[发明专利]一种自由空间高端口密集波分复用器

说明书

本发明公开一种自由空间高端口密集波分复用器，包括滤波片、准直器和中继透镜；多个滤波片及与其对应的准直器组成一个DWDM功能单元，入射信号光束在经过第一DWDM功能单元的多个滤波片多次反射后，透过各滤波片的信号光由对应准直器接收，完成多个信道的波分功能，剩余的所有信号光束继续入射到中继透镜上，经中继透镜整形后入射到下一个DWDM功能单元。本发明利用中继透镜，将多个低端口DWDM级联成一个高端口的DWDM器件，避免自由空间到光纤的多次耦合，实现低插损；无需光纤缠绕，实现紧凑型结构。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其是指一种自由空间高端口密集波分复用器。

背景技术

波分复用在光网络中可以有效增加带宽容量，光波导光栅（AWG）技术基于光波导技术，可以实现高端口的波分复用。但其存在一些固有的缺点，例如带宽窄，插损大以及温度稳定性差等。基于介质膜片技术的波分复用器件则具有性能稳定和地端口的情况下插损小等特点。单独封装的三端口器件级联后可以实现多通道多端口的波分复用器件，但该级联造成大的损耗, 考虑到光纤的绕线, 无法实现紧凑型波分复用器件。大角度滤波片实现了多级滤波片的直接级联，避免了自由空间到光纤的多次耦合，形成紧凑型波分复用器件。

如图1所示，波分复用器将信号光通过准直器10准直后，多次通过滤波片20将不同频率的信号分离。分离出来的信号需要通过紧密排列的准直器10接收。分立的准直器10单独调节排列，或者透镜阵列加光纤阵列实现该功能。但接收器件的排列需要一定的空间。信号折返于滤波片之间，产生的横向位移与入射到滤波片上的角度和信号传输的距离有关。对于粗波分复用的滤波片，设计角度可以是13.5°，10°或者8°。角度越大，相应器件的体积就越小。

对于密集波分复用器 （200/100/50GHz），滤波片入射角度要设计成大角度在理论上是可能的，但成本很高。通常设置为入射角度小的滤波片，而小角度的滤波片，分离两个相邻通道所需要的光程很长，折返多次后信号逐步发散，插损变大。从而限制了利用该技术实现高端口的密集型波分复用器。前面已经提及利用三端口WDM器件级联，可以实现高端口的WDM器件，但缺点是体积大，插损高。

基于自由空间技术的WDM，当信道间隔小于200GHz时，因为滤波片的设计入射角度小，作为输入输出的准直器的工作距离所限，可以实现的端口数一般小于4。如果要实现1x8, 1x16的密集型波分复用，可以将多个该基础单元（比方说1x4的DWDM）通过传统的光纤耦合方式级联到一起，如图2所示，在两DWDM基础单元（30、40）之间通过光纤50连接到一起，该光纤50将上一DWDM基础单元30准直器10出射的信号光耦合后发送至下一DWDM基础单元40的准直器10，但该级联方式并不能避免绕纤所需要的空间问题，光纤耦合也引入了插损的增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自由空间高端口密集波分复用器，利用中继透镜，将多个低端口DWDM级联成一个高端口的DWDM器件，避免自由空间到光纤的多次耦合，实现低插损；无需光纤缠绕，实现紧凑型结构。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：

一种自由空间高端口密集波分复用器，包括滤波片、准直器和中继透镜；多个滤波片及与其对应的准直器组成一个DWDM功能单元，入射信号光束在经过第一DWDM功能单元的多个滤波片多次反射后，透过各滤波片的信号光由对应准直器接收，完成多个信道的波分功能，剩余的所有信号光束继续入射到中继透镜上，经中继透镜整形后入射到下一DWDM功能单元。

进一步，经中继透镜整形后的信号光束经反射镜反射后入射到下一DWDM功能单元。

进一步，所述中继透镜包括安装管道、第一凸透镜和第二凸透镜；第一凸透镜和第二凸透镜安装在安装管道中，第一凸透镜和第二凸透镜共焦设置，该公共焦点位于安装管道中。

进一步，安装管道为玻璃管或者金属管。