输出偏振组合光束的光学组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种输出偏振组合光束的光学组件，具体地说，本申请涉及一种提供偏振相关光隔离器但输出偏振组合光束的光学组件。
【背景技术】
[0002]当光学组件输出包括偏振态相互正交的两束光束的光信号时,应用偏振相关型的光隔离器以抑制返回光束。光自激光二极管(LD)发射出来并在光纤的端面的菲涅尔界面等发生反射而返回LD，则激光光束的品质显著降低。放置在LD的光路上的光隔离器有效地防止了光束返回LD。已知两种光隔离器，即，偏振相关隔离器(PDI)和偏振无关隔离器(PU)。前者隔离器通过组合两个偏振器和法拉第旋转器有效地消减了返回光束，而后者隔离器通过使返回光束的光轴偏转来减少回到LD的返回光束。
[0003]一些光学组件包括排列成行的多个LD并输出与从LD输出的各光束组合的光束。在这样的布置方式下，尽管可以为组合光束设置一个PU，但经过PII偏转的返回光束仍可能进入相邻的LD中。PDI可以显著消减返回光束；但是，PDI不能设置为用于偏振组合光束。最好的方案是准备分别与相应LD对应的多个roi，但这样的布置方式需要足够的空间来将PDI安装到发射机光学组件内。
【发明内容】
[0004]本申请的一个方面涉及一种发射机光学组件，包括:第一光源和第二光源、偏振合束器(PBC)以及光隔离器。第一光源和第二光源分别发射第一光束和第二光束。偏振合束器组合均从光隔离器输出的第一光束和第二光束。本申请的一个特征在于光隔离器包括有第一单元和第二单元，其中第一单元通过接收来自第一光源的第一光束将第一光束以第一偏振态输出到偏振合束器，第二单元通过接收来自第二光源的第二光束以与第二偏振态正交的第一偏振态输出第二光束。
[0005]本申请的特征还在于光隔离器中的第一单元和第二单元提供了 PDI及位于PDI的相应输出侧的波片。第一单元中的波片的晶轴c相对于第一单元的PDI的透光轴倾斜四分之一直角，第二单元的波片的晶轴c关于第一单元的波片的晶轴c成直角。
[0006]发射机光学组件还可以包括用于将第一光源、第二光源、光隔离器和偏振合束器安装在主表面上的支架。光源可以是每者分别发射波长彼此不同的光束的半导体激光二极管(LD)，而光束具有与支架的主表面大致平行的偏振态。光隔离器通过接收来自光源的光束来以与主表面的平行和垂直两种偏振态中的一种偏振态输出第一光束以及以与主表面的平行和垂直两种偏振态中的另一种偏振态输出第二光束。
[0007]发射机光学组件可以包括分别具有第一输出端口和第二输出端口作为第一光源和第二光源的马赫-泽德(MZ)调制器型的光调制器。发射机光学组件还可以包括用于借助子基板将马赫-泽德调制器、偏振合束器和光隔离器安装在主表面上的支架，子基板用于安装第一单元和第二单元。从马赫-泽德调制器的第一输出端口和第二输出端口输出的第一光束和第二光束的偏振态平行于支架的主表面。然而，从光隔离器输出的第一光束和第二光束中的一束的偏振态垂直于支架表面，但是从光隔离器输出的第一光束和第二光束中的另一束的偏振态平行于支架的表面。
[0008]本申请的另一方面涉及一种光隔离器。光隔离器设置有第一单元、第二单元、第一波片和第二波片。第一单元和第二单元都包括输入线偏振器、法拉第旋转器及输出线偏振器。输入偏振器各自的透光轴相互平行。输出线偏振器各自的透光轴相互平行但是相对于输入线偏振器的透光轴成二分之一直角。第一波片的晶轴c设置成相对于第一单兀的输出线偏振器的透光轴倾斜四分之一直角。第二波片的晶轴c设置成相对于第一单元的波片的晶轴C成直角。
【附图说明】
[0009]下面将参考附图仅仅以举例方式而不以任何限制意义说明本发明，其中:
[0010]图1是显示根据本发明的第一实施例的发射机光学组件的内部的透视图；
[0011]图2是示意性显示用于四个LD的光组合系统的平面图；
[0012]图3A和图3B示意性显示了两个波分复用(WDM)滤波器的透射率，图3C示意性显示了偏振合束器(PBC)的透射率和反射率；
[0013]图4示意性说明了 PBC的结构；
[0014]图5是示意性显示根据本发明的第二实施例的用于四个LD的光组合系统的平面图；
[0015]图6A显示第一单元的机构，图6B显示第二单元的机构，每者都安装在根据第二实施例的光隔离器中；以及
[0016]图7是具有马赫-泽德调制器及与图5中所示相似的光组合系统的另一个发射机光学组件的平面图。
【具体实施方式】
[0017]接下来，将参考附图对根据本申请的一些实施例进行说明。在附图的说明中，相同或相似的数字或符号将指代相同或相似的部件，而不再重复解释。
[0018]将参考图1和图2对用于波分复用光通信的发射机光学组件的第一实施例进行描述。图1是显示发射机光学组件I的内部的透视图，同时，图2示意性显示了发射机光学组件I的光耦合系统。实施例的发射机光学组件I设置有箱型封装件，封装件在一侧150设有包括会聚透镜8的光耦合单元且在与上述一侧150相反的另一侧设有与外部装置进行电通信的电插塞120。封装件还安装有位于底部的热电冷却器(TEC) 110。TEC 110借助支架160安装有多个LD和光学元件。封装件还可以安装有驱动器，驱动器电气地连接至插塞120并驱动LD。上述的支架160用于安装LD Ia到Id、第一透镜130、子基板142上的监测用光电二极管(mPD) 140、准直透镜2a到2d、反射镜3、第一和第二 WDM滤波器4a和4b、光隔离器5、半波片6以及偏振合束器(PBC) 7。
[0019]LD Ia到Id布置成与发射机光学组件I的纵轴正交地延伸的阵列。LD Ia到Id朝纵向发射各自的光束SI到S4。各光束SI到S4都具有特定的且彼此不相同的波长。波长λ I到λ 4优选地对应于局域网波分复用(LANDWM)系统中限定的各通道栅格(channelgrid)，但不限于此。此外，波长λ I到λ 4优选地具有λ 1〈 λ 2〈 λ 3〈 λ 4这样的关系但不限于这样的设置。当LD Ia到Id是所谓的边缘发射式并且布置在支架160上使得有源层与支架160的主表面大致平行时；光束SI到S4具有与支架160的主表面平行的偏振态。
[0020]数量与LD Ia到Id数量相同的第一透镜130分别会聚光束SI到S4，并且各自的焦点与相应的准直透镜2a到2d的焦点大致重合。这样的光学布置方式与准直透镜2a到2d直接接收光束SI到S4而没有第一透镜130介入的光学系统相比，可以扩大图2中所示的光学系统的光学对准的公差。数量也与LD Ia到Id数量相同的监测用光电二极管140安装在子基板142上并且分别接收光束SI到S4的相应部分。具体地说，子基板142包括由对光束SI到S4透明的材料制作的两个棱镜，且使各斜边附着在一起。附着起来的斜边的界面用作半反射镜以将光束SI到S4分为两道光束，其中一束沿封装件的纵轴继续前进，而另一束朝向支架160的法线到达mPD 140。
[0021 ] 准直透镜2a到2d将光束SI到S4转换为各准直光束CLl到CL4。反射镜3将来自第一准直透镜2a的准直光束CLl反射到第一 WDM滤波器4a，将来自第二准直透镜2b的另一束准直光束CL2反射到第二 WDM滤波器4b。第一 WDM滤波器4a在波长λ I显示了高反射率(这意味着在此波长的透射率低)但是在波长λ3显示了高透射率(即，在此波长的反射率低)。也就是说，第一 WDM滤波器4a反射了几乎所有来自反射镜3的第一准直光束CL1，但透过了几乎所有来自第三准直透镜2。的第三准直光束CL3。因此，自第一 WDM滤波器4a输出的第五准直光束CL5包括两束准直光束CLl和CL3。第二 WDM滤波器4b在波长λ 2具有高反射率(即，在此波长的透射率低)，但在波长λ 4具有高透射率(即在此波长的反射率低)。也就是说，第二 WDM滤波器4b反射了几乎所有的第二准直光束CL2并透过了几乎所有的第四准直光束CL4。因此，自第二 WDM滤波器4b输出的第六准直光束CL6包括两束准直光束CL2和CL4。从LD Ia到Id至两个WDM滤波器4a和4b布置的光学元件，即，第一透镜130、准直透镜2a到2d、反射镜3以及两个WDM滤波器4a和4b不影响光束SI到S4的偏振态，或者说保持了光束SI到S4的偏振态。也就是说，两束准直光束CL5和CL6分别具有与支架160主表面大致平行的偏振态。
[0022]光隔离器5传输来自相应的WDM滤波器4a和4b的两束准直光束CL5和CL6作为输出光束CL7和CL8，但是防止了光束反向传播，也就是说，光隔离器5防止了一束或多束来自偏振合束器7侧的光束向LD Ia到Id前进。自光隔离器5输出的两束准直光束CL7和CL8可以具有与准直光束CL5和CL6同样的偏振态，即，偏振态平行于支架160的主表面；或者偏振态与支架160的主表面垂直。下面的说明假设两束准直光束CL7和CL8具有平行于支架160主表面的偏振态。光隔离器5的细节将在下文详细说明。
[0023]半波片6的晶轴c关于支架160的主表面倾斜45°。在半波片6这样的布置方式下，