光開關(guān)與光混合器件在信號(hào)路由、波分復(fù)用與光隔離等方面發(fā)揮著不可替代的作用。為此我們研發(fā)了一款4端口光混合器件，其在提升系統(tǒng)集成度、降低成本與提高生產(chǎn)效率方面的顯著優(yōu)勢(shì)。

在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，波分復(fù)用（WDM）、光隔離與光分束功能常常需要集成于同一器件中，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的高效調(diào)度與保護(hù)。傳統(tǒng)4端口光混合器件如圖1所示通常采用分光片與隔離器分離設(shè)計(jì)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大，并且對(duì)濾光片尺寸要求極高，制約了器件的小型化與成本控制。

圖1;傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

隨著5G、數(shù)據(jù)中心與全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的推進(jìn)，市場(chǎng)對(duì)高性能、低成本、易集成的光開關(guān)與混合器件的需求日益增長(zhǎng)。如何在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多功能集成，成為光器件設(shè)計(jì)與制造的重要關(guān)注點(diǎn)。

新型4端口光混合器件的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

針對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的局限性，我們研究出了一項(xiàng)創(chuàng)新的4端口光混合器件設(shè)計(jì)方案，并獲得國(guó)家實(shí)用新型專利授權(quán)。

該器件在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了重要優(yōu)化，主要包括以下幾個(gè)部分：

1. 整體結(jié)構(gòu)布局

該器件主要包括第一玻璃管，管內(nèi)依次設(shè)置第一準(zhǔn)直器、波分復(fù)用器、隔離器和第二準(zhǔn)直器。其中，第二準(zhǔn)直器內(nèi)集成分光光纖，替代了傳統(tǒng)的分光片結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)功能集成與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。

2. 準(zhǔn)直器與波分復(fù)用器的優(yōu)化

第一準(zhǔn)直器采用雙光纖準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)，內(nèi)置第三玻璃管，內(nèi)部設(shè)置第二透鏡與第二毛細(xì)管，第一光纖與第二光纖平行排列。波分復(fù)用器（通常為濾光片）直接設(shè)置于第二透鏡端部，有效節(jié)約空間并提升光路穩(wěn)定性。

圖2 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖

3. 隔離器的集成方式

本設(shè)計(jì)的核心創(chuàng)新之一，是將隔離器直接設(shè)置在第二準(zhǔn)直器的第一透鏡上，而非傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中使用金屬管套接。該隔離器為三片疊加式自由空間反向光纖隔離器，由兩片偏正片中間夾一片法拉第旋轉(zhuǎn)片組成，置于磁環(huán)內(nèi)，具備優(yōu)良的反向隔離性能。

4. 分光光纖的應(yīng)用

第二準(zhǔn)直器內(nèi)使用熔融拉錐分光光纖替代傳統(tǒng)分光片，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的高效分束。這一設(shè)計(jì)不僅減小了器件尺寸，還提升了光學(xué)性能與可靠性，更利于批量生產(chǎn)。

新型4端口光混合器件技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用特點(diǎn)

1. 擺脫尺寸限制，提升集成度

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，隔離器需通過金屬管安裝在透鏡上，且濾光片尺寸要求極為嚴(yán)苛。新設(shè)計(jì)通過結(jié)構(gòu)重組，使波分復(fù)用器不再受限于極小尺寸，極大提升了設(shè)計(jì)的靈活性與器件的可制造性。

2. 結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，成本降低

采用分光光纖替代分光片，減少了光學(xué)元件的數(shù)量與組裝工序。整體結(jié)構(gòu)更為緊湊，適用于標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化生產(chǎn)，顯著降低了物料成本與生產(chǎn)成本。

3. 光學(xué)性能穩(wěn)定，適用性強(qiáng)

該器件支持雙向光信號(hào)處理：正向光信號(hào)可實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用與隔離功能，反向光信號(hào)則通過分光光纖實(shí)現(xiàn)監(jiān)控輸出，非常適用于需要光開關(guān)與信號(hào)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)中。

圖3 濾光片結(jié)構(gòu)示意圖

4. 兼容光開關(guān)系統(tǒng)

在光開關(guān)系統(tǒng)中，常需集成波分復(fù)用、隔離與分光功能。本器件的高集成特性使其能夠作為光開關(guān)模塊中的核心光學(xué)處理單元，提升系統(tǒng)整體性能與可靠性。

在光開關(guān)系統(tǒng)中的應(yīng)用未來(lái)

作為廣西科毅光通信科技有限公司，我們深知光開關(guān)設(shè)備在光網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵作用。新型4端口光混合器件的出現(xiàn)，為構(gòu)建更高效、更緊湊的光開關(guān)系統(tǒng)提供了理想的元器件選擇。

在實(shí)際應(yīng)用中，該器件可集成于矩陣光開關(guān)、波長(zhǎng)選擇開關(guān)（WSS）等設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)信號(hào)的動(dòng)態(tài)調(diào)度與隔離保護(hù)。其高集成、低成本的特點(diǎn)，尤其適用于數(shù)據(jù)中心光互連、城域網(wǎng)與接入網(wǎng)的光路切換場(chǎng)景。

圖4 隔離器結(jié)構(gòu)示意圖

結(jié)語(yǔ)

技術(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)光通信行業(yè)持續(xù)發(fā)展的核心動(dòng)力。本文介紹的4端口光混合器件，通過結(jié)構(gòu)集成與材料優(yōu)化，在性能、成本與制造工藝等方面實(shí)現(xiàn)重要突破，具有良好的市場(chǎng)前景與應(yīng)用潛力。

作為專注于光開關(guān)研發(fā)與制造的企業(yè)，我們將持續(xù)關(guān)注此類創(chuàng)新型光學(xué)器件的技術(shù)進(jìn)展，并將其應(yīng)用于我們的產(chǎn)品中，為客戶提供更高效、更可靠的光通信解決方案。

擇合適的光開關(guān)等光學(xué)器件及光學(xué)設(shè)備是一項(xiàng)需要綜合考量技術(shù)、性能、成本和供應(yīng)商實(shí)力的工作。希望本指南能為您提供清晰的思路。我們建議您在明確自身需求后，詳細(xì)對(duì)比關(guān)鍵參數(shù)，并優(yōu)先選擇像科毅光通信這樣技術(shù)扎實(shí)、質(zhì)量可靠、服務(wù)專業(yè)的合作伙伴。

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（注：本文部分內(nèi)容由AI協(xié)助習(xí)作，僅供參考）