专利名称：多激光光束复合器的制作方法
技术领域：
本实用新型是涉及一种光通讯的元器件，特别涉及将多个激光器产生的光束进行复合的器件。
背景技术：
随着光通讯技术领域的需求，多激光光束的复合器可将多个激光器发射的光束复合在一起而进行传输，该复合器不只是单纯的将激光器发射的光束复合，该复合器在复合光束的同时，需保持各激光器产生的不同波长光束在传输过程中具有一致的光功率。
而现有技术通常通过玻璃模块和镀膜来实现传输、保持其均匀光功率的要求，如美国专利US5,786,915揭示了一种光学复合装置，如
图1所示，当激光光束通过准直器62传输进入该复合装置，通过该复合装置的膜层72、76、78、80、86、88、90、92实现光束的复合和分解，而后依据上述结构演绎出图2所示的四激光器光束复合器，如图2所示，该四激光器光束的复合器包括激光器11、12、13及14，一棱镜20，以及接收器18。其中棱镜20在其边缘贴有膜片(滤光片)21、22、23、24，激光器11发射波长为λ1的光束L1透射膜片21进入棱镜20中，借由膜片22、23、24反射进入接收器18；激光器12发射的波长为λ2的光束L2透射膜片22进入棱镜20中，借由膜片23、24反射后，由接收器18接收；当激光器13发射的波长为λ3的光束L3透射膜片23进入棱镜20，借由膜片24反射后由接收器18接收；激光器14发射波长为λ4的光束L4穿过棱镜20的膜片24后由接收器18接收；这样可知膜片21所需具有的性能为透射波长λ1的光束；膜片22所需具有的性能为透射波长为λ2的光束L2，反射波长为λ1的光束L1；膜片23所需具有的性能为透射波长为λ3的光束L3，反射波长为λ2的光束L2和λ1的光束L1；膜片24所需具有的性能为反射波长为λ4的光束L4，透射波长为λ1、λ2、λ3的光束L1、L2、L3。
上述结构的四激光光束复合器的理想状态为当空气中光束入射角α为45°入射时，在胶合面(膜层)的入射角α为28.13°(即为膜片21、22、23、24均以28.13为入射角设计参数)，对λ1、λ2、λ3、λ4进行分光。由于装配的误差和棱镜20本身的平行度的误差都会导致膜片入射角发生了改变，当入射角度变大，波长向短飘移；当入射角α变小，波长向长漂移，这样使得膜片21、22、23、24的光谱曲线漂移，下面以膜片22为例具体说明光谱曲线漂移现象，当在正常入射角α为28.13时，膜片22的光谱特性是反射λ1、λ2，透射λ3的光束，并且两束光L1，L2，L3经过膜片22的反射后都能达到膜片24。若入射角发生变化就会造成膜片22对λ1、λ2和λ3同时反射或透射，从而使光束L1，L2，L3不能合成达到膜片24，或造成光能量的损失。图3(a)为膜片22的光谱曲线图，如图3(a)所示，对于膜片22，需合成光束L1(1270)，L2(1300nm)和L3(1325nm)，由于L2(1300nm)和L3(1325nm)的波长相差很小，这样将光束L2(1300nm)和L3(1325nm)分开使膜片22的特征曲线较陡，而造成镀膜工艺难度加大；此外，又如图3(b)所示，当入射角变小1°时，光谱特征曲线大约移动10nm，这样使光束L3的部分波长落入膜片特征曲线的过渡带λs，而造成激光器L3的光束能量损耗较大，且使出射各波长光束的光功率不均匀，要求装配很高的装配精度和棱镜的加工精度。
这样上述方案存在的问题在于1.膜片对入射角度α敏感，当入射角度α产生微小偏差时，将使部分激光器的光束能量损耗较大，且使出射各波长光束的光功率不均匀。
2.膜层指标高，不利于制造而导致膜片成本高。
3.这样对棱镜精度要求高，这样棱镜的加工和膜片胶合的封装比较困难。
发明内容
为了克服上述问题，本实用新型的目的在于提供一种成本低，入射角不敏感，封装简单的多激光光束复合器。
为了达到如上目的，本实用新型多激光光束复合器包括多个激光器，至少两个偏振器，一分光器以及一接收器，其中多个激光器依次产生光束λ1、λ2、λ3、λ4，其特征在于，波长为λ1的P偏振光束借由第一偏振器透射，所述波长为λ1的光束的50％借由分光器反射后接收器接收；波长为λ2的S偏振光束借由第一偏振器反射，所述波长为λ2的光束的50％借由分光器反射后接收器接收；波长为λ3的P偏振光束借由第二偏振器透射，所述波长为λ3的光束的50％穿过分光器后接收器接收；波长为λ4的S偏振光束借由第二偏振器反射，所述波长为λ4的光束的50％穿过分光器后接收器接收。
由于偏振器对入射角度和激光光束波长不敏感；以及偏振器成本低，从而降低其器件的成本和利于器件的封装。
同时为了进一步降低分光器的镀膜难度和成本，本实用新型多激光光束复合器还可包括两波片分别将P偏振态λ1和S偏振态λ2及P偏振态λ3和S偏振态λ4的光束转换成圆偏振光束。
本实用新型的各激光器的出光端还包括一隔离器，用以防止光路中的光束返回激光器而影响其发光特性。
由于本实用新型将不同偏振态的激光通过偏振器合在一起，把四路变成两路，然后用以半透半反的分光器将两路光合在一起。该结构，具有如下优点1.偏振器对光入射角度和波长不敏感；当入射角度产生一定变化，激光器的光束能量损耗较小，且出射各波长光束的光功率基本均匀；2.偏振器成本低，从而降低其器件的成本；3.这样偏振器和分光器有利于器件的封装。
以下结合附图和实施例对本实用新型的光路和功效进一步说明。
图1为现有技术光复合装置的光路原理图。
图2为现有技术四激光光束复合器的工作原理图。
图3(a)、图3(b)为现有技术四激光光束复合器的膜片22的光谱特征曲线图。
图4为本实用新型多激光光束复合器的第一具体实施例的光路图。
图5为本实用新型多激光光束复合器的第二具体实施例的光路图。
图6为本实用新型多激光光束复合器的第三具体实施例的光路图。
图7(a)、图7(b)分别为本实用新型多激光光束的复合器偏振器15、16不同角度入射的反、透射的光谱曲线图。
图7(c)为本实用新型多激光光束的复合器的分光器17的光谱曲线图。
具体实施方式
如图4所示，本实用新型多激光光束复合器包括激光器11、12、13及14，偏振器15、16，分光器17，以及接收器18，其中激光器11发射λ1，P偏振态的光束L1穿过偏振器15，所述光束L1的50％借由分光器17反射后接收器18接收；激光器12发射波长为λ2，S偏振态的光束L2借由偏振器15反射，所述光束L2的50％借由分光器17反射后接收器18接收；激光器13发射的波长为λ3，S偏振态的光束L3借由偏振器16反射，所述光束L3的50％借由分光器17反射后接收器18接收；激光器14发射的波长为λ4，P偏振态的光束L4穿过偏振器16，所述光束L4的50％借由分光器17反射后接收器18接收。
如图5所示，本实用新型为了降低分光器17的镀膜难度，本实用新型提供第二实施例，与第一实施例比另包括波片31，32，P偏振态的光束L1穿过偏振器15和S偏振态的光束L2借由膜片15反射到达波片31，借由波片31转换成圆偏振光束L1′和L2′；偏振态的光束L3借由偏振器16反射和偏振态的光束L4穿过偏振器16到达波片32借由波片32换成圆偏振光束L3′和L4′，这样分光器17将圆偏振光束L1′、L2′、L3′、L4′穿过分光器17，由分光器17对圆偏振光束L1′、L2′、L3′、L4′半透半反后由接收器18接收。这样分光器17对同一圆偏振光束L1′、L2′、L3′、L4′显然易于多个偏振态镀膜。
图6为本实用新型多激光光束复合器的第三实施例，该实施例是在各激光器的出光端还包括一隔离器，如图6所示，隔离器41、42、43、44分别位于激光器11、12、13、14的出光端，用以防止光路中的光束回到激光器11、12、13、14而影响其的发光特性。
图7(a)、图7(b)分别为本实用新型多激光光束的复合器偏振器15、16不同角度入射的反、透射的光谱曲线图，如图7(a)、图7(b)所示，偏振器15，16对P偏振态光束的透射和S偏振态光束的反射不随波长的变化而改变，偏振器15，16对波长不敏感，如图7(a)所示，当角度改变1°时(即从45°到44°)，偏振器15、16反射的S偏振光束最多仅损耗不到0.01dB，而且所述偏振器15、16对光束λ1、λ2、λ3几乎不损耗；又如图7(b)所示，偏振器15、16透射的P偏振光束最多仅损耗不到0.15dB，而且所述偏振器15、16对光束λ2、λ3、λ4几乎不损耗；即所述偏振器15、16对入射角度几乎不敏感而不产生光功率不均匀现象。
图7(c)为本实用新型多激光光束的复合器的分光器17的光谱曲线图。如图7(c)所示，分光器17为光束λ1、λ2、λ3、λ4的透射率与反射率的比值为1∶1，而均匀反射和透射接收的光束λ1、λ2、λ3、λ4。
上述结构用偏振器将不同偏振态的激光(光束L1和L3、L2和L4)合在一起，由四路转变成两路，然后再利用半透半反的分光器17将两路光合在一起。
由于本实用新型利用偏振器15，16(取代先前技术的WDM膜片)将不同偏振态的激光(光束L1和L3、L2和L4)合在一起，由四路转变成两路，然后再利用半透半反的分光器17将两路光合在一起。该结构，具有如下优点1.偏振器15，16对入射角度和激光光束波长不敏感；2.偏振器成本低，从而降低其器件的成本；3.这样偏振器15、16和分光器17有利于器件的封装。
以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。
权利要求1.一多激光光束复合器包括多个激光器，至少两个偏振器，一分光器以及一接收器，其中多个激光器依次产生光束λ1、λ2、λ3、λ4，其特征在于，波长为λ1的P偏振光束借由第一偏振器透射，所述波长为λ1的光束的50％借由分光器反射后接收器接收；波长为λ2的S偏振光束借由第一偏振器反射，所述波长为λ2的光束的50％借由分光器反射后接收器接收；波长为λ3的P偏振光束借由第二偏振器透射，所述波长为λ3的光束的50％穿过分光器后接收器接收；波长为λ4的S偏振光束借由第二偏振器反射，所述波长为λ4的光束的50％穿过分光器后接收器接收。
2.如权利要求1所述的多激光光束复合器，其特征在于，各激光器的出光端包括一隔离器。
3.如权利要求1所述的多激光光束复合器，其特征在于，可包括两波片。
4.如权利要求2所述的多激光光束复合器，其特征在于，所述波片位于分光器前将其接收的波长为λ1的P偏振光束、波长为λ2的S偏振光束、波长为λ3的P偏振光束及波长为λ4的S偏振光束转换成圆偏振光。
5.如权利要求1所述的多激光光束复合器，其特征在于，偏振器可以为偏振分光棱镜或平板式偏振片。
专利摘要一应用于光通讯系统的多激光光束复合器包括多个激光器，至少两个偏振器，一分光器以及一接收器，多个激光器依次产生光束λ
文档编号H04J14/02GK2729752SQ200420044790
公开日2005年9月28日 申请日期2004年4月16日 优先权日2004年4月16日
发明者陈彬, 李屹 申请人:昂纳信息技术(深圳)有限公司