阅读说明：本技术 一种高反射隔离度波分复用器 (high-reflection isolation wavelength division multiplexer ) 是由 陈建林 黄玫瑰 林玲 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高反射隔离度波分复用器,包括沿光路传播顺序依次设置的双光纤准直器、三通光面棱镜和单光纤准直器,所述三通光面棱镜的前下端具有与竖直轴线的夹角为α1的通光面S1,该通光面S1上镀有λ1增透膜和λ2增透膜；所述三通光面棱镜的前上端具有与竖直轴线的夹角为α2的通光面S2,该通光面S2上镀有λ1高反膜和λ2增透膜；所述三通光面棱镜的后端具有与竖直轴线的夹角为α3的通光面S3,该通光面S3上镀有λ1增透膜和λ2高反膜。本发明具有高反射隔离度。(The invention provides high-reflection isolation wavelength division multiplexers, which comprise a double-optical-fiber collimator, a three-light-emitting-surface prism and a single-optical-fiber collimator, which are sequentially arranged along a light path transmission sequence, wherein the front lower end of the three-light-emitting-surface prism is provided with a light-emitting surface S1 with an included angle of α 1 with a vertical axis, the light-emitting surface S1 is plated with a lambda 1 antireflection film and a lambda 2 antireflection film, the front upper end of the three-light-emitting-surface prism is provided with a light-emitting surface S2 with an included angle of α 2 with the vertical axis, the light-emitting surface S2 is plated with a lambda 1 high-reflection film and a lambda 2 antireflection film, the rear end of the three-light-emitting-surface prism is provided with a light-emitting surface S3 with an included angle of α 3 with the vertical axis, and the light-emitting surface S3.)

一种高反射隔离度波分复用器

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，尤其涉及一种高反射隔离度波分复用器。

背景技术

波分复用是将两种或多种不同波长的光载波信号在发送端经复用器汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光线中进行传输的技术；在接收端，经解复用器将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。

隔离度是指器件端口的光进入非指定输出端口光能量大小。它是很多光通信器件一个重要的性能指标。虽然现在薄膜滤光片技术单次透射隔离度可在50dB以上，但是单次反射隔离度很难达到25dB。随着光纤通信技术发展，对波分复用器件的波长隔离度要求越来越高，如光纤到户技术中需要大于45dB以上。现有的光波分复用器/解复用器，只依靠透镜前面一个膜片反射隔离度难以达到40dB以上。

授权公告号为CN2450830Y的中国实用新型公开了一种高隔离度波分复用器，为使分离的光载波具有高隔离度，在已有波分复用器结构中的双光纤头出光端面上，含有出射光光纤一边镀增透膜或固定带有增透膜的光学薄片，在含有接收光的双光纤头的另一光纤端面上镀WDM膜或固定WDM膜片，见图1所示。但是在微小的双光纤头端面镀两种不同的膜系或者贴两个光学薄片，工艺复杂，成本高，可靠性亦较难保证。

授权公告号为CN2850146Y的中国实用新型公开了一种高隔离度光波分复用器/解复用器件，包括镀异膜三光纤头、透镜、滤光片、反射镜；异膜三光纤头其中一根光纤端面镀有滤光膜，其他两根光纤端面镀有增透膜；当光经第一滤光片反射回到端面镀滤光膜的光纤时，光纤端面镀滤光膜对光信号再进行一次隔离，从而提高反射隔离度；而经第一滤光片透射的光经反射镜返回耦合到第三根光纤。异膜三光纤头可以是一体的，也可以是拼装组成的。该实用新型是采用一种三光纤头，该光纤头可以由三个单体光纤头端面镀不同膜系或贴带有不同膜系的光学薄片再拼装成一体，或者由一个双光纤头与一个单光纤头端面分别镀不同膜系或贴带有不同膜系的光学薄片再拼装成一体，见图2所示。该实用新型解决了在同一光纤头上镀不同膜系的复杂工艺，但是在波分复用器中引入了新的器件，增加了装配的难度及器件成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种高反射隔离度波分复用器，具有高反射隔离度。

本发明是这样实现的：

一种高反射隔离度波分复用器，包括沿光路传播顺序依次设置的双光纤准直器、三通光面棱镜和单光纤准直器，所述三通光面棱镜的前下端具有与竖直轴线的夹角为α1的通光面S1，该通光面S1上镀有λ1增透膜和λ2增透膜；所述三通光面棱镜的前上端具有与竖直轴线的夹角为α2的通光面S2，该通光面S2上镀有λ1高反膜和λ2增透膜；所述三通光面棱镜的后端具有与竖直轴线的夹角为α3的通光面S3，该通光面S3上镀有λ1增透膜和λ2高反膜。

进一步地，所述三通光面棱镜的通光面S1、通光面S2和通光面S3与竖直轴线对应的夹角α1、α2和α3，满足关系式如下：

其中，t表示所述三通光面棱镜的中心厚度，γ10表示由所述双光纤准直器发送到通光面S1的光束与光轴之间的夹角；γ20表示通光面S2返回给双光纤准直器的光束与光轴之间的夹角；n表示所述三通光面棱镜的折射率；d1表示所述双光纤准直器的透镜出射面顶点到三通光面棱镜的通光面S1与通光面S2交汇处之间的距离。

进一步地，所述双光纤准直器的光束交叉角β为3.7°时，α1＝8°，α2＝-10°，α3＝-0.34°，d1＝5mm，所述三通光面棱镜的中心厚度t＝5.16mm。

进一步地，所述双光纤准直器的光束交叉角β为3.7°时，α1＝6°，α2＝-6°，α3＝0°，d1＝5mm，所述三通光面棱镜的中心厚度t＝11.93mm。

进一步地，所述双光纤准直器包括第一透镜、第一毛细管、输入端光纤和输出端光纤，所述第一毛细管和第一透镜沿光路传播顺序依次设置，所述第一毛细管的轴向中心处沿着光轴上下对称分布有输入光纤固定孔和输出光纤固定孔，所述输入端光纤和输出端光纤分别粘固在输入光纤固定孔和输出光纤固定孔中。

进一步地，所述双光纤准直器还包括第一外套管，所述第一毛细管和第一透镜安装于第一外套管内。

进一步地，所述第一毛细管为玻璃毛细管，所述第一外套管为玻璃套管。

进一步地，所述单光纤准直器包括第二透镜、第二毛细管和接收光纤，所述第二透镜和第二毛细管沿光路传播顺序依次设置，所述第二毛细管的轴向中心处设有接收光纤固定孔，所述接收光纤粘固在接收光纤固定孔中。

进一步地，所述单光纤准直器还包括第二外套管，所述第二毛细管和第二透镜安装于第二外套管内。

进一步地，所述第二毛细管为玻璃毛细管，所述第二外套管为玻璃套管。

本发明的优点在于：

1、本发明采用三通光面棱镜对不同波长的两束光(λ1光和λ2光)进行分束，通过在三通光面棱镜的通光面S1、通光面S2和通光面S3上实现对应的透射和反射后，达到对λ1光高隔离度的目的，通过通光面S2和通光面S3的两次反射，实现反射隔离度达到40dB以上，克服了常规单一膜片反射隔离度低的缺点；

2、本发明是在三通光面棱镜的不同通光面上镀不同膜系，镀膜工艺难度大大降低，并且克服了在双光纤头端面放置膜片的工艺困难；

3、本发明采用的双光纤准直器是整体的双光纤头结构，无需拼装带有不同膜系的光纤头，使整体器件结构更紧凑，也降低了装配的工艺困难。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为一现有技术中的具体结构示意图。

图2为另一现有技术中的具体结构示意图。

图3为本发明一种高反射隔离度波分复用器的结构示意图。

图4为本发明中光束经三通光面棱镜的光路传输示意图。

图中标号说明：

1-双光纤准直器、11-第一透镜、12-第一毛细管、121-输入光纤固定孔、122-输出光纤固定孔、13-输入端光纤、14-输出端光纤、15-第一外套管、2-三通光面棱镜、3-单光纤准直器、31-第二透镜、32-第二毛细管、321-接收光纤固定孔、33-接收光纤、34-第二外套管、100-双光纤准直器发送到通光面S1的光束、101-通光面S2返回给双光纤准直器的光束、O-光轴。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细说明，但本发明的结构并不仅限于以下实施例。

请参阅图3和图4所示，本发明的一种高反射隔离度波分复用器，包括沿光路传播顺序依次设置的双光纤准直器1、三通光面棱镜2和单光纤准直器3，所述三通光面棱镜2的前下端具有与竖直轴线的夹角为α1的通光面S1，该通光面S1上镀有λ1增透膜和λ2增透膜，可以对波长λ1和λ2的光增透；所述三通光面棱镜2的前上端具有与竖直轴线的夹角为α2的通光面S2，该通光面S2上镀有λ1高反膜和λ2增透膜，可以对波长λ1的光反射，对波长λ2的光增透；所述三通光面棱镜2的后端具有与竖直轴线的夹角为α3的通光面S3，该通光面S3上镀有λ1增透膜和λ2高反膜，可以对波长λ1的光增透，对波长λ2的光反射；采用三通光面棱镜2，三个通光面对λ1光和λ2光进行对应的反射和透射后，实现对λ1光高隔离度的目的；在三通光面棱镜2的不同通光面上镀不同膜系，镀膜工艺难度大大降低，并且克服了在双光纤头端面放置膜片的工艺困难；

所述三通光面棱镜2的通光面S1、通光面S2和通光面S3与竖直轴线对应的夹角α1、α2和α3，满足关系式如下：

其中，t表示所述三通光面棱镜2的中心厚度，γ10表示由所述双光纤准直器1发送到通光面S1的光束100与光轴O之间的夹角；γ20表示通光面S2返回给双光纤准直器1的光束101与光轴O之间的夹角；n表示所述三通光面棱镜2的折射率；d1表示所述双光纤准直器1的透镜出射面顶点到三通光面棱镜2的通光面S1与通光面S2交汇处之间的距离。

较佳地，当所述双光纤准直器1的光束交叉角β为3.7°时，α1＝8°，α2＝-10°，α3＝-0.34°，d1＝5mm，所述三通光面棱镜2的中心厚度t＝5.16mm；当所述双光纤准直器1的光束交叉角β为3.7°时，α1＝6°，α2＝-6°，α3＝0°，d1＝5mm，所述三通光面棱镜2的中心厚度t＝11.93mm；这里的α1、α2和α3正负指的是光束偏转的方向不同，负号表示顺时针旋转，而正号表示逆时针旋转。

较佳地，所述双光纤准直器1的结构如下：

所述双光纤准直器1包括第一透镜11、第一毛细管12、输入端光纤13、输出端光纤14和第一外套管15，所述第一毛细12为玻璃毛细管，所述第一外套管15为玻璃套管；所述第一毛细管12和第一透镜11沿光路传播顺序依次设置，且所述第一毛细管12和第一透镜11安装于第一外套管15内，所述第一毛细管12的轴向中心处沿着光轴O上下对称分布有输入光纤固定孔121和输出光纤固定孔122，所述输入端光纤13和输出端光纤14分别粘固在输入光纤固定孔121和输出光纤固定孔122中。

较佳地，所述单光纤准直器3的结构如下：

所述单光纤准直器3包括第二透镜31、第二毛细管32、接收光纤33和第二外套管34，所述第二毛细管32为玻璃毛细管，所述第二外套管34为玻璃套管；所述第二透镜31和第二毛细管32沿光路传播顺序依次设置，且所述第二毛细管32和第二透镜31安装于第二外套管34内；所述第二毛细管32的轴向中心处设有接收光纤固定孔321，所述接收光纤33粘固在接收光纤固定孔321中。

工作原理说明：

不同波长的λ1光和λ2光从双光纤准直器1的输入光纤13出射，经第一透镜11准直后入射到三通光面棱镜2的通光面S1上，通光面S1镀有对λ1和λ2的增透膜，λ1光和λ2光继续传播到三通光面棱镜2的通光面S3；通光面S3镀有对λ1增透、λ2高反的膜系，λ1光从三通光面棱镜2出射到单光纤准直器3，通过第二透镜31耦合入接收光纤33中；λ2光和未完全增透的部分残余λ1光反射到三通光面棱镜2的通光面S2上；通光面S2镀有对λ1高反、λ2增透的膜系，少量残余λ1光从通光面S2反射，反射光偏离了双光纤准直器1的输出光纤14的接收范围，从而达到了对λ1光高隔离度的目的。λ2光增透从三通光面棱镜2出射到双光纤准直器1，通过第一透镜11耦合后进入输出光纤14中。通过不同的角度组合，使λ1光和λ2光分别耦合到接收光纤33和输出光纤14中。

本发明的优点如下：

1、本发明采用三通光面棱镜2对不同波长的两束光(λ1光和λ2光)进行分束，通过在三通光面棱镜2的通光面S1、通光面S2和通光面S3上实现对应的透射和反射后，达到对λ1光高隔离度的目的，通过通光面S2和通光面S3的两次反射，实现反射隔离度达到40dB以上，克服了常规单一膜片反射隔离度低的缺点；

2、本发明是在三通光面棱镜2的不同通光面上镀不同膜系，镀膜工艺难度大大降低，并且克服了在双光纤头端面放置膜片的工艺困难；

3、本发明采用的双光纤准直器1是整体的双光纤头结构，无需拼装带有不同膜系的光纤头，使整体器件结构更紧凑，也降低了装配的工艺困难。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。