一种粗波分复用光学组件的制作方法

1.本发明涉及光通信器件技术领域，尤其涉及一种粗波分复用光学组件。


背景技术：

2.随着如8k(3d)视频、增强现实等互联网业务需求，或体育场、露天集会、演唱会、汽车或高速列车等特殊环境下的使用需求的激增，如今市场对光纤网络的传输速率有着越来越高的要求，为了满足市场需求，现采用多通道波分复用的方式以提高光纤网络数据的传输速率。
3.现有的多通道波分复用方案中，每一光出射器件对应设置一波片，通过波片使特定波长的光束得以透射，使其余光束反射，并通过设置波片的角度以形成光束的多次反射，从而达到多路复用的目的。由于波片的偏转角度受限，为匹配波片的偏转角度，需要增加光出射器件之间的距离，导致所得的光学组件的体积较大，但在许多应用场合下，要求光学组件的体积小型化，因此，现有的多通道复用方案难以满足体积小型化的要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种粗波分复用光学组件，解决现有技术中多通道波分复用光学组件的难以兼顾高传输速率和体积小型化的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
6.一种粗波分复用光学组件，包括：
7.光纤光口；
8.反射组件，包括自所述光纤光口的光轴前端至光轴末端依次设置的接收反射件和至少一个发送反射件，所述接收反射件和各所述发送反射件均倾斜于所述光纤光口的光轴设置；其中，所述接收反射件和各所述发送反射件均包括朝向所述光纤光口的反射面，以及背离所述光纤光口的透射面；
9.接收器件，对应于所述接收反射件设置，所述光纤光口的射出光束经所述接收反射件的反射面反射至所述接收器件内；
10.发送组件，包括至少一个转角发送器件，各所述转角发送器件分别一一对应于所述发送反射件设置，所述转角发送器件的射出光束由对应的所述发送反射件的反射面向靠近所述光纤光口的方向反射，并至少经所述接收反射件的投射面透射至所述光纤光口中。
11.可选地，所述发送组件还包括同轴发送器件，所述同轴发送器件与所述光纤光口同轴设置，且设于所述光纤光口的光轴末端。
12.可选地，所述的粗波分复用光学组件，还包括光纤端准直透镜，所述光纤端准直透镜设于所述光纤光口与所述接收反射件之间的轴线上；
13.所述光纤光口的射出光束经所述光纤端准直透镜转换成平行光束。
14.可选地，所述转角发送器件和所述同轴发送器件的光轴上分别设有发送端准直透镜，所述转角发送器件和所述同轴发送器件的射出光束分别经对应的所述发送端准直透镜
转换成平行光束，并经所述光纤端准直透镜转换成汇聚光束。
15.可选地，所述接收器件的光轴上设有汇聚透镜，由所述接收反射件反射出的平行光束经所述汇聚透镜转换成汇聚光束。
16.可选地，所述转角发送组件包括第一转角发送器件和第二转角发送器件，所述反射组件包括对应于所述第一转角发送器件的第一发送反射件，以及对应于所述第二转角发送器件的第二发送反射件；
17.所述第一发送反射件和所述第二发送反射件沿自所述光纤光口的光轴前端至光轴末端的方向依次设置。
18.可选地，各所述转角发送器件和所述同轴发送器件的波长，沿自所述光纤光口的光轴前端至光轴末端的方向依次递减。
19.可选地，所述的粗波分复用光学组件，还包括光隔离器，所述光隔离器设于所述接收反射件与相邻于所述接收反射件的发送反射件之间的轴线上。
20.可选地，所述接收反射件和各发送反射件与所述光纤光口的光轴之间所成的夹角均为45
°
。
21.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
22.本发明提供了一种粗波分复用光学组件，通过具有半透半反功能的接收发射件和发送反射件与光纤光口同轴设置，形成粗波分复用光路传输结构，实现定焦平行的光路传输，能够将光学组件的体积压缩至小型化；同时，在结构紧凑的前提下同时实现接收器件对光纤光口射出光束的接收，以及发送组件向光纤光口的光束发送，能够实现多通道光路的独立工作，进而实现了高传输速率和体积小型化的兼顾。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
24.图1为本发明提供的一种粗波分复用光学组件的结构示意图；
25.图2为本发明提供的一种粗波分复用光学组件的光路原理图；
26.图3为本发明提供的一种粗波分复用光学组件的又一光路原理图。
27.上述图中：10、光纤光口；11、光纤端准直透镜；12、光隔离器；20、接收器件；21、0
°
滤光片；22、汇聚透镜；23、pd光敏面；24、接收反射件；30、第一转角发送器件；31、第一发送端准直透镜；32、第一发送反射件；40、第二转角发送器件；41、第二发送端准直透镜；42、第二发送反射件；50、同轴发送器件；51、第三发送端准直透镜。
具体实施方式
28.为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范
围。
29.需要理解的是，在本发明的描述中，具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。其中，示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法；虽然流程图将各项操作或步骤处理描述形成一定的顺序，但是其中的许多操作或步骤是能够被并行地、并发地或者同时实施的，且各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作或步骤完成时，对应处理可以被终止，还可以具有未包括在附图中的附加步骤。前面所述的处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.本发明使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案；可以理解的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
31.随着各式互联网业务的兴起，对带宽提出了更高的需求，例如8k(3d)视频对带宽的高要求，增强现实、云桌面、在线游戏等业务时延提出了低时延的苛刻要求，体育场、露天集会、演唱会等超密集提出了大连接要求，高铁、车载、地铁等高速移动环境下对带宽提出了高移动性需求。基于此，现如今对高速光器件的需求显得非常重要。
32.为了满足市场需求，现采用多通道波分复用的方式以提高光纤网络数据的传输速率，但现有的多通道波分复用方案所得的光学组件的体积较大，而在许多应用场合下，要求光学组件的体积小型化，因此，现有的多通道复用方案难以满足体积小型化的要求。
33.请结合参考图1和图2，一种粗波分复用光学组件，包括光纤光口10、反射组件和接收器件20；其中，光纤光口10为适配器中的光纤光口10，能够用于向外发出光束以及接收光束，接收器件20用于接收来自光纤光口10的光束，发射组件中的各个单体器件则用于向光纤光口10发送光束。
34.本实施例中，反射组件包括自光纤光口10的光轴前端至光轴末端依次设置的接收反射件24和至少一个发送反射件。可以理解的是，此处将光纤光口10的光轴定义为一条有限长的轴线，光纤光口10的光轴前端为靠近于光纤光口10的一端，光轴末端为远离于光纤光口10的一端。
35.接收反射件24和各发送反射件均倾斜于光纤光口10的光轴设置；具体地，接收反射件24和各发送反射件与光纤光口10的光轴之间所成的夹角均为45
°
。本实施例中，接收反射件24和各发送反射件均包括反射面和透射面，其中该反射面朝向光纤光口10，该透射面背离光纤光口10。
36.接收器件20对应于接收反射件24设置，光纤光口10的射出光束经过接收反射件24的反射面反射后，射入接收器件20内。具体地，该接收器件20为pd(光敏二极管)芯片，包括用于接收光束的pd光敏面23，接收器件20靠近于光纤光口10的光轴前端设置。
37.发送组件包括至少一个转角发送器件，各转角发送器件分别一一对应于发送反射件设置，转角发送器件的射出光束由对应的发送反射件的反射面向靠近光纤光口10的方向反射，并至少经接收反射件24的投射面透射至光纤光口10中。其中，各转角发送器件均为ld(激光二极管)芯片。
38.在本实施例的其中一种实施方式中，转角发送组件包括两个转角发送器件，具体为第一转角发送器件30和第二转角发送器件40；反射组件包括对应于第一转角发送器件30
的第一发送反射件32，以及对应于第二转角发送器件40的第二发送反射件42。
39.其中，第一发送反射件32和第二发送反射件42自光纤光口10的光轴前端至光轴末端依次设置，第一转角发送器件30和第二转角发送器件40所发出的光束形成定焦平行光路。
40.可以理解的是，转角发送组件还可以包括三个或以上的转角发送器件，所有的转角发送器件沿自光纤光口10的光轴前端至光轴末端的方向依次排列。
41.进一步地，发送组件还包括同轴发送器件50，同轴发送器件50与光纤光口10同轴设置，且设于光纤光口10的光轴末端。同轴发送器件50所发出的光束依次经过发送反射件和接收反射面中透射面的透射后，最终射入光纤光口10中。
42.通过反射组件的设置以形成粗波分复用的光路传播结构，使得每个通道的光束能够实现独立的工作模式。
43.本实施例中，粗波分复用光学组件还包括光隔离器12，光隔离器12设于接收反射件24与相邻于接收反射件24的发送反射件之间的轴线上。该光隔离器12用于实现光的单向传播，避免存在光束反向射入转角发送组件或同轴发送器件50中。
44.优选地，接收器件20、各转角发送器件和同轴发送器件50的波长，沿自光纤光口10的光轴前端至光轴末端的方向依次递减；本实施例中，接收器件20的波长为1350-1390nm，第一转角发送器件30的波长为1310nm，第二转角发送器件40的波长为1290nm，同轴发送器件50的波长为1270nm。
45.本实施例中，粗波分复用光学组件还包括光纤端准直透镜11，光纤端准直透镜11设于光纤光口10与接收反射件24之间的轴线上。
46.请参考图3，光纤光口10的射出光束经光纤端准直透镜11转换成平行光束，来自各转角发送器件和同轴发送器件50的平行光束经光纤端准直透镜11形成汇聚光束。
47.进一步地，转角发送器件和同轴发送器件50的光轴上分别设有发送端准直透镜。第一转角发送器件30的光轴上设有第一发送端准直透镜31，第二转角发送器件40的光轴上设有第二发送端准直透镜41，同轴发送器件50的光轴上设有第三发送端准直透镜51。转角发送器件和同轴发送器件50射出的发散光束分别经对应的发送端准直透镜转换成平行光束，并经光纤端准直透镜11转换成汇聚光束后，最终射入光纤光口10中。
48.请再次参考图3，以第一转角发送器件30为例，第一转角发送器件30射出的发散光束经第一发送端准直透镜31转换成平行光束，并经光纤端准直透镜11转换成汇聚光束后，最终射入光纤光口10中。
49.同时，接收器件20的光轴上设有汇聚透镜22和0
°
滤光片21，经过0
°
滤光片21后，由接收反射件24反射出的平行光束经汇聚透镜22转换成汇聚光束，最终射入接收器件20的pd光敏面23中。
50.通过设置各准直器件，使得光学组件中传输的为准直光束，能够进一步压缩光学组件的整体体积，进而实现光学组件的体积小型化。
51.基于前述描述，下面结合具体示例对本实施例提供的粗波分复用光学组件的工作原理进行介绍。
52.该粗波分复用光学组件采用中心波长为1270nm、1290nm、1310nm、1370nm四个波长，其中转角发送器件为小型化的to38密封式激光器，接收器件20为to33非气密接收器；每
通道通过波分复用的光学结构来实现独立的工作模式，具体如下：
53.1、粗波分复用定焦平行光路第一光束(波长范围1350～1390nm)：外部光源经过光纤光口10发散光(波长范围1350nm～1390nm)进入光纤端准直透镜11转换成平行光，平行光经过接收反射件24进入0
°
滤光片21，再通过汇聚透镜22汇聚光到接收器件20的pd光敏面23中，形成完成粗波分复用定焦平行光路第一光束。
54.2、粗波分复用定焦平行光路第二光束(1300～1320nm)：第一转角发送器件30形成的发散光(波长范围1300nm～1320nm)进入第一发送端准直透镜31，通过第一发送端准直透镜31的射出面转换为平行光，平行光经过第一发送反射件32的反射以及接收反射件24的透射，最终进入光纤端准直透镜11，再通过光纤端准直透镜11汇聚进入光纤光口10中，形成粗波分复用定焦平行光路第二光束。
55.3、粗波分复用定焦平行光路第三光束(1280～1300nm)：第二转角发送器件40形成的发散光(波长范围1280～1300nm)进入第二发送端准直透镜41中，通过第二发送端准直透镜41的射出面转换为平行光，平行光经过第二发送反射件42反射，以及第一发送反射件32和接收反射件24的依次透射后，最终进入光纤端准直透镜11，再通过光纤端准直透镜11汇聚进入光纤光口10中，形成粗波分复用定焦平行光路第三光束。
56.4、粗波分复用定焦平行光路第四光束(1260nm～1280nm)：同轴发送器件50形成的发散光(波长范围1260～1280nm)进入第三发送端准直透镜51中，通过第三发送端准直透镜51的射出面转换为平行光，平行光经过第二发送反射件42、第一发送反射件32和接收反射件24的依次透射后，最终进入光纤端准直透镜11，再通过光纤端准直透镜11汇聚进入光纤光口10中，形成粗波分复用定焦平行光路第四光束。
57.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。