专利名称：一种波分复用/解复用器件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光纤传输系统中的波分复用/解复用领域，尤其是应用于无需中继放大系统和温控激光源的短中程城乡网、接入网网络系统CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)波分复用器件。
波分复用技术发展到今天，WDM系统主要向两大领域发展用于长途传输骨干网核心的大容量、长距离的DWDM(Dense WavelengthDivision Multiplexing)系统，以及用于短距离、具有多速率、多业务接口的低成本城域/接入网CWDM系统。
目前，普遍采用的CWDM波分复用器件，主要由自聚焦透镜光纤棒和干涉滤光片组成，其结构示意图如
图1所示，它是利用干涉滤光片对不同的波长有不同的反射率和透射率的原理而制成的，图2显示了CWDM滤光片的滤波特性曲线。图1中包含λ1、λ2的信号光束自双光纤头的一端入射，经自聚焦透镜(GRIN)准直后，以一定角度入射至滤光片，入射复合光束被分成两束，λ1透射，而λ2被反射，然后它们分别经自聚焦透镜(GRIN)聚焦后进入到出射光纤。这种结构较为紧凑、稳定，而且容易制作，但是其复用路数不多，目前采用将这种波分复用器件按图3的方式进行串联，从而得到多路复用的目的。由于损耗随复用路数的增多而近似成线性增加，性能大大降低，而且体积也较大。
曾有许多人试图采用一种紧凑的波分复用光路方案，其光路示意图如图4所示，该方案中，由一组滤光片阵列构成分光元件，每一滤光片都具有透射特定波长而反射其余波长的特性，经多次反射、透射达到多路复用的目的。该方案由于工艺上的困难及没有简单易行调节方案，实际生产CWDM产品运用该方案的很少。
在美国专利号为5905827的专利中，采用了类似的光路结构。其调整结构如图5、图6所示，图5为图6中膜片夹持器旋转180°后的情况。每一滤光片端口有一个可在孔内旋转的膜片夹持器，其中心轴与光轴有一夹角θ1，膜片被镶嵌在膜片夹持器内，并且与膜片夹持器中心轴的垂直平面有一夹角θ2，通过该结构光束入射角可以在(θ1-θ2)至(θ1+θ2)之间变化调节，从而实现了光路的微调。但其工艺较为复杂，调整也较困难，实用性不大。首先，其将准直结构和调整滤波结构固定在一起，连带效应加大了调整难度；其次，该调整结构需要加工两个圆柱体内的斜槽(孔)，包括孔、膜片夹持器内各有一斜槽，加工相对复杂，精度不易控制；另外，由于膜片夹持器处于深孔内部，我们无法看清膜片到底处于什么状态，要调节它也势必会对光路产生影响。
本实用新型的目的在于提供一种体积小、方便调节、制造工艺简单的一种波分复用器件。
本实用新型采用以下结构达到上述目的一种波分复用器件，由一组线性等距的带通滤光片及一组线性等距的全反射镜按“之”字型平面排列而成，四个带通滤光片后分别对应排列一组线性等距准直器，并且第一个带通滤光片前摆列一准起器。
本实用新型，由于采用了“之”字形光路结构和选用了适当的光束入射角，成品器件尺寸可以做得较小，可以将1×4的波分复用/解复用器件做到40×40×7mm3，甚至更小。随着复用路数的增加，只有外形宽度会线性增加。
本实用新型通过一组反射镜和一组带通滤光片在不同方向的调节，解决了调节及工艺的困难，工艺简单，调节方便。
现结合实施例及附图进一步说明图1是已有技术CWDM波分复用器件结构示意图。
图2是已有技术CWDM滤光片的滤波特性曲线。
图3是已有技术多路复用光路结构示意图。
图4已有技术多路光波分复用光路示意图。
图5是USP5905827夹持器结构图(a)。
图6是USP5905827夹持器结构图(b)。
图7是本实用新型1×4的波分复用器光路示意图。
图8是本实用新型滤光片的通透特性曲线。
图9是本实用新型CWDM模块打开上盖后俯视图。
图10是本实用新型CWDM模块局部剖视图。
图11是本实用新型膜片夹持器剖视图。
图12是本实用新型膜片夹持器另一方向剖视图。
图13是本实用新型全反射镜夹持器剖视图。
图14是本实用新型另一实施例光路示意图。
在图7中，在光纤中传输的复合信号光束包含λ1、λ2、λ3及λ4种信号波长，它们经准直器10准直后成为准直光束，该准直光束以预定的入射角入射到带通滤光片21上；为调节方便，各通道间要留有一定的距离，这样入射角与光学路径之间就成反比关系，入射角越大，光学路径就越短，但偏振相关损耗(PDL)会相应增大，均衡考虑，在本实用新型优选方案中，光束入射角为10°，在10°入射角情况下，带通滤光片21透射λ1而反射λ2、λ3和λ4，透射光束λ1经准直器11准直后进入出射光纤，而包含λ2、λ3、λ4的反射光束经反射镜31反射后重新入射到带通滤光片22上，经过带通滤光片22后，λ2被滤出，并经准直器12聚焦进入出射光纤。以此类推，λ3、λ4分别由带通滤光片23，24滤出，由准直器13，14聚焦后进入出射光纤，该解复用器反过来也可以做复用器。
由于采用了这种紧凑结构，信号光束直接通过多次反射达到多路复用的目的，从而相对于通过多个双通道CWDM级联的多路复用模式，后继通道的插损有了明显降低。
本实用新型的CWDM模块及其剖面示意图如图9、图10所示，图9中右端为一排带焊孔的金属套管6，用来固定准直器(11、12、13、14)。在其内部左右两端分别由一排平行于和垂直于模块底面的圆柱形孔洞，分别用于容纳反射镜夹持器4和膜片夹持器5，带调整好光路后，夹持器就用胶固定在这些孔洞中。
图11、图12、图13所示为构成本实用新型调节结构的两种圆柱形夹持器。该膜片夹持器5可以绕其轴线转动，从而实现了光束入射角及反射光束方向的调节，从某种意义上说，单单这一种结构只能实现二维的调节，若光束偏离基准面，单靠这种结构无法校正，但若与图13所示反射镜夹持器4组合使用，就可以方便地对偏离光束进行校正。
图11为反射镜夹持器4的轴切面示意图，圆柱体一端被切成10°入射斜面，全反射镜被贴在该斜面上，这样反射镜法线方向与夹持器轴线就有10°夹角，在本实用新型设计中，该反射镜夹持器4可绕其轴线旋转，从而通过调整该反射镜夹持器4可以在一定范围实现垂直方向的角度调节。
通过两种调整结构的组合使用，光束的三维调节得以轻易实现。
本实用新型的另一种实施例如图14所示，该方案中，输入、输出端口被设置在器件的同一端，从而实现单端输入、输出，这样可以极大地方便用户使用。
同样原理，本实用新型还可以设计成1×n的波分复用/解复用器件。
权利要求1.一种波分复用/解复用器件，由一组线性等距的带通滤光片(21、22、23、24)及一组线性等距的全反射镜(31、32、33)按“之”字型平面排列而成，带通滤光片(21、22、23、24)后分别对应排列一组线性等距准直器(11、12、13、14)，并且带通滤光片(21)前摆列一准直器(10)。
2.根据权利要求1所述的一种波分复用/解复用器件，其特征在于所述的光学元件设置于基座(3)上，基座(3)内部两侧分别设有一排平行和垂直于基座底面的圆柱形孔洞，反射镜夹持器(4)和膜片夹持器(5)用胶固定容纳其中。
3.根据权利要求2所述的一种波分复用/解复用器件，其特征在于反射镜夹持器(4)为可绕其轴线旋转的圆柱体，圆柱体一端被切成10°入射斜面，全反射镜被贴在该斜面上。
4.根据权利要求2所述的一种波分复用/解复用器件，其特征在于膜片夹持器(5)为可绕其轴线转动的圆柱体，圆柱体内形成一个与轴线垂直的通孔，带通滤光片被镶嵌其中。
5.根据权利要求1所述的一种波分复用/解复用器件，其特征在于带通滤光片(21)前摆列直角棱镜，准直器(10)与一组线性等距准直器(11、12、13、14)设置于同一端，即输入、输出端口设置于基座(3)同一侧。
6.根据权利要求1所述的一种波分复用/解复用器件，其特征在于一组线性等距准直器(11、12、13、14)分别固定于基座(3)侧壁通孔中。
7.根据权利要求1所述的一种波分复用/解复用器件，其特征在于可以将其设计成1×n的波分复用/解复用器件。
专利摘要本实用新型属于光纤传输系统中的波分复用/解复用领域,由一组带通滤光片(21、22、23、24)及一组线性全反射镜(31、32、33)按“之”字形平面排列而成,带通滤光片(21、22、23、24)后分别对应排列一组准直器(11、12、13、14),并且带通滤光片(21)前摆列一准直器(10),本实用新型成品器件尺寸可以做得较小,可以将1×4的波分复用/解复用器件做到40×40×7mm
文档编号H04J14/02GK2490769SQ0124470
公开日2002年5月8日 申请日期2001年7月3日 优先权日2001年7月3日
发明者郭占华, 曾和平, 吴砺, 凌吉武, 黄建权 申请人:福建华科光电有限公司