TWM639388U - 環形器及光模組 - Google Patents

Abstract

本創作涉及一種環形器及光模組。環形器包括設有共用光介面的第一偏振分光組件、設有出射光介面以及至少兩個入射光介面的第二偏振分光組件以及第一偏振調整組件，其中：兩個入射光介面分別用於接收兩束偏振態相異的線偏光；兩線偏光分別經過第二偏振分光組件、第一偏振調整組件和第一偏振分光組件後合成為第一合光並由共用光介面輸出；共用光介面用於接收複合光訊號，複合光訊號經第一偏振分光組件後分為兩束偏振態相異的線偏光，再經第一偏振調整組件和第二偏振分光組件合成為第二合光並由出射光介面輸出。

Description

環形器及光模組

本創作係主張中國專利申請案第202221440964.4號(申請日：2022年06月10日)之優先權，該申請案之完整內容納入為本創作專利說明書的一部分以供參照。

本創作涉及光通訊技術領域，特別是涉及一種環形器及光模組。

隨著通訊技術的發展，光通訊技術被廣泛地應用于各種通訊應用場景。其中，光模組在光通訊技術的應用中是不可或缺的重要器件，對於其結構的優化設計成為了光通訊技術領域中的重要課題。

相關技術中，光模組主要包括光電結構以及用於處理光電訊號的訊號處理電路，在單纖雙向光模組中，上述的光電結構包括光發射組件、光接收組件、環形器以及光纖埠，一個光模組對應設置一根光纖，光纖埠與外部的光通訊設備通過光纖連接並實現雙方的光訊號互傳。光發射組件所發射的入射光束經過環形器之後通過光纖埠向外部的光通訊設備傳輸，光纖埠將從外部的光通訊設備處接收到的入射光束經過環形器之後向光接收組件傳輸。

然而，現有的環形器通常為三埠環形器，包括一個共用埠，用於雙向傳輸光訊號，以及一個發射埠和一個接收埠。當光模組速率要求越來越高，光模組內集成更多光通道時，要麼需要採用更多級的波長分波多工器 進行合光，要麼需要增加環形器和光介面數量，採用更多光纖進行雙向傳輸，結構複雜，成本高，而且受光模組殼體尺寸限制，組裝難度更大。

基於此，有必要針對上述光纖的利用率低，且光纖的使用數量多，造成光纖的浪費的問題，提供一種環形器及光模組。

為了解決上述的技術問題，本創作所採用的其中一技術方案是提供一種環形器，其包括第一偏振分光組件和第二偏振分光組件以及位於所述第一偏振分光組件和所述第二偏振分光組件之間的第一偏振調整組件，所述第二偏振分光組件設有至少兩個入射光介面以及出射光介面，所述第一偏振分光組件設有共用光介面，所述第一偏振調整組件用於單向調整光束的偏振態，其中：兩個所述入射光介面分別用於接收兩束偏振態相異的線偏光：第一線偏光和第二線偏光；所述第一線偏光和所述第二線偏光分別經過所述第二偏振分光組件後，依次經所述第一偏振調整組件和所述第一偏振分光組件後合成為第一合光並由所述共用光介面輸出；所述共用光介面用於接收複合光訊號，所述複合光訊號經所述第一偏振分光組件後分為兩束偏振態相異的線偏光：第三線偏光和第四線偏光；所述第三線偏光和所述第四線偏光經所述第一偏振調整組件後改變其偏振態，再經所述第二偏振分光組件合成為第二合光並由所述出射光介面輸出。上述環形器中，通過設有共用光介面的第一偏振分光組件和分別設有出射光介面以及至少兩個入射光介面的第二偏振分光組件的配合設置，實現了通過一個共用光介面能夠將由偏振態相異的第一線偏光和第二線偏光合成的第一合光輸出，且能將所接收到的複合光訊號分為第三線偏光和第四線偏光後再合成為第二合光輸出，在實際應用中，該共用光介面用於與外部光纖形成光耦合以實現兩者之間的光訊號傳輸；上 述結構中，有利於提高光纖的利用率，減少了光纖的使用數量，節約了光纖，同時使得環形器的結構緊湊、簡單。

為了解決上述的技術問題，本創作所採用的另外一技術方案是提供一種光模組，其包括上述的環形器，所述光模組還包括至少兩個發射組件、接收組件以及光纖埠，多個所述發射組件分別與所述環形器的多個入射光介面一一相對設置，所述接收組件與所述出射光介面相對設置，所述光纖埠與所述共用光介面相對設置，其中：各所述發射組件發射的光束分別入射至與其相對設置的所述入射光介面，各所述發射組件與所述環形器的各入射光介面之間均依次設有光隔離器和半波片，所述光隔離器和半波片分別在多個所述入射光束入射至所述入射光介面之前將其中一部分轉為所述第一線偏光，另一部分轉為所述第二線偏光；所述第一線偏光和所述第二線偏光經所述環形器合為第一合光後經所述共用光介面輸出至所述光纖埠，並由所述光纖埠輸出至外部的光通訊設備；所述光纖埠還用於接收外部的複合光訊號，並將接收的複合光訊號入射至所述環形器的共用光介面；所述接收組件用於接收經所述環形器的出射光介面出射的第二合光。

上述光模組中，通過對上述的環形器的應用，有利於提高光纖的利用率，減少了光纖的使用數量，節約了光纖；另外，由於環形器的結構緊湊、簡單，有利於小型化光模組提高集成度。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本創作加以限制。

10:第一偏振分光組件

11:第一偏振分光面

12:第一反射面

20:第二偏振分光組件

21:第二偏振分光面

22:第三偏振分光面

23:第二反射面

24:第三反射面

30:第一偏振調整組件

31:法拉第旋轉器

32:第一半波片

40:第二偏振調整組件

41:第一隔離器

42:第二半波片

50:第三偏振調整組件

51:第二隔離器

52:第三半波片

60:第三偏振分光組件

61:第四偏振分光面

62:第四反射面

70:發射組件

71:光隔離器

72:半波片

73:波長分波多工器

74:光發射元件

80:接收組件

81:光接收元件

82:波長分波解多工器組

83:潛望鏡

90:光纖埠

100:環形器

101:共用光介面

102:第一棱鏡

103:棱鏡

200:光模組

201、201b:第一入射光介面

202、202a:第二入射光介面

203:出射光介面

204:第二棱鏡

205:第三棱鏡

206:第四棱鏡

821:一分二波長分波解多工器

822:一分四波長分波解多工器

61a:第四偏振分光面

62a:第四反射面

X、Y、Z:軸方向

為了更清楚地說明本創作實施例或傳統技術中的技術方案，下 面將對實施例或傳統技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本創作的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一個實施例的環形器的結構示意圖；圖2為圖1所示環形器的一個實施例的光束傳輸示意圖；圖3為圖1所示環形器的另一個實施例的光束傳輸示意圖；圖4為另一個實施例的環形器的結構示意圖；圖5為圖4所示環形器的一個實施例的光束傳輸示意圖；圖6為圖4所示環形器的另一個實施例的光束傳輸示意圖；圖7為圖1所示環形器的一個實施例的第二、第三偏振調整組件的結構示意圖；圖8為一實施例的環形器的第三偏振分光組件的結構示意圖；圖9為另一實施例的環形器的第三偏振分光組件的結構示意圖；圖10為一個實施例的光模組中的發射組件、環形器及光纖埠組合的結構示意圖；圖11為一個實施例的光模組中接收組件、環形器及光纖埠組合的結構示意圖；圖12為一個實施例的光模組中的接收組件、環形器及光纖埠組合的另一角度的結構示意圖；圖13為一個實施例的光模組中的接收組件的結構示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本創作所公開有關“環形 器及光模組”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本創作的優點與效果。本創作可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外，本創作的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

為使本創作的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本創作的具體實施例做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本創作。但是本創作能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本創作內涵的情況下做類似改進，因此本創作不受下面公開的具體實施例的限制。

在本創作的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“豎直”、“水準”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本創作和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本創作的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本創作的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本創作中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本創作中的具體含義。

在本創作中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵“上”或“下”可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵“之上”、“上方”和“上面”可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水準高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水準高度小於第二特徵。

需要說明的是，當元件被稱為“固定於”或“設置於”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水準的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施例。

還需要說明的是，下文所提及的“線偏光”是指線偏振光。

請同時參閱圖1-2所示，本創作提供一種環形器100，其包括第一偏振分光組件10、第二偏振分光組件20以及第一偏振調整組件30，第一偏振調整組件30位於第一偏振分光組件10和第二偏振分光組件20之間。其中：第二偏振分光組件20設有至少兩個入射光介面以及出射光介面 203，第一偏振分光組件10設有共用光介面101，第一偏振調整組件30用於單向調整光束的偏振態，其中：第二偏振分光組件20設有兩個入射光介面：第一入射光介面201和第二入射光介面202，兩個入射光介面分別用於接收兩束偏振態相異的線偏光：第一線偏光和第二線偏光，比如，若第一線偏光的偏振態為P偏振態，則第二線偏光的偏振態可以為S偏振態；具體的，第一入射光介面201用於接收第一線偏光，第二入射光介面202用於接收第二線偏光。當然，在其他的實施例中，也可以根據實際的光學結構設計，將第二偏振分光組件20的入射光介面的設置數量增加至兩個以上，在此，不再一一展開贅述。

第一和第二線偏光分別經過第二偏振分光組件20後，分別經第一偏振調整組件30後透射至第一偏振分光組件10中，而第一和第二線偏光從第一偏振調整組件30進行透射前後的偏振態不發生改變，且兩線偏光在第一偏振分光組件10合成為第一合光並由共用光介面101輸出。

共用光介面101用於接收外部輸入的任意或隨機偏振態的複合光訊號，複合光訊號經第一偏振分光組件10後分為兩束偏振態相異的線偏光：第三線偏光和第四線偏光，比如，若第三線偏光的偏振態為P偏振態，則第四線偏光的偏振態可以為S偏振態。

第三線偏光和第四線偏光經第一偏振調整組件30透射後改變其偏振態，比如，第三線偏光的偏振態從P偏振態轉換為S偏振態，第四線偏光的偏振態從S偏振態轉換為P偏振態；偏振態改變後的兩線偏光經第二偏振分光組件20合成為第二合光並由出射光介面203輸出。

上述結構中，通過設有共用光介面101的第一偏振分光組件10和分別設有出射光介面203以及至少兩個入射光介面的第二偏振分光組件20的配合設置，實現了通過一個共用光介面101能夠將由偏振態相異的第一線偏 光和第二線偏光合成的第一合光輸出，且能將所接收到的複合光訊號分為第三線偏光和第四線偏光後再合成為第二合光輸出，在實際應用中，該共用光介面101用於與光纖形成光耦合以實現兩者之間的光訊號傳輸；上述結構有利於提高光纖的利用率，減少了光纖的使用數量，節約了光纖，同時使得環形器100的結構緊湊、簡單。

需要說明的是，第一偏振分光組件10和第二偏振分光組件20分別設有偏振分光棱鏡結構(PBS)，而偏振分光棱鏡上設有偏振分光面，偏振分光面用於對偏振態相異的兩束線偏光進行分光處理，即，該偏振分光面對偏振態相異的兩束線偏光中的其中一束進行透射，而對另一束進行反射；比如，線偏振光的分光面能夠對P偏振態的光束進行透射，對S偏振態的光束進行反射；另外，第一偏振分光組件10和/或第二偏振分光組件20還可設有用於對所有光束進行反射的反射面。值得一提的是，第一偏振分光組件10和第二偏振分光組件20設置偏振分光面和反射面的數量和位置均是不限的，為了方便理解，下面將結合具體的實施例進行展開說明，具體的：如圖1-2所示，在一些實施例中，第一偏振分光組件10包括第一偏振分光面11和第一反射面12，第二偏振分光組件20包括至少兩個偏振分光面：第二偏振分光面21和第三偏振分光面22。

需要說明的是，第一偏振分光面11、第一反射面12、第二偏振分光面21和第三偏振分光面22之間的相對位置關係是不限的，在實際應用中，可以通過調節各分光面和各反射面之間的相對位置關係對光束的光路進行調整設計。具體的：以第一方向(即X軸方向)為與第二偏振分光組件20的短軸方向平行設置的方向，以第二方向(即Y軸方向)為第二偏振分光組件20的長軸方向平行設置的方向，第一方向和第二方向相互垂直設置。

具體的，第一偏振分光組件10、第一偏振調整組件30和第二偏振分光組件20沿第一方向依次設置。而第二偏振分光組件20和第一偏振分光組件10為多個光學棱鏡膠合所構成的組件，第二偏振分光組件20和第一偏振分光組件10的具體結構可以根據實際生產或應用的需求進行設置，比如，在一些實施例中，第一偏振分光組件10包括至少一第一棱鏡102，第一棱鏡102包括相背對的兩表面，第一棱鏡102相背對的兩表面分別設置第一偏振分光面11和第一反射面12，共用光介面101設於第一棱鏡102的一側；進一步的，還可以根據需要，將第一棱鏡102疊設在其他的棱鏡103上，第一偏振分光面11位於第一棱鏡102與棱鏡103之間。

第二偏振分光組件20包括沿第二方向疊置的至少第二棱鏡204和第三棱鏡205，第二棱鏡204與第三棱鏡205之間設置第二偏振分光面21，第三棱鏡205與第二棱鏡204相背對的表面設置第三偏振分光面22。

更具體的，在一些實施例中，第二偏振分光面21和第三偏振分光面22平行設置，第一偏振分光面11和第一反射面12相互平行設置。進一步的，第一偏振分光面11和第一反射面12沿第二方向相對設置，第二偏振分光面21和第三偏振分光面22沿第二方向相對設置，第一偏振分光面11、第一反射面12、第二偏振分光面21和第三偏振分光面22相互平行並分別與第一方向和第二方向均呈45°夾角設置。

在上述的結構，由於第二偏振分光面21和/或第三偏振分光面22能夠對P偏振態的第一線偏光進行透射、對S偏振態的第二線偏光進行反射，使得第一和第二線偏光在經第二偏振分光組件20後兩光束能夠沿不同的光路入射至第一偏振調整組件30中，從第一偏振調整組件30出射的第二線偏光依次經第一反射面12和第一偏振分光面11反射，而從第一偏振調整組件30出射的第一線偏光經第一偏振分光面11透射，使得第一和第二線偏光在第一偏振 分光面11合成為第一合光輸出。

由於第一偏振分光面11能夠將P偏振態的第三線偏光透射至第一偏振調整組件30、將S偏振態的第四線偏光反射至第一反射面12，再由第一反射面12將第四線偏光反射至第一偏振調整組件30，使得第三和第四線偏光在經第一偏振分光組件10後兩光束能夠沿不同的光路入射至第一偏振調整組件30以改變各自的偏振態，使第三和第四線偏光的偏振態互換，具體的，第三線偏光的偏振態從P偏振態轉換為S偏振態後形成第五線偏光，第四線偏光的偏振態從S偏振態轉換為P偏振態後形成第六線偏光，第五線偏光從第二偏振分光面21或第三偏振分光面22透射，第六線偏光從第二偏振分光面21和/或第三偏振分光面22反射，使得第五和第六線偏光在第二偏振分光組件20合成為第二合光輸出。

具體的，第一偏振調整組件30包括法拉第旋轉器31和第一半波片32，法拉第旋轉器31和第一半波片32分別能夠對線偏光的偏振方向進行一定角度的偏轉，比如，第一半波片32用於將線偏光向左旋特定角度，而法拉第旋轉器31對分別沿兩個相反方向傳輸的線偏光的偏轉角度是相反的，比如，法拉第旋轉器31用於將沿第一方向從左往右傳輸的線偏光向右旋特定角度，同時用於將反向(即沿第一方向從右往左)傳輸的線偏光向左旋特定角度，通過法拉第旋轉器31和第一半波片32的配合設置，使得第一和第二線偏光經法拉第旋轉器31和第一半波片32後的偏振態不發生改變，而使得第三和第四線偏光從相反方向經過法拉第旋轉器31和第一半波片32後的偏振態發生改變。

值得一提的是，法拉第旋轉器31和第一半波片32的具體位置設置是不限的；為了方便理解上述第一偏振調整組件30對線偏光的偏振態調整原理，下面將結合法拉第旋轉器31和第一半波片32的位置設置對偏振態調整 原理展開說明，具體的：在其中一個實施例中，可將法拉第旋轉器31設置於靠近第二偏振分光組件20的一側，而第一半波片32設置於法拉第旋轉器31和第一偏振分光組件10之間，此時：從第二偏振分光組件20入射至第一偏振調整組件30中的第一線偏光依次經過法拉第旋轉器31和第一半波片32的透射，即，第一線偏光沿第一方向從左往右在法拉第旋轉器31中透射，法拉第旋轉器31將第一線偏光的偏振方向向右旋45°，被右旋45°後的第一線偏光沿第一方向從左往右在第一半波片32透射，第一半波片32將被右旋45°後的第一線偏光的偏振方向再向左旋45°，使得第一線偏光在第一偏振調整組件30透射前和第一偏振調整組件30透射後的偏振態是不變的。同理，從第二偏振分光組件20入射至第一偏振調整組件30中的第二線偏光依次經過法拉第旋轉器31和第一半波片32的透射後，偏振態是不變的。

從第一偏振分光面11透射至第一偏振調整組件30中的第三線偏光依次經過第一半波片32和法拉第旋轉器31的透射並改變偏振態，即，第三線偏光沿第一方向從右往左在第一半波片32透射，第一半波片32將第三線偏光的偏振方向向左旋45°，被左旋45°後的第三線偏光沿第一方向從右往左在法拉第旋轉器31中透射，法拉第旋轉器31將被左旋45°後的第三線偏光的偏振方向再向左旋45°，使得P偏振態的第三線偏光在第一偏振調整組件30中透射之後偏振方向向左旋90°以改變其偏振態，並轉換為S偏振態的第五線偏光。同理，從第一反射面12反射至第一偏振調整組件30中的第四線偏光依次經過第一半波片32和法拉第旋轉器31的透射後，偏振方向向左旋90°以改變其偏振態，並轉換為P偏振態的第六線偏光。

當然，在其他實施例中，也可以通過調整法拉第旋轉器31和第 一半波片32對光束的偏振方向的旋轉方向，使得第三線偏光和第四線偏光分別在第一偏振調整組件30中透射之後偏振方向向右旋90°以改變其偏振態也是可行的，該偏轉的原理與上述的第三線偏光和第四線偏光分別在第一偏振調整組件30中透射之後偏振方向向左旋90°的偏轉原理相同，在此不再展開贅述。

另外，在上述實施例的基礎上，將法拉第旋轉器31和第一半波片32的位置互換也是可行的，其對各線偏光的偏轉原理與上述的實施例中對各線偏光的偏轉原理是相近的，在此不再贅述。

在上述實施例的基礎上，下面將更進一步地對第一偏振分光組件10和第二偏振分光組件20的具體結構展開說明，但本創作並不限制於下面所列舉的實施例。具體的：如圖1-2所示，在一些實施例中，第一偏振分光面11與第三偏振分光面22位於同一光軸上，第一反射面12與第二偏振分光面21位於另一光軸上，第一偏振調整組件30位於第一偏振分光面11與第三偏振分光面22之間，以及第一反射面12和第二偏振分光面21之間；經第一入射光介面201入射的第一線偏光依次經過第三偏振分光面22和第一偏振調整組件30的透射後入射至第一偏振分光面11；經第二入射光介面202入射的第二線偏光依次經過第二偏振分光面21的反射、第一偏振調整組件30的透射和第一反射面12的反射後入射至第一偏振分光面11；第一線偏光和第二線偏光在第一偏振分光面11處合成為第一合光後由共用光介面101輸出；經共用光介面101入射的複合光訊號在第一偏振分光面11處分為第三線偏光和第四線偏光；第三線偏光經第一偏振分光面11透射至第一偏振調整組件30中改變偏振態，以轉變為第五線偏光，第五線偏光經第三偏振分光面22反射至第二偏振分光面21；第四線偏光依次經第一偏振分光面11和 第一反射面12的反射後入射至第一偏振調整組件30中改變偏振態，以轉變為第六線偏光，第六線偏光入射至第二偏振分光面21；第五線偏光和第六線偏光在第二偏振分光面21處合成為第二合光後由出射光介面203輸出。

更進一步的，入射光介面和出射光介面203在第二偏振分光組件20上的設置是不限的，比如，在一些實施例中，第二偏振分光組件20包括沿第二方向依次疊置的第二棱鏡204、第三棱鏡205以及第四棱鏡206，第二棱鏡204和第三棱鏡205之間設有第二偏振分光面21，第三棱鏡205和第四棱鏡206之間設有第三偏振分光面22；第一入射光介面201位於第四棱鏡206的一側，第二入射光介面202位於第二棱鏡204一側，而出射光介面203位於第三棱鏡205一側。

較佳的，如圖1-2所示，第一入射光介面201沿第一方向與第三偏振分光面22相對設置，出射光介面203沿第一方向與第二偏振分光面21相對設置，第二偏振分光組件20還包括第三反射面24，第三反射面24設於第二棱鏡204與第二偏振分光面21相背對的表面，第二入射光介面202沿第一方向與第三反射面24相對設置，第三反射面24用於將從入射光介面入射的第二線偏光反射至第二偏振分光面21。

當然，在其他實施例中，如圖3所示，第一入射光介面201沿第一方向與第三偏振分光面22相對設置，出射光介面203沿第一方向與第二偏振分光面21相對設置，第二入射光介面202a沿第二方向與第二偏振分光面21相對設置也是可行的，此時無需設置第三反射面24。

如圖4-5所示，在另一些實施例中，第二偏振分光組件20包括沿第二方向依次疊置的第二棱鏡204、第三棱鏡205以及第四棱鏡206，第二棱鏡204和第三棱鏡205之間設有第二偏振分光面21，第三棱鏡205和第四棱鏡206之間設有第三偏振分光面22，第四棱鏡206與第三偏振分光面22相背對的平面 設有第二反射面23；第二偏振分光面21、第三偏振分光面22和第二反射面23相互平行設置。

第三偏振分光面22與第一反射面12位於同一光軸上，第二反射面23與第一偏振分光面11位於另一光軸上，第一偏振調整組件30位於第三偏振分光面22與第一反射面12之間，以及第二反射面23和第一偏振分光面11之間。

經第一入射光介面201入射的第一線偏光依次經過第二偏振分光面21和第三偏振分光面22的透射、第二反射面23的反射以及第一偏振調整組件30的透射後入射至第一偏振分光面11；經第二入射光介面202入射的第二線偏光依次經過第二偏振分光面21和第三偏振分光面22的反射、第一偏振調整組件30的透射以及第一反射面12的反射後入射至第一偏振分光面11；第一線偏光和第二線偏光在第一偏振分光面11處合成為第一合光後由共用光介面101輸出。

經共用光介面101入射的複合光訊號在第一偏振分光面11處分為第三線偏光和第四線偏光；第三線偏光入射至第一偏振調整組件30中改變偏振態，以轉變為第五線偏光，第五線偏光經第二反射面23反射至第三偏振分光面22；第四線偏光依次經第一偏振分光面11和第一反射面12的反射後入射至第一偏振調整組件30中改變偏振態，以轉變為第六線偏光入射至第三偏振分光面22；第五線偏光和第六線偏光在第三偏振分光面22處合成為第二合光後由出射光介面203輸出。

更進一步的，入射光介面和出射光介面203在第二偏振分光組件20上的設置是不限的，比如，在一些實施例中，第一入射光介面201位於第二棱鏡204一側，第二入射光介面202位於第三棱鏡205一側，出射光介面203位於第四棱鏡206一側。

更優的，如圖4-5所示，在一些實施例中，第二偏振分光組件20還包括第三反射面24，第三反射面24設於第二棱鏡204與第二偏振分光面21相背對的表面，第一入射光介面201沿第一方向與第三反射面24相對設置，第三反射面24用於將入射的第一線偏光反射至第二偏振分光面21；另外，第二入射光介面202沿第一方向與第二偏振分光面21相對設置，出射光介面203沿第一方向與第三偏振分光面22相對設置。

當然，如圖6所示，在其他實施例中，第一入射光介面201b沿第二方向與第二偏振分光面21相對設置，第二入射光介面202沿第一方向與第二偏振分光面21相對設置，出射光介面203沿第一方向與第三偏振分光面22相對設置也是可行的，此時無需設置第三反射面。

如圖7所示，在一些實施例中，環形器100還包括分別設於兩個入射光介面處的第二偏振調整組件40和第三偏振調整組件50；第二偏振調整組件40和第三偏振調整組件50用於將入射到兩個入射光介面的光束調整為兩束偏振方向相互垂直的線偏振光。

在此，需要說明的是，由於入射光束的偏振態對第二和第三偏振調整組件的結構設置產生直接的影響，而為了方便理解，下面舉出一些實施例以展開說明，但需要說明的是，本創作中的第二和第三偏振調整組件的具體結構設置包括但不限於以下所列舉的實施例，具體的：在一些實施例中，第二偏振調整組件40沿第一方向與第一入射光介面201相對設置，其用於從外部接收到為P偏振態或S偏振態的入射光束，將P偏振態的光束作為出射光束(即第一線偏光)向第一入射光介面201輸出，並防止反向返回的光通過。具體的：

(1)若接收到的入射光束為P偏振態時，需進行偏轉處理以將入射光束的偏振方向旋轉0°，此時，可以對入射光束的偏振方向進行至少兩次 的偏轉處理，在多次偏轉處理中，至少其中兩次的偏轉處理的方向(即旋轉方向)是相反的，多次偏轉處理的偏轉的角度之和為0°，第二偏振調整組件40以對入射光束偏轉處理後所獲得的P偏振態的光束作為第一線偏光出射。比如，在其中一個實施例中，第二偏振調整組件40包括第一隔離器41和第二半波片42，P偏振態的光束在第一隔離器41中透射時向右旋45°，被右旋45°的P偏振態的光束在第二半波片42中透射時再向左旋45°，即P偏振態的入射光束沿第一方向從左往右依次在第一隔離器41和第二半波片42中透射時被偏轉的角度之和為0°。

(2)若接收到的入射光束為S偏振光態，需進行偏轉處理以將入射光束的偏振方向旋轉90°，此時，可以對入射光束的偏振方向進行至少兩次的偏轉處理，在多次偏轉處理中，至少其中兩次的偏轉處理的方向(即旋轉方向)是相反的，多次偏轉處理的偏轉的角度之和為90°，使得S偏振態的入射光束轉為P偏振態的光束，第二偏振調整組件40以對入射光束偏轉處理後所獲得的P偏振態的光束作為第一線偏光出射；比如，在其中一個實施例中，第二偏振調整組件40包括第一隔離器41和第二半波片42，P偏振態的光束在第一隔離器41中透射時向右旋45°，被右旋45°的P偏振態的光束在第二半波片42中透射時再向右旋45°，即P偏振態的入射光束沿第一方向從左往右依次在第一隔離器41和第二半波片42中透射時被偏轉的角度之和為90°。

在一些實施例中，第三偏振調整組件50與第二入射光介面202相對設置，其用於從外部接收到為P偏振態或S偏振態的入射光束，並將S偏振態的光束作為出射光束(即第二線偏光)向第二入射光介面202輸出；需要說明的是，第三偏振調整組件50包括第二隔離器51和第三半波片52，入射光束經第二隔離器51和第三半波片52後為S偏振態的光束，而由於第三偏振調整組件50對光束的偏轉原理與第二偏振調整組件40對光束的偏轉原理相近，在 此，不再一一展開贅述。

如圖8所示，在一些實施例中，環形器100還包括第三偏振分光組件60，第三偏振分光組件60設於兩個入射光介面之前，用於將任意偏振態的入射光束分為P偏振光和S偏振光，並分別將P偏振光和S偏振光入射至第二偏振分光組件20的兩個入射光介面。

在其中一個實施例中，第三偏振分光組件60包括第四偏振分光面61和第四反射面62，第四反射面62沿第一方向與第三反射面24相對設置，第四偏振分光面61沿第一方向與第三偏振分光面22相對設置也是可行的；入射光束在第四偏振分光面61處分光為P偏振態和S偏振態的光束，P偏振光經第四偏振分光面61的透射後，作為第一線偏光從第一入射光介面201入射至第三偏振分光面22；S偏振光依次經過第四偏振分光面61和第四反射面62的反射後，作為第二線偏光從第二入射光介面202入射至第三反射面24，並經第三反射面24反射至第二偏振分光面21。

當然，如圖9所示，在另一個實施例中，第三偏振分光組件60包括第四偏振分光面61a和第四反射面62a，第四偏振分光面61a沿第一方向與第三反射面24相對設置，第四反射面62a沿第一方向與第二偏振分光面21相對設置；入射光束在第四偏振分光面61a處分光為P偏振態和S偏振態的光束，P偏振光經第四偏振分光面61a的透射後，作為第一線偏光從第一入射光介面201入射至第三反射面24，並經第三反射面24反射至第二偏振分光面21；S偏振光依次經過第四偏振分光面61a和第四反射面62a的反射後，作為第二線偏光從第二入射光介面202入射至第二偏振分光面21。

如圖1-2、10-11所示，本創作還提供一種光模組200，其包括上述的環形器100、兩個發射組件70、接收組件80以及光纖埠90，多個發射組件70分別與環形器100的多個入射光介面一一相對設置，接收組件80與出射光介 面203相對設置，光纖埠90與共用光介面101相對設置，其中：各發射組件70發射的光束分別入射至與其相對設置的入射光介面，各發射組件70與環形器100的各入射光介面之間均依次設有光隔離器71和半波片72，光隔離器71和半波片72共同構成與入射光介面相對設置的偏振調整組件，該偏振調整組件用於在多個入射光束入射至入射光介面之前將其中一部分轉為第一線偏光，另一部分轉為第二線偏光；第一線偏光和第二線偏光經環形器100合成為第一合光後經共用光介面101輸出至光纖埠90，並由光纖埠90通過光纖輸出至外部的光通訊設備；各發射組件70分別向第二偏振分光組件20的方向輸出入射光束，多個入射光束在入射至第二偏振分光組件20之前其中一部分轉為第一線偏光，另一部分轉為第二線偏光；光纖埠90還用於接收外部的複合光訊號，並將接收的複合光訊號入射至環形器100的共用光介面101；接收組件80用於接收經環形器100的出射光介面203出射的第二合光。

上述光模組200中，通過對上述的環形器100的應用，有利於提高光纖的利用率，減少了光纖的使用數量，節約了光纖；另外，由於環形器100的結構緊湊、簡單，有利於小型化光模組200提高集成度。

如圖1-2、10所示，在一些實施例中，每一發射組件70包括一波長分波多工器73以及多個光發射元件74，各發射組件70的光發射元件74為用於發射P偏振光或S偏振光的鐳射光源，各光發射元件74發射的光束經波長分波多工器73合成為一束光之後，經光隔離器和半波片入射到環形器100的第二偏振分光組件20。

在本實施例中，具體的，發射組件70包括兩個，各發射組件70 包括一波長分波多工器73以及四個光發射元件74，每一波長分波多工器73從與其對應的四個光發射元件74中接收四束波長不同的P偏振光或S偏振光，並對四束P偏振光或S偏振光進行合光處理所形成的入射光束經光隔離器71和半波片72後，最後投射至第二偏振分光組件20的其中一個入射光介面。

如圖1-2、11-13所示，在一些實施例中，接收組件80包括波長分波解多工器組82和多個光接收元件81，光接收元件81包括但不限於鐳射接收器(如光電二極體)；波長分波解多工器組82將經出射光介面203出射的第二合光解多工之後所獲得的多束光束分別入射至與其相對設置的各光接收元件81上。

值得一提的是，接收組件80與環形器100之間的相對位置關係是不限的，比如，在本實施例中，第三方向(即Z軸方向)為與第一方向(即X軸方向)和第二方向(即Y軸方向)相垂直的方向，光模組200還包括沿第三方向延伸的潛望鏡83，環形器100上的出射光介面203與潛望鏡83的一個反射面相對設置。此處，發射組件70、環形器100和光纖埠90設置於光模組200的一側，而接收組件80位於光模組200的另一側，通過潛望鏡83將環形器100出射光介面203輸出的第二合光引導至接收組件80所在側，使得可以在光模組200的第三方向上相對的兩側分別設置發射組件70和接收組件80，避免了在光模組200的同一側設置發射組件70和接收組件80，有利於減少光模組200的整體體積。

進一步的，在其中一個實施例中，波長分波解多工器82包括一分二波長分波解多工器821以及兩個一分四波長分波解多工器822，一分二波長分波解多工器821位於潛望鏡83和一分四波長分波解多工器822之間，每一個一分四波長分波解多工器822與四個光接收元件81相對設置。其中：潛望鏡83將第二合光反射至一分二波長分波解多工器821，一分 二波長分波解多工器821將第二合光進行分波處理，以獲得第二複合光訊號和第三複合光訊號，將第二複合光訊號透射至其中一個一分四波長分波解多工器822中，一分四波長分波解多工器822將第二複合光訊號進行解多工，以分波處理為四束波長不同的第五線偏光，並將分波後的四束第五線偏光分別透射至與該一分四波長分波解多工器822對應設置的四個光接收元件81中；另外，還將第三複合光訊號透射至另一個一分四波長分波解多工器822中，一分四波長分波解多工器822將第三複合光訊號解多工，以分波處理為四束波長不同的第六線偏光，並將分波後的四束第六線偏光透射至與該一分四波長分波解多工器822對應設置的另四個光接收元件81中。

當然，在其他實施例中，波長分波解多工器直接為一分八波長分波解多工器也是可行的(未圖示)，該一分八波長分波解多工器與八個光接收元件81對應設置，一分八波長分波解多工器用於將第二合光解多工為四束波長不同的第五線偏光和四束波長不同的第六線偏光，並分別將四束波長不同的第五線偏光透射至其中四個光接收元件81中，四束波長不同的第六線偏光透射至另外四個光接收元件81中。

以上實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所公開的內容僅為本創作的優選可行實施例，並非因此侷限本創作的申請專利範圍，所以凡是運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的申請專利範圍內。

10:第一偏振分光組件

11:第一偏振分光面

12:第一反射面

20:第二偏振分光組件

21:第二偏振分光面

22:第三偏振分光面

24:第三反射面

30:第一偏振調整組件

31:法拉第旋轉器

32:第一半波片

100:環形器

101:共用光介面

102:第一棱鏡

103:棱鏡

201:第一入射光介面

202:第二入射光介面

203:出射光介面

204:第二棱鏡

205:第三棱鏡

206:第四棱鏡

X、Y:軸方向

Claims (13)

1. 一種環形器，包括： 一第一偏振分光組件； 一第二偏振分光組件；以及 一第一偏振調整組件，位於該第一偏振分光組件及該第二偏振分光組件之間，該第二偏振分光組件設有出射光介面以及至少二入射光介面，該第一偏振分光組件設有共用光介面，該第一偏振調整組件用於單向調整光束的偏振態，其中： 該至少二入射光介面分別用於接收偏振態彼此相異的第一線偏光及第二線偏光； 該第一線偏光及該第二線偏光分別經過該第二偏振分光組件後，依次經該第一偏振調整組件及該第一偏振分光組件後合成為第一合光並由該共用光介面輸出； 該共用光介面用於接收複合光訊號，該複合光訊號經該第一偏振分光組件後分為偏振態彼此相異的一第三線偏光及一第四線偏光； 該第三線偏光及該第四線偏光經該第一偏振調整組件後改變其偏振態，再經該第二偏振分光組件合成為第二合光並由該出射光介面輸出。
2. 如請求項1所述的環形器，其中，該第一偏振分光組件包括一第一偏振分光面及一第一反射面，該第二偏振分光組件包括至少二偏振分光面，且該至少二偏振分光面包括一第二偏振分光面及一第三偏振分光面； 該第一偏振分光面、該第二偏振分光面及該第三偏振分光面均對該第一線偏光及該第二線偏光中的一者透射，對另一者反射； 該第一偏振調整組件包括一法拉第旋轉器及一第一半波片，該第一偏振調整組件用於改變經該第一偏振分光組件分出的該第三線偏光及該第四線偏光的偏振態，使該第三線偏光及該第四線偏光的偏振態互換。
3. 如請求項2所述的環形器，其中，該第一偏振分光組件、該第一偏振調整組件及該第二偏振分光組件沿第一方向依次設置； 該第一偏振分光組件包括至少一第一棱鏡，該第一棱鏡包括相對的兩表面，該第一棱鏡相對的兩表面分別設置該第一偏振分光面及該第一反射面； 該第二偏振分光組件包括沿第二方向疊置的至少二棱鏡：第二棱鏡及第三棱鏡，該第二方向與該第一方向相垂直；該第二棱鏡與該第三棱鏡之間設置該第二偏振分光面；該第三棱鏡與該第二棱鏡相背對的表面設置該第三偏振分光面。
4. 如請求項3所述的環形器，其中，該第一偏振分光面與該第三偏振分光面位於同一光軸上，該第一反射面與該第二偏振分光面位於另一光軸上，該第一偏振調整組件位於該第一偏振分光面與該第三偏振分光面之間，以及該第一反射面及該第二偏振分光面之間； 其中，經該入射光介面入射的該第一線偏光依次經過該第三偏振分光面及該第一偏振調整組件的透射後入射至該第一偏振分光面；經該入射光介面入射的該第二線偏光依次經過該第二偏振分光面的反射、該第一偏振調整組件的透射及該第一反射面的反射後入射至該第一偏振分光面；該第一線偏光及該第二線偏光在該第一偏振分光面處合成為該第一合光後由該共用光介面輸出； 經該共用光介面入射的該複合光訊號在該第一偏振分光面處分為該第三線偏光及該第四線偏光；該第三線偏光經該第一偏振分光面透射至該第一偏振調整組件中改變偏振態，以轉變為一第五線偏光，該第五線偏光經該第三偏振分光面反射至該第二偏振分光面；該第四線偏光依次經該第一偏振分光面及該第一反射面的反射後入射至該第一偏振調整組件中改變偏振態，以轉變為第六線偏光，該第六線偏光入射至第二偏振分光面；該第五線偏光及該第六線偏光在該第二偏振分光面處合成為該第二合光後由該出射光介面輸出。
5. 如請求項4所述的環形器，其中，該第二偏振分光組件還包括第四棱鏡，該第四棱鏡沿該第二方向與該第三棱鏡疊置，該第三偏振分光面位於該第三棱鏡與該第四棱鏡之間； 該至少二入射光介面分別位於該第二棱鏡一側及該第四棱鏡一側，該出射光介面位於該第三棱鏡一側。
6. 如請求項3所述的環形器，其中，該第二偏振分光組件還包括一第四棱鏡，該第四棱鏡沿該第二方向與該第三棱鏡疊置，該第三偏振分光面位於該第三棱鏡與該第四棱鏡之間；該第四棱鏡與該第三偏振分光面相背對的平面設有一第二反射面； 其中，該第三偏振分光面與該第一反射面位於同一光軸上，該第二反射面與該第一偏振分光面位於另一光軸上，該第一偏振調整組件位於該第三偏振分光面與該第一反射面之間，以及該第二反射面及該第一偏振分光面之間； 其中，經該入射光介面入射的第一線偏光依次經過該第二偏振分光面及該第三偏振分光面的透射、該第二反射面的反射以及該第一偏振調整組件的透射後入射至該第一偏振分光面；經該入射光介面入射的第二線偏光依次經過該第二偏振分光面及該第三偏振分光面的反射、該第一偏振調整組件的透射後以及該第一反射面的反射後入射至該第一偏振分光面；該第一線偏光及該第二線偏光在該第一偏振分光面處合成為該第一合光後由該共用光介面輸出； 其中，經該共用光介面入射的該複合光訊號在該第一偏振分光面處分為該第三線偏光及該第四線偏光；該第三線偏光入射至該第一偏振調整組件中改變偏振態，以轉變為第五線偏光，該第五線偏光經該第二反射面反射至該第三偏振分光面；該第四線偏光依次經該第一偏振分光面及該第一反射面的反射後入射至該第一偏振調整組件中改變偏振態，以轉變為第六線偏光入射至該第三偏振分光面；該第五線偏光及該第六線偏光在該第三偏振分光面處合成為該第二合光後由該出射光介面輸出。
7. 如請求項6所述的環形器，其中，該至少二入射光介面分別位於該第二棱鏡一側及該第三棱鏡一側，該出射光介面位於該第四棱鏡一側。
8. 如請求項3-7任一項所述的環形器，其中，該第二偏振分光組件還包括第三反射面，該第三反射面設於該第二棱鏡與該第二偏振分光面相背對的表面，該第三反射面用於將從入射光介面入射的線偏光反射至該第二偏振分光面。
9. 如請求項1-7任一項所述的環形器，其中，該環形器還包括分別設於該至少二入射光介面處的第二偏振調整組件及第三偏振調整組件；該第二偏振調整組件及第三偏振調整組件用於將入射到該至少二入射光介面的光束調整為兩束偏振方向相互垂直的線偏振光。
10. 如請求項1-7任一項所述的環形器，其中，該環形器還包括第三偏振分光組件，該第三偏振分光組件設於該至少二入射光介面之前，用於將任意偏振態的入射光束分為P偏振光及S偏振光，並分別將P偏振光及S偏振光入射至該第二偏振分光組件的該至少二入射光介面。
11. 一種光模組，包括請求項1-10任一項所述的環形器，所述的光模組還包括至少二發射組件、一接收組件以及一光纖埠，該至少二發射組件分別與該環形器的多個入射光介面一一相對設置，該接收組件與該出射光介面相對設置，該光纖埠與該共用光介面相對設置，其中： 各該發射組件發射的光束分別入射至與其相對設置的該入射光介面，各該發射組件與該環形器的各該入射光介面之間均依次設有光隔離器及半波片，該光隔離器及該半波片分別在多個該入射光束入射至該入射光介面之前將其中一部分轉為該第一線偏光，另一部分轉為該第二線偏光；該第一線偏光及該第二線偏光經該環形器合成為第一合光後經該共用光介面輸出至該光纖埠，並由該光纖埠輸出至外部的光通訊設備； 該光纖埠還用於接收外部的複合光訊號，並將接收的複合光訊號入射至該環形器的共用光介面； 該接收組件用於接收經該環形器的出射光介面出射的第二合光。
12. 如請求項11所述的光模組，其中，每一該發射組件包括一波長分波多工器以及多個光發射元件，各該光發射元件發射的光束經該波長分波多工器合成為一束光之後，經該光隔離器及半波片入射到該環形器的該第二偏振分光組件。
13. 如請求項11所述的光模組，其中，該接收組件包括波長分波解多工器組及多個光接收元件，該波長分波解多工器組將經該出射光介面出射的該第二合光解多工之後所獲得的多束光束分別入射至與其相對設置的各該光接收元件上。

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