一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)和接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述的發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)包括一波分復(fù)用裝置和第一準(zhǔn)直器，所述的接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)包括第二準(zhǔn)直器和一波分解復(fù)用裝置，其特征在于：所述的波分復(fù)用裝置和波分解復(fù)用裝置組合成一體，包括一玻璃塊、發(fā)射端帶通濾波片組、接收端帶通濾波片組，所述的發(fā)射端組帶通濾波片組設(shè)于玻璃塊下半部，并與玻璃塊下半部組成波分復(fù)用裝置；所述的接收端帶通濾波片組設(shè)于玻璃塊上半部分，并與玻璃塊上半部組合成波分解復(fù)用裝置；所述的接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)還包括一將第二準(zhǔn)直器出射的光束轉(zhuǎn)折至波分解復(fù)用裝置的斜方棱鏡。本發(fā)明采用微光學(xué)原理設(shè)計，可以極大地降低光束插損，提高耦合效率。
【專利說明】—種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)中的光收發(fā)模塊，尤其涉及一種用于高速收發(fā)系統(tǒng)波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著通訊領(lǐng)域的日益發(fā)展，傳統(tǒng)的傳輸技術(shù)已經(jīng)很難滿足傳輸容量及速度的要求，在典型的應(yīng)用領(lǐng)域如數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)連接、搜索引擎、高性能計算等領(lǐng)域，為防止寬帶資源的不足，承運商和服務(wù)供應(yīng)商們對規(guī)劃新一代高速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行了部署，這就需要相應(yīng)的高速收發(fā)模塊以滿足高密度高速率的數(shù)據(jù)傳輸要求。在高速的信息收發(fā)系統(tǒng)中，需要用高密度的光模塊替代傳統(tǒng)的光模塊，采用多通道光收發(fā)技術(shù)，可以把更多的轉(zhuǎn)發(fā)器和接收器集中在更小的空間中去，尤其在40Gbps或10Gbps的光纖解決方案中，采用4通道的傳輸技術(shù)，以每通道1Gbps或者更高的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其容量可以達(dá)到傳統(tǒng)單通道傳輸?shù)?倍甚至更高，而在這樣的高速模塊中，其核心組件即是模塊中的光學(xué)復(fù)用和解復(fù)用結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)完成光的發(fā)送和接收功能，用于將四路不同波長的光信號耦合到同一根光纖中進(jìn)行傳輸或者將同一光纖中的四種不同波長的光載波進(jìn)行分離，然后經(jīng)由四路光接收機進(jìn)一步處理恢復(fù)信號。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的不足，提供一種插損小、易于裝配調(diào)試，并且體積也較小的高速收發(fā)系統(tǒng)波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案如下:一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)和接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述的發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)包括一波分復(fù)用裝置(MUX)和第一準(zhǔn)直器，所述的接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)包括第二準(zhǔn)直器和一波分解復(fù)用裝置(DEMUX)，其特征在于:所述的波分復(fù)用裝置和波分解復(fù)用裝置組合成一體，包括一玻璃塊、發(fā)射端帶通濾波片組、接收端帶通濾波片組，所述的發(fā)射端組帶通濾波片組設(shè)于玻璃塊下半部，并與玻璃塊下半部組成波分復(fù)用裝置；所述的接收端帶通濾波片組設(shè)于玻璃塊上半部分，并與玻璃塊上半部組合成波分解復(fù)用裝置；所述的接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)還包括一將第二準(zhǔn)直器出射的光束轉(zhuǎn)折至波分解復(fù)用裝置的斜方棱鏡。
[0005]進(jìn)一步，所述的發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)還包括:激光器組、第一準(zhǔn)直透鏡組、第二矯正透鏡組、位移調(diào)節(jié)塊組、隔離器；所述的激光器組、第一準(zhǔn)直透鏡組、第二矯正透鏡組、位移調(diào)節(jié)塊組、波分復(fù)用裝置、隔離器、第一準(zhǔn)直器沿發(fā)射光路依次設(shè)置。
[0006]進(jìn)一步，所述的接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)還包括:薄透鏡組、接收ro組；所述的第二準(zhǔn)直器、斜方棱鏡、波分解復(fù)用裝置、薄透鏡組以及接收ro組沿光路依次設(shè)置。
[0007]進(jìn)一步，所述的發(fā)射端帶通濾波片組設(shè)有4個帶通濾波片，所述的帶通濾波片的進(jìn)光端和玻璃塊的出光窗口位置均鍍有增透膜，帶通濾波片粘結(jié)于玻璃塊的一面鍍有帶通膜，所述的玻璃塊下半部分除出光端方向外都鍍反射膜。
[0008]進(jìn)一步，所述的接收端帶通濾波組設(shè)有4個帶通濾波片，所述的帶通濾波片的出光端和玻璃塊的進(jìn)光窗口位置均鍍有增透膜，帶通濾波片粘結(jié)于玻璃塊的一面鍍有帶通膜，所述的玻璃塊上半部分除出光端方向外都鍍反射膜。
[0009]進(jìn)一步，所述的第一準(zhǔn)直透鏡組為小焦距透鏡，且為非球面透鏡。
[0010]進(jìn)一步，所述的第二矯正透鏡組為大焦距透鏡，且為C透鏡。
[0011]進(jìn)一步，所述的位移調(diào)節(jié)塊組所用的位移調(diào)節(jié)片為硅位移調(diào)節(jié)片。
[0012]進(jìn)一步，所述的薄透鏡組中的薄透鏡為C透鏡。
[0013]進(jìn)一步，所述的帶通濾波片角度為12°。
[0014]進(jìn)一步，所述的激光器組為稀疏波分復(fù)用激光器組。
[0015]進(jìn)一步，還包括一外殼，所述的發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)、接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)于外殼上。
[0016]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述的波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，在發(fā)射端通過兩個準(zhǔn)直透鏡組對激光光束進(jìn)行準(zhǔn)直，其中第一準(zhǔn)直透鏡組主要進(jìn)行光束的準(zhǔn)直，第二矯正透鏡組進(jìn)行光束的矯正，然后通過Mux組件將4路不同波長的光束匯聚為一路光束進(jìn)入準(zhǔn)直器，在Mux組件中采用小角度的膜片可以有效的降低技術(shù)難度和成本，在發(fā)射端的各條通道中，為了保持各路光的耦合穩(wěn)定性，在光路中加入硅位移調(diào)節(jié)塊，可以對光路進(jìn)行位移調(diào)節(jié)，補償由于器件加工及裝配帶來的光路失配，大大降低了對于組裝工藝精度的要求，并且可以保持各通道的一致性，使耦合效率達(dá)到最高，插損可以小于ldB。而在接收端則相反，Demux組件將混合了的光束按照不同波長重新分開，實現(xiàn)光信號的解復(fù)用功能，然后經(jīng)過薄透鏡進(jìn)行聚焦，再通過直角棱鏡對光束轉(zhuǎn)折后入射到相應(yīng)的H)。本發(fā)明采用正反面分立設(shè)計，可以有效的利用殼體的高度和寬度空間，有利于模塊的小型化，在寬度方向上可以增大各通道之間的間隔以降低裝配難度，使其更加易于裝配調(diào)試。采用微光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以極大地降低光束插損，提高耦合效率，降低功耗，組裝調(diào)試過程簡單快捷，具有良好的溫度性能，有利于光信號的長距離傳輸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述的波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是為本發(fā)明所述的接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是為本發(fā)明所述的斜方棱鏡安裝示意圖。

【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
如圖2所示，發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)包括激光器組100，第一準(zhǔn)直透鏡組101，第二矯正透鏡組102，位移調(diào)節(jié)塊組103，發(fā)射端帶通濾波片組104，玻璃塊105，其中發(fā)射端帶通濾波片組104和玻璃塊105下半部分組合成為Mux結(jié)構(gòu)，隔離器106，第一準(zhǔn)直器107。在圖2中，激光器組100，包括四路激光器，每個激光器發(fā)射不同波長的激光，在激光器的出射端設(shè)置第一準(zhǔn)直透鏡組101，用于將激光器發(fā)出的發(fā)散光束進(jìn)行準(zhǔn)直，此透鏡組采用小焦距的非球面透鏡，可有效提高耦合效率；第一準(zhǔn)直透鏡組101后面設(shè)置第二矯正透鏡組102，用于對光束進(jìn)行矯正，采用大焦距的C透鏡，對第一透鏡組在固化過程中產(chǎn)生的偏差進(jìn)行補償。位移調(diào)節(jié)塊組103，可以在不改變光束方向的條件下進(jìn)行細(xì)微的光束位移調(diào)節(jié)，補償由于器件加工或者裝配過程帶來的位移失配，位移調(diào)節(jié)塊組103可以采用硅材料制作，由于其高折射特性，較小的偏移即可產(chǎn)生較大的位移。從位移調(diào)節(jié)塊103出射的四路光，分別入射到Mux結(jié)構(gòu)的發(fā)射端帶通濾波片組104的四個帶通濾波片上，每個濾波片只透過相對應(yīng)的波長，光束進(jìn)入玻璃塊105，在玻璃塊105中，四路不同波長的光λ P λ2、λ3、λ 4經(jīng)由玻璃塊匯合為一路光束出射，其具體實現(xiàn)方式為，第一路波長λ I的光束1001經(jīng)過第一塊帶通濾波片進(jìn)入玻璃塊105，由于在玻璃塊105的反面相應(yīng)位置鍍有反射膜，于是光束1001在經(jīng)過玻璃塊105的反射后入射到第二塊帶通濾波片上，而第二塊帶通濾波片相應(yīng)的面鍍有帶通膜，只允許波長為λ 2的光無損耗通過，而對于其他波長的光如λ 1、λ 3、λ 4則形成反射，光束λ I再次被反射，于是光束1001和λ 2匯合為光束1002，以此類推，光束1002和λ 3匯合為光束1003，光束1003和λ 4匯合為光束1004，而在光束1004的出光方向上，玻璃塊在相應(yīng)的位置鍍有增透膜，于是光束無損通過玻璃塊105后進(jìn)入隔離器106。隔離器106作用是使正向光束導(dǎo)通，反向截止，產(chǎn)生極大的回?fù)p，以降低反向光對激光器的影響，隔離器后面為通孔，通孔里安裝第一準(zhǔn)直器107，用于接收匯合光束1004并將其耦合進(jìn)光纖。
[0019]圖3為接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖，包括第二準(zhǔn)直器108，斜方棱鏡112、玻璃塊105，接收端帶通濾波片組109，薄透鏡組110以及接收ro組111 ;接收端帶通濾波片組109和玻璃塊上半部分組合成DEMUX，圖3中，從第二準(zhǔn)直器108出射的準(zhǔn)直光束，包含有四路不同波長的光λ η λ2、λ3、λ 4，該光束為2001，光束2001經(jīng)斜方棱鏡112轉(zhuǎn)折后進(jìn)入玻璃塊105，該玻璃塊105的進(jìn)光位置鍍有增透膜，光束2001入射到接收端帶通濾波片組109的第一個帶通濾波片上時，由于該帶通濾波片只允許波長為λ 4的光無損通過，而其他波長λ”入2、λ 3則會形成反射，于是光束2001分為了兩束光，其中一束為λ 4，另外一束為光束2002，光束2002包含了 λ P λ 2、λ 3，在玻璃塊105進(jìn)光端的其他反射區(qū)域鍍有反射膜，光束2002再次被反射后入射到第二個帶通濾波片上，同理第二個帶通濾波片只通過波長為λ 3的光束，其他波長的光束反射，以此類推，四個帶通濾波片將四個不同波長的光束分開，達(dá)到波分解復(fù)用的目的，從帶通濾波片出射的光再經(jīng)過薄透鏡組110，薄透鏡組110對準(zhǔn)直光束進(jìn)行匯聚，匯聚光束再入射到各自相對應(yīng)的接收ro組111上。
[0020]將發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)和接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)組合成本發(fā)明所述的波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示，在圖1、圖4中，發(fā)射端和接收端分別置于殼體I內(nèi)的上下兩層，從而可以更合理的利用殼體I的高度和寬度空間。在下層發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)中，包括依次設(shè)置于光路中的激光器組100、第一準(zhǔn)直透鏡組101、第二矯正透鏡組102、位移調(diào)節(jié)塊組103、發(fā)射端帶通濾波片組104、玻璃塊105、隔離器106以及第一準(zhǔn)直器107，發(fā)射端帶通濾波片組104、玻璃塊105下半部分組成波分復(fù)用裝置，其光路原理如上所述。在接收端結(jié)構(gòu)中，包括依次設(shè)置于光路的第二準(zhǔn)直器108、斜方棱鏡112、玻璃塊105、接收端帶通濾波片組109、薄透鏡組110接收ro組111，接收端帶通濾波片組109、玻璃塊105上半部分組成波分解復(fù)用裝置，其光路原理如上所述。從第二準(zhǔn)直器108出射的光束經(jīng)斜方棱鏡112轉(zhuǎn)折后進(jìn)入波分解復(fù)用裝置，波分解復(fù)用裝置將四路不同波長光束分開，然后各路光再通過聚焦透鏡使光束聚焦到相應(yīng)的ro上。
[0021]在此光學(xué)結(jié)構(gòu)中，各器件在殼體內(nèi)有相應(yīng)的定位位置，可以通過玻璃墊塊或者玻璃塊支架將器件固定在殼體上。本發(fā)明采用微光學(xué)原理設(shè)計，可以極大地降低光束插損，提高耦合效率，組裝調(diào)試過程簡單快捷，具有良好的溫度性能，有利于光信號的長距離傳輸。
[0022]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對本發(fā)明做出的各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)和接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述的發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)包括一波分復(fù)用裝置和第一準(zhǔn)直器，所述的接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)包括第二準(zhǔn)直器和一波分解復(fù)用裝置，其特征在于:所述的波分復(fù)用裝置和波分解復(fù)用裝置組合成一體，包括一玻璃塊、發(fā)射端帶通濾波片組、接收端帶通濾波片組，所述的發(fā)射端組帶通濾波片組設(shè)于玻璃塊下半部，并與玻璃塊下半部組成波分復(fù)用裝置；所述的接收端帶通濾波片組設(shè)于玻璃塊上半部分，并與玻璃塊上半部組合成波分解復(fù)用裝置；所述的接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)還包括一將第二準(zhǔn)直器出射的光束轉(zhuǎn)折至波分解復(fù)用裝置的斜方棱鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的發(fā)射端光學(xué)結(jié)構(gòu)還包括:激光器組、第一準(zhǔn)直透鏡組、第二矯正透鏡組、位移調(diào)節(jié)塊組、隔離器以及第一準(zhǔn)直器；所述的激光器組、第一準(zhǔn)直透鏡組、第二矯正透鏡組、位移調(diào)節(jié)塊組、波分復(fù)用裝置、隔離器、第一準(zhǔn)直器沿發(fā)射光路依次設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的接收端光學(xué)結(jié)構(gòu)還包括:第二準(zhǔn)直器、薄透鏡組、接收ro組；所述的第二準(zhǔn)直器、斜方棱鏡、波分解復(fù)用裝置、薄透鏡組以及接收ro組沿光路依次設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的發(fā)射端帶通濾波片組設(shè)有4個帶通濾波片，所述的帶通濾波片的進(jìn)光端和玻璃塊的出光窗口位置均鍍有增透膜，帶通濾波片粘結(jié)于玻璃塊的一面鍍有帶通膜，所述的玻璃塊下半部分除出光端方向外都鍍反射膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的接收端帶通濾波組設(shè)有4個帶通濾波片，所述的帶通濾波片的出光端和玻璃塊的進(jìn)光窗口位置均鍍有增透膜，帶通濾波片粘結(jié)于玻璃塊的一面鍍有帶通膜，所述的玻璃塊上半部分除出光端方向外都鍍反射膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第一準(zhǔn)直透鏡組為小焦距透鏡，且為非球面透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第二矯正透鏡組為大焦距透鏡，且為C透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的位移調(diào)節(jié)塊組中用的位移調(diào)節(jié)片為硅位移調(diào)節(jié)片，所述的激光器組為稀疏波分復(fù)用激光器組。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于:，所述的薄透鏡組中的薄透鏡為C透鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種波分復(fù)用解復(fù)用光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的帶通濾波片角度為12°。
【文檔編號】H04J14/02GK104079356SQ201310104055
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】劉洪彬, 徐云兵, 鄭睿, 王向飛, 李偉啟 申請人:福州高意通訊有限公司