CN220105430U - 光信号合束结构、发端光器件及光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光信号合束结构、发端光器件和光模块，所述光信号合束结构用于将三个波长不同的光信号合束为一路输出；所述光信号合束结构提供五个功能面，分别为第一功能面、第二功能面、第三功能面、第四功能面、第五功能面；第一光信号经第一功能面透射至第五功能面，经第五功能面透射至第二功能面后输出；第二光信号经第一功能面透射至第四功能面，经第四功能面反射至第五功能面，经第五功能面反射至第二功能面后输出；第三光信号经第一功能面透射至第三功能面，经第三功能面反射至第四功能面，经第四功能面透射至第五功能面，经第五功能面反射至第二功能面后输出。本实用新型不仅可以实现三路光信号的合束，而且结构简单，成本低。

Description

光信号合束结构、发端光器件及光模块

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，特别涉及一种光信号合束结构、发端光器件及光模块。

背景技术

50G PON（Passive Optical Network，无源光纤网络）是下一代PON技术， 目前国内外运营商、设备商、模块商均在确立相关技术标准和推出样品。为了OLT（optical lineterminal，光线路终端） 端升级更加平滑，需要兼容早期部署的GPON、XG（S）PON，所以需要三个发射通道(50G 1342nm和10G 1577nm，2.5G 1490nm) 。由于50G PON 有更加严苛的功耗要求，以及模块整体长度的限制，所以发端光器件优选采用BOX封装形式，将所有发射通道芯片都置于一个BOX内，可以有效节省OSA 长度空间，BOX的散热面更大，可以更加有效散热，从而高温功耗更小。

在发端BOX里，如何将多通道发端信号合束成为一个共同的输出端，传统方案里一般采用Z block或者多个光学镜相互配合，这样虽然能够实现多个发端信号的合束，但是体积大，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光信号合束结构、发端光器件及光模块，以减小发端光器件的体积，降低制造成本。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种光信号合束结构，所述光信号合束结构用于将三个波长不同的光信号合束为一路输出，所述三个波长不同的光信号分别为第一光信号、第二光信号、第三光信号；所述光信号合束结构提供五个功能面，分别为第一功能面、第二功能面、第三功能面、第四功能面、第五功能面；

第一光信号经第一功能面透射至第五功能面，经第五功能面透射至第二功能面后输出；

第二光信号经第一功能面透射至第四功能面，经第四功能面反射至第五功能面，经第五功能面反射至第二功能面后输出；

第三光信号经第一功能面透射至第三功能面，经第三功能面反射至第四功能面，经第四功能面透射至第五功能面，经第五功能面反射至第二功能面后输出。

上述光信号合束结构，仅需配置五个功能面即可实现将三路光信号合并为一路输出，实现方式简单，且无需其他器件辅助配合，减小了整个结构的体积，也降低了成本。

作为一种可实施方式的举例，所述第一功能面和第二功能面均镀有对第一光信号、第二光信号、第三光信号均具有透射作用的增透膜；所述第三功能面为对第三光信号进行反射的全反射面或镀有反射膜的膜系面；所述第四功能面为滤波膜系面，该滤波膜系面镀有反射第二光信号而透射第三光信号的第一滤光膜。

一种实施方式下，所述第五功能面镀有第二滤光膜，且该第二滤光膜满足要求：第一光信号的水平偏振态经过该第二滤光膜透射至第二功能面，而第二光信号的垂直偏振态和第三光信号的垂直偏振态经过该第二滤光膜反射至第二功能面；或者，第一光信号的垂直偏振态经过该第二滤光膜透射至第二功能面，而第二光信号的水平偏振态和第三光信号的水平偏振态经过该第二滤光膜反射至第二功能面。

另一种实施方式下，第五功能面为滤波膜系面，该滤波膜系面镀有透射第一光信号而反射第二光信号和第三光信号的第三滤光膜。本实施方式对光信号的偏振态没有要求，且三个光信号之间的偏振态是否相同也没有要求，具有更强的灵活性。

第二光信号和第三光信号的偏振态相同，第一光信号的偏振态与第二光信号的偏振态不同。

还包括偏振片，偏振态通过所述偏振片实现。偏振态的实现可以通过设置偏振片实现，也可以通过控制激光器实现，采用偏振片实现对控制系统要求低。

第一光信号、第二光信号和第三光信号的波长分别为1342nm、1577.5nm、1490nm中的一种。本方案适用于50G PON，同时兼容了GPON、XG（S）PON，产品适用性强。

第二方面，本实用新型提供了一种发端光器件，包括三个激光器，分别发出第一光信号、第二光信号和第三光信号，还包括任一实施方式所述的光信号合束结构。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种光模块，包括所述的发端光器件。

与现有技术相比，本实用新型光信号合束结构，仅需配置五个功能面即可实现将三路光信号合并为一路输出，实现方式简单，且无需其他器件辅助配合，减小了整个结构的体积，也降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍， 应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图，但都属于本实用新型保护的范围。

图1为实施例1中所示光信号合束结构的合束原理示意图；

图2为实施例2中所示光信号合束结构的合束原理示意图。

图3为合束结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

实施例1:本实施例中提供了一种发端光器件，包括三个激光器和一个光信号合束结构，三个激光器分别发出第一光信号、第二光信号和第三光信号，且第一光信号、第二光信号和第三光信号的波长相互不同。针对50G PON而言，第一光信号、第二光信号和第三光信号的波长分别为1342±2nm、1577.5±2.5nm、1490±10nm中的一种，即中心波长分别为1342nm、1577.5nm、1490nm中的一种。光信号合束结构用于将三个激光器发出的光信号汇聚为一束输出。

如图1和图3所示，本实施例中所述的光信号合束结构，其提供有五个功能面，为了方面描述，分别定义为第一功能面S1、第二功能面S2、第三功能面S3、第四功能面S4和第五功能面S5。其中，第一功能面S1和第二功能面S2均镀有增透膜，对第一光信号、第二光信号、第三光信号都保持高透过率，使得第一光信号、第二光信号、第三光信号均能透过第一功能面S1和第二功能面S2。其中，第一功能面S1为作为输入面，第一光信号、第二光信号、第三光信号均通过第一功能面S1入射进光信号合束结构；第二功能面S2作为输出面，第一光信号、第二光信号、第三光信号均通过第二功能面S2输出光信号合束结构。

在具体实现时，第一光信号、第二光信号、第三光信号可以与第一功能面S1成90°正入射。但是优选采用第一光信号、第二光信号、第三光信号可以与第一功能面S1成非90°斜入射，有利于减少光信号合束结构的端面的反射光回到CH1/CH2/CH3 的光源端。

第三功能面S3为全反射面，使得入射至第三功能面S3的光信号全部被反射。图1所示方案中，第三光信号的垂直偏振态（CH3_Y）透过第一功能面S1后入射至第三功能面S3，经第三功能面S3全反射至第四功能面S4。

第三功能面S3也可以是膜系面，即镀有对第三光信号具有高反射特性的反射膜的膜系面。

第四功能面S4为滤波膜系面，该滤波膜系面镀有仅反射一种波长光信号而透射另一种波长光信号的第一滤光膜。图1所示方案中，第四功能面S4对第二光信号进行反射，对第三光信号进行透射，第二光信号的垂直偏振态（CH2_Y）透过第一功能面S1后入射至第四功能面S4，经第四功能面S4反射至第五功能面S5，第三光信号经第四功能面S4透射至第五功能面S5。

第五功能面S5镀有反射两种波长光信号而透射另一种波长光信号的第二滤光膜，且所述另一种波长光信号的水平偏振态在该第二滤光膜的折射角满足布儒斯特角条件，即第二滤光膜由不同折射率的介质层叠加而成，另一种波长光信号（如第一光信号）的水平偏振态在第五功能面S5的高、低折射率介质层的折射角之和为90°，即满足布儒斯特角条件。也就是，第二滤光膜需满足要求：第一光信号的水平偏振态经过该第二滤光膜透射至第二功能面，而第二光信号的垂直偏振态和第三光信号的垂直偏振态经过该第二滤光膜反射至第二功能面。图1所示方案中，第一光信号的水平偏振态（CH1_X）透过第一功能面S1后入射至第五功能面S5，经第五功能面S5透射至第二功能面S2，第二光信号的垂直偏振态（CH2_Y）和第三光信号的垂直偏振态（CH3_Y）经第五功能面S5反射至第二功能面S2。为了降低第五功能面S5实现难度，优选第一光信号的水平偏振态呈45°入射至第五功能面S5，第二光信号的垂直偏振态（CH2_Y）和第三光信号的垂直偏振态（CH3_Y）也呈45°入射至第五功能面S5。

图1中，CH1_X表示第一信号的水平偏振态，CH2_Y表示第二信号的垂直偏振态，CH3_Y表示第三信号的垂直偏振态。表示图1所示方案中，第二光信号和第三光信号的偏振态相同，均为垂直偏振态（Y），第一光信号的偏振态为水平偏振态(X)。实际上，第二光信号和第三光信号的偏振态也可以是水平偏振态(X)，而第一光信号的偏振态为垂直偏振态（Y），只是，此时第五功能面S5的滤光膜需要满足：第一光信号的垂直偏振态在该滤光膜的折射角满足布儒斯特角条件，即第一光信号的垂直偏振态在高、低折射率介质层的折射角之和为90°。也就是此时第二滤光膜需满足要求：第一光信号的垂直偏振态经过该第二滤光膜透射至第二功能面，而第二光信号的水平偏振态和第三光信号的水平偏振态经过该第二滤光膜反射至第二功能面。

偏振态可以通过偏振片实现，或者直接控制激光器输出实现。

实施例2：与实施例1相比，本实施例中提供的发端光器件的区别在于，光信号合束结构的结构不同，具体在于第五功能面S5的结构不同。

本实施例中，第五功能面S5也为滤波膜系面，该滤波膜系面镀有仅透射一种波长光信号而反射另外两种波长光信号的滤光膜。图2所示方案中，第五功能面S5对第二光信号和第三光信号均进行反射，对第一光信号进行透射，第一光信号透过第一功能面S1后入射至第五功能面S5，经第五功能面S5透射至第二功能面S2，第二光信号、第三光信号经第五功能面S5反射至第二功能面S2。

图2中，CH1_XorY表示第一信号的水平偏振态或者垂直偏振态，CH2_XorY表示第二信号的水平偏振态或者垂直偏振态，CH3_XorY表示第三信号的水平偏振态或者垂直偏振态。也就是本方案中，入射至光信号合束结构的光信号可以是水平偏振态也可以是垂直偏振态，且三个光信号相互之间的偏振态是否相同也没有要求，应用更加灵活。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光信号合束结构，其特征在于，所述光信号合束结构用于将三个波长不同的光信号合束为一路输出，所述三个波长不同的光信号分别为第一光信号、第二光信号、第三光信号；所述光信号合束结构提供五个功能面，分别为第一功能面、第二功能面、第三功能面、第四功能面、第五功能面；

第一光信号经第一功能面透射至第五功能面，经第五功能面透射至第二功能面后输出；

第二光信号经第一功能面透射至第四功能面，经第四功能面反射至第五功能面，经第五功能面反射至第二功能面后输出；

第三光信号经第一功能面透射至第三功能面，经第三功能面反射至第四功能面，经第四功能面透射至第五功能面，经第五功能面反射至第二功能面后输出。

2.根据权利要求1所述的光信号合束结构，其特征在于，所述第一功能面和第二功能面均镀有对第一光信号、第二光信号、第三光信号均具有透射作用的增透膜；所述第三功能面为对第三光信号反射的全反射面或镀有反射膜的膜系面；所述第四功能面为滤波膜系面，该滤波膜系面镀有反射第二光信号而透射第三光信号的第一滤光膜。

3.根据权利要求2所述的光信号合束结构，其特征在于，所述第五功能面镀有第二滤光膜，且该第二滤光膜满足要求：第一光信号的水平偏振态经过该第二滤光膜透射至第二功能面，而第二光信号的垂直偏振态和第三光信号的垂直偏振态经过该第二滤光膜反射至第二功能面；或者，第一光信号的垂直偏振态经过该第二滤光膜透射至第二功能面，而第二光信号的水平偏振态和第三光信号的水平偏振态经过该第二滤光膜反射至第二功能面。

4.根据权利要求3所述的光信号合束结构，其特征在于，第二光信号和第三光信号的偏振态相同，第一光信号的偏振态与第二光信号的偏振态不同。

5.根据权利要求4所述的光信号合束结构，其特征在于，还包括偏振片，偏振态通过所述偏振片实现。

6.根据权利要求2所述的光信号合束结构，其特征在于，第五功能面为滤波膜系面，该滤波膜系面镀有透射第一光信号而反射第二光信号和第三光信号的第三滤光膜。

7.根据权利要求1-6任一项所述的光信号合束结构，其特征在于，第一光信号、第二光信号和第三光信号的波长分别为1342、1577.5m、1490nm中的一种。

8.一种发端光器件，其特征在于，包括三个激光器，分别发出第一光信号、第二光信号和第三光信号，还包括权利要求1-7任一项所述的光信号合束结构。

9.一种光模块，其特征在于，包括权利要求8所述的发端光器件。