一種多波長單纖雙向光收發模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光纖通訊技術領域，尤其涉及光纖通訊技術領域中的一種多波長單纖雙向光收發模塊。
【背景技術】
[0002]由于光纖通訊發展迅速，隨著單根光纖傳輸容量需求的提升(如傳輸視頻影像等)，直接要求最大利用光纖的寬度。波分復用(WDM)技術是用于提高傳輸容量的關鍵技術之一。WDM系統對各波長彼此不同的多個光信號進行多路復用。近幾年，要求光學模塊的WDM化，例如，作為用于具有結合從多個光源發出的不同波長的光信號而進行波長多路復用的光發射組件的光學模塊的T0SA，已知的有將四個容納LD (激光二極管)的CAN封裝件向相同方向排成一列而配置的T0SA。另一方面，近幾年，要求光收發兩用機等光學模塊的進一步的小型化。例如，要求與對應于40~100GbE連接的光纖的收發兩用機規格即CFP(CompactForm factor Pluggable) QSFP (QuadSmalI Form-factor Pluggable)對應的小型光收發兩用機，尤其要求單光纖多波長的小型光收發兩用機。
[0003]根據正在起草的LAN-WDM標準的草案，對分別具有每個波長為25Gbps的傳輸速度且頻寬為800GHz的四個光信號進行多路復用，以實現10Gbps的傳輸容量。相應的光信號的波長為 1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm、1309.14nm。LAN-WDM 草案中規定的光收發器具有遵循CFP(100G可插拔式)多源協議(MSA)的外部尺寸。然而，非常需要進一步減小光收發器的尺寸以及成本，以便在通信設備中高密度地安裝光收發器。
[0004]目前，現有的一種多波長復用的光學原理所示，將四個光信號多路復用。由于四個光信號的波長間隔很窄，以至于造成波分復用膜片鍍膜難度很高，成本極高，國內鍍膜廠家無法實現。即使是已經商用的這些波分復用膜片，其通帶寬度很窄，對入射角度敏感性很高，插入損耗很大。
[0005]本實用新型提供的一種多波長單纖雙向光收發模塊能在同一根光纖上進行多波長光信號的輸入和輸出，減小光收發器件的尺寸以及成本，具有波長復用膜片鍍膜容易，性能更好，成本低等優勢。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種多波長單纖雙向光收發模塊，在同一根光纖上進行多波長光信號的輸入和輸出，減小光收發器件的尺寸以及成本；輸入端光信號的波分復用膜片鍍膜容易。
[0007]本實用新型實施例一的技術方案在于:
[0008]包括發射端、接收端、公共端、光收發光學組件。發射端包括激光器組、準直透鏡組和波分復用光學組件；接收端包括光電二極管組、匯聚透鏡組和波分解復用光學組件；公共端是光信號的輸入輸出端口。波分復用光學組件包括第一全反射鏡、第二全反射鏡、第一波分復用膜片、第二波分復用膜片；波分解復用光學組件包括光學基片、第一濾光片、第二濾光片、第三濾光片、第四濾光片；光收發光學組件包括第一偏振分光器、磁旋光片、22.5度1/2波片、第一波片、第二偏振分光器、第二波片、第三偏振分光器。發射端和接收端垂直放置。
[0009]所述激光器組發出λ 1、λ 2、λ 3、λ 4四個不同波長的線偏振光。
[0010]所述準直透鏡組將激光器組發出的發散光束準直成平行光束。
[0011]所述匯聚透鏡組將接收的準直光束匯聚到光電二極管組。
[0012]實施例一中:激光器組按第一、第三、第二、第四激光器的順序并排放置。第一光信號(λ I)被第一全反射鏡反射后到達第一波分復用膜片，第一波分復用膜片將第一光信號(λ I)和第三光信號(λ 3)復用在一起；第四光信號(λ 4)被第二全反射鏡反射后到達第二波分復用膜片，第二波分復用膜片將第四光信號(λ 4)和第二光信號(λ 2)復用在一起。兩復用光束為水平方向線偏振光，經第一偏振分光器透射，再經過磁旋光片和22.5度1/2波片后，兩光束偏振方向不變，λ 2 λ 4復用光束經第一波片后，偏振方向旋轉了 90度為垂直方向線偏振光。λ I λ3復用光束和λ 2 λ 4復用光束分別經第二偏振分光器透射和發射后合束輸出，由公共端接收輸出。由公共端輸入的是任意偏振態方向的四個波長光信號，該光束經第二偏振分光器后被分為偏振態相互垂直的兩束光，其中水平方向偏振光直接透射過第二偏振分光器，垂直方向偏振光則被第二偏振分光器兩次反射后與水平方向偏振光平行輸出，垂直方向偏振光經過第一波片后，偏振方向旋轉了 90度，為水平方向偏振光。兩束水平方向偏振光經過22.5度1/2波片后偏振方向順時針旋轉45度再經過磁旋光片后偏振方向繼續順時針旋轉45度，變為兩束垂直方向偏振光。兩束垂直方向偏振光由第一偏振分光器反射，其中一光束經第二波片后偏振方向旋轉了 90度為水平方向偏振光束。水平方向偏振光束和垂直方向偏振光束分別經第三偏振分光器透射和反射后合束輸出。四個光信號光束進入波分解復用光學組件，光束透過光學基片，經過濾光片組和光學基片的反射和透射將四個光信號一一分解開后由接收端光電二極管接收。
[0013]本實用新型實施例二的技術方案同實施例一光學原理都一樣，區別在于:發射端和接收端同側水平放置，第二波片改變的是另外一束垂直方向偏振光束的偏振方向。
[0014]本實用新型實施例三的技術方案同實施例二光學原理一樣，區別在于:激光器組按第一、第二、第三、第四激光器的順序并排放置。同樣是λ?和λ 3波長復用，λ2和λ4波長復用，只是復用光束的光程與實施例二不同。
[0015]本實用新型實施例四的技術方案同實施例三的區別在于:發射端四個波長的復用方式。實施例三是將λ?和λ3波長復用，λ2和λ4波長復用，實施例四是將四個波長復用在一起。
[0016]復用方式具體如下:第一激光器發出的λ I波長平行線偏振光經過第一波片后，偏振方向旋轉了 90度為垂直線偏振光，經第一偏振分光器兩次反射后輸出，第二激光器發出的λ 2波長平行線偏振光直接透射過第一偏振分光器，第一偏振分光器將λ I和λ 2波長復用在一起；第三激光器發出的λ 3波長平行線偏振光經過第二波片后，偏振方向旋轉了 90度為垂直線偏振光，經第二偏振分光器兩次反射后輸出，第四激光器發出的λ4波長平行線偏振光直接透射過第二偏振分光器，第二偏振分光器將λ 3和λ 4波長復用在一起。λ3和λ4復用光束經全反射鏡反射后到達波分復用膜面，λ I和λ2復用光束直接透射過波分復用膜片，λ3和λ 4復用光束被波分復用膜片反射，因此波分復用膜片將λ?、λ 2、λ 3和λ 4四個波長復用在一起。λ I和λ 3是垂直線偏振光，λ2和λ 4是水平線偏振光，45度晶體波片相對于λ I和λ 3是半波片，對于λ 2和λ 4是全波片，因此λ I和λ 3經過45度晶體波片后偏振方向旋轉了 90度變為水平線偏振光，λ 2和λ 4經過45度晶體波片后偏振方向不變。λ?、λ2、λ3和λ 4四個波長的復用光束為水平線偏振光，經過光收發光學組件后由公共端輸出。
[0017]本實用新型實施例五的技術方案同實施例四的相同點是發射端四波長的復用方式和接收端四個波長的解復用方式，區別在于光收發光學組件。實施例五中的45度晶體波片相對于λ I和λ 3是全波片，對于λ 2和λ 4是半波片，因此λ I和λ 3經過45度晶體波片后偏振方向不變，λ 2和λ 4經過45度晶體波片后偏振方向旋轉了 90度變為垂直線偏振光，λ K λ2、λ3和λ 4四個波長的復用光束為垂直線偏振光。四波長復用的垂直線偏振光經過第四偏振分光器反射后到達第一反射鏡，由第一反射鏡反射后到達磁環內的22.5度1/2波片，偏振方向順時針旋轉45度，再經過磁旋光片偏振方向順時針旋轉45度，最后為水平線偏振光。四波長復用的水平線偏振光經過第五偏振分光器透射后由公共端接收輸出。由公共端輸入的是任意偏振態方向的四個波長光信號，該光束經第五偏振分光器后被分為偏振態相互垂直的兩束光，其中水平方向偏振光直接透射過第五偏振分光器，水平線偏振光經過磁環內的磁旋光片后，偏振方向順時針旋轉了 45度，再經過22.5度1/2波片后偏振方向逆時針旋轉45度，最后還是水平線偏振光，水平線偏振光經過第一反射鏡反射后到達第四偏振分光器；垂直方向偏振光則被第五偏振分光器反射后到達第