[发明专利]光信号复用的方法和光复用器

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种光信号复用的方法和光复用器。

背景技术

网络流量迅速增长，促进了路由器和传送设备线卡容量的持续增长，伴随着光通信产业的发展，客户侧光收发模块相关技术也在不断演进，高速率、低成本、低功耗、小型化、可插拔的光收发模块逐渐成为行业关注的热点。

近年来各模块厂家相继推出100GE客户侧模块，其发送侧大多的解决方案是采用4个分立的TOSA(Transmitter Optical Subassembly，光发射次模块)器件，外置光层的MUX(multiplexer，复用器)器件将4通道TOSA输出的光合波后进入单模光纤传输。诸多厂商下一代光模块的目标是，通过设计集成的TOSA，降低发送侧关键器件的体积和功耗，实现模块向小型化的CFP2甚至CFP4封装形式演进。

在向下一代更小封装的演进过程中，模块的发送侧若采用集成TOSA设计方案，需要将4路激光器以及MUX器件甚至激光器驱动都集成在一个TOSA中，如何将4路激光器输出的光耦合进单模光纤即如何设计集成的光层4:1复用器件成为研究的热点。现有技术中，光层MUX/DEMUX器件可以选择基于TFF(Thin Film Filter，薄膜滤波器)或者基于PLC(Planar Lightwave Circuit，平面光波导)的设计方案。

现有的MUX器件设计方案之一是基于Zig-Zag的TFF，如图1A所示，多路激光器输出的光通过透镜准直后再经过滤波片和反射镜多次折返合束后耦合进单模光纤，该滤波片阵列和反射镜组成的光复用器即光层MUX。

现有技术中还有另一种MUX器件设计方案，其是基于PLC的光层MUX器件，如图1B所示，激光器输出的光通过基于PLC阵列波导光栅合束后耦合进入单模光纤传输。

但是，图1A所示的光层MUX器件体积较大不利于集成，并且在光层MUX器件内不同通道的激光经历的反射次数不同而且所走的光程差异较大，导致不同通道输出的激光入纤光功率和光场能量分布差异较大。而图1B所示的光层MUX器件，其与激光器之间的耦合存在很大的插损，且MUX器件与光纤之间的耦合也存在很大的插损，为了满足系统的应用需求，必然需要提高激光器的输出光功率以补偿插损，从而将导致整体功耗增加、系统可靠性下降。

发明内容

为了解决现有技术中光层复用器的体积大、输出的各通道的光功率和光场能量分布差异较大、以及在与光纤耦合时产生较大的插损等缺点，本发明提供了一种光信号复用的方法和光复用器的设计方案。

本发明实施例提供一种光复用器，用于将至少四路光信号复用成一路光信号，包括：第一偏振态调整元件、第二偏振态调整元件、第一光路改变元件、第二光路改变元件、偏振合束器和合束器；

所述第一偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第一路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第一路光信号的偏振态，使得所述第一路光信号与所述至少四路光信号中的第三路光信号在所述偏振合束器中能被合并成一路光信号；

所述第二偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第二路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第二路光信号的偏振态，使得所述第二路光信号与所述至少四路光信号中的第四路光信号在所述偏振合束器中能被合并成一路光信号；

所述第一光路改变元件，用于改变所述第三路光信号和所述第四路光信号的传播方向，使其输入到所述偏振合束器中；

所述偏振合束器，用于将其接收到的第一路光信号和第三路光信号进行合束，得到第五路光信号；还用于将其接收到的第二路光信号和第四路光信号进行合束，得到第六路光信号；

所述第二光路改变元件，用于改变所述偏振合束器输出的所述第五路光信号和所述第六路光信号中的任意一路光信号的传播方向，使其与另外一路光信号在输入到所述合束器后能被所述合束器合并成一路光信号；

合束器，用于将其接收到的所述第五路光信号和所述第六路光信号合并成一路光信号。

本发明实施例还提供一种光复用器，用于将至少四路光信号复用成一路光信号，包括：第一偏振态调整元件、第二偏振态调整元件、第一光路改变元件、第二光路改变元件、第三光路改变元件、第一偏振合束器、第二偏振合束器和合束器；

所述第一偏振态调整元件，用于在所述至少四路光信号中的第一路光信号输入到所述偏振合束器之前，调整所述第一路光信号的偏振态，使得所述第一路光信号与所述至少四路光信号中的第二路光信号在所述第一偏振合束器中能被合并成一路光信号；