本申請(qǐng)涉及光通信，具體涉及一種光路合波芯片結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、光路合波器件用于將不同光路中的光信號(hào)合并為一個(gè)光信號(hào)并輸出。目前較廣泛使用的高速光通信光路合波器件有如下三類：(1)基于z-block的光路合波器件，通過(guò)將z-block進(jìn)行蝶形封裝或box封裝得到，這類光路合波器件存在成本高、工藝復(fù)雜、且難以微型化等不足；(2)基于陣列波導(dǎo)光柵awg的光路合波器件，其對(duì)波長(zhǎng)選定有嚴(yán)格要求，且插損大，同時(shí)也難以微型化；(3)基于濾波片的光路合波器件，體積大，同樣難以實(shí)現(xiàn)微型化。

2、為滿足常規(guī)to-can封裝的要求，則需要大幅縮減光路合波芯片的尺寸，目前的光路合波芯片難以滿足該要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供一種光路合波芯片結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用，該光路合波芯片可實(shí)現(xiàn)微型化，能滿足常規(guī)to-can封裝的要求。

2、一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N光路合波芯片結(jié)構(gòu)，包括光路合波模組，出射光反射元件和一對(duì)光源組件；其中，光路合波模組進(jìn)一步包括：

3、偏振分光元件，其具有反射偏振s光、透射偏振p光的分光界面；

4、分別布設(shè)于偏振分光元件兩側(cè)的兩光隔離單元，各光隔離單元包括：沿入射光路設(shè)置的偏振片、相位延遲元件、反射光學(xué)元件、法拉第旋光片；入射偏振光經(jīng)相位延遲元件和法拉第旋光片后被轉(zhuǎn)換為偏振s光，并以偏振s光的狀態(tài)到達(dá)分光界面；且后向傳輸光反向經(jīng)法拉第旋光片、相位延遲元件后與偏振片的偏振方向正交；兩光隔離單元中的反射光學(xué)元件用來(lái)將各自的入射偏振光相對(duì)地導(dǎo)向分光界面的兩面；

5、沿分光界面的一反射光路布設(shè)的第三相位延遲元件、第三反射光學(xué)元件，第三反射光學(xué)元件用來(lái)將來(lái)自分光界面的反射偏振光又反射至分光界面，第三相位延遲元件用來(lái)調(diào)整經(jīng)過(guò)的反射偏振光的偏振方向，使反射偏振光以偏振p光的狀態(tài)到達(dá)分光界面；

6、一對(duì)光源組件用來(lái)產(chǎn)生入射偏振光并分別入射兩光隔離單元；

7、被分光界面一面反射的偏振光以及從分光界面另一面透射的偏振光相互合波并輸出至所述出射光反射元件。

8、在一些具體實(shí)施方式中，兩光隔離單元對(duì)稱地布設(shè)于偏振分光元件兩側(cè)。

9、在一些具體實(shí)施方式中，兩光隔離單元中的反射光學(xué)元件的偏轉(zhuǎn)角度為80°～100°。

10、在一些具體實(shí)施方式中，反射光學(xué)元件選擇反射三棱鏡。

11、在一些具體實(shí)施方式中，相位延遲元件選擇1/2波片，同時(shí)法拉第旋光片的旋光角度被配置為45°。

12、在一些具體實(shí)施方式中，各光隔離單元中的偏振片、相位延遲元件、反射光學(xué)元件均沿第二方向順次貼合布設(shè)，其中，一光隔離單元中的反射光學(xué)元件、法拉第旋光片沿第一方向貼合布設(shè)，另一光隔離單元中的反射光學(xué)元件、法拉第旋光片沿第一方向的反向貼合布設(shè)；且兩光隔離單元中的法拉第旋光片分別貼合布設(shè)于偏振分光元件的兩側(cè)；第一方向和第二方向夾角為80°～100°。

13、在一些具體實(shí)施方式中，反射光學(xué)元件選擇反射三棱鏡，各光隔離單元中的相位延遲元件、法拉第旋光片分別與反射光學(xué)元件的兩直角面貼合布設(shè)。

14、在一些具體實(shí)施方式中，第三反射光學(xué)元件的偏振角度為180°。

15、在一些具體實(shí)施方式中，第三反射光學(xué)元件選擇高反射鏡或高反射膜。

16、在一些具體實(shí)施方式中，第三相位延遲元件選擇1/4波片。

17、在一些具體實(shí)施方式中，偏振分光元件選擇pbs棱鏡。

18、在一些具體實(shí)施方式中，光路合波芯片結(jié)構(gòu)還包括一底座，偏振分光元件、兩光隔離單元、第三相位延遲元件以及第三反射光學(xué)元件均設(shè)置于底座上。

19、在一些具體實(shí)施方式中，出射光反射元件選擇反射棱鏡。

20、在一些具體實(shí)施方式中，一對(duì)光源組件中的光源均選擇激光光源；進(jìn)一步的，一光源組件的光源選擇eml激光器，另一光源組件的光源選擇dfb激光器。

21、在一些具體實(shí)施方式中，光路合波芯片結(jié)構(gòu)還包括還包括一對(duì)準(zhǔn)直光學(xué)元件，被分別配置于一對(duì)光源組件的光出射前端，用來(lái)對(duì)產(chǎn)生的入射偏振光進(jìn)行準(zhǔn)直。

22、在一些具體實(shí)施方式中，準(zhǔn)直光學(xué)元件選擇硅材質(zhì)準(zhǔn)直透鏡。

23、在一些具體實(shí)施方式中，光路合波芯片結(jié)構(gòu)還包括封裝底座，光路合波模組、出射光反射元件和一對(duì)光源組件設(shè)置于封裝底座上；進(jìn)一步的，封裝底座為to62底座。

24、在一些具體實(shí)施方式中，一對(duì)光源組件均包括光源、熱忱和光信號(hào)探測(cè)元件，光源和光信號(hào)探測(cè)元件布設(shè)于熱忱上，光信號(hào)探測(cè)元件用來(lái)監(jiān)測(cè)光源的工作狀態(tài)。

25、在一些具體實(shí)施方式中，光信號(hào)探測(cè)元件選擇背光pd。

26、在一些具體實(shí)施方式中，還包括用來(lái)探測(cè)光路合波芯片工作溫度的溫度探測(cè)元件。

27、在一些具體實(shí)施方式中，還包括安裝于所述光路合波模組后端的制冷器。

28、在一些具體實(shí)施方式中，還包括用來(lái)對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行濾波的電容濾波器。

29、另一方面，本申請(qǐng)還提供了上述光路合波芯片結(jié)構(gòu)在偏振復(fù)用光通信傳輸中的應(yīng)用。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

31、1.本申請(qǐng)光路合波芯片可實(shí)現(xiàn)光信號(hào)單向通過(guò)逆向截止，具有光隔離器功能；

32、2.本申請(qǐng)光路合波芯片適用波長(zhǎng)范圍廣，在偏振分光元件和法拉第旋光片的有效工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)均可使用。

33、3.本申請(qǐng)通過(guò)光路調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)反向或接近反向出光，即入射光與出射光方向相反或接近相反；與目前正向出光的光路合波器件相比，反向或接近反向出光有利于光路折疊，使光路合波模組的微型化得以實(shí)現(xiàn)，可滿足常規(guī)to-can封裝的要求。

技術(shù)特征：

1.一種光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

2.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

3.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

4.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

5.如權(quán)利要求4所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

6.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

7.如權(quán)利要求6所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

8.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

9.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

10.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

11.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

12.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

13.如權(quán)利要求12所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

14.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

15.如權(quán)利要求14所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

16.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

17.如權(quán)利要求16所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

18.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

19.如權(quán)利要求18所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

20.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

21.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

22.如權(quán)利要求1所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)，其特征是：

23.如權(quán)利要求1～22中任一項(xiàng)所述的光路合波芯片結(jié)構(gòu)在偏振復(fù)用光通信傳輸中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種光路合波芯片結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用，該光路合波芯片結(jié)構(gòu)包括光路合波模組，出射光反射元件和一對(duì)光源；其中光路合波模組包括：偏振分光元件，其具有分光界面；兩光隔離單元，各光隔離單元包括：沿入射光路設(shè)置的偏振片、相位延遲元件、反射光學(xué)元件、法拉第旋光片；沿分光界面的一反射光路布設(shè)的第三相位延遲元件、第三反射光學(xué)元件。本發(fā)明光路合波芯片適用范圍廣，具光隔離器功能，且可實(shí)現(xiàn)微型化，可滿足常規(guī)TO?CAN封裝的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：錢義龍,胡仲凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢斯優(yōu)光電技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9