集成式波分复用器

技术领域

本发明涉及光通信及系统领域，特别涉及光通信器件用波分复用器件，具体是指一种集成式波分复用器。

背景技术

薄膜滤波片技术是目前光波分复用器件常用的技术之一，常规产品都是单器件制作，也就是业界所谓的3端口器件，包括公共端，透射端和反射端。对于多个波长的需求，目前采用多个单器件生产结束后，采用熔接的方式进行两两连接，实现多个波长的分波或合波。

随着网络带宽需求越来越大，速率越来越高，对光纤传输的需求量也越来越大。因此光纤也越来越紧张。波分复用技术是解决光纤紧张的最有效直接的解决办法。尤其对5G建设来说，基站建设密度大，光纤需求量也越来越多。目前国内各大运营商AAU和DU连接采用的都是波分复用技术，其中使用关键器件就是波分复用器件。

附件1公开了一种波小型自由空间波分复用器，其包括Z-Block、一个透镜阵列与一个光纤阵列，Z-Block的一侧面为光信号传输面且形成有相互间隔的第一传输面和第二传输面，所述的第一传输面包括若干并排设置的滤波片，且若干滤波片具有不同的工作波长，所述的第二传输面包括增透光学片，透镜阵列与Z-Block的第一传输面和第二传输面相对，且具有与增透光学片和若干滤波片一一对应并相对的透镜单元，光纤阵列与透镜阵列相对，且具有若干与透镜阵列的透镜单元一一对应的子光纤。

附件2公开了一种小型的波分复用器，其包括单光纤准直器、Z-Block、透镜阵列与光纤阵列，所述Z-Block包括平行基板与固定在平行基板的多块膜片，膜片对特定的波长进行透射并反射剩余波长的光到下一个膜片，所述透镜阵列安装在Z-Block与光纤阵列之间，从Z-Block出射的光束通过透镜阵列耦合至光纤阵列，单光纤准直器、Z-Block、透镜阵列及光纤阵列在同一个基片上。

附件1和附件2均采用Z-Block对光束进行行反射，复合光束中不能穿过滤波片或膜片的光束被反射进入Z-Block内传输，再由Z-Block反射至另一滤波片或膜片处，直至全部波长的光束均通过滤波片，实现不同波长光束的波分，这种采用Z-Block反射光束的结构，在波分复用器的制造过程中需多次对其进行调光，以至波分复用器的生产效率低，提高了波分复用器的生产成本，现有采用Z-Block反射光束，光束被多次反射，反射中产生的损失多，并且该种产品的体积大，不利于网络的铺设。

附件1：授权公告号是CN211955900U的中国实用新型专利公告文件。

附件2：申请公布号是CN110927883A的中国发明专利申请公布文件。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成式波分复用器，解决现有技术中波分复用器由于需要多次调光而致生产效率低的技术缺陷。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：集成式波分复用器，包括设置于模块盒体内的第一透镜阵列、第一光纤阵列、第二透镜阵列和第二光纤阵列，第一透镜阵列与第二透镜阵列相向设置，第一光纤阵列和第二光纤阵列分别设置于第一透镜阵列和第二透镜阵列相互远离的一侧，第一光纤阵列包括N根自前向后并列设置的U形的第一光纤，并且第一光纤的端部朝向第一透镜阵列的方向设置，第一透镜阵列上靠近第二透镜阵列的一侧设置有滤波片，各滤波片分别供不同波长的光束通过并反射不能通过的其它波长的光束，被滤波片反射的光束在第一光纤中传输至下一滤波片处，以通过下一滤波片或者被下一滤波片反射至下一根第一光纤内传输，第二光纤阵列包括M根自前向后间隔设置的第二光纤，第二光纤用于传输穿过滤波片的单一波长的光束或者向第一透镜阵列传输包含多种波长的光束，其中N是大于或等于2的自然数，M=N+1。本发明中设置第一光纤阵列，采用多根U形的第一光纤传输光束，相较于现有技术采用Z-Block的方式，本发明在第一光纤阵列与第二光纤阵列对光调式时，仅需监控首尾通道的插入损耗值，首尾通道调试合格后，仅需测试中间波长通道即可，相较于现有技术中每根光纤通道均需测试，本发明极大地减少了调光测试的时间，提高了波分复用器的生产效率。

作为本发明的进一步改进，还包括第一光纤固定件，第一光纤固定件用于固定第一光纤，第一光纤固定件包括第一基板和第一盖板，第一盖板设置于第一基板上，第一光纤的端部位于第一基板与第一盖板之间并被夹紧固定。本发明设置第一光纤固定件，通过第一基板与第一盖板夹紧第一光纤，对第一光纤进行固定，同时也方便将第一光纤阵列固定在模块盒体内。

作为本发明的进一步改进，第一盖板的长度小于第一基板的长度，第一光纤远离第一透镜阵列处采用光敏胶固定在第一基板上。本发明中第一基板的长度较大，采用光敏胶将第一光纤固定在第一基板上，提高第一光纤的稳定性，避免在后续使用中第一光纤相对第一基板发生位移而降低本发明整体的使用效果。

作为本发明的进一步改进，第一基板上开设有N个V形槽组，V形槽组的一端朝向第一透镜阵列，每个V形槽组均包括并列开设的第一V形槽单元和第二V形槽单元，每根第一光纤的两端分别位于相邻两个V形槽组的第一V形槽单元和第二V形槽单元内。本发明在第一基板上开设V形槽组，第一光纤放置于V形槽组内，一方面便于第一光纤的定位，方便第一光纤阵列的制造，另一方面有效的避免在制造过程中第一光纤在第一基板与第一盖板之间发生滚动。

作为本发明的进一步改进，最前方一个V形槽组的第一V形槽单元内和最后方一个V形槽组的第二V形槽单元内分别设置有第一入射光纤和第二入射光纤。本发明设置第一入射光纤和第二入射光纤，将光束入射与波分后的光纤分设于波分复用器的两侧，减少使用时的干扰，本发明中第一入射光纤和第二入射光纤均可输入复合的光束，提高本发明使用的便捷性，并且第一入射光纤和第二入射光纤方便对本发明进行调试。

作为本发明的进一步改进，还包括第二光纤固定件，第二光纤固定件用于固定第二光纤，第二光纤固定件包括第二基板和第二盖板，第二盖板设置于第二基板上，第二光纤的一端设置于第二基板与第二盖板之间并夹紧在两者之间。本发明设置第二光纤固定件，第二基板与第二盖板将第二光纤夹紧在两者之间以对第二光纤进行固定，也便于后续将第二光纤阵更固定在模块盒体内。

作为本发明的进一步改进，第二盖板的长度小于第二基板的长度，第二基板上远离第二透镜阵列的一端设置有光敏胶用于第二光纤与第二基板的固定。本发明中第二固定底板的长度较大，采用光敏胶对第二光纤进行固定，提高第二光纤阵列的稳定性。

作为本发明的进一步改进，第二基板上间隔的开设有M个V形固定槽，第二光纤的一端设置于V形固定槽内。本发明开设V形固定槽，一方面对第二光纤的安装进行限位，另一方面避免第二光纤在第二基板上滚动，提高第二光纤与第二基板连接的稳定性。

作为本发明的进一步改进，第一透镜阵列靠近第一光纤阵列的一端的端面为斜面并且镀有增透膜，其顶端朝向第二透镜阵列的方向倾斜的角度为α；第二透镜阵列靠近第二光纤阵列的一端的端面为斜面并且镀有增透膜，其顶端朝向第一透镜阵列的方向倾斜的角度为β；其中α=β。本发明在第一透镜阵列和第二透镜阵列上镀有增透膜，增强两者的通透性，减少光束通过时的损失。

作为本发明的更进一步改进，α=β=8°，用于降低产品的回波损耗，提高产品性能。

综上所述，本发明的有益效果是：本发明由于采用第一光纤阵列，在制造时减少了调光测试的次数，从而提高波分复用器的生产效率，降低波分复用器的生产成本；本发明采用第一光纤阵列对滤波片反射的光束进行传输，减少了光束反射的损失；本发明集成度高，更加易于网络铺设的应用。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是反映本发明中第一光纤阵列的端面示意图。

图4是反映本发明中第二光纤阵列的端面示意图。

其中：1、第一透镜阵列；2、第一光纤阵列；3、第二透镜阵列；4、第二光纤阵列；5、第一光纤；6、滤波片；7、第二光纤；8、第一基板；9、第一盖板；10、第一V形槽单元；11、第二V形槽单元；12、第一入射光纤；13、第二入射光纤；14、第二基板；15、第二盖板；16、V形固定槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。本发明定义图2的上、下、左、右分别为方向前、后、左、右。

实施例1

如图1和图2所示的集成式波分复用器，包括设置于模块盒体（图中未示出）内的第一透镜阵列1、第一光纤阵列2、第二透镜阵列3和第二光纤阵列4，本发明中第一透镜阵列1和第二透镜阵列3本身的结构系现有技术，第一透镜阵列1与第二透镜阵列3相向设置，并且第一透镜阵列1与第二透镜阵列3相向的面均为竖直平面，第一光纤阵列2和第二光纤阵列4分别设置于第一透镜阵列1和第二透镜阵列3相互远离的一侧，本实施例中的第一透镜阵列1、第一光纤阵列2、第二透镜阵列3和第二光纤阵列4可采用胶粘的方式固定在模块盒体内，在生产过程中，第一光纤阵列2进行调光耦合，第二透镜阵列3与第二光纤阵列4进行调光，以保证插入损耗最小。

本实施例中的第一光纤阵列2包括N根自前向后并列设置的U形的第一光纤5，并且第一光纤5的两端部均朝向第一透镜阵列1的方向设置，其中N是大于或等于2的自然数，第一透镜阵列1上靠近第二透镜阵列3的一侧设置有滤波片6，本实施例中的滤波片6采用光敏胶粘贴在第一透镜阵列1上，各个滤波片6分别供不同波长的光束通过并反射不能通过的其它波长的光束，被滤波片6反射的光束在第一光纤5中传输至下一过滤波片6处，以通过下一滤波片6或者被下一滤波片6继续反射至下一根第一光纤5内传输。

本实施例中的第二光纤阵列4包括M根自前向后等间隔设置的第二光纤7，第二光纤7用于传输穿过滤波片6的单一波长的光束或者向第一透镜阵列1传输包含多种波长的光束，其中：M=N+1，本实施例中滤波片6的数量为M个。

为了方便第一光纤5的固定，本实施例设置有第一光纤固定件，第一光纤固定件用于固定第一光纤5，本实施例中的第一光纤固定件包括第一基板8和第一盖板9，第一盖板9设置于第一基板8上，本实施例中的第一基板8和第一盖板9可采用胶粘或者螺栓连接等方式安装，第一光纤5的端部位于第一基板8与第一盖板9之间并被夹紧固定以阻止第一光纤5在使用时发生滚动等。本实施例中第一盖板9的长度小于第一基板8的长度并且第一固定底板9与第一基板8靠近第一透镜阵列1一端的端面共面，第一光纤5远离第一透镜阵列1处采用光敏胶固定在第一基板8上。

本实施例为了方便第二光纤7的固定，本实施例设置有第二光纤固定件，第二光纤固定件用于固定第二光纤7，本实施例中的第二光纤固定件包括第二基板14和第二盖板15，第二盖板15设置于第二基板14上，本实施例中第二盖板15和第二基板14的连接方式和第一盖板9与第一基板8的连接方式相同，第二光纤7的一端设置于第二基板14与第二盖板15之间并夹紧在两者之间。本实施例中第二盖板15的长度小于第二基板14的长度，第二基板14与第二盖板15靠近第二透镜阵列3一端的端面共面，第二基板14上远离第二透镜阵列3的一端设置有光敏胶用于第二光纤7与第二基板14的固定。

本实施例中第一透镜阵列1靠近第一光纤阵列2的一端的端面为斜面并且镀有增透膜，第一光纤阵列2上斜面的顶端朝向第二透镜阵列3的方向倾斜的角度为α，本实施例中第一基板8和第一盖板9靠近第一透镜阵列1一端的端面设置有与第一透镜阵列1端面相适配的倾斜角度；第二透镜阵列3靠近第二光纤阵列4的一端的端面为斜面并且镀有增透膜，其顶端朝向第一透镜阵列1的方向倾斜的角度为β，第二基板14和第二盖板15，其中α=β，本实施例优选的α=β=8°。

实施例2

本实施例系对实施例1的进一步改进，与实施例1相比，本实施例中第一基板8上等间隔的开设有N个V形槽组，如图3所示，本实施例中V形槽组的一端朝向第一透镜阵列1并且与第一透镜阵列1垂直，每个V形槽组均包括并列开设的第一V形槽单元10和第二V形槽单元11，每根第一光纤5的两端分别位于相邻两个V形槽组的第一V形槽单元10和第二V形槽单元11内，本实施例中在与第一透镜阵列1上靠近第二透镜阵列3一侧与每个V形槽组相对的部位均采用光敏胶粘贴一个滤波片6，除可穿过滤波片6的光束外，其余波长的光束从其中一根第一光纤5经由滤波片6的反射进入同一V形槽组内的另一根第一光纤5传输。本实施例中的第一V形槽单元10和第二V形槽单元11深度相等，并且在第一光纤5放置于其中时，第一光纤5的最高处略高于第一基板8的上表面，使第一光纤5与第一光纤固定件的配合更牢固。本实施例中其余部分的结构与实施例1相同，具体可参考实施例1，本实施例不予赘述。

实施例3

本实施例系在实施例2的基础上所做的更进一步的改进，与实施例2相比，本实施例在最前方一个V形槽组的第一V形槽单元10内和最后方一个V形槽组的第二V形槽单元11内分别设置有第一入射光纤12和第二入射光纤13，并且第一入射光纤12与第二入射光纤13与第一基板8亦采用光敏胶固定，本实施系列中的第二入射光纤13的尾部弯曲，在整个集成式波分复用器制造完成并调试后，将第二入射光纤13尾部多余的部分剪除或者缠绕，本实施例中波分复用器的调式与平面光波、分路器调试中所用的方法相同，系现有持术，本实施例不予详述。本实施例其余部分的结构与实施例2相同，具体可参考实施例2，本实施例不予赘述。

实施例4

本实施例系对实施例3所做的进一步改进，与实施例3相比，本实施例中第二基板14上等间隔的开设有M个V形固定槽16，第二光纤7的一端设置于V形固定槽16内，如图4所示。本实施例中第二光纤7放置于V形固定槽16内后，第二光纤7的最高处略高于第二光纤基板14的上表面，使第二光纤7与第二光纤固定件的配合更牢固。本实施例中其余部分的结构与实施例3相同，具体可参考实施例3，本实施例不予赘述。

本实施例以6通道粗波分产品进行举例说明，相邻两个V形槽组间的距离为1.8mm，第一V形槽单元10和第二V形槽单元11底部尖角间的距离为0.127mm，相邻两个V形固定槽16间的距离也是1.8mm，在第一透镜阵列1上靠近第二透镜阵列3采用光敏粘贴的滤波片6数量为6个，在使用时，从第二入射光纤13入射的复合光束包含波长为λ

以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现。而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。