一种波分复用器件

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种波分复用器件。

背景技术

在光纤通信网络中，为了减少光纤的重新铺设，需要使多个信号能够在现有的光纤网络中合并在一起共同传输(合波)，到达终端后再将各个信号逐一分开(分波)，基于这种需求，发展出波分复用器件。无源波分复用系统信号传输示意图如图1所示，从发送机E/O发出的若干个信号，经合波器MUX合并到一根光纤中进行传输，再经过一段距离后到达终端(中途可能需要用光纤放大器OFA增强已减弱的信号)，在终端使用分波器DMUX将每一个信号一一解开，最后经接收机O/E实现信号传输功能。其中，合、分波器中均需采用波分复用器件，常规波分复用器件内部一般采用自聚焦透镜(G-Lens)，并采用单一玻璃管结构实现器件之间的连接和固定，不仅材料成本较高，且连接件占用空间较大，不利于波分复用器件向小型化发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种波分复用器件，以至少部分解决现有技术中波分复用器件采用单一玻璃管固定而导致的材料成本较高，体积较大的技术问题。

该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提出了一种波分复用器件，包括：

反射组件，所述反射组件包括双光纤尾纤、第一透镜和滤波片，所述双光纤尾纤的内侧端面与所述第一透镜的一端粘接固定，所述第一透镜的另一端通过第一连接组件与所述滤波片相固定；

透镜组件，所述透镜组件包括第二透镜，所述第二透镜的一端通过第二连接组件与所述滤波片相固定；

单光纤尾纤，所述第二透镜的另一端与所述单光纤尾纤粘接固定。

进一步地，所述第一连接组件包括：

第一玻璃管，所述第一透镜套装固定于所述第一玻璃管内；

第二玻璃管，所述第二玻璃管套装固定于所述第一玻璃管内，并与所述滤波片粘接固定。

进一步地，所述第二连接组件包括：

第三玻璃管，所述第二透镜套装固定于所述第三玻璃管内；

第四玻璃管，所述第四玻璃管套装固定于所述第三玻璃管内，并与所述滤波片粘接固定。

进一步地，所述双光纤尾纤与所述第一透镜的粘接面、所述第二玻璃管与所述滤波片的粘接面、所述第二透镜与所述单光纤尾纤的粘接面，以及所述第四玻璃管与所述滤波片的粘接面均由UV胶水形成。

进一步地，各所述粘接面均填满所述UV胶水。

进一步地，所述滤波片为薄膜滤波片。

进一步地，所述薄膜滤波片为CWDM、DWDM、FWDM、BWDM或Tap分光膜片。

进一步地，所述第一透镜和/或所述第二透镜为球面透镜。

本发明所提供的波分复用器件包括反射组件、透镜组件和单光纤尾纤，所述反射组件包括双光纤尾纤、第一透镜和滤波片，所述双光纤尾纤的内侧端面与所述第一透镜的一端粘接固定，所述第一透镜的另一端通过第一连接组件与所述滤波片相固定；所述透镜组件包括第二透镜，所述第二透镜的一端通过第二连接组件与所述滤波片相固定；所述第二透镜的另一端与所述单光纤尾纤粘接固定。这样，该波分复用器件的部分结构采用粘接的方式进行固定，解决了现有技术中波分复用器件采用玻璃管固定而导致的材料成本较高，体积较大的技术问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1为无源波分复用系统信号传输示意图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的波分复用器件的结构示意图；

图3为图1中A-A方向的截面图；

图4为图1中所示波分复用器件中反射组件的结构示意图；

图5-1为本发明所提供的波分复用器件的光路示意图；

图5-2为传统波分复用器件的光路示意图。

附图标记如下：

1-双光纤尾纤；2-第一透镜；3-滤波片；4-单光纤尾纤；

5-第二透镜；6-粘接面；7-第一玻璃管；8-第二玻璃管；9-第三玻璃管；

10-第四玻璃管。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了克服现有技术中波分复用器件采用玻璃管安装导致的材料成本高，器件体积较大的问题，本发明所提供的波分复用器件部分位置采用粘接的方式进行固定连接，并且采用球面透镜替代现有的自聚焦透镜，从而实现了节约材料成本，减小器件体积的目的。

在一种具体实施方式中，本发明提出的波分复用器件，如图2和图4所示，以三端口波分复用器件为例，该波分复用器件包括反射组件、透镜组件和单光纤尾纤4，其中，反射组件包括双光纤尾纤1、第一透镜2和滤波片3，所述双光纤尾纤1的内侧端面与所述第一透镜2的一端粘接固定，所述第一透镜2的另一端通过第一连接组件与所述滤波片3相固定，所述透镜组件包括第二透镜5，所述第二透镜5的一端通过第二连接组件与所述滤波片3相固定，第二透镜5的另一端与所述单光纤尾纤4粘接固定。其中，双光纤尾纤1的内侧端面是指靠近单光纤尾纤4的一侧端面。

上述双光纤尾纤1的其中一根光纤形成公共端口，另一根光纤形成反射端口，从公共端口进光，反射端口接收光进行光学耦合。该双光纤尾纤1不限于普通间距、大间距(从125～180um间距)类型等。

具体地，所述第一连接组件包括第一玻璃管7和第二玻璃管8，所述第一透镜2套装固定于所述第一玻璃管7内，所述第二玻璃管8套装固定于所述第一玻璃管7内，并与所述滤波片3粘接固定。也就是说，第一透镜2与滤波片3之间是通过双重玻璃管固定连接的，能够保证第一透镜2与滤波片3之间具有较好的安装稳定性和可靠性；同时，滤波片3与第二玻璃管8的端面之间采用粘接固定的形式，能够进一步降低材料成本和器件体积。

与上述结构相类似地，所述第二连接组件包括第三玻璃管9和第四玻璃管10，所述第二透镜5套装固定于所述第三玻璃管9内，所述第四玻璃管10套装固定于所述第三玻璃管9内，并与所述滤波片3粘接固定。也就是说，第二透镜5与滤波片3之间是通过双重玻璃管固定连接的，能够保证第二透镜5与滤波片3之间具有较好的安装稳定性和可靠性；同时，滤波片3与第四玻璃管10的端面之间采用粘接固定的形式，能够进一步降低材料成本和器件体积。

其中，第一玻璃管7和第三玻璃管9为连接用玻璃管，其作用为连接并承载光学结构；第二玻璃管8和第四玻璃管10为焦距玻璃管，其作用为保持滤波片3在透镜的前焦距位置并粘接固定滤波片3。

双光纤尾纤1与所述第一透镜2的粘接面6、所述第二玻璃管8与所述滤波片3的粘接面、所述第二透镜5与所述单光纤尾纤4的粘接面，以及所述地四玻璃管与所述滤波片3的粘接面均由UV胶水形成。也就是说，各处需要粘接的位置均采用UV固化为主，以便使得胶水的折射率能够更好的匹配所粘接的光学材料的折射率。

为了保证粘接效果以及光线传导效果，如图3所示，各所述粘接面6均填满所述UV胶水。胶水完全充满相互粘接的零部件的两两之间的接触面，使得光束必然经过此胶水传导。从理论上来讲，UV胶水也可以以点涂的方式设置在接触面上。

具体地，所述滤波片3为薄膜滤波片3，所述薄膜滤波片3为CWDM、DWDM、FWDM、BWDM或Tap分光膜片。

进一步地，所述第一透镜2和/或所述第二透镜5为球面透镜，也就是C透镜(C-Lens)。

上述具体实施方式所提供的波分复用器件的安装过程为，如图1所示，先组装反射组件(双光纤尾纤1、第一透镜2、第一玻璃管7、第二玻璃管8和滤波片3形成的组件)，即先用胶水将滤波片3粘贴到第二玻璃管8的端面上，将第一透镜2插入到第一玻璃管7，然后将第二玻璃管8的另一端插入到第一玻璃管7的另一端，再将双光纤尾纤1的斜端面与第一透镜2的斜端面平行对齐，将双光纤尾纤1的两根光纤中，其中一根光纤定义为公共端口，则另一根光纤为反射端口。从公共端口进光，反射端口接收光进行光学耦合，当反射损耗达到要求，就完成反射组装。最后在双光纤尾纤1的斜端面与第一透镜2的斜端面之间直接点入UV胶水，重新调整，使得反射损耗达到要求，然后使用UV光照射固化胶水，即完成反射组件的制作和调整。

而后再将第二透镜5插入到第三玻璃管9中，然后将第四玻璃管10的一端插入到第三玻璃管9的另一端，做成一个透镜组件，再将透镜组件单光纤尾纤4进行组装，将反射组件的公共端口作为进光，单光纤尾纤4作为出光的端口进行透射光学耦合，当透射的插入损耗满足要求后，在滤波片3与第二透镜5、第二透镜5与单光纤尾纤4之间的界面点上UV胶水，再重新进行光学耦合，当透射的插入损耗满足要求后，用UV光照射固化胶水。

在上述具体实施方式中，本发明所提供的波分复用器件包括反射组件、透镜组件和单光纤尾纤4，所述反射组件包括双光纤尾纤1、第一透镜2和滤波片3，所述双光纤尾纤1的内侧端面与所述第一透镜2的一端粘接固定，所述第一透镜2的另一端通过第一连接组件与所述滤波片3相固定；所述透镜组件包括第二透镜5，所述第二透镜5的一端通过第二连接组件与所述滤波片3相固定，所述第二透镜5的另一端与所述单光纤尾纤4粘接固定。

本发明所提供的波分复用器件通过采用全胶式粘连的结构形式，替代了现有技术中空气与镀增透膜相结合的结构形式，更有利于光线聚集，减小光传输损耗。从原理上来讲，由于光纤的折射率为1.45，本发明选择的UV胶水与光纤的折射率基本一致，因此光线在界面中传输相对稳定，且光线穿过固体的折射角本身要比空气的折射角小，在传输相同的距离时光分散小，更有利于光线聚集，所以光传输损耗较小。

更进一步地，本发明所提供的波分复用器件中，由于C透镜和自聚焦透镜的光学聚焦特性不同，使得其反射组件的光路与现有光路存在本质上的不同。具体地，如图5-1和5-2所示，两种设计都可随机选择左侧双光纤尾纤中的一根光纤作为光输入端，经过透镜的聚焦特性到达滤波片的反射面，滤波片将反射波长反射回到透镜内部，再经过透镜的聚焦特性到达反射接收光纤端。两种透镜的聚焦特性差异分别为：C透镜内部光线轨迹是直线传输，但经过曲面时出射的光线在焦平面汇聚，而自聚焦透镜内部光线轨迹因内部材质折射率变化而呈梯度曲线传输，出射的光线同样最终在焦平面汇聚，因此两者设计的焦平面距离是不同的，光传输方式也有所不同，但两者设计对光学传输性能的影响是一样的。

这样，该波分复用器件的部分结构采用粘接的方式进行固定，并通过光路的改变，解决了现有技术中波分复用器件采用玻璃管固定而导致的材料成本较高，体积较大的技术问题。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。