一种波分复用光学组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种波分复用光学组件，涉及光学组件领域，该装置包括聚焦镜阵列、阵列波导光栅芯片和单芯光纤阵列。聚焦镜阵列，其包含入射端和出射端，该聚焦镜阵列包含多个等间隔平行排布的聚焦镜单元。阵列波导光栅芯片，其对接于聚焦镜阵列的出射端。单芯光纤阵列，其与阵列波导光栅芯片连接。本实用新型专利技术波分复用光学组件光路耦合效率高、光学容差大、插入损耗较小、占用空间较小、可靠性较高、成本低。

A wavelength division multiplexed optical component

The utility model discloses a wavelength division multiplexing optical component, which relates to the field of optical components. The device comprises a focusing mirror array, an array waveguide grating chip and a single core fiber array. The focusing mirror array includes an incident end and an exit end, and the focusing lens array contains a plurality of focusing mirror units with equal spacing and parallel arrangement. The arrayed waveguide grating chip is connected to the exit end of the focusing lens array. Single core optical fiber array is connected with arrayed waveguide grating chip. The optical component of the utility model has high optical path coupling efficiency, large optical tolerance, small insertion loss, small occupancy space, high reliability and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种波分复用光学组件
本技术涉及光通信领域，具体涉及一种波分复用光学组件。
技术介绍
随着光通信技术的迅速发展，传输容量的不断提升，传统的传输技术已经难以满足传输容量及传输速度的要求，与此同时，IEEE(电气电子工程师协会)对802.3ba工程任务组下的40Gbps和100Gbps以太网制定了统一标准。为避免核心网络的带宽资源出现不足的情况并满足IEEE制定的标准，使用光波分复用(WavelengthDivisionMultiplexing,WDM)系统是充分利用光纤频宽的有效方案之一。光波分复用系统能在一根光纤中同时传输多个不同波长的信号，从而提高了传输容量并降低了通信系统的成本。长距离高速以太网(40G和100G)传输的光模块中，采用光波分复用系统的核心组件为波分复用光学组件，其能够将多路不同波长的载波信号耦合到同一根光纤中进行传输。目前处于实际应用中的波分复用光学组件的类型有多层介质薄膜型滤光片、衍射光栅、光纤布拉格光栅以及阵列波导光栅芯片(ArrayedWaveguideGrating,AWG)等。其中AWG能满足波分复用光学组件低损耗、高隔离度、占用空间小、集成度高、制造效率高等要求，并且AWG的生产成本低、技术成熟，因此得到了广泛应用。但是，目前市场上已经应用的AWG芯片/组件与激光器阵列耦合时存在诸多问题，如：在光路上采用棱镜+透镜或光纤阵列+光纤+陶瓷插芯的方式，光路耦合效率低，光学容差小，插入损耗较大，在输出光功率、接收灵敏度等主要性能上较难满足IEEE802.3ba40G、100G以太网规范标准；AWG芯片/组件与激光器阵列耦合所需空间大，不利于光模块空间的合理布局应用；AWG芯片/组件与激光器阵列耦合受到温度影响较大，光路会有一定的偏移，可靠性较低；AWG芯片/组件与激光器阵列耦合组装过程复杂，成本较高。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种波分复用光学组件，能够较高效率地耦合光路。为达到以上目的，本技术采取的技术方案是：一种波分复用光学组件，特征在于，其包括：聚焦镜阵列，其包含入射端和出射端，且所述聚焦镜阵列包含多个等间隔平行排布的聚焦镜单元；阵列波导光栅芯片，其对接于聚焦镜阵列的出射端；单芯光纤阵列，其与阵列波导光栅芯片连接。在上述技术方案的基础上，所述聚焦镜单元为自聚焦透镜。在上述技术方案的基础上，所述自聚焦透镜入射端的接收角大于等于75°。在上述技术方案的基础上，所述自聚焦透镜有效接收面的直径大于等于自聚焦透镜直径的80％。在上述技术方案的基础上，所述聚焦镜单元通过V形槽固定。在上述技术方案的基础上，所述聚焦镜单元的入射面设有增透膜。在上述技术方案的基础上，所述聚焦镜阵列和阵列波导光栅芯片之间设有UV胶。在上述技术方案的基础上，所述UV胶的折射率为1.51。一种波分复用光学系统，特征在于，其包括：激光器阵列；聚焦镜阵列，其包含入射端和出射端，所述入射端能够与激光器阵列对接，且所述聚焦镜阵列包含多个等间隔平行排布的聚焦镜单元，所述聚焦镜单元与激光器单元一一对应设置；阵列波导光栅芯片，其对接于聚焦镜阵列的出射端；单芯光纤阵列，其与阵列波导光栅芯片连接。在上述技术方案的基础上，所述激光器阵列的中心波长为1271nm/1291nm/1311nm/1331nm。与现有技术相比，本技术的优点在于：(1)本技术中的波分复用光学组件采用聚焦镜阵列，其能够有效地矫正光路，降低光学损耗，从而提高耦合效率。(2)本技术中的波分复用光学组件采用折射率渐变的自聚焦透镜阵列，其光学容差大，插入损耗较小，在输出光功率、接收灵敏度等主要性能上能够满足IEEE802.3ba40G、100G以太网的标准。(3)本技术中的波分复用光学组件，仅使用自聚焦透镜即完成光路的矫正和光损耗的降低，这种结构占用空间较小，便于光学组件在空间的合理布局和应用。(4)本技术中的波分复用光学组件，其自聚焦透镜采用V槽方式进行固定，避免其受到外界干扰而发生错位，且收到的温度影响较小，可靠性较高。(5)本技术中的波分复用光学组件，在聚焦镜阵列的入射面，设有增透膜，降低光反射从而增大了耦合率。(6)本技术中的波分复用光学组件自聚焦透镜的入射端接收面积足够大，其接收面直径远大于激光器光斑的直径大小，大大降低了本组件对激光器阵列的间距精度要求，使得安装更加方便效率。(7)本技术中的波分复用光学组件自聚焦透镜入射端的接收角最小75度，大于激光器的发射角度，可保证发射信号的高耦合率。(8)本技术中的波分复用光学组件，其聚焦镜阵列与AWG芯片之间采用UV胶固定，组装过程简单，使用现有的光耦合制程工艺能够进行大批量生产，降低了成本。附图说明图1为本技术波分复用光学组件的光路原理图；图2为本技术波分复用光学组件实施例的正视图；图3为图1实施例的俯视图；图4为本技术波分复用光学组件中聚焦镜单元的内部光线传播路径示意图。图中：1-激光器阵列，11-激光器单元，2-聚焦镜阵列，21-聚焦镜单元，210-接收角，211-入射端面，212-出射端面，3-粘合剂，4-阵列波导光栅芯片，5-单芯光纤阵列。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细说明。图1为本技术波分复用光学组件进行波分复用的原理图，激光器阵列1包含多个激光器单元11，激光器阵列1发出不同波长的光信号传输至聚焦镜阵列2，且每一个激光器单元11对应一个聚焦镜阵列2的聚焦镜单元21，经过聚焦镜阵列2的聚焦，阵列波导光栅芯片4接收到不同波长的光信号并耦合至单芯光纤阵列5。参见图2及图3所示，本技术实施例提供一种波分复用光学组件，包括聚焦镜阵列2、阵列波导光栅芯片4和单芯光纤阵列5。聚焦镜阵列2包含入射端和出射端且含有多个等间隔平行排布的聚焦镜单元21。聚焦镜单元21与激光器阵列1的激光器单元11为一一对应设置，每一个聚焦镜单元21都能够将其所对应的激光器单元11发出光信号进行准直并聚焦到阵列波导光栅芯片4中，从而保证准直后的光也保持波矢方向相互平行，同时在瑞利距离内都能保持稳定的光斑尺寸。因此聚焦镜阵列2在本技术中具有准直和聚焦的作用，它能够减少光路损耗和提高耦合效率。上述的聚焦透镜单元21可以是自聚焦透镜及本领域技术人员所公知或经过简单推理能够得到的聚焦设备。阵列波导光栅芯片4与聚焦镜阵列2的出射端对接，将自聚焦透镜所聚焦的光信号耦合至单芯光纤阵列5，再由单芯光纤阵列5传输出去。参见图4所示，本技术还提供一种波分复用光学组件，其聚焦镜单元21为自聚焦透镜，多个自聚焦透镜等间距平行排布成聚焦镜阵列2。该自聚焦透镜采用渐变折射率材料，其折射率沿径向逐渐减小。在不同波长的的光信号从入射端面211进入聚焦镜单元21中传播后，光信号在聚焦镜单元21的传播过程中逐渐向轴心偏折并从出射端面212射出，从而达到聚焦作用，最终从激光器单元11入射到该聚焦镜单元21的光信号将平滑、连续地汇聚于一点，此外通过不断调整自聚焦透镜的折射率、周期截距，能够实现像距大致0mm的成像效果与较高的成像质量。调整聚焦镜阵列2的自聚焦透镜的周期截距，使得聚焦后的光斑位于其出射端面212，提高了聚焦镜阵列2对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波分复用光学组件，特征在于，其包括：聚焦镜阵列(2)，其包含入射端和出射端，且所述聚焦镜阵列(2)包含多个等间隔平行排布的聚焦镜单元(21)；阵列波导光栅芯片(4)，其对接于聚焦镜阵列(2)的出射端；单芯光纤阵列(5)，其与阵列波导光栅芯片(4)连接。

【技术特征摘要】
1.一种波分复用光学组件，特征在于，其包括：聚焦镜阵列(2)，其包含入射端和出射端，且所述聚焦镜阵列(2)包含多个等间隔平行排布的聚焦镜单元(21)；阵列波导光栅芯片(4)，其对接于聚焦镜阵列(2)的出射端；单芯光纤阵列(5)，其与阵列波导光栅芯片(4)连接。2.如权利要求1所述的波分复用光学组件，其特征在于：所述聚焦镜单元(21)为自聚焦透镜。3.如权利要求2所述的波分复用光学组件，其特征在于：所述自聚焦透镜入射端的接收角大于等于75°。4.如权利要求2所述的波分复用光学组件，其特征在于：所述自聚焦透镜有效接收面的直径大于等于自聚焦透镜直径的80％。5.如权利要求1所述的波分复用光学组件，其特征在于：所述聚焦镜单元(21)通过V形槽固定。6.如权利要求1所述的波分复用光学组件，其特征在于：所述聚焦镜单元(21)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄美金，朱丽丽，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42