多通道并行波分复用/解复用分光组件及其光器件制造技术

本发明专利技术提供了一种多通道并行波分复用/解复用分光组件，包括玻璃块、棱镜和滤光片组，滤光片组和棱镜贴装在玻璃块的一侧面上，滤光片组包括多个依次布置的滤光片，相邻两个滤光片之间贴合布置，滤光片的工作面镀有供对应波长光信号反射或通过的膜层，棱镜具有第一工作面、第二工作面以及第三工作面，第一工作面和第二工作面之间的夹角等于滤光片的中心工作角度α，第二工作面和第三工作面平行，第三工作面与滤光片组相贴合。该发明专利技术通过滤光片的位置和滤光片上膜层的设计，使与其对应通道光信号进行反射，而其它通道光信号发生透射，最后对多路光信号进行合波，该分光组件装配简单，降低了对滤光片的装配精度要求以及合波过程中的功率损耗。

【技术实现步骤摘要】
多通道并行波分复用/解复用分光组件及其光器件
本专利技术属于光通信的光器件和模块
，具体涉及一种多通道并行波分复用/解复用分光组件及其光器件，可应用于CWDM、LWDM波长，且可封装于QSFP28、QSFPDD、OSFP等模块中。
技术介绍
用于QSFP28、PSM4等100Gbps及以上速率的高速光器件，通常采用4通道光信号进行并行发射和接收，其器件级的光路主流有两种方式，一种方式为器件内部集成，即将波分复用/解复用组件集成在器件内部，如专利CN201210184192公开的应用于高速并行长距离传输的新型波分复用解复用光组件，另一种方式为模块内部集成，即采用大尺寸、尾纤纤波分复用器将分离器件集成在模块内，这两种工艺平台各有优点，并且均很实用。目前，对于多波长合波的技术方案通常有以下几种：一、波导型，如AWG以及刻蚀型光栅，二、滤光片型，如Z字型或W型滤光片组合，三、偏振合波，如PBS、反射片及起偏器组合，这几种类型通常的做法是集成在光器件内部，以小插损、小尺寸为要求，但是仍存在一些问题。对于波导型，AWG芯片本身长度至少8mm，并且波导与激光器芯片需要会聚透镜耦合，会造成器件总体长度过长而不满足器件封装要求，同时AWG的温度稳定性问题及插损问题一直没有得到质的改善；对于偏振合波，PBS元件组合尺寸很宽很大，会严重限制器件的宽度和长度，并且现有的偏振合波方案中PBS必须与波片配套使用，造成合波后的光束虽然在空间上合波，但是在偏振上仍然是两种互相垂直的偏振态，这种方式对于发射组件而言，由于必须放置隔离器，隔离器对互相垂直的偏振态有至少3dB的插损，特别是对于EML型激光器长距离传输，3dB插损的影响非常大，会导致出光功率不足；对于滤光片型，现有市场上的Z字型滤光片组，如专利CN201210184192，对于滤光片组中的第N通道滤光片与后面第N+1,N+2，N+2等通道之间是有关联的，贴装的公差会累积到后面的几个通道，造成最后通道的工艺公差较敏感，例如，如图1(a)和图1(b)所示，第1通道的滤光片组由于贴装公差，存在角度θ，那么造成第2、3、4通道的出射光分别存在2θ、4θ、6θ的偏差，并且存在较明显的横向位移。因此，此类结构对于滤光片元件的贴装以及玻璃基板的平行度要求非常高，制约着滤光片组的装配精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有滤光片型的多波长合波技术功率损耗大，且存在装配公差的问题。为此，本专利技术提供了一种多通道并行波分复用/解复用分光组件，包括玻璃块、棱镜和滤光片组，所述滤光片组和棱镜贴装在所述玻璃块的一侧面上，所述滤光片组包括多个滤光片，该多个滤光片依次贴装在玻璃块的侧面上，且相邻两个滤光片之间贴合布置，所述滤光片的工作面镀有供对应波长光信号反射或通过的膜层，所述棱镜具有用于光输入/输出的第一工作面、用于全反射输入光的第二工作面以及用于光输出/输入的第三工作面，所述第一工作面和第二工作面之间的夹角等于滤光片的中心工作角度α，所述第二工作面和第三工作面平行，所述第三工作面与所述滤光片组相贴合。进一步的，所述玻璃块为三角形结构，包括水平直角面、竖直直角面和斜面，所述斜面与水平直角面之间的夹角为2α，所述玻璃块的竖直直角面上设有增透膜；所述滤光片组和棱镜贴装在斜面上，且沿斜面的倾斜方向从下至上依次布置。进一步的，所述玻璃块、棱镜和滤光片组采用相同的玻璃材质。进一步的，所述滤光片为平行四边形棱镜结构，且其相邻平面之间的锐角夹角为(90°－α)。进一步的，所述滤光片的中心工作角度α为8°、12°或13.5°。进一步的，所述膜层为带反膜、高通膜或低通膜。另外，本专利技术还提供了采用上述的分光组件的发射光器件，包括第一管壳，以及分别设置在第一管壳两端的第一电接口和第一光口插针，所述第一管壳内依次布置有背光探测器芯片组、激光器芯片组、准直透镜组、分光组件、隔离器和第一转折棱镜，所述背光探测器芯片组设置在第一电接口一端，所述准直透镜组输出端与所述分光组件的玻璃块衔接，所述分光组件的棱镜的输出端与所述隔离器衔接，所述第一转折棱镜的输出端通过第一准直透镜与所述第一光口插针相连。作为实施方式之一，所述激光器芯片组和准直透镜组之间设置会聚透镜组。进一步的，所述隔离器为磁光型隔离器，且其内部的磁光晶体呈4～10度角倾斜设置。本专利技术还提供了采用上述的分光组件的接收光器件，包括第二管壳，以及分别设置在第二管壳两端的第二电接口和第二光口插针，所述第二管壳内布置有探测器芯片组、准直透镜阵列、反射镜、分光组件和第二转折棱镜，所述探测器芯片组、准直透镜阵列和反射镜由下至上依次间隔设置，且探测器芯片组与所述第二电接口衔接，所述反射镜输入端与所述分光组件的玻璃块衔接，所述分光组件的棱镜的输入端与所述第二转折棱镜衔接，所述第二转折棱镜的输入端通过第二准直透镜与所述第二光口插针相连。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的这种多通道并行波分复用/解复用分光组件通过设置滤光片的位置，并通过滤光片上的膜层使得与其对应通道波长的光信号进行反射，而其它通道波长的光信号发生透射，最后对多路光信号进行合波，该分光组件装配简单，大大降低了对滤光片的装配精度要求以及合波过程中的功率损耗，避免了现有滤光片组安装过程中某一通道滤光片的倾斜对其它通道的影响。(2)本专利技术提供的这种发射光器件和接收光器件采用具有多通道并行波分复用/解复用功能的分光组件，降低了滤光片的贴装精度，组装过程简单，大大降低了成本，且各通道的光信号耦合效率高，克服了现有发射光器件和接收光器件体积大、损耗大、封装精度要求高、成本高等缺点。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1(a)是现有理想滤光片型光路图；图1(b)是现有第一通道滤光片θ角偏差时的滤光片型光路图；图2是本专利技术中分光组件的结构示意图；图3是本专利技术中分光组件的棱镜的结构示意图；图4是实施例2中发射光器件的光路传输示意图；图5是实施例3中发射光器件的光路传输示意图；图6是图5中I部的光路传输放大示意图；图7是实施例4中接收光器件的光路传输俯视图；图8是实施例4中接收光器件的光路传输侧视图。附图标记说明：1、玻璃块；2、棱镜；3、滤光片组；4、第一电接口；5、激光器芯片组；6、准直透镜组；7、第一管壳；8、隔离器；9、第一转折棱镜；10、第一准直透镜；11、第一光口插针；12、背光探测器芯片组；13、会聚透镜组；14、第二准直透镜；15、第二转折棱镜；16、第二管壳；17、准直透镜阵列；18、反射镜；19、探测器芯片组；20、第二电接口；21、第二光口插针；101、水平直角面；102、竖直直角面；103、斜面；201、第一工作面；202、第二工作面；203、第三工作面；301、滤光片一；302、滤光片二；303、滤光片三。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多通道并行波分复用/解复用分光组件，其特征在于：包括玻璃块、棱镜和滤光片组，所述滤光片组和棱镜贴装在所述玻璃块的一侧面上，所述滤光片组包括多个滤光片，该多个滤光片依次贴装在玻璃块的侧面上，且相邻两个滤光片之间贴合布置，所述滤光片的工作面镀有供对应波长光信号反射或通过的膜层，所述棱镜具有用于光输入/输出的第一工作面、用于全反射输入光的第二工作面以及用于光输出/输入的第三工作面，所述第一工作面和第二工作面之间的夹角等于滤光片的中心工作角度α，所述第二工作面和第三工作面平行，所述第三工作面与所述滤光片组相贴合。

【技术特征摘要】
1.多通道并行波分复用/解复用分光组件，其特征在于：包括玻璃块、棱镜和滤光片组，所述滤光片组和棱镜贴装在所述玻璃块的一侧面上，所述滤光片组包括多个滤光片，该多个滤光片依次贴装在玻璃块的侧面上，且相邻两个滤光片之间贴合布置，所述滤光片的工作面镀有供对应波长光信号反射或通过的膜层，所述棱镜具有用于光输入/输出的第一工作面、用于全反射输入光的第二工作面以及用于光输出/输入的第三工作面，所述第一工作面和第二工作面之间的夹角等于滤光片的中心工作角度α，所述第二工作面和第三工作面平行，所述第三工作面与所述滤光片组相贴合。2.如权利要求1所述的多通道并行波分复用/解复用分光组件，其特征在于：所述玻璃块为三角形结构，包括水平直角面、竖直直角面和斜面，所述斜面与水平直角面之间的夹角为2α，所述玻璃块的竖直直角面上设有增透膜；所述滤光片组和棱镜贴装在斜面上，且沿斜面的倾斜方向从下至上依次布置。3.如权利要求1所述的多通道并行波分复用/解复用分光组件，其特征在于：所述玻璃块、棱镜和滤光片组采用相同的玻璃材质。4.如权利要求1所述的多通道并行波分复用/解复用分光组件，其特征在于：所述滤光片为平行四边形棱镜结构，且其相邻平面之间的锐角夹角为(90°－α)。5.如权利要求4所述的多通道并行波分复用/解复用分光组件，其特征在于：所述滤光片的中心工作角度α为8o、12o或13.5o。6.如权利要求1所述的多通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡百泉，李林科，林雪枫，胡定坤，吴天书，杨现文，张健，
申请(专利权)人：武汉联特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42