窗口处入射，通过玻璃基板1的空腔，以3～4度左右的入射角θ入射到最底部的滤光片2的前表面，然后再折射到该滤光片2的后表面上，信号光在后表面的中心位置上把波长为λ1的信号光透射，其余3路信号光分别为λ2、λ3和λ4再经过前表面后反射回玻璃基板1中，反射回玻璃基板1的角度和入射角的大小相同。剩余3路信号光经过玻璃基板1的空腔后打在左端的高反镜3上，高反镜3把3路信号光(λ2、λ3和λ4)再反射回玻璃基板1，并入射在由下往上数第二层的滤光片2F2的后表面中心位置上，该滤光片2把波长为λ2的信号光透射，剩余两路信号光(λ3和λ4)再反射回玻璃基板1中。类似的，剩余的两路信号光分别从滤光片2F3和F4的中心位置出射。

通过上述技术方案，相比较常规的实心玻璃块结构，该密集波分复用器采用空腔结构，能最大程度的利用入射角度来减小整个玻璃基板1、滤光片2和高反镜3的尺寸。这样一来，可以在保证通讯性能的基础上，减小整个波分复用器的尺寸，同时还可以减轻其重量。该密集波分复用器结构简单，便于生产，适于大批量的生产需求。

在本公开提供的一种实施例中，所述滤光片2的宽度为0.75mm～1.2mm；所述滤光片2的长度为1.2mm～1.4mm，厚度为0.9mm～1.1mm。

作为一种选择，滤光片2的宽度为1mm；所述滤光片2的长度为1.3mm，厚度为1mm。

作为另一种选择，滤光片2的宽度为0.75mm；所述滤光片2的长度为1.2mm，厚度为0.9mm。

作为再一种选择，滤光片2的宽度为1.2mm；所述滤光片2的长度为1.4mm，厚度为1.1mm。

DWDM滤光片由于膜层厚，应力大，滤光片边缘位置的光谱和中心位置的光谱差异很大，此特点限制滤光片宽度不能很小。通过滤光片的设计优化，实施实例中能获得的实际应用的最小宽度是0.75mm；

在本公开提供的一种实施例中，所述高反镜3的厚度为0.3mm～0.6mm。

作为一种选择，所述高反镜3的厚度为0.5mm；作为另一种选择，所述高反镜3的厚度为0.3mm；作为再一种选择，所述高反镜3的厚度为0.6mm。

在本公开中，所述滤光片2通过UV胶粘接于所述玻璃基板1；所述高反镜3通过UV胶粘接于所述玻璃基座。UV胶又称无影胶、光敏胶和紫外光固化胶，是一种必须通过紫外线光照射才能固化的一类胶粘剂。其中，UV是英文UltravioletRays的缩写，即紫外光线。紫外线(UV)是肉眼看不见的，是可见光以外的一段电磁辐射，波长在10～400nm的范围。无影胶固化原理是UV固化材料中的光引发剂(或光敏剂)在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子，引发单体聚合、交联化学反应，使黏合剂在数秒钟内由液态转化为固态。

在本公开中，采用UV胶来粘接高反镜3和滤光片2，可以保证零件之间的粘接强度，同时，UV胶可几秒钟定位、一分钟达到最高强度、极大地提高了工作效率。另外，UV胶固化后完全透明、产品长期不变黄、不白化。对比传统的瞬干胶粘接、具有耐环测、不白化、柔韧性好等优点。

在本公开中，所述滤光片2的密集波分复用膜和增透膜之间的平行度误差小于0.05°。

在本公开中，所述玻璃基板1的单侧厚度的误差值小于10μm，保证使用性能。

作为一种选择，所述滤光片2的最大工作角为4°。DWDM滤光片的膜层有200多层，厚度50um左右的厚度。入射角度越大，DWDM滤光片的光谱通带会减小，同时中心波长随角度变化的偏移量越大，导致通带的余量越小，考虑滤光片的光谱特性和装配公差后，4度的入射角是能实际工作的最大角度。

在本公开中，DWDM滤光片2具有大的入射角度和较低的角度敏感度，这样一来，可以在保证滤光片光谱性能的基础上，减小整个波分复用器的尺寸越小。具体地，工作角度越大，整个波分复用器的尺寸越小。故而从使用角度说，尺寸越小越好，由此，使得该小尺寸四通道密集波分复用器能够更好地适用于其它任何合适的应用场景。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

Claims (6)

1.一种小尺寸四通道密集波分复用器，其特征在于，包括玻璃基板(1)、滤光片(2)和高反镜(3)，其中，所述玻璃基板(1)为中空结构，以形成空腔，且所述玻璃基板(1)还设有相对设置的第一端面和第二端面，其中，所述第一端面和所述第二端面之间的平行度均配置为秒级；此波分复用器的最大工作角度θ在3°～4°之间；

所述滤光片(2)配置为四片并水平设置，且沿竖直方向依次叠设，其中，相邻滤光片(2)之间的间隙小于30μm；

所述滤光片(2)具有密集波分复用膜和增透膜，其中，所述增透膜朝向所述空腔并且贴设于所述玻璃基板(1)的第一端面，且所述滤光片(2)的增透膜面与所述第一端面之间的平行度误差小于0.02°；

所述高反镜(3)的膜面朝向所述空腔并且贴设于所述玻璃基板(1)的第二端面。

2.根据权利要求1所述的小尺寸四通道密集波分复用器，其特征在于，所述滤光片(2)的宽度为0.75mm～1.2mm；所述滤光片(2)的长度为1.2mm～1.4mm，厚度为0.9mm～1.1mm。

3.根据权利要求1所述的小尺寸四通道密集波分复用器，其特征在于，所述高反镜(3)的厚度为0.3mm～0.6mm。

4.根据权利要求1所述的小尺寸四通道密集波分复用器，其特征在于，所述滤光片(2)通过UV胶粘接于所述玻璃基板(1)；所述高反镜(3)通过UV胶粘接于所述玻璃基座。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的小尺寸四通道密集波分复用器，其特征在于，所述滤光片(2)的两个通光面之间的平行度误差小于0.05°。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的小尺寸四通道密集波分复用器，其特征在于，所述玻璃基板(1)在通光方向的长度尺寸的误差值小于10μm。

Images