一种波长复用光学装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种波长复用光学装置，包括TFF装置(1)和偏振分束棱镜装置(2)，所述TFF装置(1)将四路光波长以两两非相邻光波长相复用的方式复用成两路两两复用的光波长并分别进入所述偏振分束棱镜装置(2)；所述偏振分束棱镜装置(2)将这两路两两复用光波长以相互垂直的偏振方式复合为一路。本发明光学组件装置中，TFF block是将非相邻的波长Λ1和Λ3，Λ2和Λ4进行复用，对带通膜片的过渡带带宽指标相对于传统的TFF block可放宽1倍，降低了带通膜片的制作难度和成本。
【专利说明】
一种波长复用光学装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种波长复用的光学组件装置，特别是涉及波长间隔较短的波长复用，本发明属于通信领域。
【背景技术】
[0002]在现代通信系统中，随着系统传输的容量越来越大，光器件封装中对波长复用的应用也越来越多，对于波长复用的通道间隔也越来越短。特别是针对中短距离传输的高速光器件中，CWDM和LAN-WDM波长复用的需求越来越大，通道间隔从CWDM的20nm到LAN-WDM的4.5nm。在这种波长通道间隔越来越短的应用中，传统的TFF Block波长复用，每一个TFF膜片受限于本通道插损和相邻通道隔离度指标要求，存在过渡带带宽受限的情况，继而造成TFF Block的通带带宽不能很好匹配激光器芯片的波长带宽。另外一种PBS波长复用装置则需要将相互垂直的两种偏振态转换成一种偏振态，光路中存在3dB的复用损耗。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，针对当前的高速通信系统，需要复用的波长间隔越来越短，而需要传输的距离也越来越长，提供一种波长复用的光学组件装置，降低了对TFF膜片的带宽指标要求，同时具有低插损。
[0004]本发明所采用的技术方案是:
[0005]—种波长复用光学装置，包括TFF装置和偏振分束棱镜装置，所述TFF装置将四路光波长以两两非相邻光波长相复用的方式复用成两路两两复用的光波长并分别进入所述偏振分束棱镜装置;所述偏振分束棱镜装置将这两路两两复用光波长以相互垂直的偏振方式复合为一路。
[0006]所述TFF装置包括有四路带通膜片和两个高反射膜片，每一个带通膜片的通带和截止带分别与其要入射和反射的波长相对应，带通膜片和高反射膜片实现两路非相邻光波长的复用。
[0007]所述TFF装置采用TFF玻璃块装置。
[0008]偏振分束棱镜装置包括I/2玻片、45°斜边棱镜、斜方棱镜;45°斜边棱镜、斜方棱镜之间设置有偏振分束膜，一路两两复用光波长入射进入到斜方棱镜传递至偏振分束膜进行反射;另一路两两复用光波长垂直入射到1/2玻片后入射进入45°斜边棱镜传递至偏振分束膜进行透射;上述两路两两复用光波长在偏振分束膜上实现合路。
[0009]偏振分束膜设置于45°斜边棱镜、斜方棱镜之间，所述偏振分束膜的透射位置、反射位置相重合。
[0010]所述斜方棱镜的45°斜面与45°斜边棱镜的斜面相对设置，所述偏振分束膜设置于斜方棱镜的45°斜面，或者所述偏振分束膜设置于45°斜边棱镜的斜面上。
[0011 ]所述1/2玻片胶合于45°斜边棱镜或斜方棱镜的垂直入射面上。
[0012]所述带通膜片和高反射膜片粘接于玻璃支架上。
[0013]所述带通膜片和高反膜片直接镀膜在玻璃支架上。
[0014]所述玻璃支架为设置为空心。
[0015]本发明装置具有如下优点:
[0016]1、本发明光学组件装置中，TFF block是将非相邻的波长λ?和λ3，λ2和λ4进行复用，对带通膜片的过渡带带宽指标相对于传统的TFF block可放宽I倍，降低了带通膜片的制作难度和成本；
[0017]2、本发明光学组件装置中，TFF block将四路波长分成两个两路独立的进行复用，降低了复用中的反射次数，具有相对较低的插损。
【附图说明】
[0018]图1是本发明光学组件装置实施例1的光路示意图；
[0019]图2是本发明光学组件装置实施例2的光路示意图；
[0020]图3是本发明光学组件装置实施例3的光路示意图；
[0021]其中:
[0022]I: TFF装置；2:偏振分束棱镜装置；
[0023]3:玻璃支架；4:带通膜片组；
[0024]5:高反膜片；6:1/2玻片；
[0025]7:45°斜边棱镜；8:斜方棱镜；
[0026]9:偏振分束膜(PBS Film);
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例和附图对本发明的一种基于TFF玻璃块(block)和I3BS组合的波长复用装置及其方法做出详细说明。
[0028]—种用于波长复用的光学组件装置包括TFF装置I和偏振分束棱镜装置2两大部分。TFF装置I包含带通膜片组4、玻璃支架3、高反膜片5。带通膜片组4由四个独立的带通膜片构成，每一个带通膜片的通带和截止带与其要入射和反射的波长相对应。偏振分束棱镜装置2包括1/2玻片6、45°斜边棱镜7、斜方棱镜8及偏振分束膜(PBS Film)9。所述斜方棱镜8的45°斜面与45°斜边棱镜7的斜面相对设置，所述偏振分束膜9设置于斜方棱镜8的45°斜面，或者所述偏振分束膜9设置于45°斜边棱镜7的斜面上。本发明TFF装置I采用TFF玻璃支架装置。
[0029]带通膜片组4的四个独立的带通膜片设置于玻璃支架3的一侧，分别与四路光波长的输入位置相对应构成四个输入光通道，所述带通膜片使处于通带内的光波长被透射、处于通带外的光波长被反射，四路光波长分别通过带通膜片组4的四个独立的带通膜片透射进入玻璃支架3;两片高反膜片5设置于玻璃支架3的另一侧，分别与四路光波长中的两路光波长在玻璃支架3上的出射位置相对应，将从玻璃支架3出射的光波长反射回到玻璃支架3中。
[0030]具体来说，两片高反膜片5分别设置于第一光通道和第三光通道上，将从第一光通道传播的光波长反射回玻璃支架3中并反射到与第二光通道对应的带通膜片位置处，使得第一光通道传播的光波长在第二光通道对应的带通膜片位置处被反射，从而使得第一光通道传播的光波光路路与第二光通道传播的光波光路相重合;将从第三光通道传播的光波长反射回玻璃支架3中并反射到与第四光通道对应的带通膜片位置处，使得第三光通道传播的光波长在第四光通道对应的带通膜片位置处被反射，从而使得第三光通道传播的光波光路与第四光通道传播的光波光路相重合。
[0031]斜方棱镜8具有两个平行的45°斜面，其中一个45°斜面与45°斜边棱镜7的45°斜面相重合，另一45°斜面优选设置高反反射膜，偏振分束膜(PBS Film)9设置在上述重合的斜方棱镜8的45°斜面和45°斜边棱镜7的45°斜面之间。1/2玻片设置于45°斜边棱镜7的垂直入射面上或者斜方棱镜8的垂直入射面上。复用的第一、二光通道光波长和复用的第三、四光通道光波长分别从45°斜边棱镜7的垂直入射面和斜方棱镜8的垂直入射面入射，从45°斜边棱镜7的垂直入射面入射的光波长从偏振分束膜(PBS Film)9透射进入斜方棱镜8，从斜方棱镜8的垂直入射面入射的光波长在斜方棱镜8的45°斜面处被反射回斜方棱镜8后再次被偏振分束膜(PBS Film)9反射，并且反射后与透射通过偏振分束膜(PBS Film)9的光波长相重合。
[0032]基于TFF block和PBS组合来实现4路波长的复用时，TFF block只需完成两个独立的两路波长的复用，特别具有意义的是，TFF block装置将非相邻波长λ?和λ3复用成一路λ?λ3，将λ2和λ4复用成一路λ2λ4，偏振分束棱镜装置2再将上述λ1λ3和λ2λ4复用成一路λ1λ2λ3入4。因为随着相邻波长间隔越来越短，带通膜片的转换带带宽也越来越受限，继而造成其通带带宽也受限。而激光器芯片的波长有一定的分布，当通带带宽受限到一定程度时，考虑激光器芯片波长分布范围后的带通膜片的带宽余量越来越小甚至为负，造成较大耦合损耗及影响调制工作时的消光比。为解决这一问题，需要花费较大的成本来制作满足指标要求的带通膜片组4。而采用本发明的波长复用的光学组件装置及其方法，TFF block装置I先将非相邻的波长λ?和λ3，λ2和λ4进行复用，对带通膜片的过渡带带宽指标相对于传统的TFFblock可放宽I倍，降低了带通膜片的制作难度和成本的。同时TFF block将四路波长分成两个两路独立的进行复用，降低了复用中的反射次数，具有相对较低的光路插损。
[0033]如图1所示，波长λ1、λ2、λ3、λ4—般是经过准直后的平行光，以λ1、λ3、λ2、λ4的顺序进入TFF装置I的第一、第二、第三、第四光通道以一定的角度入射到其波长对应的带通膜片组4中的带通膜片后，透射进入玻璃支架3内传输，在高反膜片5处被反射回玻璃支架3内继续传输，然后在非相邻通道λ3对应的带通膜片处被反射回玻璃支架3内继续传输，最后在TFF block装置I的对应输出窗口输出玻璃支架3。
[0034]波长λ3以与波长λ?相同的入射角度入射到其对应的带通膜片组4中的带通膜片后透射进入玻璃支架3内传输，在TFF block装置I的对应输出窗口输出玻璃支架3ο波长λ3折射进入玻璃支架3的位置与波长λ?在λ3通道对应的带通膜片反射位置相重合，以完成波长λI和波长λ3的两路光复用成一路光λ1λ3。
[0035]基于非相邻通道λ?和λ3波长复用的同样原理，完成非相邻通道λ2和λ4的波长复用。两两复用后波长通道分别为λ1λ3和λ2λ4。
[0036]λ1λ3垂直入射进入到斜方棱镜8，在斜方棱镜8的45°斜面全反射后光路方向改变90°折回斜方棱镜8传输，在另一个45°斜面通过偏振分束膜(PBS Film)9完成反射后光路方向改变-90°折回斜方棱镜8传输，最后在偏振分束棱镜装置2的输出窗口完成输出。
[0037]λ2λ4垂直入射到1/2玻片6后完成偏振态的90°转动，垂直入射进入45°斜边棱镜7，在45°斜边棱镜7的斜面通过偏振分束膜(PBS Film)9完成透射后进入斜方棱镜8传输，最后在偏振分束棱镜装置2的输出窗口完成输出。
[0038]上述λ2λ4在偏振分束膜(PBS Film)9的透射位置与λ1λ3在偏振分束膜(PBS Film)9的反射位置相重合，以完成两路光λ1λ3和λ2λ4合成一路光λ1λ2λ3λ4。
[0039]本发明第二个实施例，上述TFFblock装置中的玻璃支架3走光路的部分可以是挖空的，如图2所示，即玻璃支架3可以是空心的。
[0040]本发明第三个实施例，上述TFF block装置中的带通膜片4和高反膜片5可以是直接镀膜在玻璃支架3上，如图3所示。
[0041]上述的1/2玻片6可以置于λ1、λ3的光路上，对应1/2玻片6与斜方棱镜8的垂直入射面进行胶合。
[0042]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种波长复用光学装置，其特征在于:包括TFF装置(I)和偏振分束棱镜装置(2)，所述TFF装置(I)将四路光波长以两两非相邻光波长相复用的方式复用成两路两两复用的光波长并分别进入所述偏振分束棱镜装置(2);所述偏振分束棱镜装置(2)将这两路两两复用光波长以相互垂直的偏振方式复合为一路。2.根据权利要求1所述一种波长复用光学装置，其特征在于:所述TFF装置(I)包括有四路带通膜片(4)和两个高反射膜片(5)，每一个带通膜片(4)的通带和截止带分别与其要入射和反射的波长相对应，带通膜片(4)和高反射膜片(5)实现两路非相邻光波长的复用。3.根据权利要求1所述一种波长复用光学装置，其特征在于:所述TFF装置(I)采用TFF玻璃块装置。4.根据权利要求1所述一种波长复用光学装置，其特征在于:偏振分束棱镜装置(2)包括1/2玻片(6)、45°斜边棱镜(7)、斜方棱镜(8); 45°斜边棱镜(7)、斜方棱镜(8)之间设置有偏振分束膜(9)，一路两两复用光波长入射进入到斜方棱镜(8)传递至偏振分束膜(9)进行反射;另一路两两复用光波长垂直入射到1/2玻片(6)后入射进入45°斜边棱镜(7)传递至偏振分束膜(9)进行透射;上述两路两两复用光波长在偏振分束膜(9)上实现合路。5.根据权利要求4所述一种波长复用光学装置，其特征在于:偏振分束膜(9)设置于45°斜边棱镜(7)、斜方棱镜(8)之间，所述偏振分束膜(9)的透射位置、反射位置相重合。6.根据权利要求4所述的一种波长复用光学装置，其特征在于:所述斜方棱镜(8)的45°斜面与45°斜边棱镜(7)的斜面相对设置，所述偏振分束膜(9)设置于斜方棱镜(8)的45°斜面，或者所述偏振分束膜(9)设置于45°斜边棱镜(7)的斜面上。7.根据权利要求4所述的一种波长复用光学装置，其特征在于:所述1/2玻片(6)胶合于.45°斜边棱镜(7)或斜方棱镜(8)的垂直入射面上。8.根据权利要求3所述的一种波长复用光学装置，其特征在于:所述带通膜片(4)和高反射膜片(5)粘接于玻璃支架(3)上。9.根据权利要求3所述的一种波长复用光学装置，其特征在于:所述带通膜片(4)和高反膜片(5)直接镀膜在玻璃支架(3)上。10.根据权利要求3所述的一种波长复用光学装置，其特征在于:所述玻璃支架(3)为设置为空心。
【文档编号】G02B6/293GK105891959SQ201610437422
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】王善成, 徐红春, 刘成刚, 梅雪
【申请人】武汉光迅科技股份有限公司