[实用新型]一种多波长合波器组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤通信技术领域，尤其涉及一种基于薄膜滤波片的多波长合波器组件。

背景技术

在高速数据通信领域中，由于电传输的速率瓶颈，对于传输速率要求在40/100Gbps速率的光纤通信网络，为了保障数据能够长距离高速传输，其普遍采用的解决方案是将4路不同波长的光信号复用于单模光纤中进行传输，在接收端再解复用出这4个波长。这样，每个波长通道的信号速率只需达到10/25Gbps，即可满足40/100Gbps的信号传输速率要求。常用的波长标准有CWDM（中心波长为1271nm，1291nm，1311nm，1331nm，每通道需要13nm带宽）和LAN-WDM（1295.56nm，1300.05nm，1304.58nm，1309.14nm，每通道需要大约2.07nm带宽）。为了更有效的利用带宽，新的间隔0.8nm的DWDM标准也在讨论中。

薄膜滤波片（TFF）技术是目前被普遍采用的实现这种4个波长光信号复用/解复用的技术方案之一。目前最常用的构成4个波长合波/分波的合波器/分波器，其包含有在一个侧面镀有增透膜（AR Coating）和全反射膜（HR Coating）的斜方棱镜，和在另一个侧面贴装的4个TFF膜片，构成一个整体称为波分复用/解复用组件（WDM Block）。工作原理简述如下：每个波长对应的膜片只可以让该波长通过，并反射其它波长的光。波长4可以透过相对应的TFF4膜片，在全反射膜处被发射到波长3对应的TFF3膜片位置。TFF3使波长3透过并反射波长4，在此处形成波长3和4的合波。这两个波长再经过全发射膜的反射被反射到波长2对应的TFF2膜片位置。同上的道理在TFF2处形成三个波长的合波。如此往返直至形成四个波长的合波。这样的合波过程可以称为之字合波。经过合波的四个波长在增透膜出射出并经过隔离器。隔离器的作用是防止光发射器件中的反射光波干扰光发射元器件的工作状态，比如激光器。使用隔离器要求经过合波后的光波的偏振方向相同，而通过上述原理经过合波的光的偏振状态在每一个TFF膜片处都没有被改变而可以满足这一要求。因为光路的可逆原理，同样的光路在去除隔离器后可以被用作分波器。在分波器中因为入射光的偏振是随机的，不能满足隔离器对偏振的要求，所以要去除隔离器。

尽管上述方案的合波/分波组件原理简单，结构明了，但由于4个波长光束通过的光学路径不同，对于相同准直的光出射后光斑大小不同，后续的耦合效率就不同，影响出光功率的一致性；更重要的是第4个波长光束经过了多次反射，对位置和角度控制非常敏感，因此激光器芯片、准直透镜以及膜片位置微小的偏移如热膨胀等都会造成光束的不稳定，导致出光丢失；这些问题对于光发射器件中的合波影响尤其明显。

而针对此，有另一种解决方案的出现，此方案为采用45度TFF膜片的设计。该45度TFF膜片在合波时要求两个波长具有较大的波长间隔，所以这种方案对于CWDM这种波长间隔20nm左右的标准是适用的，但是对LAN-WDM和DWDM等波长间隔较小的标准不适用。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种多波长合波器组件，该多波长合波器组件能够适用于LAN-WDM和DWDM等波长间隔较小的标准，能够完成对N个（典型4个）激光器发出的N（典型4个）条不同波长的光束进行汇聚，在满足信号的多通道传输要求的同时，通过减少光波的反射次数而大大减小了光波的传播路径，稳定了光路；而且之字合波可以选择TFF膜片的角度来满足各种波长间隔的要求。因此这种合波器可以广泛应用于各种波长协议标准。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多波长合波器组件，包括位于隔离器下方并以Y轴为中心线对称设置的第一斜方棱镜和第二斜方棱镜，以及位于隔离器上方的偏振合波器、1/2波片和正方棱镜；第一斜方棱镜底部设有平行设置并位于同一平面的第一TFF膜和第二TFF膜，第二斜方棱镜底部设有平行设置并位于同一平面的第三TFF膜和第四TFF膜；第一斜方棱镜顶部设有与第一TFF膜平行对应偏向同一侧设置并位于同一平面的第一全反射膜和设有与第二TFF膜平行对应偏向同一侧设置并位于同一平面的第一增透膜；第二斜方棱镜顶部设有与第三TFF膜平行对应偏向同一侧设置并位于同一平面的第二全反射膜和设有与第三TFF膜平行对应偏向同一侧设置并位于同一平面的第二增透膜；第二斜方棱镜设有与隔离器成45度设置的第三全反射膜。

进一步的，所述第一斜方棱镜和第二斜方棱镜的光路均为之字合波的光波光路，两组光波光路的偏振方向相同并通过同一隔离器。