一种多波长信号共纤同传的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种多波长信号共纤同传的装置，包括入射光纤准直器，第一出射光纤准直器，第二出射光纤准直器，第三出射光纤准直器，第四出射光纤准直器以及波分复用模组，其中入射光纤准直器包括入射光纤和入射透镜，出射光纤准直器包括出射光纤与出射透镜，波分复用模组包括凹面反射镜，三角反射镜，公共滤波片，第一滤波片，第二滤波片，第三滤波片，第四滤波片。本实用新型专利技术通过调整光纤准直器中光纤尾纤与透镜间的距离，从而减小光束的发散角，减小信号的损耗。本实用新型专利技术在提高隔离度、减小损耗的情况下，既能节约成本，避免使用更多的滤波片，又能减小波分复用器的体积与复杂性。

【技术实现步骤摘要】
一种多波长信号共纤同传的装置
本技术涉及光纤通信
及量子保密通信领域，尤其涉及一种多波长信号共纤同传的装置。
技术介绍
波分复用(WDM，WavelengthDivisionMultiplexing)是指将两种或多种不同波长的信号，在发送端通过波分复用器耦合到同一根光纤中传输，在接收端通过波分解复用器将各个不同波长的光信号分开的通信技术。波分复用技术是当前提高光纤通信最有效的方法之一，因此对波分复用器的研制尤为重要。隔离度是专门描述分波单元的参数，定义为某个波长的输出光功率与串扰到该通道上的另一波长的光功率之比，即第一波对第二波的隔离度(dB)＝P1(dBm)-P2(dBm)。然而，目前薄膜滤波片的反射隔离度一般不超过25dB，而随着光纤通信技术的发展，用户对波分复用器波长隔离度的要求也越来越高，25dB的隔离度远远不能达到用户的需求。随着光纤通信的迅速发展，在光隔离器、光环形器、光波分复用器等光无源器件的工作过程中，由于高斯光束过大的发散角会对信号造成极大地损耗，因此对高斯光束的准直性要求非常高，这就需要使用光纤准直器进行准直。在光波分复用器中，如何合理地减小高斯光束的发散角，同时增大光纤准直器的工作距离，成了一个很重要的问题。量子密码学是利用量子物理基本原理来保证信息传递的安全性的，从理论上来讲是具有无条件安全性的。为了节省QKD网络铺设的成本，可以将QKD网络与现有的经典通信网络结合在一起，使量子信号与经典信号共纤传输，常用的技术是波分复用技术。然而，在量子信号与经典信号共纤传输的过程中，由于经典信号光相对于量子信号光的强度非常之大，会对量子信号的传输造成极大的干扰。因此，如何增加量子信号对经典信号的隔离度，是目前亟待解决的问题。“现有技术专利：(CN211348713U)公开了一种高隔离度低损耗波分复用器，其通过在入射光纤、反射光纤和透射光纤掺有形成低损耗光波导的材料，在波分复用膜片的侧面固定高透射隔离度膜来提高隔离度。但其在对于多波长信号的复用时，就需要在多个波分复用膜片的侧面固定高透射隔离度膜，这就大大增加了器件的成本。”“现有技术专利：(CN211348715U)公开了一种波分复用器件，通过将原来2个1*2器件结构集成到一起，减小了体积，并且由于器件成本主要在滤波片上，2*4的器件因为共用一个滤波片，成本大大降低。但其有两个公共端，对于四波长的信号需要分别从两路公共端进入，增加了器件的复杂性与成本。”因此，需要进一步对现有技术进行改进，在减小器件成本的基础上，减少光信号传播过程的损耗，增加量子信号对经典信号的隔离度。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，提出了一种以减少光信号传播过程的损耗，增加量子信号对经典信号的隔离度的一种多波长信号共纤同传的装置。为实现上述目的，本技术采取的技术方案如下：一种多波长信号共纤同传的装置,包括入射光纤准直器，波分复用模组以及出射光纤准直器组，其中：所述入射光纤准直器用于输入信号光，所述出射光纤准直器组用于输出信号光，且所述入射光纤准直器和出射光纤准直器组设置在所述系统的同一侧；所述波分复用模组包括三角反射镜，凹面反射镜，公共滤波片和N片滤波片，所述公共滤波片位于所述凹面反射镜焦点F处；所述出射光纤准直器组包括N个出射光纤准直器，且所述N个出射光纤准直器与N片滤波片的关联关系为一一对应；从入射光纤准直器出射方向朝向所述波分复用模组，所述三角反射镜反射方向朝向N片滤波片；N片滤波片进行透射方向朝向对应的出射光纤准直器，N片滤波片反射方向朝向公共滤波片。光路的传播路径为:具有N个不同波长的光从入射光纤准直器入射，进入到波分复用模组，经由所述三角反射镜反射后首先进入第N片滤波片；不同波长的光包括经典信号光和量子信号光；部分经典信号光由第N片滤波片进行透射后，进入到第N个出射光纤准直器并输出；全部的量子信号光及部分经典信号光由第N滤波片进行反射并输出到公共滤波片处；在所述公共滤波片全部的量子信号光及部分经典信号光反复重复以下过程直至所有的信号光被反射或透射完成：过程1：所述公共滤波片对经典信号光进行反射，对量子信号光进行透射至凹面反射镜；过程2：所述凹面反射镜接收到量子信号光之后反射至第M片滤波片处；过程3：所述第M片滤波片将部分量子信号光透射进入到第M个出射光纤准直器并输出信号光，剩下的量子信号光由第M片滤波片又反射到公共滤波片上并跳转到过程1；其中，所述M根据凹面反射镜的对称轴依次增加。首先，对称轴左边的光线将反射到对称轴右边对称的位置，然后再反射到对称轴左边的下一位置。例如，由上至下依次可表示为：M,M+2,M+4,M+5,M+3,M+1,N，其中第N片滤波片不在凹面反射镜的水平投影的范围内。所述高斯光束的光斑半径为：式中ω0是束腰半径，λ是高斯光束的波长，z为轴向距离。此时高斯光束远场发散角的表示式如下：其中λ是高斯光束的波长，ω0是束腰半径。优选地，所述入射光纤准直器包括入射光纤与入射透镜，所述入射光纤与入射透镜相连接，入射透镜末端与波分复用模组相连接。优选地，每个出射准直器均由出射光纤与所述出射透镜组成，所述出射光纤与所述出射透镜连接。优选地，所述公共滤波片反射某一波长信号光，透射其余波长信号光。优选地，所述的N片滤波片以α角位于波分复用模组的一侧；所述滤波片为F-P滤波片。滤波片的材料为Ta2O5-SiO。优选地，所述凹面反射镜能够将经过焦点F的光纤以平行光反射出去。优选地，所述凹面反射镜焦点F的位置由决定，其中r为凹面反射镜的曲率半径。优选地，所述入射光纤准直器与出射光纤准直器均采用G-Lens光纤准直器。优选地，所述入射光纤准直器中的入射光纤与所述入射透镜之间距离可调；所述出射光纤准直器中的出射光纤与所述出射透镜之间距离可调。本技术有益的技术效果：本技术的波分复用模组中通过公共滤波片对某一波长进行多次滤波，从而达到其余波长对某一特定波长的反射隔离度大大增加的目的。本技术将入射光纤准直器与出射光纤准直器放置在同一端，相比于传统的波分复用器将发送端与接收端分别放置在两端，而使得波分复用器的体积较大而言，有效的减小了波分复用器的体积，并且结构简单，易于实现。本技术通过调节入射光纤准直器和出射光纤准直器光纤尾纤与透镜间的距离，从而调整准直器的束腰半径，最终减小光束的发散角，减小信号的损耗。本技术能够在量子-经典共纤同传过程中，极大地降低经典信号对量子信号的干扰。在提高隔离度的情况下，既能节约成本，避免使用更多的滤波片，又能减少制作的复杂性。附图说明图1为本技术提供的一种多波长信号共纤同传的装置实施方式的示意图。图2为本技术提供的一种多波长信号共纤同传的装置中凹面反射镜示意图。图3为本技术提供的一种多波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多波长信号共纤同传的装置,其特征在于，包括入射光纤准直器，波分复用模组以及出射光纤准直器组，其中：/n所述入射光纤准直器用于输入信号光，所述出射光纤准直器组用于输出信号光，且所述入射光纤准直器和出射光纤准直器组设置在所述装置的同一侧；/n所述波分复用模组包括三角反射镜，凹面反射镜，公共滤波片和N片滤波片，所述公共滤波片位于所述凹面反射镜焦点F处；/n所述出射光纤准直器组包括N个出射光纤准直器，且所述N个出射光纤准直器与N片滤波片的关联关系为一一对应；/n从入射光纤准直器出射方向朝向所述波分复用模组，所述三角反射镜反射方向朝向N片滤波片；/nN片滤波片进行透射方向朝向对应的出射光纤准直器，N片滤波片反射方向朝向公共滤波片。/n

【技术特征摘要】
1.一种多波长信号共纤同传的装置,其特征在于，包括入射光纤准直器，波分复用模组以及出射光纤准直器组，其中：
所述入射光纤准直器用于输入信号光，所述出射光纤准直器组用于输出信号光，且所述入射光纤准直器和出射光纤准直器组设置在所述装置的同一侧；
所述波分复用模组包括三角反射镜，凹面反射镜，公共滤波片和N片滤波片，所述公共滤波片位于所述凹面反射镜焦点F处；
所述出射光纤准直器组包括N个出射光纤准直器，且所述N个出射光纤准直器与N片滤波片的关联关系为一一对应；
从入射光纤准直器出射方向朝向所述波分复用模组，所述三角反射镜反射方向朝向N片滤波片；
N片滤波片进行透射方向朝向对应的出射光纤准直器，N片滤波片反射方向朝向公共滤波片。


2.如权利要求1所述的一种多波长信号共纤同传的装置,其特征在于，所述入射光纤准直器包括入射光纤与入射透镜，所述入射光纤与入射透镜相连接，入射透镜末端与波分复用模组相连接。


3.如权利要求1所述的一种多波长信号共纤同传的装置,其特征在于，每个出射光纤准直器包括出射光纤与出射透镜，所述出射光纤与出射透镜连接，所述出射透镜前端与波分复用模组相连接。


4.如权利要求1所述的一种多波长信号共纤同传的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈璁，郭邦红，胡敏，
申请(专利权)人：广东国腾量子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44