WDM器件以及合分波器组件的制作方法

wdm器件以及合分波器组件
技术领域
1.本发明涉及光学器件领域，尤其是涉及wdm器件以及包括wdm器件的合分波器组件。


背景技术：

2.一般紧凑型波分复用器的结构是公共端含有多个波长的光从公共端准直器出射后，首先入射到第一个滤光片，其中波长λ1的光透过第一个滤光片被第一个准直器接收，其余波长的光被反射。被反射的光线折返后，入射到第二个滤光片，其中波长λ2的光透过第二个滤光片被第二个准直器接收，其余波长的光被反射。以此类推，各个波长的光均被分离，完成波分功能。
3.上述紧凑型波分复用器中用于分波的准直器的数量与不同波长的光的数量相同，因此分复用器中所需准直器数量多，材料成本高。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种所需准直器数量少、结构简单、材料成本低、调节时间少的wdm器件。
5.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
6.一种wdm器件，包括输入光纤、至少两输出光纤、单纤准直器、分波器、多角度棱镜以及多纤准直器，所述输入光纤与所述单纤准直器连接，所述输入光纤将含有至少两种波长的光输入所述单纤准直器，所述分波器将至少两种波长的光分开，所述多角度棱镜包括至少两角度面，至少两种波长的光分别进入所述多角度棱镜的至少两角度面进行汇聚并汇聚于所述多纤准直器的焦点，所述多纤准直器与至少两所述输出光纤连接，至少两种波长的光射入所述多纤准直器后分别进入至少两所述输出光纤，每一所述输出光纤输出一种波长的光。
7.进一步的，所述分波器包括主体以及至少两滤光片，至少两所述滤光片安装于所述主体。
8.进一步的，所述分波器还包括抗反膜，所述抗反膜固定于所述主体并位于朝向所述单纤准直器一侧与所述单纤准直器对应。
9.进一步的，所述至少两滤光片安装于所述主体一侧，所述分波器还包括高反膜，所述高反膜固定于所述主体的另一侧。
10.进一步的，所述至少两滤光片安装于所述主体的相对两侧，所述多角度棱镜以及所述多纤准直器的数量为两个，两所述多角度棱镜分别位于所述分波器两侧，每一所述多纤准直器与一所述多角度棱镜对应。
11.进一步的，所述多角度棱镜包括至少两角度面，至少两所述角度面之间形成夹角。
12.进一步的，相邻两所述角度面之间的夹角为钝角。
13.进一步的，所述多角度棱镜为对称结构。
14.进一步的，所述角度面的数量与所述滤光片的数量相同。
15.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
16.一种合分波器组件，包括上述任意一种所述的wdm器件。
17.相比现有技术，本发明wdm器件还包括单纤准直器、分波器、多角度棱镜以及多纤准直器，输入光纤与单纤准直器连接，输入光纤将含有至少两种波长的光输入单纤准直器，分波器将至少两种波长的光分开，多角度棱镜包括至少两角度面，至少两种波长的光分别进入多角度棱镜的至少两角度面进行汇聚并汇聚于多纤准直器的焦点，多纤准直器与至少两输出光纤连接，至少两种波长的光射入多纤准直器后分别进入至少两输出光纤，每一输出光纤输出一种波长的光，通过上述设计，wdm器件采用的准直器数量少、结构简单、材料成本低、调节时间少。
附图说明
18.图1为本发明wdm器件第一实施例的光路图；
19.图2为图1的wdm器件的分波器的结构示意图；
20.图3为图1的wdm器件的多角度棱镜的结构示意图；
21.图4为本发明wdm器件第二实施例的光路图；
22.图5为本发明wdm器件第三实施例的光路图；
23.图6为本发明wdm器件第三实施例的分波器的结构示意图。
24.图中：10、输入光纤；20、单纤准直器；30、分波器；31、主体；32、滤光片；33、抗反膜；34、高反膜；40、多角度棱镜；41、角度面；50、多纤准直器；60、输出光纤。
具体实施方式
25.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.图1至图3为本发明wdm器件的第一实施例，在第一实施例中wdm器件包括输入光纤10、单纤准直器20、分波器30、多角度棱镜40、多纤准直器50以及输出光纤60。
29.在本实施例中，输入光纤10输入波长为λ1和λ2的两种波长的光。
30.单纤准直器20与输入光纤10连接。
31.分波器30包括主体31、滤光片32、抗反膜33以及高反膜34。主体31由玻璃制成。滤光片32的数量为两个，两滤光片32安装于主体31的一侧，滤光片32能够对一种波长的光进行透射，对其他波长光反射。在本实施例中，与单纤准直器20在同一直线上的滤光片32设计成信号光中λ1透射，其他波长光反射。另一滤光片32设计成对λ2透射，其他波长光反射。抗反膜33贴在主体31的另一侧靠近单纤准直器20端。抗反膜33能够防止入射光反射，高反膜34贴在主体31的另一侧。高反膜34使折射的波长为λ2的光完全反射。
32.多角度棱镜40设有两个角度面41，两角度面41之间的夹角成钝角。多角度棱镜40为对称结构。本实施例中，多角度棱镜40形似一个“屋顶”形状。两个角度面41既可以使用2个独立的相同角度的棱镜拼接(例如胶水粘接)，亦可以是单个棱镜，研磨抛光成两个角度面41。同时，屋顶结构无论是位于入射面还是出射面，不影响光路最终的结果。多角度棱镜40一般使用玻璃材料制成。
33.多纤准直器50与两输出光纤60连接。
34.组装wdm器件时，输入光纤10、单纤准直器20、分波器30、多角度棱镜40、多纤准直器50以及两输出光纤60依次设置。
35.使用wdm器件时，两路信号光λ1和λ2在输入光纤10中传输。信号光从单纤准直器20中出射，入射到分波器30表面，分波器30朝向单纤准直器20的一侧镀有抗反膜33，因此光线得以入射到分波器30中，到达滤光片32，滤光片32将使得波长λ1的光透射，波长λ2的光反射。被反射的光，会入射到分波器30的高反膜34处，从而再次折返入射到滤光片32，滤光片32使得波长λ2的透射。至此，两束不同波长的光通过分波器30已经分离。
36.分离后的两束光，又分别入射到多角度棱镜40的两个角度面41上，由于折射角度存在，两束光向中间靠拢。并最终在多纤准直器50前面交汇。交汇点被设计成多纤准直器50的所使用透镜的焦点，因此两束光可以被同一个准直器接收，即多纤准直器50接收。接收后的光分别进入到一个输出光纤60(接收波长λ1)和另一输出光纤60(接收波长λ2)中。至此，完成了对波长λ1和波长λ2的分波。
37.根据光路可逆原理，如果波长λ1和波长λ2分别从两输出光纤60入射，则可以使得两个波长光在输入光纤10合波，实现合波功能，不再赘述。
38.请继续参阅图4，为本发明wdm器件的第二实施例，在第二实施例中wdm器件包括输入光纤10、单纤准直器20、分波器30、多角度棱镜40、多纤准直器50以及输出光纤60。
39.在本实施例中，输入光纤10输入波长为λ1、λ2、λ3、λ4的四种波长的光。
40.单纤准直器20与输入光纤10连接。
41.分波器30包括主体31、滤光片32、抗反膜33以及高反膜34。主体31由玻璃制成。滤光片32的数量为四个，四滤光片32安装于主体31的一侧，滤光片32能够对一种波长的光进行透射，对其他波长光反射。在本实施例中，与单纤准直器20在同一直线上的滤光片32设计成信号光中λ1透射，其他波长光反射。另一滤光片32设计成对λ2透射，其他波长光反射。第三个滤光片32设计成对λ3透射，其他波长光反射。第四个滤光片32设计成对λ4透射，其他波长光反射。抗反膜33贴在主体31的另一侧靠近单纤准直器20端。抗反膜33能够防止入射光反射，高反膜34贴在主体31的另一侧。高反膜34使折射的波长为λ2、λ3、λ4的光完全反射。
42.多角度棱镜40设有四个角度面41，相邻两角度面41之间的夹角成钝角。多角度棱
镜40为对称结构。两侧的两角度面41具有相同角度的折射面。中间的两角度面41具有相同角度的折射面。本实施例中，多角度棱镜40形似一个“屋顶”形状。四个角度面41既可以使用4个独立的相同角度的棱镜拼接(例如胶水粘接)，亦可以是单个棱镜，研磨抛光成四个角度面41。同时，屋顶结构无论是位于入射面还是出射面，不影响光路最终的结果。多角度棱镜40一般使用玻璃材料制成。
43.多纤准直器50与四个输出光纤60连接。
44.组装wdm器件时，输入光纤10、单纤准直器20、分波器30、多角度棱镜40、多纤准直器50以及四个输出光纤60依次设置。
45.使用wdm器件时，四路信号光λ1、λ2、λ3、λ4在输入光纤10中传输。信号光从单纤准直器20中出射，入射到分波器30表面，分波器30朝向单纤准直器20的一侧镀有抗反膜33，因此光线得以入射到分波器30中，到达滤光片32，滤光片32将使得波长λ1的光透射，波长λ2、λ3、λ4的光反射。被反射的光，会入射到分波器30的高反膜34处，从而再次折返入射到第二个滤光片32，第二个滤光片32使得波长λ2的透射，λ3、λ4的光反射。被反射的光，会入射到分波器30的高反膜34处，从而再次折返入射到第三个滤光片32，第三个滤光片32使得波长λ3的透射，λ4的光反射。被反射的光，会入射到分波器30的高反膜34处，从而再次折返入射到第四个滤光片32，第四个滤光片32使得波长λ4的透射，至此，四束不同波长的光通过分波器30已经分离。
46.分离后的四束光，又分别入射到多角度棱镜40的四个角度面41上，由于折射角度存在，四束光向中间靠拢。并最终在多纤准直器50前面交汇。交汇点被设计成多纤准直器50的所使用透镜的焦点，因此四束光可以被同一个准直器接收，即多纤准直器50接收。接收后的光分别进入到第一个输出光纤60(接收波长λ1)和第二个输出光纤60(接收波长λ2)中、第三个输出光纤60(接收波长λ3)和第四个输出光纤60(接收波长λ3)中。至此，完成了对波长λ1、λ2、λ3、λ4的分波。
47.根据光路可逆原理，如果波长λ1、λ2、λ3、λ4分别从四输出光纤60入射，则可以使得四个波长光在输入光纤10合波，实现合波功能，不再赘述。
48.请继续参阅图5以及图6，为本发明wdm器件的第三实施例，在第三实施例中wdm器件包括输入光纤10、单纤准直器20、分波器30、多角度棱镜40、多纤准直器50以及输出光纤60。
49.在本实施例中，输入光纤10输入波长为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7和λ8的八种波长的光。
50.单纤准直器20与输入光纤10连接。
51.分波器30包括主体31、滤光片32以及抗反膜33。主体31由玻璃制成。滤光片32的数量为八个，八个滤光片32安装于主体31的两侧，滤光片32能够对一种波长的光进行透射，对其他波长光反射。在本实施例中，与单纤准直器20在同一直线上的滤光片32设计成信号光中λ1透射，其他波长光反射。另一滤光片32设计成对λ2透射，其他波长光反射。第三个滤光片32设计成对λ3透射，其他波长光反射。第四个滤光片32设计成对λ4透射，其他波长光反射。第五个滤光片32设计成对λ5透射，其他波长光反射。第六个滤光片32设计成对λ6透射，其他波长光反射。第七个滤光片32设计成对λ7透射，其他波长光反射。第八个滤光片32设计成对λ8透射，其他波长光反射。
52.抗反膜33贴在主体31的另一侧靠近单纤准直器20端。抗反膜33能够防止入射光反射。
53.多角度棱镜40设有八个角度面41，相邻两角度面41之间的夹角成钝角。多角度棱镜40为对称结构。本实施例中，多角度棱镜40形似一个“屋顶”形状。八个角度面41既可以使用8个独立的相同角度的棱镜拼接(例如胶水粘接)，亦可以是单个棱镜，研磨抛光成八个角度面41。同时，屋顶结构无论是位于入射面还是出射面，不影响光路最终的结果。多角度棱镜40一般使用玻璃材料制成。
54.多纤准直器50与八个输出光纤60连接。
55.组装wdm器件时，输入光纤10、单纤准直器20、分波器30依次设置，两多角度棱镜40、两多纤准直器50以及八个输出光纤60分为两组，分别位于分波器30的两侧。
56.使用wdm器件时，八路信号光λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7和λ8在输入光纤10中传输。信号光从单纤准直器20中出射，入射到分波器30表面，分波器30朝向单纤准直器20的一侧镀有抗反膜33，因此光线得以入射到分波器30中，到达滤光片32，滤光片32将使得波长λ1的光透射，波长λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7和λ8的光反射。被反射的光，会入射到第五个滤光片32，第五个滤光片32对λ5透射，λ2、λ3、λ4、λ6、λ7和λ8的光反射。被反射的光，会入射到第三个滤光片32，第三个滤光片32对λ2透射，λ3、λ4、λ6、λ7和λ8的光反射。后续依次反射和透射，使八束不同波长的光通过分波器30已经分离。
57.分离后的八束光，分为两组，λ1、λ2、λ3、λ4的光入射到一个多角度棱镜40的四个角度面41上，由于折射角度存在，四束光向中间靠拢。并最终在多纤准直器50前面交汇。交汇点被设计成多纤准直器50的所使用透镜的焦点，因此四束光可以被同一个准直器接收，即多纤准直器50接收。接收后的光分别进入到第一个输出光纤60(接收波长λ1)和第二个输出光纤60(接收波长λ2)中、第三个输出光纤60(接收波长λ3)和第四个输出光纤60(接收波长λ3)中。λ5、λ6、λ7、λ8的光入射到另一个多角度棱镜40的四个角度面41上，由于折射角度存在，四束光向中间靠拢。并最终在另一多纤准直器50前面交汇。交汇点被设计成多纤准直器50的所使用透镜的焦点，因此四束光可以被同一个准直器接收，即另一多纤准直器50接收。接收后的光分别进入到第一个输出光纤60(接收波长λ5)和第二个输出光纤60(接收波长λ6)中、第三个输出光纤60(接收波长λ7)和第四个输出光纤60(接收波长λ8)中。
58.至此，完成了对波长λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7和λ8的分波。
59.根据光路可逆原理，如果波长λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7和λ8分别从八输出光纤60入射，则可以使得八个波长光在输入光纤10合波，实现合波功能，不再赘述。
60.本技术通过上述设计，wdm器件采用的准直器数量少、结构简单、材料成本低、调节时间少。
61.以上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演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。