本实用新型涉及一种光纤通信技术领域，尤其涉及一种基于薄膜滤波片的多波长合波器。
背景技术：
在高速数据通信领域中，由于电传输的速率瓶颈，对于传输速率要求在40/100Gbps速率的光纤通信网络，为了保障数据能够长距离高速传输，其普遍采用的解决方案是将4路不同波长的光信号复用于单模光纤中进行传输，在接收端再解复用出这4个波长。这样，每个波长通道的信号速率只需达到10/25Gbps，即可满足40/100Gbps的信号传输速率要求。常用的波长标准有CWDM（中心波长为1271nm，1291nm，1311nm，1331nm，每通道需要13nm带宽）和LAN-WDM（1295.56nm，1300.05nm，1304.58nm，1309.14nm，每通道需要大约2.07nm带宽）。为了更有效的利用带宽，新的间隔0.8nm的DWDM标准也在讨论中。
薄膜滤波片（TFF）技术是目前被普遍采用的实现这种4个波长光信号复用/解复用的技术方案之一。目前最常用的构成4个波长合波/分波的合波器/分波器，其包含有在一个侧面镀有增透膜（AR Coating）和全反射膜（HR Coating）的斜方棱镜，和在另一个侧面贴装的4个TFF膜片，构成一个整体称为波分复用/解复用组件（WDM Block）。工作原理简述如下：每个波长对应的膜片只可以让该波长通过，并反射其它波长的光。波长4可以透过相对应的TFF4膜片，在全反射膜处被发射到波长3对应的TFF3膜片位置。TFF3使波长3透过并反射波长4，在此处形成波长3和4的合波。这两个波长再经过全发射膜的反射被反射到波长2对应的TFF2膜片位置。同上的道理在TFF2处形成三个波长的合波。如此往返直至形成四个波长的合波。这样的合波过程可以称为之字合波。经过合波的四个波长在增透膜出射出并经过隔离器。隔离器的作用是防止光发射器件中的反射光波干扰光发射元器件的工作状态，比如激光器。使用隔离器要求经过合波后的光波的偏振方向相同，而通过上述原理经过合波的光的偏振状态在每一个TFF膜片处都没有被改变而可以满足这一要求。因为光路的可逆原理，同样的光路在去除隔离器后可以被用作分波器。在分波器中因为入射光的偏振是随机的，不能满足隔离器对偏振的要求，所以要去除隔离器。
尽管上述方案的合波/分波组件原理简单，结构明了，但由于4个波长光束通过的光学路径不同，对于相同准直的光出射后光斑大小不同，后续的耦合效率就不同，影响出光功率的一致性；更重要的是第4个波长光束经过了多次反射，对位置和角度控制非常敏感，因此激光器芯片、准直透镜以及膜片位置微小的偏移如热膨胀等都会造成光束的不稳定，导致出光丢失；这些问题对于光发射器件中的合波影响尤其明显。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种多波长合波器，该多波长合波器能够减少光程，光路径短，稳定性好，解决了现有技术中的4个波长光束合波的光路稳定问题，光路光程短便于稳定光路，尺寸小便于构成小尺寸的器件与模块，可广泛适用于各种波长标准。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多波长合波器，包括位于隔离器下方并处于同一平面上平行设置的第一棱镜和第二棱镜，以及位于隔离器上方的偏振合波器、1/2波片和第三棱镜；第一棱镜设有45度设置的第一全反射膜和与第一全反射膜平行重叠的第一TFF膜，第二棱镜设有45度设置的第二全反射膜和与第二全反射膜平行重叠设置的第二TFF膜，第三棱镜设有与第二TFF膜成90度直角设置的第三全反射膜，1/2波片位于偏振合波器和第三棱镜之间。
进一步的，所述第一全反射膜、第一TFF膜、第二全反射膜和第二TFF膜的各中心点沿X轴方向为同一直线设置，第三全反射膜的中心点与偏振合波器的中心点沿X轴方向为同一直线设置；第一TFF膜的中心点与偏振合波器的中心点沿Y轴方向为同一直线设置；第二TFF膜的中心点与第三全反射膜的中心点沿Y轴方向为同一直线设置。
采用45度TFF膜设置与偏振合波器（PBC）合波的方案。如以4个波长合波为例，波长1经过45度的第一全反射膜片到波长2对应的第一TFF膜位置，该第一TFF膜可以反射波长1并透过波长2形成两个波长的合波。另一部的波长3和波长4的光路原理相同，可以完成波长3和波长4的合波。两组经过合波的光波偏振方向相同，通过同一个隔离器。之后波长3和4的合波经过45度的第三全反射膜片反射进入1/2波片使偏振方向旋转90度。这时波长3/4的偏振方向与波长1/2的偏振方向正交，在经过偏振合波器后可形成四个波长的合波。
综上所述，本实用新型的多波长合波器能够减少光程，光路径短，稳定性好，解决了现有技术中的4个波长光束合波的光路稳定问题，光路光程短便于稳定光路，尺寸小便于构成小尺寸的器件与模块，可广泛适用于各种波长标准。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的一种多波长合波器的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例1所描述的一种多波长合波器，如图1所示，包括位于隔离器1下方并处于同一平面上平行设置的第一棱镜2和第二棱镜3，以及位于隔离器上方的偏振合波器4、1/2波片11和第三棱镜5；第一棱镜设有45度设置的第一全反射膜6和与第一全反射膜平行重叠的第一TFF膜7，第二棱镜设有45度设置的第二全反射膜8和与第二全反射膜平行重叠设置的第二TFF膜9，第三棱镜设有与第二TFF膜成90度直角设置的第三全反射膜10，1/2波片位于偏振合波器和第三棱镜之间。
该第一全反射膜、第一TFF膜、第二全反射膜和第二TFF膜的各中心点沿X轴方向为同一直线设置，第三全反射膜的中心点与偏振合波器的中心点沿X轴方向为同一直线设置；第一TFF膜的中心点与偏振合波器的中心点沿Y轴方向为同一直线设置；第二TFF膜的中心点与第三全反射膜的中心点沿Y轴方向为同一直线设置。
采用45度TFF膜设置与偏振合波器（PBC）合波的方案。如以4个波长合波为例，波长1经过45度的第一全反射膜片到波长2对应的第一TFF膜位置，该第一TFF膜可以反射波长1并透过波长2形成两个波长的合波。另一部的波长3和波长4的光路原理相同，可以完成波长3和波长4的合波。两组经过合波的光波偏振方向相同，通过同一个隔离器。之后波长3和4的合波经过45度的第三全反射膜片反射进入1/2波片使偏振方向旋转90度。这时波长3/4的偏振方向与波长1/2的偏振方向正交，在经过偏振合波器后可形成四个波长的合波。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。