具有多个准直器组的波分复用光学组件

文档序号:1722184 发布日期:2019-12-17 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 具有多个准直器组的波分复用光学组件 (Wavelength division multiplexing optical assembly with multiple collimator sets ) 是由 桂栋 蒋子龙 肖启军 安迪·冯雷·周 于 2018-02-02 设计创作,主要内容包括:公开了一种具有多个准直器组(214A-214B)的波分复用光学组件(200)。WDM光学组件(200)包括至少一个光学信号路由器(206)、至少一个WDM滤波器(208A)、以及第一和第二WDM准直器组(214A-214B)。所述第一WDM准直器组(214A)包括第一公共光学准直器(226A)和至少两个通道准直器(228A-230A),并且所述第二WDM准直器组(214B)包括第二公共光学准直器(226B)和至少两个通道准直器(228B-230B)。所述第一WDM准直器组(214A)的至少一部分光学地定位在至少一个基板(202)的第一表面(204A)上,并且所述第二WDM准直器组(214B)的至少一部分光学地定位在所述至少一个基板(202)的与所述第一表面(204A)相对的第二表面(204B)上。所述WDM光学核心子组件通过使用多个WDM公共端口来增大泳道密度,同时减小大小并最小化复杂性。(A wavelength division multiplexed optical assembly (200) having a plurality of collimator sets (214A-214B) is disclosed. A WDM optical assembly (200) includes at least one optical signal router (206), at least one WDM filter (208A), and first and second WDM collimator sets (214A-214B). The first WDM collimator group (214A) includes a first common optical collimator (226A) and at least two channel collimators (228A-230A), and the second WDM collimator group (214B) includes a second common optical collimator (226B) and at least two channel collimators (228B-230B). At least a portion of the first WDM collimator set (214A) is optically positioned on a first surface (204A) of at least one substrate (202), and at least a portion of the second WDM collimator set (214B) is optically positioned on a second surface (204B) of the at least one substrate (202) opposite the first surface (204A). The WDM optical core subassembly increases lane density while reducing size and minimizing complexity by using multiple WDM common ports.)

具有多个准直器组的波分复用光学组件

相关申请的交叉引用

本申请要求以下文献的优先权的权益:2017年2月2日提交的美国临时专利申请序列号62/453,643;2017年2月21日提交的美国临时专利申请序列号62/461,532;2017年4月7日提交的美国临时申请序列号15/482,162;2017年2月21日提交的美国临时申请序列号62/461,521;以及2017年4月7日提交的美国临时申请序列号15/482,125,每一个所述文献的内容依托于本文且以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开整体涉及波分复用(WDM)和解复用,并且更具体地,涉及使用安装到基板的两个不同WDM公共准直器而具有增大的泳道密度的WDM光学核心子组件。

背景技术

波分复用(WDM)是一种将多个不同波长的光复用(例如,添加)到单个光纤上并对来自单个光纤的多个不同波长的光进行解复用(例如,划分)从而增大信息容量并实现信号的双向流动的技术。多个光学信号与通过发射器处的复用器组合的不同波长的光进行复用,被引导到单根纤维来传输信号,并且通过解复用器拆分到接收器处的通道。通过将多个光通道组合到单个通道中,WDM组件及相关联装置可用作光学网络(诸如无源光学网络(PON))中的部件。

图1A是典型WDM光学核心子组件100的透视图。特别地,WDM光学核心子组件100包括通过各自具有宽度(W1)多个WDM滤波器106A-106D与四个WDM通道端口104A-104D光学通信的单个WDM公共端口102以及具有安装到基板110的镜子108。WDM光学核心组件100将WDM滤波器106A-106D和镜子108全部定位在基板110的一个表面上。WDM滤波器106A-106D和镜子108被布置来在公共端口102与四个通道端口104A-104D中的每一个之间形成光学路径112。特别地,WDM滤波器106A-106D中的每一个具有独特的通带,所述通带允许光学信号的一部分通过WDM滤波器106A-106D并且朝向镜子108反射光学信号的剩余部分,所述镜子108继而朝向剩余WDM滤波器106B-106D中的另一者反射光学信号的剩余部分。

图1B是WDM光学组件114的透视图。WDM光学组件114包括带有一个公共准直器118和四个通道准直器120A-120D的WDM光学核心子组件116。WDM光学核心子组件116包括定位在基板122的相反侧上的多个WDM滤波器106A-106D(WDM滤波器106B位于基板122的底侧上并且在图1B中不可见)。WDM光学核心子组件116还包括用于当在多个WDM滤波器106A-106D(WDM滤波器106B位于基板122的底侧上并且在图1B中不可见)之间引导光学信号时在基板122的上侧与下侧之间路由光学信号的梯状棱镜124。然而,在图1A至图1B的WDM光学核心组件100、114中的每一者中,WDM滤波器106A-106D与单个WDM公共端口(例如,单个公共准直器118)光学通信。

光学网络中利用WDM组件的部件中的一个是收发器(例如,可插拔收发器),诸如像四通道小外形可插拔(QSFP)收发器。特别地,QSFP收发器将联网硬件接口连接到网络连接(例如,光纤电缆或电铜连接)。QSFP具有由多源协议指定的形状因子和电接口。因此,QSFP收发器必须满足某些尺寸要求,以便与其他部件适当地接口连接。

不承认本文所引用的任何参考文献构成现有技术。申请人明确地保留质疑任何所引用文档的准确性和相关性的权利。

发明内容

本公开总体上涉及波分复用和解复用,并且更具体地,涉及一种使用安装到基板的两个不同WDM公共准直器来增大泳道密度的波分复用(WDM)光学核心子组件。在本文公开的示例性方面中,所述WDM光学组件包括WDM光学核心子组件,所述WDM光学核心子组件包括至少一个光学信号路由器、至少一个WDM滤波器、第一WDM准直器组和第二WDM准直器组。所述第一WDM准直器组包括第一公共光学准直器和至少两个通道准直器,并且所述第二WDM准直器组包括第二公共光学准直器和至少两个通道准直器。所述第一WDM准直器组的至少一部分光学地定位在至少一个基板的第一表面上,并且所述第二WDM准直器组的至少一部分光学地定位在所述至少一个基板的与所述第一表面相对的第二表面上。所述WDM光学核心子组件通过使用多个WDM公共端口来增大泳道密度,同时减小大小并最小化复杂性。特别地,在某些实施方式中,所述WDM光学核心子组件可以提供两个公共准直器,每个公共准直器与四个WDM通道准直器和四个WDM滤波器光学通信。

本公开的一个实施方式涉及一种波分复用(WDM)光学组件,所述WDM光学组件包括至少一个光学信号路由器、相对于所述至少一个光学信号路由器光学地定位的至少一个WDM滤波器、第一WDM准直器组、第一光学路径、第二WDM准直器组和第二光学路径。所述第一WDM准直器组包括第一公共光学准直器和至少两个第一组通道准直器。所述第一光学路径包括所述第一公共光学准直器、所述至少一个光学信号路由器、所述至少一个WDM滤波器和所述至少两个第一组通道准直器。所述第二WDM准直器组包括第二公共光学准直器和至少两个第二组通道准直器。所述第二光学路径包括所述第二公共光学准直器、所述至少一个光学信号路由器、所述至少一个WDM滤波器和所述至少两个第二组通道准直器。所述第一WDM准直器组的至少一部分定位在基板的第一侧上,并且所述第二WDM准直器组的至少一部分定位在所述基板的与所述基板的所述第一侧相对的第二侧上。

本公开的另一实施方式涉及一种制造波分复用(WDM)光学组件的方法。所述方法包括相对于至少一个光学信号路由器定位至少一个WDM滤波器。所述方法还包括将第一WDM准直器组的至少一部分定位在至少一个基板的第一表面上。所述第一WDM准直器组包括第一公共光学准直器和至少两个第一组通道准直器。所述方法还包括形成第一光学路径,所述第一光学路径包括所述至少一个光学信号路由器、所述至少一个WDM滤波器、所述第一公共光学准直器和所述至少两个第一组通道准直器。所述方法还包括将第二WDM准直器组的至少一部分定位在所述至少一个基板的与所述至少一个基板的所述第一表面相对的第二表面上。所述第二WDM准直器组包括第二公共光学准直器和至少两个第二组通道准直器。所述方法还包括形成第二光学路径,所述第二光学路径包括所述至少一个光学信号路由器、所述至少一个WDM滤波器、所述第二公共光学准直器和所述至少两个第二组通道准直器。

另外的特征和优点将在以下详细描述中进行陈述,并且本领域技术人员借助于所述描述很容易理解或通过实践本文所述的实施方式(包括以下详细描述、权利要求以及附图)将很容易认识其部分内容。

应理解,前述一般说明和以下详细描述仅是例示性的,并且意图提供用于理解权利要求的性质和特征的综述或框架。

包括附图以提供进一步理解并且所述附图并入本说明书且构成本说明书的一部分。附图示出一个或多个实施方式,并且与描述一起用来解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1A是典型WDM光学核心子组件的示例性透视图;

图1B是典型WDM光学组件的示例性透视图;

图2A是根据本公开的实施方式的具有增大的泳道密度的示例性WDM光学核心子组件的透视图;

图2B是具有增大的泳道密度的示例性WDM光学组件的透视图,并且其中所述WDM光学组件包括图2A的WDM光学核心子组件;

图3A是示例性收发器的透视图,所述示例性收发器包括图2A至图2B的WDM光学核心子组件和/或WDM光学组件;

图3B是示例性WDM装置的透视图,所述示例性WDM装置包括图2A至图2B的WDM光学核心子组件和/或WDM光学组件;

图3C是另一示例性WDM装置的透视图,所述另一示例性WDM装置包括图2A至图2B的WDM光学核心子组件和/或WDM光学组件;

图3D是图3B至图3C的WDM装置的示例性部件的透视图;

图4A是图2A的光学核心子组件的前透视图;

图4B是图4A的光学核心子组件的俯视图,示出第一WDM端口组的第一公共端口与第一WDM端口组的四个通道端口之间的第一光学路径;

图4C是图4A的光学核心子组件的俯视图,示出第二WDM端口组的第二公共端口与第二WDM端口组的四个通道端口之间的第二光学路径;

图4D是图4A的光学核心子组件的俯视图,示出第三WDM端口组的第三公共端口与第三WDM端口组的四个通道端口之间的第三光学路径;

图4E是图4A的光学核心子组件的俯视图,示出第四WDM端口组的第四公共端口与第四WDM端口组的四个通道端口之间的第四光学路径;

图5A是图2A和图4A至图4E的光学核心子组件的另一示例性实施方式的后透视图;

图5B是图5A的光学核心子组件的俯视图,示出第一WDM端口组的第一公共端口与第一WDM端口组的四个通道端口之间的第一光学路径;

图5C是图5A的光学核心子组件的俯视图,示出第二WDM端口组的第二公共端口与第二WDM端口组的四个通道端口之间的第二光学路径;

图5D是图5A的光学核心子组件的俯视图,示出第三WDM端口组的第三公共端口与第三WDM端口组的四个通道端口之间的第三光学路径;

图5E是图5A的光学核心子组件的俯视图,示出第四WDM端口组的第四公共端口与第四WDM端口组的四个通道端口之间的第四光学路径;

图6A是图2B的WDM光学组件的另一示例性实施方式的俯视图,其结合图4A至图4E的WDM光学核心子组件并且示出第一WDM准直器组的第一公共光学准直器与第一WDM准直器组的四个通道准直器之间的第一光学路径;

图6B是图6A的WDM光学组件的仰视图;

图7A是图6A至图6B的WDM光学组件的另一示例性实施方式的前透视图,其包括用于降低WDM光学组件的深度的通道端口路由器,所述通道端口路由器包括多个梯形棱镜;

图7B是图7A的梯形棱镜的前透视图;

图7C是图7A的梯形棱镜的俯视图;

图7D是图7A的WDM光学组件的俯视图,示出第一WDM准直器组的第一公共光学准直器与第一WDM准直器组的四个通道准直器之间的第一光学路径;

图7E是图7B的WDM光学组件的仰视图;

图8A是图6A至图7C的光学组件的另一实施方式的前透视图,其包括图7A至图7C的通道端口路由器的另一示例性实施方式,所述通道端口路由器包括多个八边形棱镜;

图8B是图8A的光学组件的上八边形棱镜的前透视图;

图8C是图8A的WDM光学组件的侧视图;

图8D是图8A的WDM光学组件的俯视图,示出第一WDM准直器组的第一公共光学准直器与第一WDM准直器组的四个通道准直器之间的第一光学路径;

图8E是图8A的WDM光学组件的仰视图;

图9A是图6A至图6B的光学组件的另一示例性实施方式的顶部透视图,该光学组件包括定位在基板的上侧上的第一公共光学准直器与第二光学准直器之间的镜子,并且示出第一WDM准直器组的第一公共光学准直器与第一WDM准直器组的四个通道准直器之间的第一光学路径;

图9B是图9A的光学组件的底部透视图;

图9C是图9A的光学组件的俯视图;

图9D是图9A的光学组件的仰视图;

图9E是图9A的光学组件的顶部透视图,示出第二WDM准直器组的第二公共光学准直器与第二WDM准直器组的四个通道准直器之间的第二光学路径;

图9F是图9E的光学组件的底部透视图;

图9G是图9E的光学组件的俯视图;

图9H是图9E的光学组件的仰视图;

图10A是图2B的WDM装置的透视图;

图10B是图10A的WDM装置的俯视图,示出第一WDM准直器组的第一公共光学准直器与第一WDM准直器组的四个通道准直器之间的第一光学路径;

图11是与图2A至图10B的WDM光学核心组件和/或WDM装置一起使用的钢管准直器的透视图;

图12A是与图2A至图10B的WDM光学核心组件和/或WDM装置一起使用的方形管准直器的透视图;

图12B是图12A的方形管准直器的剖面侧视图;

图13A是与图2A至图10B的WDM光学核心组件和/或WDM装置一起使用的紧凑准直器的透视图;

图13B是图13A的紧凑准直器的侧视图;

图14A是图13A至图13B的紧凑准直器的阵列的透视图;

图14B是图14A的紧凑准直器的阵列的前视图;

图15是与图2A至图10B的WDM光学核心组件和/或WDM装置一起使用的光纤阵列单元(FAU)的另一示例性实施方式的透视图;

图16是示出可采用来制造图2A至图10B的WDM光学核心子组件的示例性过程的流程图。

图17A是WDM装置的另一示例性实施方式的后透视图;

图17B是WDM装置的另一示例性实施方式的后透视图;

图17C是图17A的WDM装置的顶部透视图,示出了第一准直器组的第一公共光学准直器与第一准直器组的四个通道准直器之间的第一光学路径;以及

图18是示出可用于制造图2A至图10B和图17A至图17C的WDM光学核心子组件的示例性过程的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明优选实施方式,其实例在附图中示出。在任何可能的情况下,贯穿附图相同附图标号将用来代表相同或相似部分。

本公开总体上涉及波分复用和解复用,并且更特别地,涉及一种使用安装到基板的两个不同WDM公共准直器来增大泳道密度的波分复用(WDM)光学核心子组件。在本文公开的示例性方面中,所述WDM光学组件包括WDM光学核心子组件,所述WDM光学核心子组件包括至少一个光学信号路由器、至少一个WDM滤波器、第一WDM准直器组和第二WDM准直器组。所述第一WDM准直器组包括第一公共光学准直器和至少两个通道准直器,并且所述第二WDM准直器组包括第二公共光学准直器和至少两个通道准直器。所述第一WDM准直器组的至少一部分光学地定位在至少一个基板的第一表面上,并且所述第二WDM准直器组的至少一部分光学地定位在所述至少一个基板的与所述第一表面相对的第二表面上。所述WDM光学核心子组件通过使用多个WDM公共端口来增大泳道密度,同时减小大小并最小化复杂性。特别地,在某些实施方式中,所述WDM光学核心子组件可以提供两个公共准直器,每个公共准直器与四个WDM通道准直器和四个WDM滤波器光学通信。

对本领域技术人员将显而易见的是,可在不脱离本发明的精神或范围的情况下进行各种修改和变型。

对更大带宽的需求日益增加,从而推动电信行业向增加波长通道数量的方向发展。除这种趋势以外,光学接收器的尺寸越来越小,从而需要越来越小的WDM组件来使WDM装置的大小尽可能小。例如,期望在维持四通道小外形可插拔(QSFP)接收器的相同形状因子的同时增加QSFP接收器内WDM装置的通道数量。换句话讲,期望增加WDM装置的泳道密度。

图2A是用于光学信号的双向复用和/或解复用的示例性WDM光学核心子组件200的透视图。WDM光学核心子组件200(也称为WDM光学核心组件、光学核心子组件、光学核心组件等)包括具有第一上侧204A和第二下侧204B的基板202。诸如“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“远侧”等方向性术语仅处于说明性目的使用。WDM光学核心子组件200还包括用于在基板202的上侧204A与下侧204B之间路由光学信号的光学信号路由器206。WDM光学核心子组件200还包括朝向基板202和/或光学信号路由器206的第一侧(也称为左侧)定位在基板202的上侧204A上的具有第一通带的第一WDM滤波器208A、朝向基板202和/或光学信号路由器206的左侧定位在基板202的下侧204B上的具有第二通带的第二WDM滤波器208B、朝向基板202和/或光学信号路由器206的第二侧(也称为右侧)定位在基板202的上侧204A上的具有第三通带的第三WDM滤波器208C以及朝向基板202和/或光学信号路由器206的右侧定位在基板202的下侧204B上的具有第四通带的第四WDM滤波器208D。如下文更详细解释,WDM滤波器208A-208D相对于光学信号路由器206定位为通过用多个公共端口形成多个光学路径来增加泳道密度同时减小大小并使复杂性最小化(例如,更少部件),如下文更详细地解释。泳道密度涉及解复用器中端口(例如,解复用端口)的数量。增大的泳道密度涉及增加指定区域中的端口数量、维持较小区域中的端口数量或者增加端口数量并减小端口区域。如本文所用,具有相同结尾字母的参考数量范围仅包括具有相同结尾字母的那些其他数量。例如,10A-14A将包括10A、11A、12A、13A、14A。然而,具有不同结尾字母的参考数量范围包括具有相同或不同结尾字母的范围内的所有数量。例如,10A-14B将包括10A、10B、11A、11B、12A、12B、13A、13B、14A、14B。如下文更详细地解释,四个WDM滤波器208A-208D通过使来自多个公共端口的多个光学路径交错(例如,重叠)而提供四个公共端口和十六个通道,总共二十个端口。

图2B是示例性WDM光学组件210的透视图,其包括图2A的WDM光学核心子组件200和多个WDM端口组212A-212B(体现为WDM准直器组214A-214B)以传输和接收复用和/或解复用光学信号。特别地,第一WDM端口组212A(体现为第一WDM准直器组214A)包括第一组WDM公共端口216A(体现为第一组WDM公共准直器226A)、第一组第一WDM通道端口218A(体现为第一组第一WDM通道准直器228A)、第一组第二WDM通道端口220A(体现为第一组第二WDM通道准直器230A)、第一组第三WDM通道端口222A(体现为第一组第三WDM通道准直器232A)以及第一组第四WDM通道端口224A(体现为第一组第四WDM通道准直器234A)。第二WDM通道组212B(体现为第二WDM准直器组214B)包括第二组WDM公共端口216B(体现为第二组WDM公共准直器226B)、第二组第一WDM通道端口218B(体现为第二组第一WDM通道准直器228B)、第二组第二WDM通道端口220B(体现为第二组第二WDM通道准直器230B)、第二组第三通道端口222B(体现为第二组第三WDM通道准直器232B)以及第二组第四WDM通道端口224B(体现为第二组第四WDM通道准直器234B)。端口中的每一个可包括光接收元件和/或光发射元件,诸如准直器、透镜、光纤绞编引线、光纤阵列单元、光电二极管、激光二极管等。

因此,WDM光学核心子组件200和/或WDM光学组件210通过使用诸如与多个WDM滤波器208A-208D光学通信及因此相同的通带的相同数目的多个公共端口216A-216B(体现为多个光学准直器226A-226B)来增大泳道密度同时减小大小并使复杂性最小化。

图3A是包括图2A至图2B的WDM光学核心子组件和/或WDM光学组件的示例性接收器300的透视图。接收器300是既可传输又可接收信号(例如,光学信号)的装置。接收器300可以是多种大小、形式和/或构造中的任一种,诸如四通道小形状可插拔(QSFP)收发器(例如,向后兼容)。在某些实施方式中,收发器300在8×50Gb/s电接口上支持总计高达400Gb/s。然而,收发器300提供双倍密度(例如,8个泳道)和/或四通道密度(例如,十六个泳道)。这种收发器300可以是热可插拔的(其中在计算机系统正在运行的同时可添加或移除收发器300的情况下)并且可用于将联网硬件接口连接到光纤电缆或电连接,诸如以用于在网络部件之间传输和/或接收复用/解复用信号。收发器300包括位于具有用于与其他网络部件接口连接的多个端口304的壳体302(例如,笼)内的传输器和接收器。壳体302和/或端口304可提供与其他收发器300(诸如QSFP28模块(例如,其可***八个电泳道中的四个钟)或CFP2/4/8模块)的向后兼容性。此外,收发器300可包括用于诸如通过波长对通信信号(例如,光学信号)进行复用和/或解复用的复用器(例如,mux)和/或解复用器(例如,demux)。收发器300可以是向后兼容的。特别地,收发器300可包括传输器光学子组件(TOSA)、接收器光学子组件(ROSA)和/或双向光学子组件(BOSA)。

图3B是具有壳体308的示例性WDM装置306的透视图,所述壳体308包含图2A至图2B的WDM光学核心子组件和/或WDM光学组件。此外,WDM装置306包括操作性地耦接到WDM装置306内的WDM端口和/或WDM准直器的多根光纤绞编引线309(例如,第一公共光纤绞编引线、第二公共光纤绞编引线、第一通道光纤绞编引线、第二通道光纤绞编引线等)。图3C是具有壳体312的另一示例性WDM装置310的透视图,所述壳体312包含图2A至图2B的WDM光学核心子组件和/或WDM光学组件。此外,WDM装置306包括操作性地耦接到WDM装置306内的WDM端口和/或WDM准直器的多根光纤绞编引线311(例如,第一公共光纤绞编引线、第二公共光纤绞编引线、第一通道光纤绞编引线、第二通道光纤绞编引线等)。WDM装置310的壳体312可比WDM装置306的壳体308窄。WDM装置306、310被设计用于多波长网络应用,并且可被设计用于单向和/或双向传输。WDM装置306、310可具有介于1200nm与1700nm之间(例如,1291nm、1311nm、1331nm、1351nm、1471nm、1491nm、1511nm、1531nm、1511nm、1531nm、1551nm、1571nm、1551nm、1571nm、1591nm、1611nm和/或它们的组合)的中心波长(λc)。此外,WDM装置306、310可利用多种连接器中的任一种,诸如LC/PC(朗讯连接器/物理接触件)、FC/PC(光学连接器/物理接触件)、FC/APC(光学连接器/成角度物理接触件)、SC/PC(标准连接器/成角度物理接触件)、MU/PC(微型单元/物理接触件)等。WDM装置306、310可以是多种大小、形式和/或构造中的任一种(例如,双向不含环氧的光学路径),并且用于多种应用(例如,40G收发器、100G收发器等)。

图3D是图3B至图3C的WDM装置的示例性部件的透视图。更具体地,所述部件包括第一组WDM公共端口216A(体现为插座接口313)、多个通道端口218A-224A(体现为光电二极管/激光二极管(PD/LD)阵列314)、用于安装到其上的单体基板316以及光学核心子组件200,所述光学核心子组件200包括用于引导和路由复用和解复用光学信号的光学信号路由器206,如下文更详细地论述。如本文所用的这些部件协作以在多个公共端口与多个通道端口之间形成多个光学路径。

图4A至图4E是图2A的光学核心子组件200的视图,其示出形成在光学信号路由器206与WDM滤波器208A-208D之间的多个光学路径414A-414D。如上文所论述,光学核心子组件200包括具有第一侧204A(也称为上侧、第一表面、上表面等)以及与上侧204A相反的第二侧204B(也称为下侧、第二侧、第二表面、下表面等)的基板202。

在此示例性实施方式中,光学信号路由器206包括相对于基板202水平地定位以用于在基板202的上侧204A与下侧204B之间路由光学信号的梯状棱镜400。特别地,梯形棱镜400(也称为梯形棱镜)包括第一基部402A(也称为左基部)以及与第一基部402A相反的第二基部402B(也称为右基部)。第一基部402A和第二基部402B是梯形的。梯形棱镜400还包括在第一基部402A与第二基部402B之间延伸的多个面404-408B(也称为表面)。多个面404-408中的至少一部分提供光学信号进入其中和/或从中离开的表面,和/或用于在其中路由(例如,重引导、重路由)光学信号的反射表面。特别地,梯形棱镜400还包括窄面404(也称为前面)、与窄面相反的宽面406(也称为后面)、定位在窄面404与宽面406的上边缘之间的上倾斜面408A以及定位在窄面404与宽面406的下边缘之间的下倾斜表面408B。

窄面404充当倒角并且使应力点最小化,从而减少对梯形棱镜400的损坏(例如,破碎)。以此方式,在此示例性实施方式中,倒角可定位在宽面406与上倾斜面408A之间和/或定位在宽面406与下倾斜面408B之间。此外,窄面404与宽面406之间的距离(例如,梯形的高)就可减小,只要光学路径与上倾斜面408A和/或下倾斜面408B相交即可,诸如以便避开窄面404。

在此示例性实施方式中,宽面406大致垂直于基板202定位,其中宽面406的至少上部410A在基板202的上侧204A之上延伸并且宽面406的至少下部410B在基板202的下侧204B之下延伸。上部410A和/或下部410B提供光学信号的离开和/或进入点,如下文更详细地解释。上倾斜面408A在宽面406的上部410A与下倾斜面408B之间重引导信号,并且类似地,下倾斜面408B在宽面406的下部410B与上倾斜面408A之间重引导信号。以此方式,光学信号得以在基板202的上侧204A与下侧204B之间路由。

如上文所论述,WDM光学核心子组件200包括WDM滤波器208A-208D。特别地,第一WDM滤波器208A包括朝向第一侧(也称为左侧)定位在基板202的上侧204A上的具有第一通带的第一WDM滤波器208A、朝向左侧定位在基板202的下侧204B上的具有第二通带的第二WDM滤波器208B、朝向第二侧(也称为右侧)定位在基板202的上侧204A上的具有第三通带的第三WDM滤波器208C以及朝向右侧定位在基板202的下侧204B上的具有第四通带的第四WDM滤波器208D。以此方式,第一WDM滤波器208A与第二WDM滤波器208B(例如,沿着共同竖直轴线A-A)竖直地对准,并且第三WDM滤波器208C与第四WDM滤波器208D(例如,沿着共同竖直轴线B-B)竖直地对准。换句话讲,第一WDM滤波器208A与第二WDM滤波器208D前后左右对准,并且第三WDM滤波器208C与第四WDM滤波器208D前后左右对准。此外,第一WDM滤波器208A与第三WDM滤波器208C(例如,沿着共同水平轴线C-C)水平地对准(沿着基板202的上侧204A),并且第二WDM滤波器208B与第四WDM滤波器208D(例如,沿着共同水平轴线D-D)水平地对准(沿着基板202的下侧204B)。换句话讲,第一WDM滤波器208A与第三WDM滤波器208C前后和/或上下对准,并且第二WDM滤波器208B与第四WDM滤波器208D前后和/或上下对准。每个WDM滤波器208A-208D在面中的至少一个上可具有涂层以形成通带。每个通带被配置为来允许不同波长通过。特别地,第一通带被配置为用于第一波长(λ1),第二通带被配置为用于第二波长(λ2)第三通带被配置为用于第三波长(λ3),第四通带被配置为用于第四波长(λ4)等。

第一WDM滤波器208A、第二WDM滤波器208B、第三WDM滤波器208C和第四WDM滤波器208D中的每个从梯形棱镜400的宽面406偏移并且与之大体平行,诸如以便直接从第一公共端口216A、第二公共端口216B、第三公共端口216C和/或第四公共端口216D中的一个接收光学信号。WDM滤波器208A-208D各自为矩形棱镜,其具有左部412A(也称作WDM滤波器的面的第一区域)和右部412B(也称作WDM滤波器的面的第二区域)以用于交错来自多个公共端口的多个光学路径,如下文更详细地解释。WDM滤波器208A-208D的构造和大小被设定为从左部412A处的公共端口216A-216D中的一个接收至少第一光学信号,并且从右部412B处的公共端口216A-216D中的不同的一个接收至少第二光学信号。因此,WDM滤波器208A-208D可以是图1A-1B所示的滤波器的宽度(W2)的两倍。这由于WDM滤波器208A-208D的大小更大而增加了制造和组装的易用性,并且还允许减小光学路径的泳道之间的节距,如下文更详细地解释。然而,在某些实施方式中,WDM滤波器208A-208D中的每一个可被分成两个单独的WDM滤波器,而不是例如具有左部412A和右部412B的一个WDM滤波器。

虽然光学信号路由器206在图4A至图4E中被示出为梯形棱镜400,但也可使用其他形状,如下文更详细地解释。特别地,在某些实施方式中,光学信号路由器206可大体成形为棱柱(例如,三棱柱、四棱柱、梯形棱柱、五棱柱等)、锥体(例如,截头锥、三棱锥、四棱锥等)和/或任何其他多面体(例如,棱柱、锥体等),只要光学信号路由器206包括光学信号进入表面、第一光学信号重引导表面和/或第二光学信号重引导表面即可。

图4B至图4E是图4A的光学核心组件的视图,其示出多个WDM端口组212A-212D之间的光学路径。特别地,光学核心子组件200使用四个WDM滤波器208A(和四个相应通带)来提供四个公共端口216A-216D和十六个通道端口216A-224D。应注意,光学路径414A-414D的实线的部分位于基板202的上侧204A上,并且光学路径414A-414D的虚线的部分位于基板202的下侧204B上。

图4B是图4A的光学核心子组件的俯视图,其示出第一WDM端口组212A的第一组WDM公共端口216A(也称为第一WDM公共端口、第一公共端口等)与四个通道端口218A-224A之间的第一光学路径。第一组WDM公共端口216A与四个通道端口218A-224A中的每一个形成第一光学路径414A。第一光学路径414A也在图4A中示出。第一WDM端口组212A包括朝向左侧且朝向梯形棱镜400的前侧定位在基板202的上侧204A上的第一组WDM公共端口216A。第一WDM端口组212A还包括朝向梯形棱镜400的左侧位于基板202的上侧204A处的第一组第一WDM通道端口218A、朝向梯形棱镜400的左侧处于基板202的下侧204B处的第一组第二WDM通道端口220A、朝向梯形棱镜400的右侧位于基板202的上侧204A处的第一组第三WDM通道端口222A以及朝向梯形棱镜400的右侧位于基板202的下侧204B处的第一组第四WDM通道端口224A。第一组WDM公共端口216A相对于梯形棱镜(和/或基板202)的中心平面E-E成角度(或被配置为来以一定角度引导光学信号)。通道端口218A-224A与第一组WDM公共端口216A类似地成角度和/或构造。此外,梯形棱镜400定位在第一组WDM公共端口216A与通道端口218A-224A之间。

WDM光学核心子组件200限定包括第一公共泳道416A、侧向路径418A和多个通道泳道420A-426A的第一光学路径414A。侧向路径418A在基板202的上侧204A与基板202的下侧204B之间(以及在梯形棱镜400的上部410A与梯形棱镜400的下部410B之间)延伸,并且从基板202的左侧延伸到右侧。特别地,第一光学信号(波长λ14)沿着第一光学路径414A的第一公共泳道416A从第一组WDM公共端口216A延伸到第一WDM滤波器208A的左部412A。第一光学信号的一部分(波长λ1)可通过第一WDM滤波器208A的第一通带到达第一通道泳道420A到达第一组第一WDM通道端口218A。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ24)反射离开第一WDM滤波器208A的左部412A到达上倾斜面408A到达下倾斜面408B到达第二WDM滤波器208B的右部412B。剩余第一光学信号的一部分(波长λ2)可通过第二WDM滤波器208B的第二通带到达第二通道泳道422A到达第一组第二WDM通道端口220A。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ34)反射离开第二WDM滤波器208B的右部412B到达下倾斜面408B到达上倾斜面408A到达第三WDM滤波器208C的左部412A。剩余光学信号的一部分(波长λ3)可通过第三WDM滤波器208C的第三通带到达第三通道泳道424A到达第一组第三WDM通道端口222A。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ4)反射离开第三WDM滤波器208C的左部412A到达上倾斜面408A到达下倾斜面408B到达第四WDM滤波器208D的右部412B。剩余光学信号的一部分(波长λ4)可通过第四WDM滤波器208D的第四通带到达第四通道泳道426A到达第一组第四WDM通道端口224A。第一光学信号的任何剩余部分反射离开第四WDM滤波器208D的右部412B。

图4C是图4A的光学核心子组件的俯视图,其示出第二公共端口与四个通道端口之间的第二光学路径。第二组WDM公共端口216B(也称为第二WDM公共端口、第二公共端口等)与四个通道端口218B-224B中的每一个形成第二光学路径414B。第二WDM端口组212B包括朝向梯形棱镜400的左侧且朝向前侧定位在基板202的下侧204B上的第二组WDM公共端口216B。第二WDM端口组212B还包括朝向梯形棱镜400的左侧位于基板202的下侧204B处的第二组第一WDM通道端口218B、朝向梯形棱镜400的左侧处于基板202的上侧204A处的第二组第二WDM通道端口220B、朝向梯形棱镜400的右侧位于基板202的下侧204B处的第二组第三WDM通道端口222B以及朝向梯形棱镜400的右侧位于基板202的上侧204A处的第二组第四WDM通道端口224B。第二组WDM公共端口216B相对于梯形棱镜(和/或基板202)的中心平面E-E成角度(或被配置为来以一定角度引导光学信号),角度与第一组WDM公共端口216A相同(或类似)。因此,第一组WDM公共端口216A可与第二组WDM公共端口216B竖直地对准。通道端口218B-224B与第二WDM公共端口216B、第一组WDM公共端口216A和/或通道端口218A-224A类似地成角度和/或构造。位于上侧204A上的通道端口可与位于下侧204B上的通道端口竖直地对准。此外,梯形棱镜400定位在第二组WDM公共端口216B与通道端口218B-224B之间。

因此,基板202的上侧204A包括(从左到右)第一WDM端口组212A的第一组第一WDM通道端口218A(及对应第一通道泳道420A)、第二WDM端口组212B的第二组第二WDM通道端口220B(及对应第二通道泳道422B)、第一WDM端口组212A的第一组第三WDM通道端口222A(及对应第三通道泳道424A)以及第一WDM端口组212A的第一组第四WDM通道端口224A(及对应第四通道泳道426B)。类似地,基板202的下侧204B包括(从左到右)第二WDM端口组212B的第二组第一WDM通道端口218B(及对应第一通道泳道420B)、第一WDM端口组212A的第一组第二WDM通道端口220A(及对应第二通道泳道422A)、第二WDM端口组212B的第二组第三WDM通道端口222B(及对应第三通道泳道424B)以及第一WDM端口组212A的第一组第四WDM通道端口224A(及对应第四通道泳道426A)。因此,基板的上侧204A和下侧204B包括第一WDM端口组212A和第二WDM端口组212B的交替公共端口。

WDM光学核心子组件200限定包括第二公共泳道416B、侧向路径418B和多个通道泳道420B-426B的第二光学路径414B。侧向路径418B在基板202的上侧204A与基板202的下侧204B之间(以及在梯形棱镜400的上部410A与梯形棱镜400的下部410B之间)延伸,并且从基板202的左侧延伸到右侧。特别地,第二光学信号(波长λ14)沿着第二光学路径414B的第二公共泳道416B从第二组WDM公共端口216B延伸到第二WDM滤波器208B的左部412A。第二光学信号的一部分(波长λ2)可通过第二WDM滤波器208B的第二通带到达第一通道泳道420B到达第二组第一WDM通道端口218B。第二光学信号的任何剩余部分(波长λ1和λ34)反射离开第二WDM滤波器208B的左部412A到达下倾斜面408B到达上倾斜面408A到达第一WDM滤波器208A的右部412B。剩余第一光学信号的一部分(波长λ1)可通过第一WDM滤波器208A的第一通带到达第二通道泳道422B到达第二组第二WDM通道端口220B。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ34)反射离开第一WDM滤波器208A的右部412B到达上倾斜面408A到达下倾斜面408B到达第四WDM滤波器208D的左部412A。剩余光学信号的一部分(波长λ4)可通过第四WDM滤波器208D的第四通带到达第三通道泳道426B到达第二组第三WDM通道端口222B。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ3)反射离开第四WDM滤波器208D的左部412A到达下倾斜面408B到达上倾斜面408A到达第三WDM滤波器208C的右部412B。剩余光学信号的一部分(波长λ3)可通过第三WDM滤波器208C的第三通带到达第四通道泳道426B到达第二组第四WDM通道端口224B。第一光学信号的任何剩余部分反射离开第三WDM滤波器208C的右部412B。

图4D是图4A的光学核心子组件的俯视图,其示出第三公共端口与四个通道端口之间的第三光学路径。第三公共端口216C(也称为第三WDM公共端口、第三公共端口等)与四个通道端口218C-224C中的每一个形成第三光学路径414C。第三WDM端口组212C包括朝向梯形棱镜400的右侧且朝向前侧定位在基板202的上侧204A上的第三公共端口216C。第三WDM端口组212C还包括朝向梯形棱镜400的右侧位于基板202的上侧204A处的第三组第一通道端口218C、朝向梯形棱镜400的右侧处于基板202的下侧204B处的第三组第二通道端口220C、朝向梯形棱镜400的左侧位于基板202的上侧204A处的第三组第三通道端口222C以及朝向梯形棱镜400的左侧位于基板202的下侧204B处的第三组第四通道端口224C。第三公共端口216C相对于梯形棱镜(和/或基板202)的中心平面E-E成角度(或被配置为来以一定角度引导光学信号)。通道端口218C-224C与第三公共端口216C类似地(且与第一组WDM公共端口216A、第二组WDM公共端口216B、通道端口218A-224A和/或通道端口218B-224B相反地)成角度和/或构造。此外,梯形棱镜400定位在第三公共端口216C与通道端口218C-224C之间。

WDM光学核心子组件200限定包括第一公共泳道416C、侧向路径418C和多个通道泳道420C-426C的第三光学路径414C。侧向路径418C在基板202的上侧204A与基板202的下侧204B之间(以及在梯形棱镜400的上部410A与梯形棱镜400的下部410B之间)延伸,并且从基板202的右侧延伸到左侧。特别地,第三光学信号(波长λ14)沿着第三光学路径414C的第一公共泳道416C从第三公共端口216C延伸到第三WDM滤波器208C的右部412B。第一光学信号的一部分(波长λ3)可通过第三WDM滤波器208C的第三通带到达第一通道泳道424C到达第一通道端口218C。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ12和λ4)反射离开第三WDM滤波器208C的右部412B到达上倾斜面408A到达下倾斜面408B到达第四WDM滤波器208D的左部412A。剩余第一光学信号的一部分(波长λ4)可通过第四WDM滤波器208D的第四通带到达第二通道泳道422C到达第二通道端口220C。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ12)反射离开第二WDM滤波器208B的左部412A到达下倾斜面408B到达上倾斜面408A到达第一WDM滤波器208A的右部412B。剩余光学信号的一部分(波长λ4)可通过第一WDM滤波器208A的第一通带到达第三通道泳道424C到达第三通道端口222C。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ2)反射离开第一WDM滤波器208A的右部412B到达上倾斜面408A到达下倾斜面408B到达第二WDM滤波器208B的左部412A。剩余光学信号的一部分(波长λ2)可通过第二WDM滤波器208B的第二通带到达第四通道泳道426D到达第四通道端口224D。第三光学信号的任何剩余部分反射离开第二WDM滤波器208B的左部412A。

图4E是图4A的光学核心子组件的俯视图,其示出第四公共端口与四个通道端口之间的第四光学路径。第四公共端口216D(也称为第四WDM公共端口、第四公共端口等)与四个通道端口218D-224D中的每一个形成第四光学路径414D。第四WDM端口组212D包括朝向梯形棱镜400的右侧并且朝向前侧定位在基板202的下侧204B上的第四公共端口216D。第四WDM端口组212D还包括朝向梯形棱镜400的右侧位于基板202的下侧204B处的第四组第一通道端口218D、朝向梯形棱镜400的右侧处于基板202的上侧204A处的第四组第二通道端口220D、朝向梯形棱镜400的左侧位于基板202的下侧204B处的第四组第三通道端口222D以及朝向梯形棱镜400的左侧位于基板202的上侧204A处的第四组第四通道端口224D。第四公共端口216D相对于梯形棱镜(和/或基板202)的中心平面E-E成角度(或被配置为来以一定角度引导光学信号),角度与第三公共端口216C相同(或类似)。因此,第四公共端口216D可与第三公共端口216C竖直地对准。通道端口218D-224D与第四公共端口216D、第三公共端口216C和/或通道端口218C-224C类似地成角度和/或构造。位于上侧204A上的通道端口可与位于下侧204B上的通道端口竖直地对准。此外,梯形棱镜400定位在第四公共端口216D与通道端口218D-224D之间。

因此,基板202的上侧204A包括(从左到右)第三WDM端口组212C的第一通道端口218C(及对应第一通道泳道420C)、第四WDM端口组212D的第二通道端口220D(及对应第二通道泳道422D)、第三WDM端口组212C的第三通道端口222C(及对应第三通道泳道424C)以及第四WDM端口组212D的第四通道端口224D(及对应第四通道泳道426D)。类似地,基板202的下侧204B包括(从左到右)第四WDM端口组212D的第一通道端口218D(及对应第一通道泳道420D)、第三WDM端口组212C的第二通道端口220C(及对应第二通道泳道422C)、第四WDM端口组212D的第三通道端口222D(及对应第三通道泳道424D)、第三WDM端口组212C的第四通道端口224C(及对应第四通道泳道426C)。因此,基板的上侧204A和下侧204B包括第三WDM端口组212C和第四WDM端口组212D的交替公共端口。

WDM光学核心子组件200限定包括第四公共泳道416D、侧向路径418D和多个通道泳道420D-426D的第四光学路径414D。侧向路径418D在基板202的上侧204A与基板202的下侧204B之间(以及在梯形棱镜400的上部410A与梯形棱镜400的下部410B之间)延伸,并且从基板202的右侧延伸到左侧。特别地,第四光学信号(波长λ14)沿着第四光学路径414D的第四公共泳道416D从第四公共端口216D延伸到第四WDM滤波器208D的右部412B。第二光学信号的一部分(波长λ4)可通过第四WDM滤波器208D的第四通带到达第一通道泳道420D到达第一通道端口218D。第二光学信号的任何剩余部分(波长λ13)反射离开第四WDM滤波器208D的右部412B到达下倾斜面408B到达上倾斜面408A到达第三WDM滤波器208C的左部412A。剩余第一光学信号的一部分(波长λ3)可通过第三WDM滤波器208C的第三通带到达第二通道泳道422D到达第二通道端口220D。第四光学信号的任何剩余部分(波长λ12)反射离开第三WDM滤波器208C的左部412A到达上倾斜面408A到达下倾斜面408B到达第二WDM滤波器208B的右部412B。剩余光学信号的一部分(波长λ2)可通过第二WDM滤波器208B的第二通带到达第三通道泳道426C到达第三通道端口222D。第四光学信号的任何剩余部分反射离开第二WDM滤波器208B的右部412B到达下倾斜面408B到达上倾斜面408A到达第一WDM滤波器208A的左部412A。剩余光学信号的一部分(波长λ1)可通过第一WDM滤波器208A的第一通带到达第四通道泳道424D到达第四通道端口224D。第一光学信号的任何剩余部分反射离开第一WDM滤波器208A的左部412A。

虽然第一光学路径414A、第二光学路径414B、第三光学路径414C和第四光学路径414D分开示出,但第一光学信号、第二光学信号、第三光学信号和第四光学信号可连续或同时传输。以此方式,第一光学路径414A、第二光学路径414B、第三光学路径414C和/或第四光学路径414D的侧向路径418A-418D可彼此重叠。此外,在一些实施方式中,第一光学路径414A、第二光学路径414B、第三光学路径414C和/或第四光学路径414D被配置为成彼此不相互作用。此外,第一WDM端口组212A可与第三WDM端口组212C竖直地齐平或偏移(例如,第一WDM端口组212A的一部分定位在基板202的上侧204A与第三WDM端口组212C的一部分之间),并且类似地,第二WDM端口组212B可与第四WDM端口组212D竖直地齐平或偏置(例如,第二WDM端口组212B定位在基板202的下侧204B与第四WDM端口组212D之间)。光学路径414A-414D的泳道被配置为操作到例如高达25Gbps(例如,利用NRZ(非归零制)调制)、高达50Gbps(例如,利用PAM4(脉冲幅度调制4))。这些可提供200-400Gbps或更多的光学传输速率的解决方案。此外,WDM光学核心子组件200可实现单个开关槽中高达14.4Tbps的聚合带宽。

WDM光学核心子组件200是双向的并且可传输和接收复用信号。WDM滤波器208A-208D中的每一个的双宽度视需要促进使邻近通道泳道之间的节距距离(P)最小化。特别地,WDM光学核心子组件200避免将WDM滤波器208A切割成更小件的需要,这从而避免了制造困难。此外,较大的滤波器大小可减轻WDM涂层表面张力应力,这继而产生更平坦的涂层表面曲率,从而减少制造期间的对准错误。图2A至图2E中所论述的较宽WDM滤波器208A-208D更易于制造并且提供光学路径的泳道之间的更小节距。例如,如果节距要求是250üm,则可使用750üm的滤波宽度,这更易于制造。

图5A至图5E是类似于图2A和图4A至图4E的光学核心子组件200的光学核心子组件500的另一示例性实施方式的视图。图5A是光学核心子组件500的后透视图。光学核心子组件500包括光学信号路由器206和WDM滤波器208A-208D。光学核心子组件500还可包括基板202和一个或多个WDM端口组212A-212D(未示出)。另外指出的除外,光学核心子组件500类似于图4A至图4E的光学核心子组件。

特别地,光学信号路由器206包括用于路由光学信号的五边形棱镜502(例如,相对于基板水平地定位)。五边形棱镜502包括第一基部504A(也称为左基部等)、与第一基部504A相反的第二基部504B(也称为右基部等)。第一基部504A和第二基部504B各自为五边形的。五边形棱镜502还包括在第一基部504A与第二基部504B之间延伸的多个表面。特别地,梯形棱镜400还包括窄面508(也称为前面)、与窄面508相反的宽面506(也称为后面)、从窄面508的上边缘向上且向后延伸的上倾斜面510A以及从窄面508的下边缘向下且向后延伸的与上倾斜面510A相反的下倾斜表面510B。五边形棱镜502还包括从宽面506的上边缘延伸到上倾斜面510A的上垂直面512A以及从宽面506的下边缘延伸到下倾斜面510B的下垂直面512B。窄面508充当倒角并且使应力点最小化,从而减少对五边形棱镜502的损坏(例如,破碎)。这样,窄面508可省略。

WDM滤波器208A-208D与在图2A至图2E的光学核心子组件200中相同地定位,不同之处在于WDM滤波器208A-208D安装到五边形棱镜的宽面506或者以其他方式接触所述宽面506。宽面506和WDM滤波器208A在安装时限定边界框514。特别地,边界框514包括左部516A、右部516B、顶部518A和底部518B。顶部518A和底部518B提供将WDM滤波器208A-208D安装到五边形棱镜502的宽面506的余隙。因此,顶部518A和底部518B可减少或省略。左部516A和右部516B也提供将WDM滤波器208A-208D安装到五边形棱镜502的宽面506的余隙。然而,左部516A和右部516B还提供来自公共端口216A-216D中的一个的光学信号的进入点和/或离开点。

图5B至图5E是图5A的光学核心组件的视图,其示出多个WDM端口组212A-212D之间的光学路径。特别地,光学核心子组件500使用四个WDM滤波器208A(和四个相应通带)来提供四个公共端口216A-216D和十六个通道端口216A-224D。除非另外指出,否则信号路由和光学路径414A-414D与图4B至图4E中相同。

第一WDM端口组212A的第一组WDM公共端口216A大致水平地邻近于通道端口朝向五边形棱镜502的后侧且在其左侧定位。第二WDM端口组212B的第二组WDM公共端口216B大致水平地邻近于通道端口朝向五边形棱镜502的后侧且在其左侧定位。第三WDM端口组212C的第三公共端口216C大致水平地邻近于通道端口朝向五边形棱镜502的后侧且在其右侧定位。第四WDM端口组212D的第四公共端口216D大致水平地邻近于通道端口朝向五边形棱镜502的后侧且在其右侧定位。水平地邻近于通道端口218A-224D放置公共端口216A-216D降低了WDM光学核心子组件500的深度(D1)。

图5B是图5A的光学核心子组件500的俯视图,其示出第一组WDM公共端口216A与四个通道端口218A-224A之间的第一光学路径。第一组WDM公共端口216A与四个通道端口218A-224A中的每一个形成第一光学路径414A。第一WDM端口组212A包括朝向宽面406的左侧定位在其上侧204A上的第一组WDM公共端口216A。第一WDM端口组212A还包括朝向梯形棱镜502的左侧位于宽面406的下侧处的第一组第一WDM通道端口218A、朝向梯形棱镜502的左侧处于宽面406的上侧处的第一组第二WDM通道端口220A、朝向梯形棱镜502的右侧位于宽面406的下侧处的第一组第三WDM通道端口222A以及朝向梯形棱镜502的右侧位于宽面406的上侧处的第一组第四WDM通道端口224A。第一组WDM公共端口216A相对于五边形棱镜(和/或基板202)的中心平面E-E成角度(或被配置为来以一定角度引导光学信号)。通道端口218A-224A与第一组WDM公共端口216A相反地成角度。

WDM光学核心子组件500限定包括第一公共泳道416A、侧向路径418A和多个通道泳道420A-426A的第一光学路径414A。侧向路径418A在宽面506的上部410A与下部410B之间延伸并且从宽面506的左侧延伸到右侧。特别地,第一光学信号(波长λ14)沿着第一光学路径414A的第一公共泳道416A从第一组WDM公共端口216A延伸到宽面506的框514的左部516A到达上倾斜面510A到达下倾斜面510B到达第二WDM滤波器208B的左部412A。第一光学信号的一部分(波长λ2)可通过第二WDM滤波器208B的第二通带到达第一通道泳道420A到达第一组第一WDM通道端口218A。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ1和λ34)反射离开第二WDM滤波器208B的左部412A到达下倾斜面510B到达上倾斜面510A到达第一WDM滤波器208A的右部412B。剩余第一光学信号的一部分(波长λ1)可通过第一WDM滤波器208A的第一通带到达第二通道泳道422A到达第一组第二WDM通道端口220A。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ34)反射离开第一WDM滤波器208A的右部412B到达上倾斜面510A到达下倾斜面510B到达第四WDM滤波器208D的左部412A。剩余光学信号的一部分(波长λ4)可通过第四WDM滤波器208D的第四通带到达第三通道泳道424A到达第一组第三WDM通道端口222A。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ3)反射离开第四WDM滤波器208D的左部412A到达下倾斜面510B到达上倾斜面510A到达第三WDM滤波器208C的右部412B。剩余光学信号的一部分(波长λ3)可通过第三WDM滤波器208C的第三通带到达第四通道泳道426A到达第一组第四WDM通道端口224A。第一光学信号的任何剩余部分反射离开第三WDM滤波器208C的右部412B。

图5C是图5A的光学核心子组件的俯视图,其示出第二公共端口与四个通道端口之间的第二光学路径。第二组WDM公共端口216B与四个通道端口218B-224B中的每一个形成第二光学路径414B。第二WDM端口组212B包括朝向宽面406的左侧定位其下侧410B上的第二组WDM公共端口216B。第二WDM端口组212B还包括朝向宽面406的左侧位于基板202的上侧204B处的第二组第一WDM通道端口218B、朝向宽面406的左侧处于基板202的下侧204A处的第二组第二WDM通道端口220B、朝向宽面406的右侧位于基板202的上侧204B处的第二组第三WDM通道端口222A以及朝向宽面406的右侧位于基板202的下侧204A处的第二组第四WDM通道端口224B。第二组WDM公共端口216B相对于梯形棱镜(和/或基板202)的中心平面F-F成角度(或被配置为来以一定角度引导光学信号),角度与第一组WDM公共端口216A相同(或类似)。因此,第一组WDM公共端口216A可与第二组WDM公共端口216B竖直地对准。通道端口218B-224B与第二组WDM公共端口216B和/或第一组WDM公共端口216A相反地成角度。此外,通道端口218B-224B与通道端口218A-224A类似地成角度和/或构造。位于上侧上的通道端口可与位于下侧上的通道端口竖直地对准。

因此,宽面406的上侧包括(从左到右)第二WDM端口组212B的第二组第一WDM通道端口218B(及对应第一通道泳道420B)、第一WDM端口组212A的第一组第二WDM通道端口220A(及对应第二通道泳道422A)、第二WDM端口组212B的第二组第三WDM通道端口222B(及对应第三通道泳道424B)、第一WDM端口组212A的第一组第四WDM通道端口224A(及对应第四通道泳道426A)。类似地,宽面506的下侧下侧204B包括(从左到右)第一WDM端口组212A的第一组第一WDM通道端口218A(及对应第一通道泳道420A)、第二WDM端口组212B的第二组第二WDM通道端口220B(及对应第二通道泳道422B)、第一WDM端口组212A的第一组第三WDM通道端口222A(及对应第三通道泳道424A)、第二WDM端口组212B的第二组第四WDM通道端口224B(及对应第四通道泳道426B)。因此,基板的上侧204A和下侧204B包括第一WDM端口组212A和第二WDM端口组212B的交替公共端口。

WDM光学核心子组件500限定包括第二公共泳道416B、侧向路径418B和多个通道泳道420B-426B的第二光学路径414B。侧向路径418B在宽面506的上部410A与下部410B之间延伸并且从宽面506的左侧延伸到右侧。特别地,第二光学信号(波长λ14)沿着第二光学路径414B的第二公共泳道416B从第二组WDM公共端口216B延伸到宽面506的框514的左部516A到达下倾斜面510B到达上倾斜面510A到达第一WDM滤波器208A的左部412A。第二光学信号的一部分(波长λ1)可通过第一WDM滤波器208A的第一通带到达第二通道泳道420B到达第二组第一WDM通道端口218B。第二光学信号的任何剩余部分(波长λ14)反射离开第一WDM滤波器208A的左部412A到达上倾斜面510A到达下倾斜面510B到达第二WDM滤波器208B的右部412B。剩余第一光学信号的一部分(波长λ2)可通过第二WDM滤波器208B的第二通带到达第二通道泳道422B到达第二组第二WDM通道端口220B。第二光学信号的任何剩余部分(波长λ34)反射离开第二WDM滤波器208B的右部412B到达下倾斜面510B到达上倾斜面510A到达第三WDM滤波器208C的左部412A。剩余光学信号的一部分(波长λ3)可通过第三WDM滤波器208C的第三通带到达第三通道泳道424B到达第二组第四WDM通道端口222B。第二光学信号的任何剩余部分(波长λ4)反射离开第三WDM滤波器208C的左部412A到达上倾斜面510A到达下倾斜面510B到达第四WDM滤波器208D的右部412B。剩余光学信号的一部分(波长λ4)可通过第四WDM滤波器208D的第四通带到达第四通道泳道426B到达第二组第四WDM通道端口224B。第一光学信号的任何剩余部分反射离开第四WDM滤波器208D的右部412B。

图5D是图5A的光学核心子组件的俯视图,其示出第三公共端口与四个通道端口之间的第三光学路径。第三公共端口216C与四个通道端口218C-224C中的每一个形成第三光学路径414C。第三WDM端口组212C包括朝向宽面506的右侧定位在其上侧204A上的第三公共端口216C。第三WDM端口组212C还包括朝向宽面506的右侧位于基板202的下侧204A处的第一通道端口218C、朝向宽面506的右侧处于其上侧处的第二通道端口220C、朝向宽面506的左侧位于其下侧处的第一组第三WDM通道端口222A以及朝向宽面506的左侧位于其上侧处的第一组第四WDM通道端口224A。第三公共端口216C相对于五边形棱镜502(和/或基板202)的中心平面F-F成角度(或被配置为来以一定角度引导光学信号)。通道端口218C-224C与第三公共端口216C相反地(且与第一组WDM公共端口216A、第二组WDM公共端口216B、通道端口218A-224A和/或通道端口218B-224B类似地)成角度。

WDM光学核心子组件500限定包括第一公共泳道416C、侧向路径418C和多个通道泳道420C-426C的第三光学路径414C。侧向路径418C在宽面506的上部410A与下部410B之间延伸并且从宽面506的左侧延伸到右侧。特别地,第三光学信号(波长λ14)沿着第三光学路径414C的第一公共泳道416C从第三公共端口216C延伸到宽面506的框514的右部516B到达上倾斜面510A到达下倾斜面10B到达第四WDM滤波器208D的右部412B。第一光学信号的一部分(波长λ4)可通过第四WDM滤波器208D的第四通带到达第一通道泳道420C到达第一通道端口218C。第一光学信号的任何剩余部分(波长λ13)反射离开第四WDM滤波器208D的右部412B到达下倾斜面510B到达上倾斜面510A到达第三WDM滤波器208C的左部412A。剩余第一光学信号的一部分(波长λ3)可通过第三WDM滤波器208C的第三通带到达第二通道泳道422C到达第二通道端口220C。第三光学信号的任何剩余部分(波长λ12)反射离开第三WDM滤波器208C的左部412A到达上倾斜面510A到达下倾斜面510B到达第二WDM滤波器208B的右部412B。剩余光学信号的一部分(波长λ2)可通过第二WDM滤波器208B的第二通带到达第三通道泳道424C到达第三通道端口222C。第三光学信号的任何剩余部分(波长λ1)反射离开第二WDM滤波器208B的右部412B到达下倾斜面510B到达上倾斜面510A到达第一WDM滤波器208A的左部412A。剩余光学信号的一部分(波长λ1)可通过第一WDM滤波器208A的第一通带到达第四通道泳道424D到达第四通道端口224D。第三光学信号的任何剩余部分反射离开第一WDM滤波器208A的左部412A。

图5E是图5A的光学核心子组件的俯视图,其示出第四公共端口与四个通道端口之间的第四光学路径。第四公共端口216D与四个通道端口218D-224D中的每一个形成第四光学路径414D。第四WDM端口组212D包括朝向宽面506的右侧定位在其下侧204B上的第四公共端口216D。第四WDM端口组212D还包括朝向宽面506的右侧位于其上侧处的第一通道端口218D、朝向宽面506的右侧处于其下侧处的第二组第二WDM通道端口220B、朝向宽面506的左侧位于其上侧处的第三通道端口222D以及朝向宽面506的左侧位于其下侧处的第四通道端口224D。第四公共端口216D相对于五边形棱镜502(和/或基板)的中心平面F-F成角度(或被配置为来以一定角度引导光学信号),角度与第三公共端口216C相同(或类似)。因此,第四公共端口216D可与第三公共端口216C竖直地对准。通道端口218D-224D与第四公共端口216D和/或第三公共端口216C相反地成角度。此外,通道端口218D-224D与通道端口218C-224C类似地成角度和/或构造。位于上侧上的通道端口可与位于下侧上的通道端口竖直地对准。

因此,宽面506的上侧包括(从左到右)第四WDM端口组212D的第一通道端口218D(及对应第一通道泳道420D)、第三WDM端口组212C的第二通道端口220C(及对应第二通道泳道422C)、第四WDM端口组212D的第三通道端口222D(及对应第三通道泳道424D)、第三WDM端口组212C的第三通道端口224C(及对应第四通道泳道426C)。类似地,基板的下侧包括(从左到右)第三WDM端口组212C的第一通道端口218C(及对应第一通道泳道420C)、第四WDM端口组212D的第二通道端口220D(及对应第二通道泳道422D)、第三WDM端口组212C的第三通道端口222C(及对应第三通道泳道424C)、第四WDM端口组212D的第四通道端口224D(及对应第四通道泳道426D)。因此,基板的上侧和下侧包括第三WDM端口组212C和第四WDM端口组212D的交替公共端口。

WDM光学核心子组件200限定包括第四公共泳道416D、侧向路径418D和多个通道泳道420D-426D的第四光学路径414D。侧向路径418D在宽面506的上部410A与下部410B之间延伸并且从宽面506的左侧延伸到右侧。特别地,第四光学信号(波长λ14)沿着第四光学路径414D的第四公共泳道416D从第四公共端口216D延伸到宽面506的框514的右部516B到达下倾斜面510B到达上倾斜面510A到达第三WDM滤波器208C的右部412B。第四光学信号的一部分(波长λ3)可通过第三WDM滤波器208C的第三通带到达第一通道泳道424D到达第一通道端口218D。第二光学信号的任何剩余部分(波长λ12和λ4)反射离开第三WDM滤波器208C的右部412B到达上倾斜面510A到达下倾斜面510B到达第四WDM滤波器208D的左部412A。剩余第四光学信号的一部分(波长λ4)可通过第四WDM滤波器208D的第四通带到达第二通道泳道422D到达第二通道端口220D。第四光学信号的任何剩余部分(波长λ12)反射离开第四WDM滤波器208D的左部412A到达下倾斜面510B到达上倾斜面510A到达第一WDM滤波器208A的右部412B。剩余光学信号的一部分(波长λ1)可通过第一WDM滤波器208A的第一通带到达第三通道泳道424D到达第三通道端口222D。第四光学信号的任何剩余部分(波长λ2)反射离开第一WDM滤波器208A的右部412B到达上倾斜面510A到达下倾斜面510B到达第二WDM滤波器208B的左部412A。剩余光学信号的一部分(波长λ2)可通过第二WDM滤波器208B的第二通带到达第四通道泳道426D到达第四通道端口224D。第一光学信号的任何剩余部分反射离开第二WDM滤波器208B的左部412A。

虽然第一光学路径414A、第二光学路径414B、第三光学路径414C和第四光学路径414D分开示出,但第一光学信号、第二光学信号、第三光学信号和第四光学信号可连续或同时传输。以此方式,第一光学路径414A、第二光学路径414B、第三光学路径414C和第四光学路径414D的侧向路径418A-418D可彼此重叠。此外,第一WDM端口组212A可与第三

WDM端口组212C竖直地齐平或偏移(例如,第一WDM端口组212A定位在基板202的上侧204A与第三WDM端口组212C之间),并且类似地,第二WDM端口组212B可与第四WDM端口组212D竖直地齐平或偏置(例如,第二WDM端口组212B定位在基板202的下侧204B与第四WDM端口组212D之间)。

图6A至图6B是图2B的WDM光学组件的另一示例性实施方式的视图并且示出第一公共准直器与四个通道准直器之间的第一光学路径。WDM光学组件600使用四个WDM滤波器208A-208D(及四个相应通带)提供体现为四个WDM准直器组214A-214D的四个WDM端口组212A-212D,所述四个WDM端口组212A-212D包括体现为四个公共准直器226A-226D的四个公共端口216A-216D和体现为十六个通道准直器228A-234D的十六个通道端口218A-224D。特别地,WDM光学组件600包括第一WDM准直器组214A(包括第一组WDM公共准直器226A(也称为第一WDM公共准直器、第一公共准直器等)、第一组第一WDM通道准直器228A、第一组第二WDM通道准直器230A、第一组第三通道WDM准直器232A和第一组第四WDM通道准直器234A)、第二WDM准直器组214B(包括第二组WDM公共准直器226B(也称为第二WDM公共准直器、第二公共准直器等)、第二组第一WDM通道准直器228B、第二组第二WDM通道准直器230B、第二组第三WDM通道准直器232B和第二组第四WDM通道准直器234B)、第三WDM准直器组214C(包括第三组WDM公共准直器226C(也称为第三WDM公共准直器、第三公共准直器等)、第三组第一WDM通道准直器228C、第三组第二WDM通道准直器230C、第三组第三WDM通道准直器232C和第三组第四WDM通道准直器234C)以及第四WDM准直器组214D(包括第四组WDM公共准直器226D(也称为第四WDM公共准直器、第四公共准直器等)、第四组第一WDM通道准直器228D、第四组第二WDM通道准直器230D、第四组第三WDM通道准直器232D和第四组第四WDM通道准直器234D)。第一组准直器214A、第二组准直器214B、第三组准直器214C和第四组准直器214D的准直器形成朝向基板202的左侧位于其上侧204A上的第一阵列602A、朝向基板202的左侧位于其下侧204B上的第二阵列602B、朝向基板202的右侧位于其上侧204A上的第三阵列602C以及朝向基板202的右侧位于其下侧204B上的第四阵列602D。第一阵列602A和第二阵列602B包括来自第三WDM准直器组214C和第四WDM准直器组214D的交替通道准直器,并且第三阵列602C和第四阵列602D包括来自第一WDM准直器组214A和第二WDM准直器组214B的交替通道准直器。特别地,设置类似于图4A至图5E中所论述的设置。

第一阵列602A和第三阵列602C定位在基板202的上侧204A上。在WDM光学组件600中,第一阵列602A和第三阵列602C必须以与它们的相应的第一光学路径414A、第二光学路径414B、第三光学路径414C和第四光学路径414D(第二至第四光学路径414A-414D在图4A至图4E中示出)对齐的特定角度定位。此外,如果第一阵列602A和第三阵列602C彼此竖直地对准(例如,无相对竖直偏移),则存在第一阵列602A与第三阵列602C可彼此相距的最小水平距离(例如,直到第一阵列620A的准直器中的一个接触第三阵列602C的准直器中的一个为止)。因此,存在第一阵列602A和第三阵列602C必须距WDM滤波器208A-208D和/或光学信号路由器206(体现为梯形棱镜400)的最小距离以便维持用于接收光学信号的适当角度。

类似地,第二阵列602B和第四阵列602D定位在基板202的下侧204B上。在WDM光学组件600中,第二阵列602B和第四阵列602D必须以与它们相应的第一光学路径414A、第二光学路径414B、第三光学路径414C和第四光学路径414D对齐的特定角度定位。此外,如果第二阵列602B和第四阵列602D彼此竖直地对准(例如,无相对竖直偏移),则存在第二阵列602B与第四阵列602D可彼此相距的最小水平距离(例如,直到第二阵列620B的准直器中的一个接触第四阵列602D的准直器中的一个为止)。因此,存在第二阵列602B和第四阵列602D必须距WDM滤波器208A-208D和/或光学信号路由器206的最小距离(以便维持用于接收光学信号的适当角度)。

图7A至图8D是包括用于降低WDM光学组件的深度的通道端口路由器的WDM光学组件的示例性实施方式的视图。应注意,出于说明性目的,仅与第一光学路径414A直接接触的准直器接收第一光学路径414A的所述部分。第一光学路径414A的一些部分在图中缩短以指示方向,但光学路径414A的缩短部分未由于缩短部分对齐的准直器接收(因为它在基板202的相反侧上)。

特别地,图7A至图7E示出具有通道端口路由器702的WDM光学组件700。特别地,通道端口路由器702包括五边形棱镜706的定位在基板202的上侧204A上的上部组704A以及五边形棱镜706的定位在基板202的下侧204B上的下部组704B。

具体地参考图7B,每个五边形棱镜706包括第一基部708A(也称为远侧基部等)、与之相反的第二基部708B(也称为中间基部等)。第一基部708A和第二基部708B各自为五边形(且竖直地取向)。具体地,每个五边形棱镜706包括在第一基部708A与第二基部708B之间延伸的多个面710-714B(也称为表面)。每个五边形棱镜706还包括定位成面向WDM光学组件700的前侧的前面710(例如,防反射(AR)涂覆的)、第一倾斜面712A(例如,AR涂覆的)和与前面710相反地定位的第二倾斜面712B(例如,AR涂覆的)、定位在前面710与第一倾斜面712A之间的第一垂直面714A以及定位在前面710与第二倾斜面712B之间的第二垂直面714B。五边形棱镜706被设计成使得入射角大于布儒斯特角,使得发生全内反射。

每个五边形棱镜706的前面710提供光学信号进入表面和/或光学信号离开表面。第一倾斜面712A和第二倾斜面712B提供光学信号进入表面、光学信号离开表面、第一光学信号重引导表面和/或第二光学信号重引导表面。例如,进入前面710的光学信号由第二倾斜面712B反射(例如,通过全内反射)并且离开第一去下面712A,并且类似地,光学信号可进入第一去下面712A,由第二倾斜面712B反射并且通过前面710离开。

再次参考图7A至图7E,五边形棱镜706重引导第一光学路径414A、第二光学路径414B、第三光学路径414C和第四光学路径414D的第一通道泳道、第二通道泳道、第三通道泳道和第四通道泳道,以更改进入第一组准直器214A、第二组准直器214B、第三组准直器214C和第四组准直器214D的进入角度。例如,图7D和图7E示出第一WDM准直器组214A的第一光学路径414A(并且仅处于说明清晰目的而省略了第二、第三和第四光学路径414B-414D)。五边形棱镜706使WDM光学组件700所需的最小深度(D2)最小化(例如,使通道准直器与光学信号路由器206和/或WDM滤波器208A-208D之间的距离最小化)。

图8A至图8E是包括用于降低WDM光学组件的(D3)的通道端口路由器的WDM光学组件的示例性实施方式的视图。特别地,图8A至图8E示出WDM光学组件800,其具有通道端口路由器802。通道端口路由器802包括上八边形棱镜804A和下八边形棱镜804B。上八边形棱镜804A和下八边形棱镜804B包括第一基部806A(也称为左基部等)以及与第一基部806A相反的第二基部806B(也称为右基部等)。第一基部806A和第二基部806B各自为八边形且竖直地取向。八边形棱镜804A、804B还包括在第一基部806A与第二基部806B之间延伸的多个面808-818(也称为表面)。八边形棱镜804A、804B中的每一个包括中间水平面808和与之相反的远侧水平面810。此外,八边形棱镜804A、804B中的每一个包括垂直于中间水平面808和远侧水平面810的中间前面812(例如,AR涂覆的)、斜向于中间水平面808和远侧水平面810的中间后面814(例如,高度反射(HR)涂覆的)、斜向于中间水平面和/或远侧水平面810的远侧前面816(例如,HR涂覆的)、垂直于中间水平面808和/或远侧水平面810的远侧后面818(例如,AR涂覆的)。

以此方式,远侧前面812和远侧后面818垂直,以提供光学信号进出八边形棱镜804A、804B的离开和/或进入。中间后面814和远侧前面816斜向,以提供光学信号通过八边形棱镜804A、804B的内反射和/或路由。例如,光学信号进入中间前面812,反射离开中间后面814,然后反射离开远侧前面816,然后通过远侧后面818出射。

因此,例如,第一光学路径414A的第一通道泳道420A的起始部与第一通道泳道420的端部水平地偏移(例如,使得相比第一通道泳道420A的起始部,第一通道泳道420A的端部距离基板202的中心更远)。这同样适用于第二、第三和第四通道泳道422A-426A以及第二、第三和第四光学路径414B-414D中的每一个(示出于图4A至图4E且仅处于说明清晰目的省略)。使通道泳道420A-426A偏移使WDM光学组件800所需的最小深度最小化(例如,使通道准直器与光学信号路由器206和/或WDM滤波器208A-208D之间的距离最小化)。

图9A至图9H是WDM光学组件900的另一示例性实施方式的视图。特别地,WDM光学组件900包括第一WDM端口组212A和第二WDM端口组212B。第一WDM端口组212A包括位于基板202的上侧204A上的第一组WDM公共端口216A,并且第二WDM端口组212B包括位于基板202的下侧204B上的第二组WDM公共端口216B。此外,第一WDM端口组212A包括位于基板202的下侧204B上的通道端口218A-224A,并且第二WDM端口组212B包括位于基板202的下侧204B上的通道端口218B-224B。

WDM光学组件900包括位于基板202的上侧204A上的WDM滤波器908A-908D。WDM滤波器908A-908D是图2A至图2B和图4A至图8D的WDM滤波器208A-208D的一半宽。此外,与图2A至图2B和图4A至图8D的WDM光学组件不同,WDM滤波器908A-908D全部定位在基板202的同一侧上。此外,WDM光学组件900包括位于基板202的上侧204A上的镜子902(例如,多个镜子),所述镜子902朝向WDM光学组件900的后侧定位,使得WDM滤波器908A-908D定位在镜子902与光学信号路由器206(体现为梯形棱镜400)之间。此外,第一组WDM公共端口216A和第二组WDM公共端口216B定位在WDM光学组件900的后侧处,使得镜子902定位在梯形棱镜400与第一组WDM公共端口216A和第二组WDM公共端口216B之间。

因此,第一光学路径414A和第二光学路径414B的侧向路径418A、418B形成在镜子与WDM滤波器908A、908B之间。通道泳道420A-426B从WDM滤波器908A-908D延伸到梯形棱镜400的上倾斜面408A到达梯形棱镜400的下倾斜面408B到达通道端口218A-224B。以此方式,例如,来自第一组WDM公共端口216A的信号在基板202的上侧204A上解复用,然后接触光学信号路由器206。

此外,WDM光学组件900包括公共端口路由器903、包括第一四边形棱镜904A(也称为左侧四边形棱镜)和第二四边形棱镜904B(也称为右侧四边形棱镜)的公共端口路由器903。四边形棱镜904A、904B中的每一个包括第一基部906A和与第一基部相反的第二基部906B。每个四边形棱镜904A、904B包括中间表面910A和与中间表面910A相反的远侧表面910B。第一四边形棱镜904A和第二四边形棱镜904B的中间表面910A接近镜子902。四边形棱镜904A、904B中的每一个包括垂直前面912(例如,垂直于中间表面910A和远侧表面910B)和倾斜后面914(例如,斜向于中间表面910A和远侧表面910B)。因此,第一组WDM公共端口216A和第二组WDM公共端口216B可垂直于梯形棱镜400的宽面406对准,并且左侧四边形棱镜904A和右侧四边形棱镜904B重引导光学信号以提供角度(例如,以便形成侧向路径418A、418B)。例如,来自第一组WDM公共端口216A的光学信号进入倾斜后面914并且离开垂直前面912到达第一WDM滤波器908A。

此外,WDM光学组件900包括通道端口路由器916、包括左侧四边形棱镜918A和右侧四边形棱镜918B的公共端口路由器916。四边形棱镜918A、918B中的每一个包括第一基部920A和与第一基部相反的第二基部920B。每个四边形棱镜918A、918B包括中间表面922A和与中间表面922A相反的远侧表面922B。第一四边形棱镜918A和第二四边形棱镜918B的中间表面922A、922B彼此接近。四边形棱镜918A、918B中的每一个包括垂直前面924(例如,垂直于中间表面922A和远侧表面922B)和倾斜后面926(例如,斜向于中间表面922A和远侧表面922B)。因此,通道端口218A-224B可垂直于梯形棱镜400的宽面406对准,并且左侧四边形棱镜918A和右侧四边形棱镜918B重引导光学信号以提供角度。例如,从梯形棱镜400的下倾斜面408B重引导的光学信号进入垂直前面924并且离开倾斜后面926到达通道端口218A-224B中的一个。

当然,公共端口路由器903和通道端口916可省略并且成角度的对应端口不垂直于梯形棱镜400的宽面406。

图10A至图10B是图2B的WDM装置的视图。如上文所论述,WDM光学组件210包括WDM光学核心子组件200以及第一WDM准直器组214A和第二WDM准直器组214B。此外,WDM光学组件210包括光学信号路由器1000,光学信号路由器包括上梯形棱镜1001A和下竖直梯形棱镜1001B。上梯形棱镜1001A包括第一基部1002A(也称为中间基部等)以及与第一基部1002A相反的第二基部1002B(也称为远侧基部等)。此外,梯形棱镜1001A、1001B包括多个面1004-1008B。特别地,每个梯形棱镜1001A、1001B包括窄面1004以及与窄面1004相反的宽面1006。此外,梯形棱镜1001A、1001B包括第一倾斜面1008A以及与第一倾斜面1008A相反的第二倾斜面1008B。因此,例如,来自第一组WDM公共准直器226A的光学信号进入第一倾斜面1008A到达第二倾斜面1008B到达梯形棱镜400。因此,梯形棱镜1001A、1001B使光学路径弯曲,使得第一组WDM公共端口216A可与通道端口228A-234B成角度地对准,这降低了WDM光学组件210的宽度(W3)。然而,竖直梯形棱镜1001A、1001B可省略并且第二组WDM公共准直器226A、226B相对于另一准直器相反地成角度(例如,但彼此竖直地对准)。

图11是与图2A至图10B的WDM光学核心组件和/或WDM装置一起使用的钢管准直器1100的透视图;准直器使粒子或波束变窄。换句话讲,准直器指示运动方向变得在特定方向上更加一致。钢管准直器1100包括在一个端部具有弯曲透镜1104的钢管主体1102以及位于钢管主体的相反端部处的光纤绞编引线1106。

图12A至图12B是与图2A至图10B的WDM光学核心组件和/或WDM装置一起使用的方形管准直器的透视图。方形管准直器1200包括具有中心孔1204的玻璃管1202(例如,圆柱形)。如本文所用,术语“圆柱形”以其最一般意义使用并且可限定为通过取二维对象并将它在垂直于其表面的方向上投影形成的三维对象。因此,如本文所用的术语圆柱体并不限于具有圆形剖面形状,但可具有任何剖面形状,诸如举例来说方形剖面形状。

方形管准直器还包括可使用固定机构(例如,粘合剂)固定到玻璃管1202的光学元件,诸如准直透镜1206、套管1208等准直透镜1206具有前表面1210A以及与之相反的后表面1210B。在所示实例中,前表面1210A是凸形的而后表面1210B可以是例如在所示的x-z平面中成角度的。在实例中,准直透镜1206的前表面1210A可驻留在中心孔1204的外部,即,准直透镜1206的前端部分可稍微延伸经过玻璃管1202的前端。在实例中,准直透镜1206可形成为具有平面前表面1210A的剃度指数(GRIN)元件。在实例中,准直透镜1206可由单个透镜元件组成,而在另一实例中,它可由多个透镜元件组成。在下文论述中,为便于说明和论述,准直透镜1206被示出为单个透镜元件。

光纤支撑构件成套管1208的形式。套管1208。套管1208包括沿着套管中心轴线AF在前端与后端之间延伸的中心孔1212,所述套管轴线AF在实例中与玻璃管1202的管中心轴线AT和由准直透镜1206限定的光学轴线OA共轴。中心孔1212可包括位于套管1208的后端处的喇叭形部分1214。

光纤1216具有涂覆部分1218并且后端1220是裸玻璃(例如被剥离了涂覆部分,)并且因此称为“裸玻璃部分”。裸玻璃部分1220包括限定光纤的近侧端部的抛光端面1222。光纤1216的裸玻璃部分1220在套管1208的后端处延伸到套管的中心孔1212中。固定元件1224可在套管1208的后端处设置在光纤1216的周围以将光纤固定到套管。套管1208的前端在x-z平面中成角度并且与准直透镜的成角度后端轴向地间隔开以限定具有对应轴向间隙DG的间隙1226。

套管1208、光纤1216和固定元件1224构成光纤绞编引线1228,可以说所述光纤绞编引线1228邻近玻璃管1202的后端至少部分地驻留在孔1204内。因此,在实例中,方形管准直器1200仅包括玻璃管1202、准直透镜1206和光纤绞编引线1228。玻璃管1202在一个容量上可用作支撑并保护准直透镜1206和光纤绞编引线1228(特别是裸玻璃部分1220及其抛光断面1222)的小透镜井筒。玻璃管1202还在另一容量上用作允许方形管准直器1200安装到支撑基板的安装构件。以此容量,至少一个平坦表面1230用作精密安装表面。

在实例中,玻璃管1202、准直透镜1206和套管1208全部由玻璃材料制成,并且进一步地,在实例中,全部由同一玻璃材料制成。用玻璃材料制成玻璃管1202、准直透镜1206和套管1208的益处在于这些部件将具有若不完全相同但非常接近的热膨胀系数(CTE)。此特征在可能经历大温度波动的环境中是特别有利的。

在实例中,微光学系统中使用的光学元件的大小被设定成比孔1204的直径略小(例如,小几微米或几十微米)使得可将光学元件***孔1204中并且可在孔1204内移动到选定位置。在实例中,选定位置是光学元件为使微光学系统具有最佳或基本上最佳光学性能而驻留的轴向位置。此处,基本上最佳性能意指可能并非最佳但在微光学系统的性能或规格内的性能。

在另一实例中,光学元件关于孔1204具有在几微米(例如,2微米或3微米)至几十微米(例如,20微米至50微米)的范围内的余隙。余隙的相对小的值允许光学元件110与中心孔轴线AB保持良好对准,例如,在几微米内(例如,自2微米至5微米)。

光学元件和支撑/定位元件可***孔1204中并使用微定位装置在其内移动到它们的选定位置。光学元件和支撑/定位元件可使用多个固定技术固定在孔1204内。一种示例性固定技术使用固定特征,即粘合剂(例如,可固化环氧树脂)。另一固定技术使用涉及用于创建一个或多个玻璃钎焊点的玻璃钎焊的固定特征。另一固定技术使用用于创建呈一个或多个玻璃焊接点的形式的固定特征的玻璃焊接。也可采用这些固定特征的组合。

因此,一个或多个光学元件可使用固定特征固定在孔1204内并且还可使用一个或多个支撑/定位元件进行支撑和/或定位。下文所述的非粘合固定技术允许本文所公开的微光学系统保持不含粘合剂,使得例如微光学系统可仅由玻璃组成。

图13A是与图2A至图10B的WDM光学核心组件和/或WDM装置一起使用的紧凑准直器的透视图。准直器1300包括透镜1302(例如,玻璃或硅石准直透镜)、光纤绞编引线1304以及形成在基部1306中的狭槽(例如,大体V形狭槽)。透镜1302和光纤绞编引线1304设置在狭槽中。透镜1302被配置为来从外部光学传输系统接收提供给WDM复用器/解复用器的光学信号或者将由WDM复用或解复用的光学信号提供给外部光学传输系统。透镜1302例如可被配置为来从用于复用或解复用的光纤元件接收光学信号和/或将复用或解复用光学信号提供给外部光纤元件。光纤绞编引线1304光学耦接到透镜1302并且被配置为来将光学信号从外部光纤元件提供给透镜1302和/或从透镜1302接收光学信号以便传输给外部光纤元件。

在各种实施方式中,透镜1302和光纤绞编引线1304可彼此接触或可不彼此接触。透镜1302和光纤绞编引线1304可独立于彼此而固定到狭槽以允许精确地调整来自准直器1300的光束与狭槽的侧表面和/或底表面之间的指向角。此外,透镜1302和光纤绞编引线1304可具有相同的外径。

准直器1300的基部1306具有用于安装在WDM复用器/解复用器的基板上的大体平坦底表面1308。基部1306还可包括小于透镜1302的宽度和光纤绞编引线1304的宽度的宽度。

图13B是图13A的紧凑准直器的侧视图。来自准直器1300的光束与狭槽的底表面之间的指向角可通过控制准直器1300的透明1302与光纤绞编引线1304之间的相对位置来消除(或者至少减小)。通过精细地调节光纤绞编引线1304的位置来使传出束遇到透镜1302的焦点,可实现具有可忽略的离轴偏移的经准直零指向角的束。在一个实施方式中,例如,所述调节可通过近场与远场束位置比较(例如,使用束扫描器)来监测。零指向角准直的部件更易于在很少倾斜的情况下附接到基板,并且由于均匀环氧树脂或结合剂,更可靠的结合是可能的。应注意,13B是用于示出描述的概念并且玻璃透镜和光纤绞编引线1304的端部可以其他角度取向(包括分别垂直于玻璃透镜和光纤绞编引线的主体)的示意图。

准直器1300的结构允许更容易的模块化,并且与准直器经由外部楔形物或支撑件耦接并附接到基板的设计相比,去除冗余自由度。因此,准直器1300可降低复杂性并且进一步提高总体复用器/解复用器设计的组装效率和加工可靠性。

图14A至图14B是图13A至图13B的准直器1300的阵列1400。准直器1300并排布置在基板1402的表面上,基板1402包括多个狭槽1404(上文所论述)。狭槽1404可以是v形狭槽或任何其他类型的狭槽。并排准直器1300的基部1306之间的间距大于并排准直器1300的透镜1302与光纤绞编引线1304之间的间距。

图15是与图2A至图10B的WDM光学核心组件和/或WDM装置一起使用的光纤阵列单元(FAU)1500和多透镜阵列(MLA)1502的另一示例性实施方式的透视图。更具体地,FAU1500包括多根光纤1504并且MLA 1502包括多个透镜1506。FAU 1500和MLA 1502可用于上文所论述实施方式中的任一个。

图16是示出可采用来制造图2A至图10B的WDM光学核心子组件的示例性过程的流程图。步骤1600包括相对于光学信号路由器206定位具有第一通带的第一WDM滤波器208A。步骤1602包括相对于光学信号路由器206定位具有第二通带的第二WDM滤波器208B。

步骤1604包括相对于光学信号路由器206定位第一组WDM公共端口216A。第一组WDM公共端口216A被配置为用于第一复用信号的光学通信。步骤1606包括相对于光学信号路由器206定位第一组第一WDM通道端口218A。第一组第一WDM公共端口218A被配置为用于第一解复用信号的光学通信。第一复用信号包括第一解复用信号。步骤1608包括形成第一光学路径414A,所述第一光学路径414A包括光学信号路由器206、第一WDM滤波器208A、第二WDM滤波器208B、第一组WDM公共端口216A和/或第一组第一WDM通道端口218A。

步骤1610包括相对于光学信号路由器206定位第二组WDM公共端口216B。第二组WDM公共端口216B被配置为用于第二复用信号的光学通信。步骤1612包括相对于光学信号路由器206定位第二组第一WDM通道端口218B。第二组第一WDM公共端口218B被配置为用于第二解复用信号的光学通信。第二复用信号包括第二解复用信号。步骤1614包括形成第二光学路径414B,所述第二光学路径414B包括光学信号路由器206、第一WDM滤波器208A、第二WDM滤波器208B、第二组WDM公共端口216B和/或第二组第一WDM通道端口218B。

步骤1616包括相对于光学信号路由器206定位第一组第二通道端口220A。第一组第二通道端口220A被配置为用于第三解复用信号的光学通信。第一复用信号还包括第三解复用信号。步骤1618包括形成第三光学路径414C,所述第三光学路径414C包括光学信号路由器206、第一WDM滤波器208A、第二WDM滤波器208B、第一组WDM公共端口216A和/或第一组第二通道端口220A。

步骤1620包括相对于光学信号路由器206定位第二组第二通道端口220B。第二组第二通道端口220B被配置为用于第四解复用信号的光学通信。第二复用信号还包括第四解复用信号。步骤1662包括形成第四光学路径414D,所述第四光学路径414D包括光学信号路由器206、第一WDM滤波器208A、第二WDM滤波器208B、第二组WDM公共端口216B和/或第二组第二通道端口220B。

图17A至图17C是图2B的WDM装置的另一示例性实施方式的视图。特别地,图17A是图2B的WDM装置1700A的另一示例性实施方式的后透视图。WDM装置1700A包括基板202,基板202包括上部1702A和下部1702B。WDM装置1700A还包括安装到基板202的上部1702A的第一WDM准直器组214A,以及安装到基板202的底部1702B的第二WDM准直器组214B。WDM装置1700A还包括安装到基板202的上部1702A的第一WDM滤波器组1704A,以及安装到基板202的底部1702B的第二WDM滤波器组1704B。WDM滤波器组1704A、1704B中的每个WDM滤波器定位在第一WDM准直器组214A和第二WDM准直器组214B的通道准直器中的一个前面。第一WDM滤波器组1704A和第二WDM滤波器组1704B包括复用和解复用光学信号。WDM装置1700A还包括安装到基板202的上部1702A的第一镜子阵列1706A和安装到基板202的底部的第二镜子阵列1706B。第一镜子阵列1706A和第二镜子阵列1706B在第一WDM准直器组214A和第二WDM准直器组214B的通道准直器之间路由光学信号。第一镜子阵列1706A和第二镜子阵列1706B定位在它们相应的第一WDM滤波器组1704A和第二WDM滤波器组1704B对面。WDM装置1700A包括光学信号路由器1000,光学信号路由器1000包括安装到基板202的上部1702A的上梯形棱镜1001A和安装到基板202的下部1702B的下竖直梯形棱镜1001B。为了便于制造,基板202的上部1702A和下部1702B的布局是相同的。以此方式,需要仅制造一个布局并然后将这两个部分彼此连接。特别地,图16A中所示的WDM装置1700A被配置为用于使第一WDM准直器组214A和第二WDM准直器组214B定位在同一侧。

图17B是图16A的WDM装置1700B的另一示例性实施方式的后透视图。特别地,WDM装置1700B包括与图16B相同的所有组件和布局,不同之处在于,第一WDM准直器组214A和第二WDM准直器组214B定位在相对侧上。

图17C是图16A至图16B的WDM装置的顶部透视图,示出了第一准直器组的第一公共准直器与第一准直器组的四个通道准直器之间的第一光学路径。具体地,第一WDM准直器组214A上梯形棱镜1001A、第一WDM滤波器组1704A和第一镜子阵列1706A被配置为形成第一光学路径414A。如上面类似地讨论的,例如,第一光学信号沿着第一公共泳道从第一组WDM公共准直器226A延伸到第一倾斜面1008A,在第一倾斜面处,它被反射到第二倾斜面1008B,在第二倾斜面处,它被反射(返回朝向其源自于的基板的背面)到第一WDM滤波器组1704A的第一WDM滤波器。然后光学信号被分成通过WDM滤波器组1704A或从WDM滤波器组1704A反射的部分。

图18是示出可用于制造图2A至图10B和图17A至17C的WDM光学核心子组件的示例性过程的流程。步骤1800包括相对于至少一个光学信号路由器206定位至少一个WDM滤波器208A-208D。步骤1802包括将第一WDM准直器组214A的至少一部分定位在至少一个基板202的第一表面上,第一WDM准直器组214A包括第一组WDM公共准直器226A和至少两个通道准直器228A-234A。步骤1804包括形成第一光学路径414A,第一光学路径包括至少一个光学信号路由器206、至少一个WDM滤波器208A-208D、第一组WDM公共准直器226A和至少两个通道准直器228A-234A。步骤1806包括将第二WDM准直器组214B的至少一部分定位在所述至少一个基板202的与至少一个基板202的第一表面相对的第二表面上,第二WDM准直器组214B包括第二组WDM公共端准直器226B和至少两个通道准直器228B-234B。步骤1808包括形成第二光学路径414B,第二光学路径414B包括至少一个光学信号路由器206、至少一个WDM滤波器208A-208D、第二组WDM公共准直器226B和至少两个通道准直器228B-234B。

本领域技术人员将想到得益于前文描述及相关附图中所呈现教导的本文所陈述实施方式的许多修改和其他实施方式。因此,应理解,描述和权利要求并不限于所公开的特定实施方式,并且修改和其他实施方式意图包括在所附权利要求的范围内。因此,意图实施方式涵盖实施方式的修改和变型,只要它们在所附权利要求书及其等效物的范围内即可。虽然本文采用特定术语,但仅在一般意义和描述性意义上而不是出于限制的目的使用这些术语。

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