本發(fā)明屬于光通信技術領域，具體涉及一種光分波合波器件。

背景技術：

隨著通訊領域傳輸容量的日益增長，傳統(tǒng)的傳輸技術已很難滿足傳輸容量及傳輸速度的要求，在數(shù)據(jù)中心應用領域以及互聯(lián)網(wǎng)核心節(jié)點、教育機構、搜索引擎、大型網(wǎng)站、高性能計算等領域，為防止核心網(wǎng)絡的帶寬資源出現(xiàn)不足，承運商和服務供應商們對規(guī)劃新一代高速網(wǎng)絡協(xié)議進行部署。電氣電子工程師學會(instituteofelectricalandelectronicsengineers，ieee)對p802.3ba工程任務組下的40gbps和100gbps以太網(wǎng)制定了統(tǒng)一標準。

然而隨著人類對通信帶寬需求的快速增長，現(xiàn)有通信系統(tǒng)面臨著容量和能耗兩大挑戰(zhàn)。由于能在更小的空間、更低的能耗占用下能提供更大的帶寬，關于并行光學模塊的研究發(fā)展開始日益增多。并行光學模塊是在一個單獨的模塊中多個激光器對準多個光纖，例如適合短程高帶寬計算和交換應用的4通道短程收發(fā)模塊，集成了四個獨立的發(fā)送和接收通道，并連接到一條12通道多模帶狀光纖。

如圖1所示為現(xiàn)有技術中的多路光分波合波器件100’，其包括分波器10’和合波器20’，且分波器10’與合波器20’分立，分波器10’對應設有模組接收端11’和若干信號接收器12’，合波器20’對應設有模組發(fā)射端21’和若干信號發(fā)射器22’，其中，分波器10’內(nèi)部設有若干用于分波的第一濾光片13’和用于反射的第一反射鏡14’，合波器20’內(nèi)設有若干用于合波的第二濾光片23’和用于反射的第二反射鏡24’，分波器10’或合波器20’內(nèi)的每個濾光片只起分波或合波的一種作用，以圖1中的四發(fā)送和接收通道為例，其一共包括八個濾光片，故該分波合波器中使用濾光片較多，且成本高、體積大。

技術實現(xiàn)要素：

本申請一實施例提供一種光分波合波器件，所述光分波合波器件包括：

光分波合波組件，包括基板以及集成在基板上濾光片組，所述濾光片組包括若干濾光片，濾光片用于對光信號進行分波和合波，所述濾光片對特定波長或波段的光信號進行反射，對其他波長或波段的光信號進行透射；

模組發(fā)射公共端和模組接收公共端，所述模組發(fā)射公共端用于發(fā)射經(jīng)光分波合波組件合波的光信號，模組接收公共端用于將需光分波合波組件分波的光信號傳送至光分波合波組件；

若干信號發(fā)射端和若干信號接收端，所述信號發(fā)射端和信號接收端位于濾光片外側，且每個濾光片對應一個信號發(fā)射端和一個信號接收端；

其中，信號發(fā)射端發(fā)出的光信號經(jīng)光分波合波組件的合波后經(jīng)由模組發(fā)射公共端發(fā)射出去，模組接收公共端傳送的光信號經(jīng)光分波合波組件的分波后傳送至信號接收端。

一實施例中，所述濾光片相互平行設置于所述基板上。

一實施例中，所述濾光片在所述基板上等間距設置。

一實施例中，所述濾光片為截止濾光片。

一實施例中，所述信號發(fā)射端和信號接收端分別為信號發(fā)射光纖和信號接收光纖、或所述信號發(fā)射端和信號接收端分別為信號發(fā)射器和信號接收器。

一實施例中，所述濾光片的一側或兩側設有若干用于對光信號進行反射的反射鏡組，所述反射鏡組用于將信號發(fā)射端發(fā)出的光信號導入濾光片或將從濾光片出射的光信號導入信號接收端。

一實施例中，所述濾光片包括相對設置的第一表面和第二表面，所述反射鏡組包括若干與濾光片第一表面相對設置的第一反射鏡、以及若干與濾光片第二表面相對應設置的第二反射鏡，每個濾光片兩側分別設有第一反射鏡和第二反射鏡。

一實施例中，若干所述第一反射鏡之間相互平行設置，若干所述第二反射鏡之間相互平行設置。

一實施例中，每個所述濾光片兩側的第一反射鏡和第二反射鏡為平行設置。

與現(xiàn)有技術相比，本申請的技術方案中，光分波合波器件采用光路交疊的方法將分波器與合波器合為一體，每一個濾光片都同時用于分波與合波，濾光片的數(shù)量與需要分波與合波的信號通道數(shù)量相等，減少了濾光片使用數(shù)量，進而減小了光分波合波器件的體積，降低了成本。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術中光分波合波器件的結構示意圖；

圖2是本申請第一實施方式中光分波合波器件的結構示意圖；

圖3是本申請第一實施方式中光分波合波組件的結構及光路原理示意圖；

圖4是本申請第二實施方式中光分波合波器件的結構示意圖；

圖5是本申請第二實施方式中光分波合波組件的結構及光路原理示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本申請進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本申請，本領域的普通技術人員根據(jù)這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本申請的保護范圍內(nèi)。

在本申請的各個圖示中，為了便于圖示，結構或部分的某些尺寸會相對于其它結構或部分擴大，因此，僅用于圖示本申請的主題的基本結構。

本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空間相對位置的術語是出于便于說明的目的來描述如附圖中所示的一個單元或特征相對于另一個單元或特征的關系?？臻g相對位置的術語可以旨在包括設備在使用或工作中除了圖中所示方位以外的不同方位。例如，如果將圖中的設備翻轉，則被描述為位于其他單元或特征“下方”或“之下”的單元將位于其他單元或特征“上方”。因此，示例性術語“下方”可以囊括上方和下方這兩種方位。設備可以以其他方式被定向（旋轉90度或其他朝向），并相應地解釋本文使用的與空間相關的描述語。

當元件或層被稱為在另一部件或層“上”、與另一部件或層“連接”時，其可以直接在該另一部件或層上、連接到該另一部件或層，或者可以存在中間元件或層。相反，當部件被稱為“直接在另一部件或層上”、“直接連接在另一部件或層上”時，不能存在中間部件或層。

參圖2所示，介紹本申請光分波合波器件的第一實施方式。該波分復用光器件100包括：

光分波合波組件101；

模組發(fā)射公共端102和模組接收公共端103，模組發(fā)射公共端用于發(fā)射經(jīng)光分波合波組件合波的光信號，模組接收公共端用于將需光分波合波組件分波的光信號傳送至光分波合波組件，優(yōu)選地，模組發(fā)射公共端102和模組接收公共端103均為光纖端口；若干信號發(fā)射端104和若干信號接收端105，信號發(fā)射端和信號接收端位于濾光片和反射鏡外側，且每個反射鏡對應一個信號發(fā)射端或一個信號接收端。信號發(fā)射端用于發(fā)射能夠從對應的濾光片透射的光信號，而信號接收端則用于接收從對應的濾光片透射的光信號。優(yōu)選地，信號發(fā)射端和信號接收端分別為信號發(fā)射光纖和信號接收光纖、或信號發(fā)射端和信號接收端分別為信號發(fā)射器和信號接收器。

其中，信號發(fā)射端104發(fā)出的光信號經(jīng)光分波合波組件101的合波后經(jīng)由模組發(fā)射公共端102發(fā)射出去，模組接收公共端103傳送的光信號經(jīng)光分波合波組件101的分波后傳送至信號接收端105。

進一步地，本實施方式中的光分波合波器件還可以包括其他沿光路設置的光學元件以提高光器件的性能，如在信號發(fā)射端和光分波合波組件之間設置若干硅透鏡和/或光學調(diào)整板，光信號經(jīng)過硅透鏡組能夠構成的同軸遠心光路，光學調(diào)整板光路的耦合中起到對光路的微調(diào)整作用；在光分波合波組件和模組發(fā)射公共端/模組接收公共端之間也可以設置若干光隔離器和/或聚焦透鏡。

結合圖3所示，詳細介紹本實施方式中的光分波合波組件101，光分波合波組件101包括基板11以及集成在基板11上的濾光片組?；?1為玻璃基板或陶瓷基板或膨脹系數(shù)較低的塑膠基板，濾光片組通過膠水分別固定于基板11上，濾光片組包括若干濾光片12。

本申請中濾光片12為截止濾光片，優(yōu)選地，在本實施方式中濾光片12在基板11上為相互平行且等間距設置，在其他實施方式中濾光片也可以非等間距設置。濾光片12對特定波長或波段的光信號進行反射，對其他波長或波段的光信號進行透射。

截止濾光片用于對光信號進行分波和合波，如本實施方式中濾光片12包括第一表面121和與第一表面相對的第二表面122，第一表面121可用于對光信號進行分波，第二表面122可用于對光信號進行合波。第一光信號從光分波合波組件外入射至濾光片的第一表面121上，不同波長的光信號分別從不同的濾光片的第一表面反射或折射后出射，第二光信號分別從光分波合波組件外入射至不同濾光片的第二表面上，在不同濾光片的第二表面上反射或折射，反射光信號最終耦合成一路光信號后出射至光分波合波組件外。

參圖3所示，以四通道為例對本實施方式光分波合波組件的原理進行說明，光分波合波組件設有四個平行且等間距的濾光片12（如圖2中從左向右依次為第一濾光片、第二濾光片、第三濾光片和第四濾光片），第一濾光片、第二濾光片、第三濾光片和第四濾光片分別僅能反射波長為λ1、λ2、λ3、λ4的光信號，而對于其他光信號全部透射。

光分波合波組件的分波原理具體為：

一路復合光信號a通過光纖等傳輸入光分波合波組件內(nèi)，并經(jīng)過第一濾光片的第一表面，第一濾光片只能反射波長為λ1的光信號a1并出射至光分波合波組件外，而其他波長的光信號透射通過第一濾光片，從第一濾光片的第二表面入射到第二濾光片的第一表面上，第二濾光片只能反射波長為λ2的光信號a2，其他波長的光信號繼續(xù)透射通過第二濾光片繼續(xù)傳輸，依次類推，最后從第三濾光片和第四濾光片的第一表面分別出射波長為λ3和λ4的光信號a3和a4。

光分波合波組件的合波原理具體為：

波長為λ1、λ2、λ3、λ4的四路光信號b1、b2、b3、b4傳輸至光分波合波組件內(nèi)并分別入射到第一濾光片、第二濾光片、第三濾光片和第四濾光片的第二表面上，四個濾光片分別能允許波長為λ1、λ2、λ3、λ4的光信號反射。波長為λ1的光信號b1從第一濾光片的第二表面反射后從第二濾光片透射，與第二濾光片反射的波長為λ2的光信號b2耦合成一路光信號，而后依次類推，該光信號又分別與第三濾光片反射的波長為λ3的光信號b3、第四濾光片反射的波長為λ4的光信號b4進行耦合，最后復用成一路光信號b后通過光纖等進行傳輸。

其中，本實施方式中光信號a從光分波合波組件一端入射，光信號b從光分波合波組件的另一端出射，且光信號a和光信號b的傳輸方向均沿水平方向，濾光片和水平方向的夾角α為銳角或鈍角，只要不是90°均能實現(xiàn)對應波長光信號的反射和透射，優(yōu)選地，本實施方式中以α=67.5°為例進行說明。

優(yōu)選地，本實施方式中光信號在光分波合波組件內(nèi)濾光片之間的空氣隙中傳輸，傳輸通道間距易于調(diào)控，光信號的插損小，光分波合波組件易于組裝且適合批量生產(chǎn)。

應當理解的是，本實施方式中以四個濾光片為例進行說明，且四個濾光片在同一平面上等間距設置，在其他實施方式中濾光片的數(shù)量和位置可以根據(jù)不同情況分別設計，僅需滿足濾光片位于光信號的傳播路線上即可。濾光片的數(shù)量與需要分波與合波的信號通道數(shù)量相等，而不限于本實施方式中的四個濾光片。

參圖4所示，介紹本申請光分波合波器件的第二實施方式。該波分復用光器件200包括：

光分波合波組件201；

模組發(fā)射公共端202和模組接收公共端203，模組發(fā)射公共端用于發(fā)射經(jīng)光分波合波組件合波的光信號，模組接收公共端用于將需光分波合波組件分波的光信號傳送至光分波合波組件，優(yōu)選地，模組發(fā)射公共端102和模組接收公共端103均為光纖端口；

若干信號發(fā)射端204和若干信號接收端205，信號發(fā)射端和信號接收端位于濾光片和反射鏡外側，且每個反射鏡對應一個信號發(fā)射端或一個信號接收端。信號發(fā)射端用于發(fā)射能夠從對應的濾光片透射的光信號，而信號接收端則用于接收從對應的濾光片透射的光信號。優(yōu)選地，信號發(fā)射端和信號接收端分別為信號發(fā)射光纖和信號接收光纖、或信號發(fā)射端和信號接收端分別為信號發(fā)射器和信號接收器。

其中，信號發(fā)射端204發(fā)出的光信號經(jīng)光分波合波組件201的合波后經(jīng)由模組發(fā)射公共端202發(fā)射出去，模組接收公共端203傳送的光信號經(jīng)光分波合波組件201的分波后傳送至信號接收端205。

進一步地，本實施方式中的光分波合波器件還可以包括其他沿光路設置的光學元件以提高光器件的性能，如在信號發(fā)射端和光分波合波組件之間設置若干硅透鏡和/或光學調(diào)整板，光信號經(jīng)過硅透鏡組能夠構成的同軸遠心光路，光學調(diào)整板光路的耦合中起到對光路的微調(diào)整作用；在光分波合波組件和模組發(fā)射公共端/模組接收公共端之間也可以設置若干光隔離器和/或聚焦透鏡。

結合圖5所示，詳細介紹本實施方式中的光分波合波組件201，光分波合波組件201包括基板21以及集成在基板21上的濾光片組和反射鏡組。基板21為玻璃基板或陶瓷基板或膨脹系數(shù)較低的塑膠基板，濾光片組和反射鏡組通過膠水分別固定于基板21上，濾光片組包括若干濾光片22，反射鏡組包括若干第一反射鏡231和第二反射鏡232，第二反射鏡232用于將信號發(fā)射端204發(fā)出的光信號導入濾光片22，第一反射鏡231用于將從濾光片22出射的光信號導入信號接收端205。

本申請中濾光片22為截止濾光片，優(yōu)選地，在本實施方式中濾光片22在基板21上為相互平行且等間距設置，在其他實施方式中濾光片也可以非等間距設置。濾光片22對特定波長或波段的光信號進行反射，對其他波長或波段的光信號進行透射。

截止濾光片用于對光信號進行分波和合波，如本實施方式中濾光片22包括第一表面221和與第一表面相對的第二表面222，第一表面221可用于對光信號進行分波，第二表面222可用于對光信號進行合波。第一光信號從光分波合波組件外入射至濾光片的第一表面221上，不同波長的光信號分別從不同的濾光片的第一表面反射或折射和對應的第一反射鏡反射后出射，第二光信號分別從光分波合波組件外經(jīng)過不同的第二反射鏡入射至不同濾光片的第二表面上，在不同濾光片的第二表面上反射或折射，反射光信號最終耦合成一路光信號后出射至光分波合波組件外。

參圖5所示，以四通道為例對本實施方式光分波合波組件的原理進行說明，光分波合波組件設有四個平行且等間距的濾光片22（如圖2中從左向右依次為第一濾光片、第二濾光片、第三濾光片和第四濾光片），第一濾光片、第二濾光片、第三濾光片和第四濾光片分別僅能反射波長為λ1、λ2、λ3、λ4的光信號，而對于其他光信號全部透射。每個濾光片22的兩側分別設有與之對應的第一反射鏡231和第二反射鏡232，第一反射鏡231和第二反射鏡232均設有一個全反射平面，不同的第一反射鏡和不同的第二反射鏡以及第一反射鏡和第二反射鏡均為平行設置，即第一反射鏡和第二反射鏡與濾光片之間的夾角相等。

光分波合波組件的分波原理具體為：

一路復合光信號a通過光纖等傳輸入光分波合波組件內(nèi)，并經(jīng)過第一濾光片的第一表面，第一濾光片只能反射波長為λ1的光信號a1，并通過對應的第一反射鏡反射后出射至光分波合波組件外，而其他波長的光信號透射通過第一濾光片，從第一濾光片的第二表面入射到第二濾光片的第一表面上，第二濾光片只能反射波長為λ2的光信號a2，并通過對應的第一反射鏡反射后出射至光分波合波組件外，其他波長的光信號繼續(xù)透射通過第二濾光片繼續(xù)傳輸，依次類推，最后從第三濾光片和第四濾光片的第一表面分別出射波長為λ3和λ4的光信號a3和a4并通過對應的第一反射鏡出射至光分波合波組件外。

光分波合波組件的合波原理具體為：

波長為λ1、λ2、λ3、λ4的四路光信號b1、b2、b3、b4傳輸至光分波合波組件內(nèi)并分別通過對應的第二反射鏡反射后入射到第一濾光片、第二濾光片、第三濾光片和第四濾光片的第二表面上，四個濾光片分別能允許波長為λ1、λ2、λ3、λ4的光信號反射。波長為λ1的光信號b1從第一濾光片的第二表面反射后從第二濾光片透射，與第二濾光片反射的波長為λ2的光信號b2耦合成一路光信號，而后依次類推，該光信號又分別與第三濾光片反射的波長為λ3的光信號b3、第四濾光片反射的波長為λ4的光信號b4進行耦合，最后復用成一路光信號b后通過光纖等進行傳輸。

其中，本實施方式中光信號a從光分波合波組件一端入射，光信號b從光分波合波組件的另一端出射，且光信號a和光信號b的傳輸方向均沿水平方向，濾光片和水平方向的夾角α為銳角或鈍角，只要不是90°均能實現(xiàn)對應波長光信號的反射和透射。同時，設置第一反射鏡和第二反射鏡的方向，控制從濾光片第一表面反射的光信號a1、a2、a3、a4和四路光信號b1、b2、b3、b4的傳輸方向均沿垂直方向。優(yōu)選地，本實施方式中濾光片和水平方向的夾角α=67.5°，第一反射鏡和第二反射鏡與垂直方向的夾角β=67.5°，如此可以保證光信號a和光信號b的傳輸方向為水平方向，光信號a1、a2、a3、a4和光信號b1、b2、b3、b4的傳輸方向均為垂直方向。

應當理解的是，本實施方式中采用包括一個全反射平面的反射鏡對光信號進行反射以改變光信號的傳輸方向，在其他實施方式中也可以采用多個反射鏡、或至少一個包括多個全反射平面的反射鏡對光信號進行反射，同樣可以改變光信號傳輸方向的目的，如反射鏡可以為包括兩個或兩個以上全反射平面的棱鏡結構等，在此不再一一舉例進行說明。

進一步地，光信號a和光信號b的傳輸方向以及光信號a1、a2、a3、a4和光信號b1、b2、b3、b4的傳輸方向也并非限制于本實施方式中的水平方向和垂直方向，可以為水平方向和垂直方向之外的任意方向。

優(yōu)選地，本實施方式中光信號在光分波合波組件內(nèi)濾光片和反射鏡之間的空氣隙中傳輸，傳輸通道間距易于調(diào)控，光信號的插損小，光分波合波組件易于組裝且適合批量生產(chǎn)。

應當理解的是，本實施方式中以四個濾光片、八分反射鏡為例進行說明，且四個濾光片在同一平面上等間距設置，在其他實施方式中濾光片和反射鏡的數(shù)量和位置可以根據(jù)不同情況分別設計，僅需滿足濾光片位于光信號的傳播路線上即可。濾光片的數(shù)量與需要分波與合波的信號通道數(shù)量相等，而不限于本實施方式中的四個濾光片，反射鏡的數(shù)量可以根據(jù)需要進行設置。

本申請通過上述實施例，具有以下有益效果：

光分波合波器件采用光路交疊的方法將分波器與合波器合為一體，每一個濾光片都同時用于分波與合波，濾光片的數(shù)量與需要分波與合波的信號通道數(shù)量相等，減少了濾光片使用數(shù)量，進而減小了光分波合波器件的體積，降低了成本。

應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本申請的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本申請的保護范圍，凡未脫離本申請技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。