CN211123506U - 一种偏振光合波装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学领域，具体涉及一种偏振光合波装置；所述偏振光合波装置包括至少一个输入模块、一个输出模块以及设置在输入模块与输出模块之间的第一波片，所述输入模块包括第一PBS件和第二波片，所述输出模块为第二PBS件，其中，多路S偏振光依次经过输入模块、第一波片以及输出模块后，合波成1路光进行输出；与现有技术相比，本实用新型通过设计一种偏振光合波装置，将分光片镀膜技术融入到产品中，灵活运用偏振分光和消偏振分光技术，实现偏振光合波功能，不仅平衡了各通道的光程差异，而且其工艺简单可靠，有效增加了其稳定性。

Description

一种偏振光合波装置

技术领域

本实用新型涉及光学领域，具体涉及一种偏振光合波装置。

背景技术

光模块(optical module)由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分，其发射端、接收端的光学组件是必不可少的，传统方案中薄膜型滤光片(Thin Film Filter，简称TFF)和阵列波导(Array Waveguide Grating,简称AWG)是最常用的选择；但阵列波导器件由于隔离度、插损、温度稳定差，因此，对于通道数少的情况，薄膜型滤光片器件在温度稳定性、隔离度、插损以及信号通带内平坦度等方面具有很大的优势。

随着光通信的发展，对器件的要求越来越高，表现在小型化、可靠性、稳定性等方面。目前薄膜型滤光片结构的复用/解复用光组件(Glass Block+Filter)应用已经比较成熟，但由于该类型组件中各路光程差异较大、光束质量存在一致性差、耦合装配精度要求高、尺寸大等方面原因，该类组件在高速光通信市场逐渐失去优势。

因此，需要设计一种新型的偏振光合波装置，以解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种偏振光合波装置，克服了现有技术中各路光程差异较大、光束质量存在一致性差、耦合装配精度要求高、尺寸大等方面的缺陷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种偏振光合波装置，用于多路S偏振光的合波，其优选方案在于：所述偏振光合波装置包括至少一个输入模块、一个输出模块以及设置在输入模块与输出模块之间的第一波片，所述输入模块包括第一PBS件和第二波片，所述输出模块为第二PBS件，其中，多路S偏振光依次经过输入模块、第一波片以及输出模块后，合波成1路光进行输出。

其中，较佳方案为所述第一PBS件包括第一全反射面、第一PBS镀膜面和第一吸收面，所述第二波片设置在第一PBS镀膜面与第一吸收面之间，其中，未经过第二波片的S偏振光经第一全反射面反射后，射入第一PBS镀膜面，再经第一PBS镀膜面反射至第一波片；经过第二波片的S偏振光偏振态发生改变后，射入第一PBS镀膜面并经其透射至第一波片。

其中，较佳方案为所述第一全反射面与第一PBS镀膜面平行设置。

其中，较佳方案为所述第二PBS件包括第二全反射面、第二PBS镀膜面和第二吸收面，其中，多路S偏振光经过输入模块以及第一波片后射入第二PBS件，所述第二PBS件将其部分光进行反射或透射至第二吸收面进行吸收，将其另一部分光进行透射或反射并输出。

其中，较佳方案为所述第二全反射面与第二PBS镀膜面平行设置。

为解决现有技术的问题，本实用新型还提供一种偏振光合波装置，用于多路S偏振光的合波，其优选方案在于：所述偏振光合波装置包括至少一个输入模块和一个输出模块，所述输入模块包括第三PBS件和第三波片，所述输出模块为NPBS件，其中，多路S偏振光依次经过所述输入模块和输出模块后，合波成1路光进行输出。

其中，较佳方案为所述第三PBS件包括第三全反射面、第三PBS镀膜面和第三吸收面，所述第三波片设置在第三PBS镀膜面与第三吸收面之间，其中，未经过第二波片的S偏振光经第一全反射面反射后，射入第一PBS镀膜面，再经第一PBS镀膜面反射至输出模块；经过第二波片的S偏振光偏振态发生改变后，射入第一PBS镀膜面并经其透射至输出模块。

其中，较佳方案为所述NPBS件包括第四全反射面、NPBS镀膜面和第四吸收面，其中，多路S偏振光经过输入模块后射入NPBS件，所述NPBS件将其部分光进行反射或透射至第四吸收面进行吸收，将其另一部分光进行透射或反射并输出。

其中，较佳方案为所述第三全反射面与第三PBS镀膜面平行设置。

其中，较佳方案为所述第四全反射面与NPBS镀膜面平行设置。

本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过设计一种偏振光合波装置，将分光片镀膜技术融入到产品中，灵活运用偏振分光和消偏振分光技术，实现偏振光合波功能，不仅平衡了各通道的光程差异，而且其工艺简单可靠，有效增加了其稳定性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型中的一种偏振光合波装置的结构示意图一；

图2是本实用新型中的一种偏振光合波装置的合波原理示意图一；

图3是本实用新型中的一种偏振光合波装置的结构示意图二；

图4是本实用新型中的一种偏振光合波装置的合波原理示意图二；

图5是本实用新型中的一种偏振光合波装置的结构示意图三；

图6是本实用新型中的一种偏振光合波装置的合波原理示意图三；

图7是本实用新型中的一种偏振光合波装置的结构示意图四；

图8是本实用新型中的一种偏振光合波装置的合波原理示意图四。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1-图4所示，本实用新型提供一种偏振光合波装置的最佳实施例。

一种偏振光合波装置，用于多路S偏振光的合波，所述偏振光合波装置包括至少一个输入模块、一个输出模块以及设置在输入模块与输出模块之间的第一波片，所述输入模块包括第一PBS件和第二波片，所述输出模块为第二PBS件，其中，多路S偏振光依次经过输入模块、第一波片以及输出模块后，合波成1路光进行输出。

方案一

在本方案中以4路S偏振光的合波为例做详细说明，所述偏振光合波装置用于4路S偏振光的合波，参考图1，所述偏振光合波装置包括一个输入模块、一个输出模块200以及一个设置在输入模块与输出模块200之间的第一波片300，所述输入模块包括第一PBS件110和第二波片120，所述输出模块200为第二PBS件，其中，4路S偏振光依次经过输入模块、第一波片以及输出模块后，合波成1路光进行输出。

具体地，所述第一PBS件110包括第一全反射面111、第一PBS镀膜面112和第一吸收面113，所述第二波片120设置在第一PBS镀膜面112与第一吸收面113之间。

进一步地，所述第二PBS件200包括第二全反射面210、第二PBS镀膜面220和第二吸收面230。

其中，所述第一全反射面111与第一PBS镀膜面112平行设置；所述第二全反射面210与第二PBS镀膜面220平行设置。

具体地，并参考图2，未经过第二波片120的1号光经第一全反射面111后反射至第一PBS镀膜面112，再经第一PBS镀膜面112反射至第一波片300，所述反射过来的1号光经过所述第一波片300后偏振态改变，即变为P偏振态，所述P偏振光射向第二PBS镀膜面220，其一部分光直接经第二PBS镀膜面220透射至输出口输出，另一部分光经第二PBS镀膜面220反射至第二吸收面230进行吸收；未经过第二波片120的2号光经第一全反射面111后反射至第一PBS镀膜面112，再经第一PBS镀膜面112反射至第一波片300，所述反射过来的1号光经过所述第一波片300后偏振态改变，即变为P偏振态，所述P偏振光射向第二PBS镀膜面220，其一部分光直接经第二PBS镀膜面220反射至输出口输出，另一部分光经第二PBS镀膜面220透射至第二吸收面230进行吸收；经过第二波片120的3号光和4号光，偏振态均发生改变，变为P偏振态，再经第一PBS镀膜面112透射至第一波片300，其中，3号光穿过第一波片300后射向第二PBS镀膜面，其一部分光直接经第二PBS镀膜面220透射至输出口输出，另一部分光经第二PBS镀膜面220反射至第二吸收面230进行吸收，4号光穿过第一波片300后射向第二PBS镀膜面，其一部分光直接经第二PBS镀膜面220反射至输出口输出，另一部分光经第二PBS镀膜面220透射至第二吸收面230进行吸收。

方案二

在本方案中以4路S偏振光的合波为例做详细说明，所述偏振光合波装置用于4路S偏振光的合波，参考图3，所述偏振光合波装置包括两个输入模块、一个输出模块200’以及一个设置在输入模块与输出模块200’之间的第一波片300’，所述输入模块均包括PBS件A1、A2和第二波片B1、B2，所述输出模块200’为第二PBS件，其中，4路S偏振光依次经过输入模块、第一波片以及输出模块后，合波成1路光进行输出。

具体地，所述PBS件A1、A2包括第一全反射面A11、A21和第一PBS镀膜面A12、A22和第一吸收面A13、A23，所述第二波片B1设置在PBS镀膜面A12与第一吸收面A13之间，所述第二波片B2设置在PBS镀膜面A22与第一吸收面A23之间。

进一步地，所述第二PBS件200’包括第二全反射面210’、第二PBS镀膜面220’和第二吸收面230’。

其中，所述第一全反射面A11、A21与第一PBS镀膜面A12、A22均平行设置；所述第二全反射面210’与第二PBS镀膜面220’平行设置。

具体地，并参考图4，未经过第二波片B1、B2的1号光经第一全反射面A11后反射至第一PBS镀膜面A12，再经第一PBS镀膜面A12反射至第一波片300’，所述反射过来的1号光经过所述第一波片300’后偏振态改变，即变为P偏振态，所述P偏振光射向第二PBS镀膜面220’，其一部分光直接经第二PBS镀膜面220’透射至输出口输出，另一部分光经第二PBS镀膜面220’反射至第二吸收面230’进行吸收；未经过第二波片B1、B2的3号光经第一全反射面A21后反射至第一PBS镀膜面A22，再经第一PBS镀膜面A22反射至第一波片300’，所述反射过来的3号光经过所述第一波片300’后偏振态改变，即变为P偏振态，所述P偏振光射向第二PBS镀膜面220’，其一部分光直接经第二PBS镀膜面220’反射至输出口输出，另一部分光经第二PBS镀膜面220’透射至第二吸收面230进行吸收；经过第二波片B1的2号光和经过第二波片B2的4号光，偏振态均发生改变，变为P偏振态，再分别经第一PBS镀膜面A12、A22透射至第一波片300’，其中，2号光穿过第一波片300’后射向第二PBS镀膜面220’，其一部分光直接经第二PBS镀膜面220’透射至输出口输出，另一部分光经第二PBS镀膜面220’反射至第二吸收面230’进行吸收，4号光穿过第一波片300’后射向第二PBS镀膜面220’，其一部分光直接经第二PBS镀膜面220’反射至输出口输出，另一部分光经第二PBS镀膜面220’透射至第二吸收面230’进行吸收。

如图5-图8所示，本实用新型提供一种偏振光合波装置的最佳实施例。

一种偏振光合波装置，用于多路S偏振光的合波，所述偏振光合波装置包括至少一个输入模块和一个输出模块，所述输入模块包括第三PBS件和第三波片，所述输出模块为NPBS件，其中，多路S偏振光依次经过所述输入模块和输出模块后，合波成1路光进行输出。

方案一

在本方案中以4路S偏振光的合波为例做详细说明，所述偏振光合波装置用于4路S偏振光的合波，参考图5，所述偏振光合波装置包括一个输入模块400、一个输出模块500，所述输入模块400包括第三PBS件410和第三波片420，所述输出模块500为NPBS件，其中，4路S偏振光依次经过所述输入模块400和输出模块500后，合波成1路光进行输出。

具体地，所述第三PBS件410包括第三全反射面411、第三PBS镀膜面412和第三吸收面413，所述第三波片420设置在第三PBS镀膜面412与第三吸收面413之间。

进一步地，所述NPBS件500包括第四全反射面510、NPBS镀膜面520和第四吸收面530。

其中，所述第三全反射面411与第三PBS镀膜面412平行设置。

其中，较佳方案为所述第四全反射面510与NPBS镀膜面520平行设置。

具体地，并参考图6,1号光经第三全反射面411反射至第三PBS镀膜面412，再由第三PBS镀膜面412反射至NPBS镀膜面520，进一步地，所述1号光通过NPBS镀膜面520后，一部分光经NPBS镀膜面520反射至第四吸收面530进行吸收，另一部分光经NPBS镀膜面520透射至输出口输出；2号光经第三全反射面411反射至第三PBS镀膜面412，再由第三PBS镀膜面412反射至第四全反射面510，再通过第四全反射面510反射至NPBS镀膜面520，进一步地，所述2号光通过NPBS镀膜面520后，一部分光经NPBS镀膜面520透射至第四吸收面530进行吸收，另一部分光经NPBS镀膜面520反射至输出口输出；3号光经过第三波片420后，偏振态发生改变，并射向第三PBS镀膜面412，经第三PBS镀膜面412透射至NPBS镀膜面520，一部分光经NPBS镀膜面520反射至第四吸收面530进行吸收，另一部分光经NPBS镀膜面520透射至输出口输出；4号光经过第三波片420后，偏振态发生改变，并射向第三PBS镀膜面412，经第三PBS镀膜面412透射至第四全反射面510，再通过第四全反射面510反射至NPBS镀膜面520，所述4号光通过NPBS镀膜面520后，一部分光经NPBS镀膜面520透射至第四吸收面530进行吸收，另一部分光经NPBS镀膜面520反射至输出口输出。

方案四

在本方案中以4路S偏振光的合波为例做详细说明，所述偏振光合波装置用于4路S偏振光的合波，参考图7，所述偏振光合波装置包括两个输入模块和一个输出模块500’，所述输入模块分别包括PBS件C1、C2和第三波片D1、D2，所述输出模块500为NPBS件，其中，4路S偏振光依次经过所述输入模块和输出模块500’后，合波成1路光进行输出。

具体地，所述PBS件C1、C2包括第三全反射面C11、C21和第三PBS镀膜面C12、C22和第三吸收面C13、C23，所述第三波片D1设置在第三PBS镀膜面C12与第三吸收面C13之间；所述第三波片D2设置在第三PBS镀膜面C22与第三吸收面C23之间。

进一步地，所述NPBS件500’包括第四全反射面510’、NPBS镀膜面520’和第四吸收面530’。

其中，所述第三全反射面C11与第三PBS镀膜面C12平行设置；所述第三全反射面C21与第三PBS镀膜面C22平行设置。

其中，较佳方案为所述第四全反射面510’与NPBS镀膜面520’平行设置。

具体地，并参考图8，1号光经第三全反射面C11反射至第三PBS镀膜面C12，再由第三PBS镀膜面C12反射至NPBS镀膜面520’，进一步地，所述1号光通过NPBS镀膜面520’后，一部分光经NPBS镀膜面520’反射至第四吸收面530’进行吸收，另一部分光经NPBS镀膜面520’透射至输出口输出；3号光经第三全反射面C21反射至第三PBS镀膜面C22，再由第三PBS镀膜面C22反射至第四全反射面510’，再通过第四全反射面510’反射至NPBS镀膜面520’，进一步地，所述3号光通过NPBS镀膜面520’后，一部分光经NPBS镀膜面520’透射至第四吸收面530’进行吸收，另一部分光经NPBS镀膜面520’反射至输出口输出；2号光经过第三波片D1后，偏振态发生改变，并射向第三PBS镀膜面C12，经第三PBS镀膜面C12透射至NPBS镀膜面520’，一部分光经NPBS镀膜面520’反射至第四吸收面530’进行吸收，另一部分光经NPBS镀膜面520’透射至输出口输出；4号光经过第三波片D2后，偏振态发生改变，并射向第三PBS镀膜面C22，经第三PBS镀膜面C22透射至第四全反射面510’，再通过第四全反射面510’反射至NPBS镀膜面520’，所述4号光通过NPBS镀膜面520’后，一部分光经NPBS镀膜面520’透射至第四吸收面530’进行吸收，另一部分光经NPBS镀膜面520’反射至输出口输出。

以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。

Claims (10)

1.一种偏振光合波装置，用于多路S偏振光的合波，其特征在于：所述偏振光合波装置包括至少一个输入模块、一个输出模块以及设置在输入模块与输出模块之间的第一波片，所述输入模块包括第一PBS件和第二波片，所述输出模块为第二PBS件，其中，多路S偏振光依次经过输入模块、第一波片以及输出模块后，合波成1路光进行输出。

2.根据权利要求1所述的偏振光合波装置，其特征在于：所述第一PBS件包括第一全反射面、第一PBS镀膜面和第一吸收面，所述第二波片设置在第一PBS镀膜面与第一吸收面之间，其中，未经过第二波片的S偏振光经第一全反射面反射后，射入第一PBS镀膜面，再经第一PBS镀膜面反射至第一波片；经过第二波片的S偏振光偏振态发生改变后，射入第一PBS镀膜面并经其透射至第一波片。

3.根据权利要求2所述的偏振光合波装置，其特征在于：所述第一全反射面与第一PBS镀膜面平行设置。

4.根据权利要求1所述的偏振光合波装置，其特征在于：所述第二PBS件包括第二全反射面、第二PBS镀膜面和第二吸收面，其中，多路S偏振光经过输入模块以及第一波片后射入第二PBS件，所述第二PBS件将其部分光进行反射或透射至第二吸收面进行吸收，将其另一部分光进行透射或反射并输出。

5.根据权利要求4所述的偏振光合波装置，其特征在于：所述第二全反射面与第二PBS镀膜面平行设置。

6.一种偏振光合波装置，用于多路S偏振光的合波，其特征在于：所述偏振光合波装置包括至少一个输入模块和一个输出模块，所述输入模块包括第三PBS件和第三波片，所述输出模块为NPBS件，其中，多路S偏振光依次经过所述输入模块和输出模块后，合波成1路光进行输出。

7.根据权利要求6所述的偏振光合波装置，其特征在于：所述第三PBS件包括第三全反射面、第三PBS镀膜面和第三吸收面，所述第三波片设置在第三PBS镀膜面与第三吸收面之间，其中，未经过第二波片的S偏振光经第一全反射面反射后，射入第一PBS镀膜面，再经第一PBS镀膜面反射至输出模块；经过第二波片的S偏振光偏振态发生改变后，射入第一PBS镀膜面并经其透射至输出模块。

8.根据权利要求6所述的偏振光合波装置，其特征在于：所述NPBS件包括第四全反射面、NPBS镀膜面和第四吸收面，其中，多路S偏振光经过输入模块后射入NPBS件，所述NPBS件将其部分光进行反射或透射至第四吸收面进行吸收，将其另一部分光进行透射或反射并输出。

9.根据权利要求7所述的偏振光合波装置，其特征在于：所述第三全反射面与第三PBS镀膜面平行设置。

10.根据权利要求8所述的偏振光合波装置，其特征在于：所述第四全反射面与NPBS镀膜面平行设置。

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