CN2716861Y

CN2716861Y - 多激光光束复合器

Info

Publication number: CN2716861Y
Application number: CN 200420044789
Authority: CN
Inventors: 陈彬; 李屹
Original assignee: O Net Communications Shenzhen Ltd
Current assignee: O Net Technologies Shenzhen Group Co Ltd
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2014-04-16

Abstract

一应用于光通讯领域的多激光光束复合器包括多个激光器，至少两个膜片，一偏振器以及一接收器，其中多个激光器依波长大小顺序产生λ₁、λ₂、λ₃、λ₄的光束，其特征在于：P偏振态波长为λ₁光束透过第一膜片，P偏振态波长为λ₃光束借由第一膜片反射，后波长为λ₁、λ₃光束穿过偏振器；S偏振态波长为λ₄光束透过第二膜片，S偏振态波长为λ₂光束借由第二膜片反射，后波长为λ₂、λ₄光束借由偏振器；及波长为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄光束被接收器接收，由于第一膜片，第二膜片依据波长相隔较大(λ₁、λ₃和λ₂、λ₄)设计，而降低了膜片的工艺难度，达到降低了成本；且有利于器件的封装。

Description

多激光光束复合器

技术领域

本实用新型是涉及一种光通讯的元器件，特别涉及将多个激光器产生的光束进行复合的器件。

背景技术

随着光通讯技术领域的需求，多激光光束的复合器可将多个激光器发射的光束复合在一起而进行传输，该复合器不只是单纯的将激光器发射的光束复合，该复合器在复合光束的同时，需保持各激光器产生的光束在传输过程中各波长之间具有一致的光功率。

而现有技术通常通过玻璃模块和镀膜来实现传输、保持其均匀光功率的要求，如美国专利US5,786,915揭示了一种光学复合装置，如图1所示，当激光光束通过准直器62传输进入该复合装置，通过该复合装置的膜层72、76、78、80、86、88、90、92实现光束的复合和分解，而后依据上述结构演绎出图2所示的四激光器光束复合器，如图2所示，该四激光器光束的复合器包括激光器11、12、13及14，一棱镜20，以及接收器18。其中棱镜20在其边缘贴有膜片(滤光片)21、22、23、24，激光器11发射波长为λ₁的光束L1透射膜片21进入棱镜20中，借由膜片22、23、24反射进入接收器18；激光器12发射的波长为λ₂的光束L2透射膜片22进入棱镜20中，借由膜片23、24反射后，由接收器18接收；当激光器13发射的波长为λ₃的光束L3透射膜片23进入棱镜20，借由膜片24反射后由接收器18接收；激光器14发射波长为λ₄的光束L4穿过棱镜20的膜片24后由接收器18接收；这样可知膜片21所需具有的性能为透射波长λ₁的光束；膜片22所需具有的性能为透射波长为λ₂的光束L2，反射波长为λ₁的光束L1；膜片23所需具有的性能为透射波长为λ₃的光束L3，反射波长为λ₂的光束L2和λ₁的光束L1；膜片24所需具有的性能为反射波长为λ₄的光束L4，透射波长为λ₁、λ₂、λ₃的光束L1、L2、L3。

上述结构的四激光光束复合器的理想状态为：当空气中光束入射角α为45°入射时，在胶合面(膜层)的入射角α为28.13°(即为膜片21、22、23、24均以28.13为入射角设计参数)，对λ₁、λ₂、λ₃、λ₄进行分光。由于装配的误差和棱镜20本身的平行度的误差都会导致膜片入射角发生了改变，当入射角度变大，波长向短飘移；当入射角α变小，波长向长漂移，这样使得膜片21、22、23、24的光谱曲线漂移，下面以膜片22为例具体说明光谱曲线漂移现象，当在正常入射角α为28.13时，膜片22的光谱特性是反射λ₁、λ₂，透射λ₃的光束，并且两束光L1，L2，L3经过膜片22的反射后都能达到膜片24。若入射角发生变化就会造成膜片22对λ₁、λ₂和λ₃同时反射或透射，从而使光束L1，L2，L3不能合成达到膜片24，或造成光能量的损失。图3(a)为膜片22的光谱曲线图，如图3(a)所示，对于膜片22，需合成光束L1(1270)，L2(1300nm)和L3(1325nm)，由于L2(1300nm)和L3(1325nm)的波长相差很小，这样将光束L2(1300nm)和L3(1325nm)分开使膜片22的特征曲线较陡，而造成镀膜工艺难度加大；此外，又如图3(b)所示，当入射角变小1°时，光谱特征曲线大约移动10nm，这样使光束L3的部分波长落入膜片特征曲线的过渡带λ_s，而造成激光器L3的光束能量损耗较大，且使出射各波长光束的光功率不均匀，要求装配很高的装配精度和棱镜的加工精度。

这样上述方案存在的问题在于：

1.膜片对入射角度α敏感，当入射角度α产生微小偏差时，将使部分激光器的光束能量损耗较大，且使出射各波长光束的光功率不均匀。

2.膜层指标高，不利于制造而导致膜片成本高。

3.这样对棱镜精度要求高，这样棱镜的加工和膜片胶合的封装比较困难。

发明内容

为了克服上述问题，本实用新型的目的在于提供一种成本低，对入射角不敏感，封装简单的多激光光束复合器。

为了达到如上目的，本实用新型多激光光束复合器包括四个激光器，两个膜片，一个偏振器以及一接收器，其中四个激光器依次产生不同波长的光束λ₁、λ₂、λ₃、λ₄，其中光束λ₁、λ₂、λ₃、λ₄波长大小依顺序排列，其中光束λ₁、λ₃的偏振态相对于偏振分光器是P(S)偏振态，其中光束λ₂、λ₄的偏振态相对于偏振分光器是S(P)偏振态；其中第一膜片透射第一激光器产生的波长为λ₁光束而反射第三激光器产生的波长为λ₃光束；第二膜片透射第四激光器产生的波长为λ₄光束而反射第二激光器产生的波长为λ₂光束；以及偏振器对P(S)偏振态的波长λ₁、λ₃的透射(反射)，对S(P)偏振态的波长λ₂、λ₄的反射(透射)，及接收器接收波长为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄的光束。

由于本实用新型将波长值相差较大的激光通过膜片合在一起，由先前技术的四路变为两路，然后用一个偏振器将两路光合在一起。该结构，具有如下优点：

1.膜片对光入射角度不敏感；当入射角度产生一定变化，激光器的光束能量损耗较小，且出射各波长光束的光功率基本均匀；

2.降低了膜片的工艺难度，提高其膜片的制造成品率，从而降低了成本；

3.这样的膜片有利于器件封装。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型的结构和功效进一步说明。

图1为现有技术光复合装置的光路原理图。

图2为现有技术四激光光束复合装置的工作原理图。

图3(a)、图3(b)为现有技术四激光光束复合装置的膜片22的光谱特征曲线图。

图4为本实用新型多激光光束复合器的一具体实施例的光路原理图。

图5为本实用新型多激光光束复合器的另一实施例的光路原理图。

图6(a)、图6(b)、图6(c)分别为本实用新型多激光光束的复合装置膜片15、16和偏振器17的光谱特征曲线图。

图7为本实用新型多激光光束复合器的膜片15，16的角度偏差与波长漂移关系图。

具体实施方式

如图4所示，本实用新型多激光光束复合器包括激光器11、12、13及14，膜片15、16，偏振器17以及接收器18，其中激光器11发射波长为λ₁，偏振态为S的光束L1穿过膜片15，再借由偏振器17反射进入接收器18；激光器13发射波长为λ₃，偏振态为S的光束L3借由膜片15反射到达偏振器17，再次借由该偏振器17反射进入接收器18；激光器12发射的波长为λ₂偏振态为P的光束L2借由膜片16反射进入偏振器17，穿过所述偏振器17进入接收器18接收；激光器14发射波长为λ₄偏振态为P的光束L4穿过膜片16和偏振器17，由接收器18接收。

图5为本实用新型多激光光束复合器的另一实施例，该实施例是在各激光器的出光端还包括一隔离器，如图5所示，隔离器31、32、33、34分别位于激光器11、12、13、14的出光处，用以防止光路中的光束回到激光器11、12、13、14而影响其的发光特性。

图6(a)、图6(b)及图6(c)为本实用新型膜片15、16和偏振器17的光谱特征曲线，其中膜片15为λ₁和λ₃的S偏振态的透反膜，膜片16为λ₂和λ₄的P偏振态的透反膜，而偏振器17为P偏振态的透过，S偏振态反射。由于本实用新型膜片15、16对波长值相差较远的λ₁、λ₃及λ₂、λ₄进行分光，如图6(a)、图6(b)所示，该膜片15、16和先前技术相比具有比较平坦的光谱特征曲线，这样降低了镀膜工艺难度。同时利用激光特有的线偏振特性，膜片15，16只需针对一种偏振态P或S，偏振器17把两路不同偏振态的激光束合在一起由接收器接收。

上述实施例中，膜片15、16可以为半透半反的分光器替代，即该分光器的透射率与反射率的比值为：1∶1。

上述结构将两相隔通道的激光(光束L1和L3、L2和L4)合在一起，由四路转变成两路，然后再利用偏振器17将两路不同偏振态的光合在一起。

图7为本实用新型多激光光束复合器的膜片15，16的角度偏差与波长漂移示意图，如图7所示，入射角度偏差1°时，其波长仅漂移约5.6nm。

如上实施例中，其各参数可以为：

L1＝1275.7nm

L2＝1300.2nm

L3＝1324.7nm

L4＝1349.2nm

膜片15：1275/1325为S偏振的截止滤光片(与激光器11，13产生光束的偏振态相对应)；

膜片16：1300/1350为P偏振的截止滤光片(与激光器12，14产生光束的偏振态相对应)；

偏振器17：Tp∶Ts＝1000∶1，Rs∶Rp＝1000∶1截止波长为1260-1360nm。

由于本实用新型将波长相隔较大的激光通过同一膜片合在一起，由先前技术的四路变为两路，然后用一偏振分光片将不同偏振态的两路光合在一起。该结构，具有如下优点：

1.膜片15、16和先前技术相比过渡带具有比较平坦的光谱特征曲线，这样降低了镀膜工艺难度，从而提高其膜片15、16的制造成品率的同时降低其成本；

2.膜片15、16对入射角度不敏感；

3.这样膜片15、16和偏振器17有利于器件的封装。

以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。

Claims

1.一多激光光束复合器包括多个激光器，至少两个膜片，一偏振器以及一接收器，其中多个激光器依波长大小顺序产生λ₁、λ₂、λ₃、λ₄的光束，且光束λ₁、λ₃的偏振态相对于偏振分光器是P偏振态，光束λ₂、λ₄的偏振态相对于偏振分光器是S偏振态；其特征在于：波长为λ₁光束透过第一膜片，波长为λ₂光束借由第一膜片反射，后波长为λ₁、λ₃光束穿过偏振器；波长为λ₄光束透过第二膜片，波长为λ₂光束借由第二膜片反射，后波长为λ₂、λ₄光束借由偏振器；及波长为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄光束被接收器接收。

2.如权利要求1所述的多激光光束复合器，其特征在于，所述各激光器出光处包括一隔离器。

3.如权利要求1所述的多激光光束复合器，其特征在于，所述第一膜片，第二膜片可为对于S或P偏振态的截止膜片。

4.如权利要求1所述的多激光光束复合器，其特征在于，所述第一膜片，第二膜片可以为透射率与反射率比值为1∶1的分光器。

5.如权利要求1所述的多激光光束复合器，其特征在于，偏振器可以为偏振分光棱镜或平板式偏振片。