[实用新型]一种光路无胶、小型化MUX和DEMUX光组件

说明书

本实用新型公开了一种光路无胶、小型化MUX和DEMUX光组件，其包括：光学平板，其具有贯穿其相对两侧面的通槽；N个第一WDM滤光膜，其具有不同的工作波长且并列跨设在光学平板其中一侧的通槽上；M个光学膜片，其跨设在光学平板的另一侧通槽上且与N个第一WDM滤光膜对应，M个光学膜片用于部分反射、部分透过或全反射N个第一WDM滤光膜反射回的光信号。本方案具有光路无胶、插入损耗低、光谱随温度变化系数小、可靠性高、小型化等特点，可实现自动化装配，易量产、成本低的优点。

技术领域

本实用新型涉及光通讯和5G技术领域，尤其是一种光路无胶、小型化MUX和DEMUX光组件。

背景技术

波分复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing)是将两种或多种不同波长的光载波信号（携带各种信息）在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer，简称MUX)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器，Demultiplexer，简称DEMUX)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及以上不同波长光信号的技术，称为波分复用。波分复用技术可以实现单根光纤对多个波长信号的传输，这会成倍提升光纤的传输容量，DWDM（密集波分复用）和CWDM（粗波分复用）器件已经被广泛应用在光通讯的中长距离传输和数据中心的互联中。

随着2019年被确定为5G商用启动的元年，5G时代正在加速到来，5G网络大规模的部署即将展开，5G通信预计在随后几年有望迅速普及。众所周知，在5G的接入和承载网中，前传占用光纤资源非常巨大，因此从节约光纤成本考虑，业界普遍的共识是采用WDM技术，示意图如图1和2所示，该技术已经被写入5G承载网白皮书中。随着5G在全球的大规模建设，市场对WDM器件每年的需求量预计高达数千万个。

在WDM 器件中，为了实现波分复用（MUX）和解复用(DEMUX)，最核心的光器件就是MUX和DEMUX光组件，其中Z-BLOCK和AWG(阵列波导光栅)是两种最常用、最典型的小型化MUX和DEMUX光组件。此外，在CWDM和LWDM的光收发器（Transceiver）中，为了实现波MUX和DEMUX功能，也需要用到小型化MUX和DEMUX光组件，每个光收发器至少需要一个MUX和DEMUX光组件，其示意图如图3所示，市场的年需求量巨大，在几百万个以上。

相比AWG，Z-BLOCK具有低插入损耗、宽光谱带宽、低通道串扰、低温度敏感度等优点。现有技术下，Z-BLOCK 的典型结构如图4所示，其包括前后两面抛光的实心平行四边形玻璃平板，玻璃平板的前侧分别包含镀有增透膜和高反膜的区域，后侧几个区域分别贴有多个镀有不同中心波长WDM滤光膜的滤光片，滤光片的数量大于等于2个。含有多个波长的准直光束从入射端依设计角度射入，经过一系列的滤光膜透射和反射后，将不同波长的光信号分离开，进而实现DEMUX，反之则实现MUX。

MUX和DEMUX光组件作为5G和光通讯网络的核心光无源器件，其在满足行业内各项标准和高可靠性要求的同时，追求小型化、低成本、易量产和同时具备高性能是未来不变的发展趋势。

市场上现有的Z-BLOCK产品，如前所述，由于滤光片是直接用胶水贴合在实心玻璃平板的前侧或后侧，光路在传输过程中需要通过胶层，光通讯行业对于光路胶的选择及可靠性要求非常严苛，如果胶水遴选不当或者在装配过程中对胶层质量控制不好，则可能导致产品在可靠性过程中出现诸如开胶等失效问题，这无疑对有严苛可靠性要求的器件来说是具有较高风险的；此外，由于WDM滤光片在镀膜后膜层的应力很大，会造成滤光片存在严重的翘曲，在滤光片和实心玻璃基板的贴合过程中，翘曲会导致胶层厚度的不均匀，翘曲和不均匀的胶层厚度会导致从Z-BLOCK出射的各光束之间平行度变差且平行度随温度变化较大，最终会严重影响MUX和DEMUX器件的插入损耗，这大大限制了现有Z-BLOCK产品在某些条件严苛、高可靠性要求场景的应用。

发明内容