本發(fā)明屬于光纖接入技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多路復(fù)用器及其合光方法。

背景技術(shù)：

圖1為現(xiàn)有多路并行光收發(fā)結(jié)構(gòu)的示意圖，其為多路并行的TOSA(光發(fā)射器件，Transmit Optical Sub-Assembly)和多路并行的ROSA(光接收次模塊，Receiver Optical Subassembly)使用共同的波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)，其包括發(fā)光陣列1、第一微透鏡陣列2、光探測(cè)器陣列3、第二微透鏡陣列4、全反射鏡6、波分復(fù)用器5和兩光纖準(zhǔn)直器7。該波分復(fù)用器5包括一平板型固定元件501，固定元件一面為全反射面502，另一面為干涉濾波片陣列503，分別與發(fā)光陣列1各發(fā)光單元相對(duì)應(yīng)，只透射所對(duì)應(yīng)發(fā)光單元的波長(zhǎng)光。第一微透鏡陣列2與發(fā)光陣列1對(duì)應(yīng)，第二微透鏡陣列4與光探測(cè)器陣列3對(duì)應(yīng)；發(fā)光陣列1與光探測(cè)器陣列3垂直設(shè)置并上下錯(cuò)開(kāi)；兩光纖準(zhǔn)直器7平行設(shè)置，分別作為輸入光纖準(zhǔn)直器702接收入射光信號(hào)和輸出光纖準(zhǔn)直器701發(fā)射光信號(hào)，入射光與發(fā)射光上下平行通過(guò)波分復(fù)用器5；全反射鏡6置于發(fā)射光路中，將發(fā)射光反射90°與入射光平行，或者置于入射光路中，將與發(fā)射光平行的入射光反射90°進(jìn)入光探測(cè)器陣列3。

現(xiàn)有多路并行光收發(fā)結(jié)構(gòu)由兩個(gè)全反射平面形成的波分復(fù)用器，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)分束器的合光、以及波片的旋光作用達(dá)到多路光合成為一路光的多路復(fù)用器及其合光方法。

本發(fā)明提供一種多路復(fù)用器，其包括：發(fā)出第一路P偏振光的第一激光發(fā)射器、發(fā)出第二路P偏振光的第二激光發(fā)射器、發(fā)出第三路P偏振光的第三激光發(fā)射器、發(fā)出第四路P偏振光的第四激光發(fā)射器、第一1/2波片、第二1/2波片、第一分束器、第二分束器、第一1/4波片、第二1/4波片、法拉第旋光片、以及第三分束器；其中，所述第一分束器同時(shí)接收經(jīng)過(guò)第一1/2波片的第一路P偏振光和第二路P偏振光，第一1/4波片接收經(jīng)過(guò)所述第一分束器的光線；所述第二分束器同時(shí)接收經(jīng)過(guò)第二1/2波片的第三路P偏振光和第四路P偏振光，第二1/4波片接收經(jīng)過(guò)第二分束器的光線；法拉第旋光片接收經(jīng)過(guò)第一1/4波片和第二1/4波片的光線；第三分束器接收經(jīng)過(guò)法拉第旋光片的光線。

優(yōu)選地，第一路P偏振光、第二路P偏振光、第三路P偏振光、以及第四路P偏振光均為不同波長(zhǎng)的光束。

優(yōu)選地，所述第一分束器位于所述第一1/2波片的前方，所述第一1/4波片位于所述第一分束器的前方，所述第二分束位于所述第二1/2波片前方，所述第二1/4波片位于所述第二分束器的前方。

優(yōu)選地，所述法拉第旋光片均位于所述第一1/4波片和第二1/4波片前方。

優(yōu)選地，所述第三分束器位于所述法拉第旋光片前方。

本發(fā)明還提供一種多路復(fù)用器的合光方法，包括如下步驟：

第一步：第一路P偏振光經(jīng)過(guò)第一1/2波片變成第一路S偏振光；第三路P偏振光經(jīng)過(guò)第一1/2波片變成第三路S偏振光；

第二步：第一路S偏振光和第二路P偏振光同時(shí)經(jīng)過(guò)第一分束器進(jìn)入第一1/4波片；第三路S偏振光和第四路P偏振光同時(shí)經(jīng)過(guò)第二分束器進(jìn)入第二1/4波片；

第三步：第一路S偏振光經(jīng)過(guò)第一1/4波片變成第一路左旋圓偏振光,第二路P偏振光經(jīng)過(guò)第一1/4波片變成第二路右旋圓偏振光；第三路S偏振光經(jīng)過(guò)第二1/4波片變成第三路右旋圓偏振光,第四路P偏振光經(jīng)過(guò)第二1/4波片變成第四路左旋圓偏振光；

第四步：第一路左旋圓偏振光和第二路右旋圓偏振光經(jīng)過(guò)法拉第旋光片后均成為S偏振光，第三路右旋圓偏振光和第四路左旋圓偏振光經(jīng)過(guò)法拉第旋光片后均成為P偏振光；

第五步：經(jīng)過(guò)第四步得到的S偏振光和P偏振光，該S偏振光和P偏振光經(jīng)過(guò)第三分束器合成一路S偏振光和P偏振光射出。

本發(fā)明還提供一種多路復(fù)用器，其包括：發(fā)出第一路P偏振光的第一激光發(fā)射器、發(fā)出第二路P偏振光的第二激光發(fā)射器、發(fā)出第三路P偏振光的第三激光發(fā)射器、發(fā)出第四路P偏振光的第四激光發(fā)射器、第一1/2波片、第二1/2波片、第一分束器、第二分束器、第一1/4波片、第二1/4波片、法拉第旋光片、第三1/2波片、以及第三分束器；其中，所述第一分束器同時(shí)接收經(jīng)過(guò)所述第一1/2波片的第一路P偏振光和第二路P偏振光，所述第一1/4波片接收經(jīng)過(guò)第一分束器的光線；所述第二分束器同時(shí)接收經(jīng)過(guò)第二1/2波片的第三路P偏振光和第四路P偏振光，第二1/4波片接收經(jīng)過(guò)第二分束器的光線；法拉第旋光片接收經(jīng)過(guò)第一1/4波片和第二1/4波片的光線；所述第三1/2波片接收經(jīng)過(guò)上半部分法拉第旋光片的光線；所述第三分束器接收經(jīng)過(guò)下半部分法拉第旋光片和第三1/2波片的光線。

優(yōu)選地，第一路P偏振光、第二路P偏振光、第三路P偏振光、以及第四路P偏振光均為不同波長(zhǎng)的光束。

優(yōu)選地，所述第三1/2波片位于所述法拉第旋光片上部分的前方。

本發(fā)明還提供一種多路復(fù)用器的合光方法，包括如下步驟：

第一步：第一路P偏振光經(jīng)過(guò)第一1/2波片變成第一路S偏振光；第三路P偏振光經(jīng)過(guò)第一1/2波片變成第三路S偏振光；

第二步：第一路S偏振光和第二路P偏振光同時(shí)經(jīng)過(guò)第一分束器進(jìn)入第一1/4波片；第三路S偏振光和第四路P偏振光同時(shí)經(jīng)過(guò)第二分束器進(jìn)入第二1/4波片；

第三步：第一路S偏振光經(jīng)過(guò)第一1/4波片變成第一路左旋圓偏振光,第二路P偏振光經(jīng)過(guò)第一1/4波片變成第二路右旋圓偏振光；第三路S偏振光經(jīng)過(guò)第二1/4波片變成第三路左旋圓偏振光,第四路P偏振光P4經(jīng)過(guò)第二1/4波片變成第四路右旋圓偏振光；

第四步：第一路左旋圓偏振光、第二路右旋圓偏振光、第三路左旋圓偏振光、以及第四路右旋圓偏振光經(jīng)過(guò)法拉第旋光片后均成為偏振光；

第五步：由第一路左旋圓偏振光和第二路右旋圓偏振光經(jīng)過(guò)所述法拉第旋光片成為P偏振光，該P(yáng)偏振光經(jīng)過(guò)第三1/2波片變成S偏振光；

第六步：由第四步的第三路左旋圓偏振光和第四路右旋圓偏振光經(jīng)過(guò)法拉第旋光片后成為P偏振光、以及由第五步得到的S偏振光經(jīng)過(guò)第三分束器合成一路S偏振光和P偏振光射出。

本多路復(fù)用器通過(guò)分束器(BS，Beam Splitter)BS的合光，以及波片的旋光作用達(dá)到多路光合成為一路光的作用，即多信道匯合。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有多路并行光收發(fā)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明多路復(fù)用器第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明多路復(fù)用器第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖2和圖3所示多路復(fù)用器的分束器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為當(dāng)P偏振光通過(guò)1/4波片的工作原理圖；

圖6為當(dāng)S偏振光通過(guò)1/4波片的工作原理圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明多路復(fù)用器，其包括光發(fā)射次模塊(TOSA，Transmitter Optical Subassembly)和光接收次組件(ROSA，Receiver Optical Subassembly)，其中TOSA主要應(yīng)用在電信號(hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)(E/O轉(zhuǎn)換)，性能指標(biāo)有光功率，閾值等；ROSA主要應(yīng)用光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)(O/E轉(zhuǎn)換)，主要性能指標(biāo)有靈敏度(Sen)等。本發(fā)明多路復(fù)用器可以作為合光元件或分光元件的作用。

如圖2所示為本多路復(fù)用器的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本多路復(fù)用器包括：發(fā)出第一路P偏振光P1的第一激光發(fā)射器、發(fā)出第二路P偏振光P2的第二激光發(fā)射器、發(fā)出第三路P偏振光P3的第三激光發(fā)射器、發(fā)出第四路P偏振光P4的第四激光發(fā)射器、接收該第一路P偏振光P1的第一1/2波片11、接收該第三路P偏振光P3的第二1/2波片12、位于第一1/2波片11前方的第一分束器21、位于第二1/2波片12前方的第二分束器22、位于第一分束器21前方的第一1/4波片31、位于第二分束器22前方的第二1/4波片32、均位于第一1/4波片31和第二1/4波片32前方的法拉第旋光片41、以及位于法拉第旋光片41前方的第三分束器51。

其中，第一路P偏振光P1、第二路P偏振光P2、第三路P偏振光P3、以及第四路P偏振光P4均為不同波長(zhǎng)的光束。

第一分束器21同時(shí)接收經(jīng)過(guò)第一1/2波片11的第一路P偏振光P1和由第二激光發(fā)射器發(fā)出的第二路P偏振光P2，第一1/4波片31接收經(jīng)過(guò)第一分束器21的光線；第二分束器22同時(shí)接收經(jīng)過(guò)第二1/2波片12的第三路P偏振光P3和由第四激光發(fā)射器發(fā)出的第四路P偏振光P4，第二1/4波片32接收經(jīng)過(guò)第二分束器22的光線；法拉第旋光片41接收經(jīng)過(guò)第一1/4波片31和第二1/4波片32的光線；第三分束器51接收經(jīng)過(guò)法拉第旋光片41的光線。

如圖2所示，當(dāng)本多路復(fù)用器作為合光元件時(shí)，本多路復(fù)用器的合光方法，包括如下步驟：

第一步：第一路P偏振光P1經(jīng)過(guò)第一1/2波片11時(shí)，第一路P偏振光P1變成第一路S偏振光S1；第三路P偏振光P3經(jīng)過(guò)第一1/2波片12時(shí)，第三路P偏振光P3變成第三路S偏振光S3；

第二步：第一路S偏振光S1經(jīng)過(guò)第一分束器21的全發(fā)射射出該第一分束器21，第二路P偏振光P2直接經(jīng)過(guò)該第一分束器21，第一路S偏振光S1和第二路P偏振光P1同時(shí)經(jīng)過(guò)第一分束器21進(jìn)入第一1/4波片31；第三路S偏振光S3經(jīng)過(guò)第二分束器22的全發(fā)射射出該第二分束器22，第四路P偏振光P4直接經(jīng)過(guò)該第二分束器22，第三路S偏振光S3和第四路P偏振光P4同時(shí)經(jīng)過(guò)第二分束器22進(jìn)入第二1/4波片32；

第三步：第一路S偏振光S1經(jīng)過(guò)第一1/4波片31變成第一路左旋圓偏振光,第二路P偏振光S2經(jīng)過(guò)第一1/4波片31變成第二路右旋圓偏振光；第三路S偏振光S3經(jīng)過(guò)第二1/4波片32變成第三路右旋圓偏振光,第四路P偏振光P4經(jīng)過(guò)第二1/4波片32變成第四路左旋圓偏振光；

第四步：第一路左旋圓偏振光、第二路右旋圓偏振光、第三路右旋圓偏振光、以及第四路左旋圓偏振光同時(shí)經(jīng)過(guò)拉第旋光片41，法拉第旋光片41將所有入射光順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度，例如，P偏振光經(jīng)過(guò)1/4波片成了右旋圓偏振光，再經(jīng)過(guò)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的法拉第旋光片41后，由成為P偏振光；即：第一路左旋圓偏振光和第二路右旋圓偏振光經(jīng)過(guò)法拉第旋光片41后均成為S偏振光，第三路右旋圓偏振光和第四路左旋圓偏振光經(jīng)過(guò)法拉第旋光片41后均成為P偏振光；

第五步：經(jīng)過(guò)第四步得到的S偏振光和P偏振光，該S偏振光和P偏振光經(jīng)過(guò)第三分束器51合成一路S偏振光和P偏振光射出。

如圖3所示為本多路復(fù)用器的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本多路復(fù)用器包括：發(fā)出第一路P偏振光P1的第一激光發(fā)射器、發(fā)出第二路P偏振光P2的第二激光發(fā)射器、發(fā)出第三路P偏振光P3的第三激光發(fā)射器、發(fā)出第四路P偏振光P4的第四激光發(fā)射器、接收該第一路P偏振光P1的第一1/2波片110、接收該第三路P偏振光P3的第二1/2波片120、位于第一1/2波片110前方的第一分束器210、位于第二1/2波片12前方的第二分束器220、位于第一分束器21前方的第一1/4波片310、位于第二分束器220前方的第二1/4波片320、均位于第一1/4波片310和第二1/4波片320前方的法拉第旋光片410、位于該法拉第旋光片410上部分前方的第三1/2波片610、以及位于第三1/2波片610前方的第三分束器510。

其中，第一路P偏振光P1、第二路P偏振光P2、第三路P偏振光P3、以及第四路P偏振光P4的第四激光發(fā)射器均為不同波長(zhǎng)的光束。

第一分束器210同時(shí)接收經(jīng)過(guò)第一1/2波片110的第一路P偏振光P1和由第二激光發(fā)射器發(fā)出的第二路P偏振光P2，第一1/4波片310接收經(jīng)過(guò)第一分束器21的光線；第二分束器220同時(shí)接收經(jīng)過(guò)第二1/2波片12的第三路P偏振光P3和由第四激光發(fā)射器發(fā)出的第四路P偏振光P4，第二1/4波片320接收經(jīng)過(guò)第二分束器220的光線；法拉第旋光片410接收經(jīng)過(guò)第一1/4波片310和第二1/4波片320的光線；第三1/2波片610接收經(jīng)過(guò)上半部分法拉第旋光片410的光線；第三分束器51接收經(jīng)過(guò)下半部分法拉第旋光片41和第三1/2波片610的光線。

如圖3所示，當(dāng)本多路復(fù)用器作為合光元件時(shí)，本多路復(fù)用器的合光方法，包括如下步驟：

第一步：第一路P偏振光P1經(jīng)過(guò)第一1/2波片110時(shí)，第一路P偏振光P1變成第一路S偏振光S1；第三路P偏振光P3經(jīng)過(guò)第一1/2波片120時(shí)，第三路P偏振光P3變成第三路S偏振光S3；

第二步：第一路S偏振光S1經(jīng)過(guò)第一分束器210的全發(fā)射射出該第一分束器210，第二路P偏振光P2直接經(jīng)過(guò)該第一分束器210，第一路S偏振光S1和第二路P偏振光P2同時(shí)經(jīng)過(guò)第一分束器210進(jìn)入第一1/4波片310；第三路S偏振光S3經(jīng)過(guò)第二分束器220的全發(fā)射射出該第二分束器220，第四路P偏振光P4直接經(jīng)過(guò)該第二分束器220，第三路S偏振光S3和第四路P偏振光P4同時(shí)經(jīng)過(guò)第二分束器220進(jìn)入第二1/4波片320；

第三步：第一路S偏振光S1經(jīng)過(guò)第一1/4波片310變成第一路左旋圓偏振光,第二路P偏振光P2經(jīng)過(guò)第一1/4波片310變成第二路右旋圓偏振光；第三路S偏振光S3經(jīng)過(guò)第二1/4波片320變成第三路左旋圓偏振光,第四路P偏振光P4經(jīng)過(guò)第二1/4波片320變成第四路右旋圓偏振光；

第四步：第一路左旋圓偏振光、第二路右旋圓偏振光、第三路左旋圓偏振光、以及第四路右旋圓偏振光同時(shí)經(jīng)過(guò)拉第旋光片41，法拉第旋光片41將所有入射光順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度，例如，P偏振光經(jīng)過(guò)1/4波片成了右旋圓偏振光，再經(jīng)過(guò)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的法拉第旋光片41后，由成為P偏振光；即：第一路左旋圓偏振光、第二路右旋圓偏振光、第三路左旋圓偏振光、以及第四路右旋圓偏振光經(jīng)過(guò)法拉第旋光片41后均成為P偏振光；

第五步：由第一路左旋圓偏振光和第二路右旋圓偏振光經(jīng)過(guò)所述法拉第旋光片41成為P偏振光，該P(yáng)偏振光經(jīng)過(guò)第三1/2波片610變成S偏振光；

第六步：由第四步的第三路左旋圓偏振光和第四路右旋圓偏振光經(jīng)過(guò)法拉第旋光片41后成為P偏振光、以及由第五步得到的S偏振光經(jīng)過(guò)第三分束器51合成一路S偏振光和P偏振光射出。

圖2所示的第一1/4波片31和第二1/4波片32的光軸不同，相互呈90°，圖3所示的第一1/4波片310和第二1/4波片320的光軸不同，相互呈90°。

如圖4為分束器的結(jié)構(gòu)示意圖，分束器具有相互平行的第一面01和第二面02，在第一面01，S偏振光進(jìn)行全反射到第二面02，再經(jīng)過(guò)第二面02反射出去；P偏振光能夠直接通過(guò)第二面02，P偏振光與經(jīng)過(guò)兩次反射的S偏振光一起出射。

圖4所示的分束器適合上述的第一分束器21、210、第二分束器22、220、以及第三分束器51、510。

圖5為當(dāng)P偏振光通過(guò)1/4波片的工作原理圖。

經(jīng)過(guò)1/4波片前，P1＝P*sin45°；P2＝P*sin45°。

經(jīng)過(guò)1/4波片后，P1＝P*sin45°*exp(i*0)＝1/√2*P；

P2＝P*sin45°*exp(i*-π/2)＝-i*1/√2*P；

E＝1/√2*P[1，-i]，即：P偏振光經(jīng)過(guò)1/4波片后變成右旋圓偏振光。

圖6為當(dāng)S偏振光通過(guò)1/4波片的工作原理圖。

經(jīng)過(guò)1/4波片前，S1＝S*sin45°；S2＝S*sin45°。

經(jīng)過(guò)1/4波片后，S1＝P*sin45°*exp(i*-π)＝1/√2*S；

S2＝P*sin45°*exp(i*-π/2)＝-i*1/√2*S；

E＝-1/√2*S[1，i]，即：S偏振光經(jīng)過(guò)1/4波片后變成左旋圓偏振光。

本多路復(fù)用器通過(guò)分束器(BS，Beam Splitter)BS的合光，以及波片的旋光作用達(dá)到多路光合成為一路光的作用，即多信道匯合。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。