[實(shí)用新型]一種光路無膠、小型化MUX和DEMUX光組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020457962.0
• 申請(qǐng)日: 2020-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN211505953U
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈旭;徐云兵;何偉亮;鄭熙;林應(yīng)龍;于光龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州高意光學(xué)有限公司
• 主分類號(hào): G02B6/293
• 分類號(hào): G02B6/293;G02B6/42
• 代理公司: 福州君誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本實(shí)用新型公開了一種光路無膠、小型化MUX和DEMUX光組件，其包括：光學(xué)平板，其具有貫穿其相對(duì)兩側(cè)面的通槽；N個(gè)第一WDM濾光膜，其具有不同的工作波長(zhǎng)且并列跨設(shè)在光學(xué)平板其中一側(cè)的通槽上；M個(gè)光學(xué)膜片，其跨設(shè)在光學(xué)平板的另一側(cè)通槽上且與N個(gè)第一WDM濾光膜對(duì)應(yīng)，M個(gè)光學(xué)膜片用于部分反射、部分透過或全反射N個(gè)第一WDM濾光膜反射回的光信號(hào)。本方案具有光路無膠、插入損耗低、光譜隨溫度變化系數(shù)小、可靠性高、小型化等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化裝配，易量產(chǎn)、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光通訊和5G技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種光路無膠、小型化MUX和DEMUX光組件。

背景技術(shù)

波分復(fù)用（WDM，Wavelength Division Multiplexing)是將兩種或多種不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)（攜帶各種信息）在發(fā)送端經(jīng)復(fù)用器(亦稱合波器，Multiplexer，簡(jiǎn)稱MUX)匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)；在接收端，經(jīng)解復(fù)用器(亦稱分波器，Demultiplexer，簡(jiǎn)稱DEMUX)將各種波長(zhǎng)的光載波分離，然后由光接收機(jī)作進(jìn)一步處理以恢復(fù)原信號(hào)。這種在同一根光纖中同時(shí)傳輸兩個(gè)及以上不同波長(zhǎng)光信號(hào)的技術(shù)，稱為波分復(fù)用。波分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)單根光纖對(duì)多個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)的傳輸，這會(huì)成倍提升光纖的傳輸容量，DWDM（密集波分復(fù)用）和CWDM（粗波分復(fù)用）器件已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在光通訊的中長(zhǎng)距離傳輸和數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)中。

隨著2019年被確定為5G商用啟動(dòng)的元年，5G時(shí)代正在加速到來，5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模的部署即將展開，5G通信預(yù)計(jì)在隨后幾年有望迅速普及。眾所周知，在5G的接入和承載網(wǎng)中，前傳占用光纖資源非常巨大，因此從節(jié)約光纖成本考慮，業(yè)界普遍的共識(shí)是采用WDM技術(shù)，示意圖如圖1和2所示，該技術(shù)已經(jīng)被寫入5G承載網(wǎng)白皮書中。隨著5G在全球的大規(guī)模建設(shè)，市場(chǎng)對(duì)WDM器件每年的需求量預(yù)計(jì)高達(dá)數(shù)千萬個(gè)。

在WDM 器件中，為了實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用（MUX）和解復(fù)用(DEMUX)，最核心的光器件就是MUX和DEMUX光組件，其中Z-BLOCK和AWG(陣列波導(dǎo)光柵)是兩種最常用、最典型的小型化MUX和DEMUX光組件。此外，在CWDM和LWDM的光收發(fā)器（Transceiver）中，為了實(shí)現(xiàn)波MUX和DEMUX功能，也需要用到小型化MUX和DEMUX光組件，每個(gè)光收發(fā)器至少需要一個(gè)MUX和DEMUX光組件，其示意圖如圖3所示，市場(chǎng)的年需求量巨大，在幾百萬個(gè)以上。

相比AWG，Z-BLOCK具有低插入損耗、寬光譜帶寬、低通道串?dāng)_、低溫度敏感度等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)有技術(shù)下，Z-BLOCK 的典型結(jié)構(gòu)如圖4所示，其包括前后兩面拋光的實(shí)心平行四邊形玻璃平板，玻璃平板的前側(cè)分別包含鍍有增透膜和高反膜的區(qū)域，后側(cè)幾個(gè)區(qū)域分別貼有多個(gè)鍍有不同中心波長(zhǎng)WDM濾光膜的濾光片，濾光片的數(shù)量大于等于2個(gè)。含有多個(gè)波長(zhǎng)的準(zhǔn)直光束從入射端依設(shè)計(jì)角度射入，經(jīng)過一系列的濾光膜透射和反射后，將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分離開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)DEMUX，反之則實(shí)現(xiàn)MUX。

MUX和DEMUX光組件作為5G和光通訊網(wǎng)絡(luò)的核心光無源器件，其在滿足行業(yè)內(nèi)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和高可靠性要求的同時(shí)，追求小型化、低成本、易量產(chǎn)和同時(shí)具備高性能是未來不變的發(fā)展趨勢(shì)。

市場(chǎng)上現(xiàn)有的Z-BLOCK產(chǎn)品，如前所述，由于濾光片是直接用膠水貼合在實(shí)心玻璃平板的前側(cè)或后側(cè)，光路在傳輸過程中需要通過膠層，光通訊行業(yè)對(duì)于光路膠的選擇及可靠性要求非常嚴(yán)苛，如果膠水遴選不當(dāng)或者在裝配過程中對(duì)膠層質(zhì)量控制不好，則可能導(dǎo)致產(chǎn)品在可靠性過程中出現(xiàn)諸如開膠等失效問題，這無疑對(duì)有嚴(yán)苛可靠性要求的器件來說是具有較高風(fēng)險(xiǎn)的；此外，由于WDM濾光片在鍍膜后膜層的應(yīng)力很大，會(huì)造成濾光片存在嚴(yán)重的翹曲，在濾光片和實(shí)心玻璃基板的貼合過程中，翹曲會(huì)導(dǎo)致膠層厚度的不均勻，翹曲和不均勻的膠層厚度會(huì)導(dǎo)致從Z-BLOCK出射的各光束之間平行度變差且平行度隨溫度變化較大，最終會(huì)嚴(yán)重影響MUX和DEMUX器件的插入損耗，這大大限制了現(xiàn)有Z-BLOCK產(chǎn)品在某些條件嚴(yán)苛、高可靠性要求場(chǎng)景的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容