一种多波长单纤双向光收发模块及其工作方法_3

文档序号:9274032阅读:来源:国知局
第二波片542后,垂直线偏振光21的偏振方向旋转了 90度变为水平线偏振光。水平线偏振光21经第三偏振分光器513反射后和垂直线偏振光22正交于第三偏振分光器513的偏振分光膜面上,水平线偏振光21和垂直线偏振光22分别经第三偏振分光器513透射和反射后沿X方向合束输出。
[0044]参考图3,为本发明实施例三的多波长单纤双向光收发模块。本发明实施例三同实施例二光学原理一样,区别在于:发射端I的激光器组11按第一激光器111、第二激光器112、第三激光器113、第四激光器114的顺序并排放置;准直透镜组12按第一准直透镜121、第二准直透镜122、第三准直透镜123、第四准直透镜124的顺序并排放置。同样是λ I和λ 3波长复用,λ2和λ 4波长复用,只是复用光束的光程与实施例二不同。
[0045]参考图4,为本发明实施例四的多波长单纤双向光收发模块。本发明实施例四同实施例三的区别在于:发射端四个波长的复用方式。实施例三是将λ?和λ3波长复用,λ2和λ4波长复用,实施例四是将四个波长复用在一起。
[0046]具体实施过程如下:第一激光器111发出的λ I波长平行线偏振光经过第一准直透镜121准直后到达第一波片431,经过第一波片431后,偏振方向旋转了 90度为垂直线偏振光,经第一偏振分光器441两次反射后输出,第二激光器112发出的λ2波长平行线偏振光经过第二准直透镜122准直后直接由第一偏振分光器441透射输出,第一偏振分光器441将λ?和λ 2波长复用在一起;第三激光器113发出的λ 3波长平行线偏振光经过第三准直透镜123准直后到达第二波片432,经过第二波片432后,偏振方向旋转了 90度为垂直线偏振光,经第二偏振分光器442两次反射后输出,第四激光器114发出的λ4波长平行线偏振光经过第四准直透镜124准直后直接由第二偏振分光器442透射输出,第二偏振分光器442将λ3和λ 4波长复用在一起。λ3和λ 4复用光束经全反射镜46反射后到达波分复用膜片45,λ?和λ 2复用光束直接透射过波分复用膜片45,λ3和λ 4复用光束被波分复用膜片45反射,因此波分复用膜片45将λ 1、λ 2、λ 3和λ 4四个波长复用在一起。λ?和λ 3是垂直线偏振光,λ2和λ 4是水平线偏振光,45度晶体波片47相对于λ I和λ 3是半波片,对于λ 2和λ 4是全波片,因此λ I和λ 3经过45度晶体波片47后偏振方向旋转了 90度变为水平线偏振光,λ 2和λ 4经过45度晶体波片47后偏振方向不变。λ?、λ2、λ3和λ 4四个波长的复用光束为水平线偏振光,经过光收发光学组件5后由公共〗而2输出。
[0047]波分复用膜片45通过让垂直线偏振光的λ I波长和水平线偏振光的λ 2波长,透过;让垂直线偏振光的λ3波长和水平线偏振光的λ4波长,反射。从而最终把四个波长光信号合成到一路。
[0048]图6所示波分复用膜片45的光透射率,具体如下:利用波分复用膜片45两个偏振态透过特性的差异,使其中垂直线偏振光的λI波长和λ 3波长,可以用水平线偏振光的入2波长范围作为过渡区;同样,水平线偏振光的λ2波长和λ4波长,可以用垂直线偏振光λ 3波长范围作为过渡区。
[0049]在图4中,等同λ 1、2、3、4的原理,实现λ 5、6、7、8合波,然后λ5、6、7、8的合波光束,透射进入到第一偏振分光器511的另外一路,然后经过光收发光学组件5后由公共端2输出。这样就实现了 8波长的合波复用。
[0050]参考图5,为本发明实施例五的多波长单纤双向光收发模块。本发明实施例五同实施例四的相同点是发射端四波长的复用方式和接收端四个波长的解复用方式,区别在于光收发光学组件。实施例五中的45度晶体波片47相对于λ?和λ3是全波片,对于λ2和λ 4是半波片,因此λ I和λ 3经过45度晶体波片47后偏振方向不变,λ 2和λ 4经过45度晶体波片47后偏振方向旋转了 90度变为垂直线偏振光,λ 1、λ 2、λ 3和λ 4四个波长的复用光束为垂直线偏振光。四波长复用的垂直线偏振光经过第四偏振分光器514反射后到达第一反射镜551,由第一反射镜551反射后到达磁环56内的22.5度1/2波片58,偏振方向顺时针旋转45度,再经过磁旋光片57偏振方向顺时针旋转45度,最后为水平线偏振光。四波长复用的水平线偏振光经过第五偏振分光器515透射后由公共端2接收输出。由公共端2输入的是任意偏振态方向的四个波长光信号,该光束经第五偏振分光器515后被分为偏振态相互垂直的两束光21和22,其中水平方向偏振光21直接透射过第五偏振分光器515,水平线偏振光21经过磁环56内的磁旋光片57后,偏振方向顺时针旋转了 45度,再经过22.5度1/2波片58后偏振方向逆时针旋转45度,最后还是水平线偏振光,水平线偏振光21经过第一反射镜551反射后到达第四偏振分光器514 ;垂直方向偏振光22则被第五偏振分光器515反射后到达第二反射镜552,经过第二反射镜552反射后到达第四偏振分光器514。水平方向偏振光束21和垂直方向偏振光束22分别经第四偏振分光器514透射和反射后合束沿Y轴方向输出。
[0051]参考图7,为本发明实施例发射端中采用小角度波分复用膜片和反射镜实现的波分复用光学结构图。反射镜组48包括第一反射镜481、第二反射镜482、第三反射镜483、第四反射镜484。小角度波分复用膜片组49包括第一小角度波分复用膜片491、第二小角度波分复用膜片492、第三小角度波分复用膜片493。小角度波分复用膜片组49的入射角Θ的范围为5° ~30°。【具体实施方式】如下:λ I波长入射后由第一反射镜481反射到达第一小角度波分复用膜片491,λ 2波长入射后由第二反射镜482反射到达第一小角度波分复用膜片491,第一小角度波分复用膜片491透射λ I波长反射λ 2波长,因此将λ I波长和λ 2波长复用在一起。λ?和λ2复用波长到达第二小角度波分复用膜片492,λ 3波长入射后由第三反射镜483反射到达第二小角度波分复用膜片492,第二小角度波分复用膜片492透射λ?和λ 2波长反射λ 3波长,因此将λ1、λ2和λ 3波长复用在一起。λ 1、λ 2和λ 3复用波长到达第三小角度波分复用膜片493,λ4波长入射后由第四反射镜484反射到达第三小角度波分复用膜片493,第三小角度波分复用膜片493透射λ?、λ2和λ3波长反射λ 4波长,因此将λ 1、λ 2、λ3和λ 4波长复用在一起。同样方法,可以实现入5、6、7、8、9、10等更多波长的复用。小角度波分复用膜片组49能实现波长间隔窄的信号,分开或者是合成,镀膜更容易,成本较低。
[0052]参考图8,为本发明实施例接收端中采用小角度波分复用膜片和反射镜实现的波分解复用光学结构图。入射的包括λ?、λ2、λ3和λ 4波长的光束,经过第三小角度波分复用膜片493后,λ 4波长被反射,λ 1、λ 2和λ 3波长被透射,λ 4波长经第四反射镜484反射输出。λ 1、λ 2和λ 3波长经过第二小角度波分复用膜片492后,λ 3波长被反射,入I和λ 2波长被透射,λ 3波长经第三反射镜483反射输出。λ I和λ 2波长经过第一小角度波分复用膜片491后,λ 2波长被反射,λ I波长被透射,λ 2波长经第二反射镜482反射输出。λ I波长经第一反射镜481反射输出。最后将包含四个不同波长的光信号分解成四个光信号分别输出。同样方法,可以实现λ5、6、7、8、9、10等更多波长的解复用。
[0053]参考图9,为本发明实施例发射端中采用小角度波分复用膜片和转角棱镜实现的波分复用光学结构图。小角度波分复用膜片组13包括第一小角度波分复用膜片131、第二小角度波分复用膜片132、第三小角度波分复用膜片133。转角棱镜组14包括第一转角棱镜141、第二转角棱镜142、第三转角棱镜143。转角棱镜,将小入射角滤光片反射的一定角度的光信号转化成垂直光信号出射或者将垂直入射的光信号转化成一定角度的光信号由小入射角滤光片反射回主光路中。小角度波分复用膜片组13的入射角Θ的范围为5° ~30°。【具体实施方式】如下:λ I波长入射后由反射镜481反射到主光路中,到达第一小角度波分复用膜片131,λ 2波长入射后由第一转角棱镜141转化成一定角度的光束后由第一小角度波分复用膜片131反射到主光路中,第一小角度波分复用膜片131透射λ I波长反射λ 2波长,因此将λ I波长和λ 2波长复用在一起。λ I和λ 2复用波长到达第二小角度波分复用膜片132,λ 3波长入射后由第二转角棱镜142转化成一定角度的光束后由第二小角度波分复用膜片132反射到主光路中,第二小角度波分复用膜片132透射λ?和λ2波长反射λ 3波长,因此将λ 1、λ2和λ 3波长复用在一起。λ 1、λ2和λ 3复用波长到达第三小角度波分复用膜片133,λ 4波长入射后由第三转角棱镜143转化成一定角度的光束后由第三小角度波分复用膜片133反射到主光路中,第三小角度波分复用膜片133透射λ 1、λ2和λ 3波长反射λ 4波长,因此
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