一种微型的自由空间多通道合波组件制造技术

本发明专利技术提供了一种微型的自由空间多通道合波组件，包括基板，基板上分为第一区和第二区，第一区和第二区镜像对称，第一区基板的一面并排贴设有滤光片，第一区基板的另一面上设有高反膜和出光口，出光口内镀有抗反膜；第二区的玻璃基板上的滤波片、高反膜、抗反膜与第一区镜像对称；基板的后侧还设有PBS棱镜，PBS棱镜的一侧面设有两个棱镜入光口，两个棱镜入光口分别对应有偏振组件；PBS棱镜的另一侧面设有棱镜出光口。与现有技术相比，该多通道合波组件分成镜像对称的两部分，以减少光束WDM膜面上反射次数，减小损耗；第一区、第二区分别输出的光束合波是通过PBS棱镜对P偏振光透射与S偏振光反射实现的，与波长无关，避开现有合波的问题。波的问题。波的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种微型的自由空间多通道合波组件


[0001]本专利技术涉及光纤通讯领域，特别是一种微型的自由空间多通道合波组件。

技术介绍

[0002]如图1所示，为现有技术方案一，一种八通道的阵列波导光栅 AWG (Arrayed Waveguide Grating)，各通道光束从各通道波导输入AWG芯片，在不同位置经由输入端的自由传播区FPR(Free propagation region)输入阵列波导中。通道光束到阵列波导的各个波导光程不同产生的相位差，被不同长度的阵列波导补偿，在输出端FPR中聚焦至输出波导中。八个通道中光束不同波长带来的差异则是由不同位置进入输入端FPR来补偿，使得各通道光束都能被同一阵列聚焦至输出波导中。然而，由于AWG芯片本身的折射率和波导的长度会随温度变化，以及AWG芯片各部分热量分布不均匀，各通道的中心波长以及输出端FPR处相干加强的位置会随温度发生较大的变化，影响光学性能。基于AWG的这种温度敏感的特性，需要另外增加相应的温度控制组件或在AWG中增加一定温度范围内进行自补偿的组件，实现AWG在需求的工作温度范围内稳定工作；而这将增加整体空间尺寸以及组件成本。
[0003]如图2所示，为现有技术方案二，一种双纤准直器连接的TFF(Thin Film Filter，薄膜过滤器)八通道合波组件，第一、第二合波组件都是粘贴在底板上的一侧贴有薄膜带通滤波片1，一侧镀有AR膜2与HR膜3的四通道合波组件。第一、第二合波组件中各四通道不同波长光束由滤波片一侧输入，经过玻璃基板镀HR膜的一面的反射与粘贴带通滤波片的反射后，从玻璃基板镀AR膜处输出。第二合波组件输出的光束经过滤波片进入双纤准直器，耦合入输出光纤中。第一合波组件输出的光耦合入单纤准直器中经过光纤从双纤准直器输出，通过被准直器前方第二合波组件底板上滤波片反射，再次进入双纤准直器中，耦合入输出光纤。
[0004]如图3所示，为现有技术方案三，一种Z
‑
Block连接的TFF八通道合波组件，两片一侧贴有薄膜带通滤波片1，另一侧镀有HR膜3与AR膜2的玻璃基板紧靠着，以紧靠面为对称面，镜像对称的粘贴在底板上；第一、第二玻璃基板中各四通道不同波长光束由滤波片一侧输入，经过玻璃基板镀HR膜的一面的反射与粘贴带通滤波片的反射后，从玻璃基板镀AR膜处输出；第一玻璃基板输出的光束经过AR片进入第三玻璃基板，在一侧镀有AR膜与HR膜，另一侧贴有AR片、HR片、薄膜滤波片的第三玻璃基板中，由HR膜、HR片与薄膜滤波片四次反射从AR膜处输出。第二玻璃基板输出的光束进过薄膜滤波片进入第三玻璃基板，从另一侧的AR膜处输出，与第一玻璃基板输出光束重合；第三玻璃基板输出光束提供镀有AR膜的45
°
玻璃块反射至所需输出的位置。
[0005]针对技术方案二和技术方案三，TFF型的波分复用组件所用的薄膜滤波片有一个普遍存在的问题，所用的薄膜滤波片镀WDM膜的一面并非平面。由于WDM膜具有一定的应力，膜片镀WDM膜的一面被拉成有一定曲率的凸球面，准直的光束被凸球面的WDM膜反射后光束发散角和直径变大，光束发散到一定程度超过组件的有效通光孔径后，光束只有在有效通光孔径内的部分能正常输出，切光束直径与发散角较大，降低耦合效率。因此，TFF型的波分
复用组件需要避免光束多次被凸面WDM膜反射。参考图2和图3，现有技术方案二和三为了避免光束多次被WDM膜反射发散，选择了将8通道合波组件拆分成两片4通道合波组件。现有技术方案二中，第一玻璃基板中前4通道输入光经过多次反射合成一束从AR膜处输出，耦合入单纤准直器中，经过光纤传输至另一端的双纤准直器。在从双纤准直器出射后被正前方的薄膜滤波片反射回双纤准直器，耦合入输出光纤。第二玻璃基板中后4通道输入光经过反射合成一束从AR膜处输出，输出光透射正前方的薄膜滤波片耦合入双纤准直器的输出光纤。现有技术方案三中，第一和第二玻璃基板中，前后4通道输入光在经过多次反射后各合成一束光从两块玻璃基板的AR区域输出。第一玻璃基板输出光从AR膜片入射第三玻璃基板在HR膜、HR片与滤波片的反射下从AR膜区域出射。第二玻璃基板输出光从滤波片入射第三玻璃基板，从AR膜区域出射。综上所述，现有技术方案二和现有技术方案三在将两块4通道合波组件的输出光合成一束时，都使用了一块反射前四通道光束而透射后四通道光束的薄膜滤波片。能在现有光纤中低损耗长距离传输的波段有限，为了提高信息传输效率，现有光通信会在有限的波长范围内尽可能减小信道间隔增大信道带宽。因此，现有技术方案二和现有技术方案三中，前4通道输入光与后4通道输入光之间中心波长最接近的两通道的通道间隔越小，带宽越大，连接第一、第二4通道合波组件的滤波片越难制作。例如传输现有LAN WDM常用的1309.14nm、1304.58nm、1300.05nm、1295.56nm、1286.66nm、1282.26nm、1277.89nm、1273.54nm八个中心波长时，若通道带宽为2.1nm，则滤波片透射波段与反射波段之间的Deadband（过渡区）宽度仅有6.8nm，难以实现。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提供了一种自由空间型的、波分通道数任意的、温度敏感性低的、输出光束直径小的、高隔离度的多通道合波组件。
[0007]本专利技术采用的技术方案为：一种微型的自由空间多通道合波组件，其特征在于，包括基板，基板上分为第一区和第二区，第一区和第二区镜像对称，第一区基板的一面并排贴设有至少两个用于供特定波长的光穿过的滤光片，第一区基板的另一面上设有用于对未穿过滤光片反射回的光进行反射的高反膜和用于供光束射出的出光口，出光口内镀有抗反膜；第二区的玻璃基板上的滤波片、高反膜、抗反膜与第一区镜像对称；基板的后侧还设有用于对从第一区出光口和第二区出光口出来的光束合波的PBS棱镜，PBS棱镜的一侧面设有两个棱镜入光口，两个棱镜入光口分别对应有用于对第一区出光口和第二区出光口出来的光束偏振状态进行调整并隔离反向传播光束的偏振组件；PBS棱镜的另一侧面设有用于供两个棱镜入光口进入的光束合波出射的棱镜出光口。
[0008]优选地，所述偏振组件包括半波片和偏振隔离器，半波片贴合棱镜入光口，偏振隔离器的入光口光路与对应基板上出光口光路重叠，从第一区出射的光束经过偏振隔离器和半波片调整为进入PBS棱镜的S光，在PBS棱镜中被PBS膜面反射；从第二区出射的光束经过偏振隔离器和半波片调整为进入PBS棱镜的P光，在PBS棱镜中被PBS膜面透射。
[0009]优选地，所述偏振组件包括偏振隔离器，每个振隔离器的入光口光路与对应基板上出光口光路重叠，入射第一区与第二区的光束偏振方向之间的夹角为90
°
，两种光束偏振方向与基板底面所成角度为45
°
；在光束经过两片偏振相关隔离器时，光束偏振方向被隔离
器中间的法拉第旋光片顺时针旋转45
°
，第一玻璃基板的出射光束旋转为S光，第二玻璃基板的出射光束旋转为P光， PBS棱镜可直接实现合波。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型的自由空间多通道合波组件，其特征在于，包括基板，基板上分为第一区和第二区，第一区和第二区镜像对称，第一区基板的一面并排贴设有至少两个用于供特定波长的光穿过的滤光片，第一区基板的另一面上设有用于对未穿过滤光片反射回的光进行反射的高反膜和用于供光束射出的出光口，出光口内镀有抗反膜；第二区的玻璃基板上的滤波片、高反膜、抗反膜与第一区镜像对称；基板的后侧还设有用于对从第一区出光口和第二区出光口出来的光束合波的PBS棱镜，PBS棱镜的一侧面设有两个棱镜入光口，两个棱镜入光口分别对应有用于对第一区出光口和第二区出光口出来的光束偏振状态进行调整并隔离反向传播光束的偏振组件；PBS棱镜的另一侧面设有用于供两个棱镜入光口进入的光束合波出射的棱镜出光口。2.根据权利要求1所述的微型的自由空间多通道合波组件，其特征在于：所述偏振组件包括半波片和偏振隔离器，半波片贴合棱镜入光口，偏振隔离器的入光口光路与对应基板上出光口光路重叠，从第一区出射的光束经过偏振隔离器和半波片调整为进入PBS棱镜的S光，在PBS棱镜中被PBS膜面反射；从第二区出射的光束经过偏振隔离器和半波片调整为进入PBS棱镜的P光，在PBS棱镜中被PBS膜面透射。3.根据权利要求1所述的微型的自由空间多通道合波组件，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵梓康，黄晓东，林耀忠，
申请(专利权)人：北极光电深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：