、第一快轴准直透镜3、第一慢轴准 直透镜5、衍射光栅6、慢轴聚焦透镜7、第二慢轴准直透镜8、光隔离器9、親合输出透镜10、 親合输出光纤11。
[0025] 光接收单元依光路设置包括耦合输入光纤13、耦合输入透镜11、第二慢轴准直透 镜8、慢轴聚焦透镜7、衍射光栅6、第一慢轴准直透镜5、第二快轴准直透镜4、光接收探测器 阵列2。
[0026] 激光器芯片阵列1、第一快轴准直透镜3、光隔离器9、親合输出透镜10和親合输出 光纤12处于同一个平面I上；光接收探测器阵列2、第二快轴准直透镜4、耦合输入透镜11 和耦合输入光纤13处于同一平面II上。平面I和平面II分别处于系统光路的中心平面两 侧，且相互平行（平行于图1中XOZ平面）。衍射光栅6刻线方向垂直于平面I和平面II。 第一快轴准直透镜3和第二快轴准直透镜4为柱面的准线平面垂直于平面I和平面II (平 行于图2中YOZ平面）的柱面镜。第一慢轴准直透镜5、慢轴聚焦透镜7和第二慢轴准直透 镜8为柱面的准线平面平行于平面I和平面II (平行于图1中XOZ平面）的柱面镜。
[0027] 激光器芯片阵列与光接收探测器阵列关于光路中心平面上下垂直设置。
[0028] 激光器芯片阵列1具有发光单元，其中该激光器芯片阵列是多个分立的不同波长 激光器芯片构成阵列或是单片具有不同波长的多个发光单元激光器芯片构成的阵列，各通 道的波长可以是满足IEEE规范的不同的CWDM或LWDM波长，也可以是其他任意波长。
[0029] 光接收探测器阵列2是多个分立的探测器芯片构成的阵列或是单片具有多个探 测器单元的探测器芯片构成阵列，其中该探测器芯片阵列与所述激光器芯片阵列1的各通 道的工作波长相对应。
[0030] 慢轴聚焦透镜7和第二慢轴准直透镜8和组成了慢轴方向（弧矢面内）扩束/缩 束系统，依接收光的方向，第二慢轴准直透镜8的后焦点是慢轴聚焦透镜7的前焦点。
[0031] 親合输出透镜10和親合输入透镜11可以是C-Lens (球面透镜）或G-Lens (渐变 折射率透镜），也可以是其它任何球面和非球面透镜。
[0032] 依光发射的方向，第一快轴准直透镜3的前焦点和第一慢轴准直透镜5的前焦点 重合，激光器芯片阵列1各发光单元依波长大小依次排列在第一慢轴准直透镜5和第一快 轴准直透镜3的公共前焦面上。
[0033] 依光接收的方向，第一慢轴准直透镜5的后焦点和第二快轴准直透镜4后焦点重 合，光接收探测器阵列2各探测单元依波长大小依次排列在第一慢轴准直透镜5和第二快 轴准直透镜4的公共后焦面上。
[0034] 在图1和2中，假定衍射光栅为透射式光栅，光栅前后的光学系统中心轴相互垂 直，则弧矢平面内（Χ0Ζ平面）内，激光器芯片阵列1第i个发光单元波导中心和光接收探 测器阵列2第i个探测单元中心位置与光学系统中心轴的间距hi为：
[0036] 其中λ i为第i个发光单元的中心波长Q = 1，2......η_1, η，η为光通道的个数）， d为衍射光栅6的光栅常数，Φ为依接收光的方向，入射的平行光束与光栅法线的夹角，Π 为第一慢轴准直透镜5的有效焦距。
[0037] 值得说明的是，这里激光器芯片阵列1第i个发光单元和光接收探测器阵列2第 i个探测单元的位置描述是说明性，是该实例中一个举例应用，本发明实例并不限于此。
[0038] 光发射单元的波分复用的具体过程描述为：激光器芯片阵列1发出η个不同波长 光依次经过第一快轴准直透镜3和第一慢轴准直透镜5分别进行子午面（快轴）和弧矢面 (慢轴）准直，投射至衍射光栅6上，不同波长准直光束经衍射光栅衍射合束，再经慢轴聚焦 透镜7和第二慢轴准直透镜8和实现慢轴方向（弧矢面内）缩束，进入光学隔离器9后，最 后通过親合输出透镜10親合进親合输出光纤12。
[0039] 光接收单元的解复用的具体过程描述为：输入光信号含有多种不同波长的信号 光，首先通过耦合输入光纤13和耦合输入透镜11组成的准直器准直，平行光束再经过第二 慢轴准直透镜8和慢轴聚焦透镜7实现慢轴方向（弧矢面内）扩束。扩束平行光束经过衍 射光栅6分光成依次排列不同衍射角Θ i的单通道光信号，经过衍射光栅6后的不同波长 的通道光信号依次经过第一慢轴准直透镜5和第二快轴准直透镜4,将不同波长的光在第 一慢轴准直透镜5和第二快轴准直透镜4的公共后焦面上沿光栅刻线方向分别进行弧矢面 (慢轴）和子午面（快轴）聚焦，分布在不同位置，即聚焦到光接收探测器阵列2的不同探 测单元。
【主权项】
1. 一种基于衍射光栅的波分复用/解复用光收发组件，是由激光器芯片阵列、光接收 探测器阵列、第一快轴准直透镜、第二快轴准直透镜、第一慢轴准直透镜、衍射光栅、慢轴聚 焦透镜、第二慢轴准直透镜、光隔离器、親合输出透镜、親合输入透镜、親合输出光纤和親合 输入光纤构成的上行光发射单元和下行光接收单元，其特征在于：第一快轴准直透镜与激 光器芯片阵列对应设置，第二快轴准直透镜与光接收探测器阵列对应设置，激光器芯片阵 列与光接收探测器阵列垂直设置并上下错开，耦合输出透镜与耦合输出光纤组成出射光纤 准直器，耦合输入透镜与耦合输入光纤组成入射光纤准直器，分别输出发射光信号和接收 入射光信号，发射光和入射光上下分布经过第一慢轴准直透镜、衍射光栅、慢轴聚焦透镜和 第二慢轴准直透镜。2. 如权利要求1所述的光收发组件，其特征在于：光发射单元和接收单元公用第一慢 轴准直透镜、衍射光栅、慢轴聚焦透镜、第二慢轴准直透镜，第一快轴准直透镜和第二快轴 准直透镜用于光束子午面内准直，第一慢轴准直透镜用于光束弧矢面内准直，衍射光栅光 路用于波分复用/解复用，慢轴聚焦透镜和第二慢轴准直透镜组成扩束/缩束系统，实现光 束变换，光隔离器用于实现输出光反向隔离。3. 如权利要求2所述的光收发组件，其特征在于：光发射单元依光路设置包括激光器 芯片阵列、第一快轴准直透镜、第一慢轴准直透镜、衍射光栅、慢轴聚焦透镜、第二慢轴准直 透镜、光隔离器、親合输出透镜、親合输出光纤。4. 如权利要求3所述的光收发组件，其特征在于：光接收单元依光路设置包括耦合输 入光纤、耦合输入透镜、第二慢轴准直透镜、慢轴聚焦透镜、衍射光栅、第一慢轴准直透镜、 第二快轴准直透镜、光接收探测器阵列。5. 如权利要求4所述的光收发组件，其特征在于：激光器芯片阵列具有发光单元，其 中：激光器芯片阵列是多个分立的不同波长激光器芯片构成阵列或是单片具有不同波长的 多个发光单元激光器芯片构成的阵列。6. 如权利要求5所述的光收发组件，其特征在于：光接收探测器阵列是多个分立的探 测器芯片构成的阵列或是单片具有多个探测器单元的探测器芯片构成阵列，其中：探测器 芯片阵列与激光器芯片阵列各通道的工作波长相对应。7. 如权利要求6所述的光收发组件，其特征在于：第一快轴准直透镜和第二快轴准直 透镜为柱面准线平面垂直于激光器芯片阵列发光单元慢轴平面的柱面镜；第一慢轴准直透 镜、慢轴聚焦透镜和第二慢轴准直透镜为柱面的准线平面平行于激光器芯片阵列发光单元 慢轴平面的柱面镜；第一快轴准直透镜和第二快轴准直透镜为芯片阵列共用的一体快轴准 直透镜，或是多个分立的快轴准直微透镜组成的阵列。8. 如权利要求7所述的光收发组件，其特征在于：慢轴聚焦透镜和第二慢轴准直透镜 组成激光器芯片阵列发光单元慢轴平面内扩束/缩束系统，并依接收光方向设置为第二慢 轴准直透镜的后焦点是慢轴聚焦透镜的前焦点。9. 如权利要求8所述的光收发组件，其特征在于：第一快轴准直透镜前焦点和第一慢 轴准直透镜前焦点以重合光发射的方位设置，激光器芯片阵列各发光单元依次排列在第一 慢轴准直透镜和第一快轴准直透镜公共的前焦面上；第一慢轴准直透镜后焦点和第二快轴 准直透镜后焦点以重合光接收的方位设置，光接收探测器阵列各探测单元依次排列在第一 慢轴准直透镜和第二快轴准直透镜公共的后焦面上。10.如权利要求9所述的光收发组件，其特征在于：耦合输出透镜和耦合输入透镜是球 面透镜、非球面透镜或渐变折射率透镜。
【专利摘要】本发明提供了一种基于衍射光栅的波分复用/解复用光收发组件，包括激光器芯片阵列、光接收探测器阵列、第一快轴准直透镜、第二快轴准直透镜、第一慢轴准直透镜、衍射光栅、慢轴聚焦透镜、第二慢轴准直透镜、光隔离器、耦合输出透镜、耦合输入透镜、耦合输出光纤和耦合输入光纤构成上行的光发射单元和下行的光接收单元，解决了共同使用衍射光栅实现波分复用/解复用功能的技术问题，达成了衍射光栅滤波特性好，光路耦合损耗和波长相关插损较小，独立光学元件尺寸较大，装配工艺相对简单，更适用于制作多通道的光波复用/解复用光收发组件的良好效果。
【IPC分类】G02B6/42, H04B10/2513, G02B6/293, H04B10/50, H04B10/61
【公开号】CN105319649
【申请号】CN201510698720
【发明人】汤学胜, 张玓, 胡胜磊, 付永安, 傅焰峰, 刘成刚, 李世瑜, 孙莉萍, 马卫东
【申请人】武汉电信器件有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年10月23日