多端口复式结构自由空间耦合波分复用器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种多端口复式结构自由空间耦合波分复用器，包括第一层波分复用结构、第二层波分复用结构、水平基板和第一45度斜切圆柱形反射器；45度斜切圆柱形反射器由两个45度斜切圆柱形反射镜组成；第一层波分复用结构位于水平基板的第一侧，第二层波分复用结构位于水平基板的第二侧，在第一层波分复用结构与第二层波分复用结构的光路上设置第一45度斜切圆柱形反射器，第一45度斜切圆柱形反射器的两个45度斜切圆柱形反射镜分别位于水平基板的两侧，本实用新型利用一对45度斜切圆柱形反射器，实现立体复试结构的波分复用器，提高空间利用率，通过调节45度斜切圆柱形反射镜的反射角度可控制光信号传输角度和位置，矫正信号光因多级反射造成的误差。
【专利说明】多端口复式结构自由空间耦合波分复用器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种波分复用器，特别涉及一种多端口复式结构自由空间耦合波分复用器。
【背景技术】
[0002]波分复用(WDM)是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束,沿着单根光纤传输，在接收端再用某种方法，将各个不同波长的光信号分开的通信技术。这种技术可以同时在一根光纤上传输多路信号，每一路信号都由某种特定波长的光来传送，这就是一个波长信道。
[0003]波分复用是现代光网络中有效增加带宽容量的有效方案，其中基于介质膜片技术的相关器件具有性能稳定优越等特点，被广泛使用，现在的波分复用器采用的方法有以下几种:
[0004](I)三端口器件级联的多通道WDM
[0005]如图1所示，单独封装的三端口器件级联后可以作为多通道多端口的波分复用器件使用，但三端口器件本身入射出射端口哟定时器件两段，级联是需要将光纤多次熔接并且需要较大的空间来完成光纤的绕线，这种形式的波分复用器体积一般在110mm*80mm* 12mm 左右。
[0006](2)滤波片串联的多通道WDM
[0007]如图2所示，通过自由空间技术将多个滤波片串联在一起，省去了多次光束从自由空间到光纤纤芯的耦合，也省去了光纤熔接和绕线，降低了器件的损耗，同时可以将器件的体积缩小，但是大部分这样的器件光纤依然是从器件的两端引出，集成到系统中时光纤的绕线仍然需要占有较大的空间，器件的体积可以压缩到三端口级联器件的十分之一，常见体积在40mm*28mm*8_左右。
[0008](3)利用反射镜使得光纤从器件同一端走线
[0009]如图3所示，在器件内增加反射镜或者棱镜将透过摆放在同一平面的信号光回射，多次通过滤波片将不同的信道分离，实现波分复用的目的，当输出端口增加时，平面一层结构使得器件尺寸增加，不能有效的利用空间，一般超过8个信道的CWDM器件至少要在6mm*25mm*28mm，这样的体积可以满足很多的应用，但是对于淤血需要更密集集成的系统还是不够理想。
[0010](4)利用棱镜使得光纤在同一端分两层走线
[0011]利用棱镜将信号光从一个平面引导反射到第二平面，在采用相同的滤波片级联方案，可以实现立体结构的波分复用器件，更有效的利用空间，增加器件的集成度，但是棱镜本身无法有效的调整信号光的位置和角度，通常需要利用精密机械加工预先确定角度，对于生产中出现的调整误差没有办法补偿，增加产品制作难度，降低成品率。
[0012]上述几种WDM结构并不能集光纤一端走线、体积小、高度集成通讯和误差补偿等优点于一体。
[0013]有鉴于此，本发明人研究出一种可实现多层立体结构并且能够有效调整光路时的位置和补偿误差的多端口复试结构自由空间耦合波分复用器，本案由此产生。
实用新型内容
[0014]本实用新型的目的在于提供一种多端口复式结构自由空间耦合波分复用器，实现多层结构的波分复用器，减小信号光传输误差，并且提高空间利用率。
[0015]为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0016]包括第一层波分复用结构、第二层波分复用结构、水平基板和第一 45度斜切圆柱形反射器；45度斜切圆柱形反射器由两个45度斜切圆柱形反射镜组成；水平基板上固定有金属支架，金属支架中开设圆形孔，45度斜切圆柱形反射镜安装在金属支架圆形孔中，金属支架设置有供45度斜切圆柱形反射镜轴向旋转和前后位移的两个自由度；
[0017]第一层波分复用结构包括入射光的光纤准直器、出射光的光纤准直器、第二 45度斜切圆柱形反射器、滤波片和平面反光镜；入射光的光纤准直器与出射光的光纤准直器平行排列，每个出射光的光纤准直器前面设置滤波片，多级滤波片呈直线排列，滤波片前面对应地安装平面反光镜，在出射光的光纤准直器与第一级滤波片之间的光路上设置第二 45度斜切圆柱形反射器；
[0018]第二层波分复用结构包括出射光的光纤准直器、滤波片和平面反光镜，出射光的光纤准直器平行排列，每个出射光的光纤准直器前面设置滤波片，多级滤波片呈直线排列，滤波片前面对应地安装平面反光镜；
[0019]第一层波分复用结构位于水平基板的第一侧，第二层波分复用结构位于水平基板的第二侧，在第一层波分复用结构与第二层波分复用结构的光路上设置第一 45度斜切圆柱形反射器，第一 45度斜切圆柱形反射器的两个45度斜切圆柱形反射镜分别位于水平基板的两侧，第一 45度斜切圆柱形反射器的第一个45度斜切圆柱形反射镜与第一层波分复用结构的最后一级滤波片对应，第一 45度斜切圆柱形反射器的第二个45度斜切圆柱形反射镜与第二层波分复用结构的第一级滤波片对应，水平基板在第一 45度斜切圆柱形反射器的两个45度斜切圆柱形反射镜之间开设一个通道。
[0020]所述平面反射镜、滤波片、光纤准直器均固定在水平基板上。
[0021]所述滤波片与平面反射镜之间设置有一个支架，支架固定在水平基板上，滤波片与平面反射镜均粘接在支架上，支架中间沿光路方向开设孔道。
[0022]采用上述结构后，本实用新型设置了两层的波分复用结构，通过一 45度斜切圆柱形反射器来连接或者传输信号光，通过旋转以及推进45度斜切圆柱形反射镜改变光信号出射的角度，可有效补偿调整过程中累积的角度和位置误差，提高生产的成品率，降低生产成本；同时，两层的光纤端口分别紧密平行排列，并且所有光纤在同一侧走线，结构紧凑，使本实用新型体积小，能够有效利用空间。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是现有三端口级联的多通道波分复用器的结构示意图；
[0024]图2是现有三端口器件串联多通道波分复用器的结构示意图；
[0025]图3是现有具有反射镜波分复用器的结构示意图；
[0026]图4是现有利用棱镜的立体结构波分复用器的结构示意图；
[0027]图5是本实用新型的立体结构示意图；
[0028]图6是本实用新型的俯视图；
[0029]图7是本实用新型水平基板及金属支架的侧视图；
[0030]图8是本实用新型水平基板及金属支架的立体结构示意图；
[0031]图9是本实用新型滤波片、平面反光镜及支架的立体结构示意图。
[0032]标号说明
[0033]光纤准直器1，入射光的光纤准直器11，出射光的光纤准直器12，滤波片2，第一45度斜切圆柱形反射器3，平面反光镜4，第二 45度斜切圆柱形反射器5，水平基板6，支架61，金属支架7，圆形孔71，直角棱镜8，光纤9，通道10。
【具体实施方式】
[0034]如图5至图9所示是本实用新型揭示的一种多端口复式结构自由空间耦合波分复用器，包括第一层波分复用结构、第二层波分复用结构、水平基板6和第一 45度斜切圆柱形反射器3 ；45度斜切圆柱形反射器由两个45度斜切圆柱形反射镜组成；水平基板6上固定有金属支架7，金属支架7中开设圆形孔71，45度斜切圆柱形反射镜安装在金属支架圆形孔中，金属支架圆形孔71设置有供45度斜切圆柱形反射镜轴向旋转和前后位移的两个自由度；
[0035]第一层波分复用结构包括入射光的光纤准直器11、出射光的光纤准直器12、第二45度斜切圆柱形反射器5、滤波片2和平面反光镜4 ;入射光的光纤准直器11与出射光的光纤准直器12平行排列，每个出射光的光纤准直器12前面设置滤波片2，多级滤波片2呈直线排列，滤波片2前面对应地安装平面反光镜4，在出射光的光纤准直器12与第一级滤波片2的光路上设置第二 45度斜切圆柱形反射器5 ；
[0036]第二层波分复用结构包括出射光的光纤准直器12、滤波片2和平面反光镜4，出射光的光纤准直器12平行排列，每个出射光的光纤准直器12前面设置滤波片2，多级滤波片2呈直线排列，滤波片2前面对应地安装平面反光镜4 ；
[0037]第一层波分复用结构位于水平基板6的第一侧，第二层波分复用结构位于水平基板6的第二侧，在第一层波分复用结构与第二层波分复用结构的光路上设置第一 45度斜切圆柱形反射器3,第一 45度斜切圆柱形反射器3的两个45度斜切圆柱形反射镜分别位于水平基板6的两侧，第一 45度斜切圆柱形反射器3的第一个45度斜切圆柱形反射镜与第一层波分复用结构的最后一级滤波片2对应，第一 45度斜切圆柱形反射器3的第二个45度斜切圆柱形反射镜与第二层波分复用结构的第一级滤波片2对应，水平基板6在第一 45度斜切圆柱形反射器3的两个45度斜切圆柱形反射镜之间开设一个通道。
[0038]所述平面反射镜4、滤波片2、光纤准直器I均固定在水平基板6上。
[0039]为了便于生产和操作，在滤波片2与平面反射镜4之间设置有一个支架61，支架61固定在水平基板上6，滤波片2与平面反射镜4均粘接在支架61上，支架61中间沿光路方向开设孔道。
[0040]本实用新型在运行时，信号光从第一层的入射光的光纤准直器11射入，经第二 45度斜切圆柱形反射器5反射后传输到第一层的第一级滤光片2,符合此滤波片2波长的一束信号光透过滤波片进入到相应的出射光的光纤准直器12，不符合此滤光片2波长的信号光经此滤光片2反射到达与滤光片2平行的平面反射镜，平面反射镜4将信号光反射回来传输至下一级的滤波片2，经过多级的滤波片2后，至光信号从第一层的最后一级滤光片2反射出来时，剩下的光信号所被反射出来的光路方向正对第一 45度斜切圆柱形反射器3的第一个45度斜切圆柱形反射镜，通过第一个45度斜切圆柱形反射镜的反射，信号光传输至位于下一层的第二个45度斜切圆柱形反射镜，第二个45度斜切圆柱形反射镜又将信号光传导至第二层波分复用结构的第一级滤波片2，继续进行多级信号光的分离。
[0041]本实用新型重要构件是利用一对45度斜切圆柱形反射镜将信号光平行引入，避免公共端和其他端口由于大角度入射造成的角度，再利用一对45度斜切圆柱形反射镜将信号光引入下一层平面，实现信号光在多层波分复用结构间的传输，多组斜切圆柱形反射镜可以实现更多层的立体结构，此外45度斜切圆柱形反射镜具有两个自由度的调整功能，使其能够轴向旋转和前后位移来调整信号光的入射角度，以矫正多次反射造成的角度误差。
[0042]本实用新型与现有方案之间在功能和结构上的不同之处:
[0043]一、现有方案利用入射光的准直器的一定角度造成光线以适当的角度入射，现有方案还利用直角棱镜实现平行紧密排列；本实用新型则利用45度斜切圆柱形反射器实现准直器的密集型排列，入射角度可调。
[0044]二、现有方案利用直角棱镜沿特定的角度固定，将信号引入到另外一层，形成立体复试结构，现有方案中直角棱镜不能实现信号光束的线性调整；本实用新型通过一 45度斜切圆形孔反射器使信号光束以最佳角度引入到另一层，形成立体复试结构，在实现多端口复式结构波分复用的同时还可有效补偿信号光传输误差，提高精品率。
[0045]总之，本实用新型利用45的斜切反射器引导信号光沿最佳角度入射，再利用45度斜切反射器引导信号光进入下一层，实现滤波片与光纤准直器的紧密平行排列，使多端口复式结构的波分复用器体积减小，并且拥有高精度，高成品率。
[0046]本实用新型可以通过增加波分复用结构的层数实现更多层的多端口立体结构自由空间耦合波分复用器。
[0047]上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属【技术领域】的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
【权利要求】
1.多端口复式结构自由空间耦合波分复用器，其特征在于:包括第一层波分复用结构、第二层波分复用结构、水平基板和第一 45度斜切圆柱形反射器；45度斜切圆柱形反射器由两个45度斜切圆柱形反射镜组成；水平基板上固定有金属支架，金属支架中开设圆形孔，45度斜切圆柱形反射镜安装在金属支架圆形孔中，金属支架设置有供与45度斜切圆柱形反射镜轴向旋转和前后位移的两个自由度； 第一层波分复用结构包括入射光的光纤准直器、出射光的光纤准直器、第二 45度斜切圆柱形反射器、滤波片和平面反光镜；入射光的光纤准直器与出射光的光纤准直器平行排列，每个出射光的光纤准直器前面设置滤波片，多级滤波片呈直线排列，滤波片前面对应地安装平面反光镜，在出射光的光纤准直器与第一级滤波片之间的光路上设置第二 45度斜切圆柱形反射器； 第二层波分复用结构包括出射光的光纤准直器、滤波片和平面反光镜，出射光的光纤准直器平行排列，每个出射光的光纤准直器前面设置滤波片，多级滤波片呈直线排列，滤波片前面对应地安装平面反光镜； 第一层波分复用结构位于水平基板的第一侧，第二层波分复用结构位于水平基板的第二侧，在第一层波分复用结构与第二层波分复用结构的光路上设置第一 45度斜切圆柱形反射器，第一 45度斜切圆柱形反射器的两个45度斜切圆柱形反射镜分别位于水平基板的两侧，第一 45度斜切圆柱形反射器的第一个45度斜切圆柱形反射镜与第一层波分复用结构的最后一级滤波片对应，第一 45度斜切圆柱形反射器的第二个45度斜切圆柱形反射镜与第二层波分复用结构的第一级滤波片对应，水平基板在第一 45度斜切圆柱形反射器的两个45度斜切圆柱形反射镜之间开设一个通道。
2.如权利要求1所述的多端口复式结构自由空间耦合波分复用器，其特征在于:所述平面反射镜、滤波片、光纤准直器均固定在水平基板上。
3.如权利要求1所述的多端口复式结构自由空间耦合波分复用器，其特征在于:所述滤波片与平面反射镜之间设置有一个支架，支架固定在水平基板上，滤波片与平面反射镜均粘接在支架上，支架中间沿光路方向开设孔道。
【文档编号】G02B6/293GK204101771SQ201420500541
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】岳学锋 申请人:博立达（厦门）科技有限公司