专利名称：高度集成的波分复用器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高度集成的波分复用器。
背景技术：
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，在接收端将各个不同波长的光信号分开的通信技术。波分复用器采用的就是这个技术。根据相邻频道的间隔，波分复用器又分DWDM和CWDM。相对于DWDM系统中0.2nm到1.2nm的波长间隔而言，CffDM具有更宽的波长间隔，业界通行的标准波长间隔为20nm。目前有多重方案可以实现波分复用，其中应用最广的是分别基于TFF(介质膜滤波片)技术和阵列波导光栅(AWG)技术的波分复用器。AWG技术适用DWDM，可以实现40或者更多通道的波分复用，但对于信道间隔大于200G和信道数小于16时，基于介质膜滤波器的波分复用器因其在成本和性能方面的优势占据了几乎全部的市场份额。目前基于介质膜滤波器的波分复用器主要有一下三种结构:(I)三端口器件三端口 WDM器件如图1所示，由一个双光纤准直器、介质膜滤波器和一个单光纤准直器组成，多波长的入射光通过光纤11入射，经准直后入射到介质膜滤波器，一个或者多个波长通过，通过另一准直器从光纤13出射，而其余的波长(信道)被反射并耦合到光纤12。这种三端口器件结构紧凑，体积小。但只能分开两个信道，而且因为光纤11和12非常靠近，导致隔离度下降。另外介质膜滤波器直接黏贴于准直器末端，没有调整中心波长的机制。(2)三端口器件串联的多通道WDM如图2所示，将多个三端口 WDM串联可以形成多通道波分复用器，但串联的结果是损耗增加，光纤绕线复杂，体积增加。为了制作小型波分复用器，保证损耗满足光传输的需求，人们采用介质膜滤波器串联的方案。(3)介质膜滤波器级联的多通道WDM如图3所示，将多个介质膜滤波器级联，利用一定角度的入射，每个滤波片只通过单一的波长。如此级联与三端口的级联不同，主要避免了多次光束在自由空间和光纤间的耦合，降低了损耗。但实现光束耦合的准直器在级联介质膜的两侧，走需要占有一定空间，而且光纤从两端以一定角度引出，不利于器件在系统中的集成。这种组合属平面结构，器件没有进一步小型化的可能。(4)利用反射镜使得光纤从器件同一端走线如图4所示，该方案可以实现光纤从器件一端走线，器件体积进一步缩小。但所有元件在同一平面，空间利用率低，难以实现超小型器件。另外一个反射镜调节的自由度不够，无法实现一体化组装结构。总之，目前基于介质膜滤波器波分复用器件结构不够紧凑，占有体积过大，光纤从壳体两侧走出，不利于在高度集成的现代通讯设备中的应用。另外缺乏生产过程中波长调节机制，不利于提闻生广效率和成品率。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种高度集成的波分复用器，使结构更紧凑。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是:高度集成的波分复用器，由光纤准直器、介质膜滤波器和45度斜切柱形反射镜组成，多级介质膜滤波器串联在一起，第一级介质膜滤波器的前方设置入射光的光纤准直器，各级介质膜滤波器的后方设置出射光的光纤准直器，在每个光纤准直器和对应介质膜滤波器之间的光路上设置45度斜切柱形反射镜。所述光纤准直器和45度斜切柱形反射镜安装在一个金属支架上，金属支架呈四脚板凳状，其中一侧的两个凳脚上形成供光纤准直器安装的第一插孔，另外一侧的两个凳脚上形成供45度斜切柱形反射镜安装的第二插孔；多级介质膜滤波器安装在一个金属基座上，金属基座插置在金属支架的四脚之间。采用上述结构后，本实用新型基于介质膜滤波片，利用附加的45度切割的反射镜放于光路，将光路折转90度，使得光纤准直器(光纤走向)与介质膜滤波器的滤波片平面平行，由此，实现紧凑结构的波分复用器，将体积缩减到目前常见器件的五分之一甚至更小，满足现代通讯高度集成化的需求，实现光纤从器件一端出线，有利于器件在系统中的集成，在保证超小尺寸的同时，加入·信道波长调节的机制。
图1是现有三端口波分复用器的结构示意图；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；图3是现有介质膜滤波器级联多通道WDM的结构示意图；图4是现有具有反射镜波分复用器的结构示意图；图5-1是本实用新型的侧视原理图；图5-2是本实用新型的前视原理图；图6是45度斜切柱形反射镜的旋转调节示意图；图7是本实用新型多级介质膜滤波器的工作示意图；图8是本实用新型的结构示意图；图9是光纤准直器和45度斜切柱形反射镜的安装示意图；图10是介质膜滤波器的安装示意图；图11是本实用新型的安装示意图。标号说明光纤11光纤12光纤13光纤准直器I 介质膜滤波器2 45度斜切柱形反射镜3金属支架4第一插孔41第二插孔42金属基座5。
具体实施方式
如图5-1至图8所示，本实用新型揭示了一种高度集成的波分复用器，由光纤准直器1、介质膜滤波器2和45度斜切柱形反射镜3。多级介质膜滤波器2串联在一起，第一级介质膜滤波器2的前方设置入射光的光纤准直器I，各级介质膜滤波器2的后方设置出射光的光纤准直器I，在每个光纤准直器I和对应介质膜滤波器2之间的光路上设置45度斜切柱形反射镜3。如图5-1至图5-2所示，本实用新型基于介质膜滤波片2，利用附加的45度斜切柱形反射镜3放于光路,将光路折转90度,使得光纤准直器I与介质膜滤波器2的滤波片平面平行。如图6所示，通过45度斜切柱形反射镜3的旋转可以调整入射到介质膜滤波器2上的角度，从而调整中心波长。如图7所示，将多个介质膜滤波器2串联实现多通道波分复用。如图8所示，多个介质膜滤波器2串联结合45度斜切柱形反射镜3形成三维紧密型结构的波分复用器，相对于多级膜片串联的平面结构，准直器和光纤走线均沿着同一方向，节省至少一个准直器和光纤弯折所需要的空间。为了安装方便，密集型一体化结构实现微型波分复用，如图9至图11所示，本实用新型将光纤准直器I和45度斜切柱形反射镜3安装在一个金属支架4上，金属支架4呈四脚板凳状，其中一侧的两个凳脚上形成供光纤准直器I安装的第一插孔41，另外一侧的两个凳脚上形成供45度斜切柱形反射镜3安装的第二插孔42 ;将多级介质膜滤波器2安装在一个金属基座5上,金属基座5插置在金属支架4的四脚之间。本实用新型工作时，光纤准直器I将光信号引入之后，经过45度斜切柱形反射镜3反射，到达贴于金属支架4开口内侧表面的介质膜滤波器2，只有一个信道的光束透过，再经过45度斜切柱形反射镜3反射耦合到出射的光纤准直器I中。45度斜切柱形反射镜3前后位置的调节可以改变光束的坐标位置，而绕着机械轴的旋转可以改变反射光的角度。两者相结合可以实现理想的光束耦合。这样一体化结构，紧凑，稳定，可靠性高。关键的器件是将光束偏转90度的45度斜切柱形反射镜3，准确的45度切割对调光的难易起了决定作用；而柱形结构的反射镜是实现角度调节的最有效的方案。这种结构简单，但入射到介质膜滤波器2上的角度不能分别微调，在生产中需要预先将滤波片根据中心波长的误差整理分组，尤其对密集型波分复用器尤为严格。对于波分复用器信道宽度有严格的要求，能够使得发射器在环境温度发生变化导致的波长漂移时正常工作。这也要求波分复用器本身的中心波长精确的控制。对于介质膜滤波片在特定的入射角度，中心波长会偏离设计值，主要由于镀膜工艺的控制精度造成。图9的结构中，介质膜滤波器2的滤波片直接黏贴于金属支架4，入射光的角度可以微调，但却不能分别调节每一个滤波片的入射角度。为保证成品率，将介质膜滤波片预先组装到一个金属基座上(实时监测)，然后与金属支架4组合到一起。将预装的滤波片直接嵌入微型支架，保证了中心波长，提高成品率。本实用新型与现有方案之间在功能和结构上的不同之处:一、现有方案准直器和光纤走向跟级联滤波片平面处于同一平面。本实用新型利用45度斜切柱形反射镜3将光纤整合到同一走向，形成准直器与滤波片级联平面垂直的立体结构，充分利用空间，实现微型紧密结构的波分复用器。二、45度斜切柱形反射镜3与金属支架4结合，在一个平面中对光束产生90反射，而在另一垂直平面内，通过旋转柱形的反射镜角度任意调整。前后移动反射镜则可以实现光束位置的线性调节。三、金属一体化支架实现紧密型结构，高度稳定性和方便生产；利用圆形插孔将反射镜和准直器支撑，方便旋转微调。四、将滤波片预装于金属或者玻璃基座，采用实时监控，微调介质膜滤波片相对角度，提闻成品率。总之，本实用新型重点在于:利用反射阵列形成准直器与滤波片级联平面垂直的立体结构，同时准直器和光纤走向得以整合，从同一方向走线，节省空间，实现微型紧密结构的波分复用器。以上所述仅为本实用新型的一个实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
权利要求1.高度集成的波分复用器，其特征在于:由光纤准直器、介质膜滤波器和45度斜切柱形反射镜组成，多级介质膜滤波器串联在一起，第一级介质膜滤波器的前方设置入射光的光纤准直器，各级介质膜滤波器的后方设置出射光的光纤准直器，在每个光纤准直器和对应介质膜滤波器之间的光路上设置45度斜切柱形反射镜。
2.如权利要求1所述的高度集成的波分复用器，其特征在于:所述光纤准直器和45度斜切柱形反射镜安装在一个金属支架上，金属支架呈四脚板凳状，其中一侧的两个凳脚上形成供光纤准直器安装的第一插孔，另外一侧的两个凳脚上形成供45度斜切柱形反射镜安装的第二插孔；多级介质膜滤波器安装在一个金属基座上，金属基座插置在金属支架的四脚之间。
专利摘要本实用新型公开一种高度集成的波分复用器，由光纤准直器、介质膜滤波器和45度斜切柱形反射镜组成，多级介质膜滤波器串联在一起，第一级介质膜滤波器的前方设置入射光的光纤准直器，各级介质膜滤波器的后方设置出射光的光纤准直器，在每个光纤准直器和对应介质膜滤波器之间的光路上设置45度斜切柱形反射镜。本实用新型利用附加的45度切割的反射镜放于光路，将光路折转90度，使得光纤准直器与介质膜滤波器的滤波片平面平行，实现紧凑结构的波分复用器，将体积缩减到目前常见器件的五分之一甚至更小，满足现代通讯高度集成化的需求，实现光纤从器件一端出线，有利于器件在系统中的集成，在保证超小尺寸的同时，加入信道波长调节的机制。
文档编号G02B6/293GK202995081SQ20122057682
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者岳学锋, 方刚 申请人:博立达(厦门)科技有限公司