光模块里的无源光学器件常用的有透镜、MUX/DeMUX合分波器件、隔离器等等
今天把另外两个写一下。
先说模块里的合分波技术。
400G FR4，100G CWDM4，800G 2FR4的单模以太网光模块需要的波长复用技术，四个波长，1271/1291/1311/1331，很常见。
多模光模块的SWDM，850/880/910/940nm的VCSEL，现在也在用。
多模模块的bidi，850/910nm的VCSEL，等等，也用的不少。
PON ONU的两个波长，1270/1577， 1310/1490，等等
5G前传的bidi，1271/1331两个波长
combo OLT的1490/1577/1310/1270四个波长
50G PON 的1310/1342 上下行波长
....
这些需要不同波长在发射端集合起来，MUX，波分复用，在接收端分离开来，DeMUX，波长解复用。
通常情况下，MUX的逆向设计就是DeMUX，但也有极为罕见的不能逆向的情况。
光的波长不同，人的感知看起来就是颜色不同，红橙黄绿青蓝紫就是不同波长的电磁波而已。
所以，把不同波长的光分开，光模块里叫做DeMUX，在另一些应用的角度也叫色散。叫法不同而已。
光模块中的MUX、DeMUX，用的最多的就是光栅的原理，PON的小角度滤波片，45°滤波片，Z Block，等等都是用的这个原理，只是用法不同而已。
光的高频电磁波，遇到折射率突变会有反射和折射的现象
设计一组光栅，反射和透射是具有波长相关性，原因在于如果光栅周期是半波长的整数倍，反射的光和原入射光的就是半波长+半波长，刚好是一个整波长，实现了光的干涉叠加增强
常说的滤波片的镀膜，就是按照这个思路来实现反射和透射的波长相关选择的。
Z Block前端的那个滤波片，才是真正“选择”波长的，后面的Block的Z型仅仅用来约束光的路径的。
ZBlock很难做的特别小，也是因为滤波片很厚，用很多层且每层的厚度是有约束的。
利用这个原理，DBR的窄线宽激光器里有一个啁啾光栅，在光纤通信里的啁啾补偿光栅，DFB中的谐振光栅，都是利用的光栅的反射特性。
在光模块里的MUX、DeMUX还有一个常用的器件叫AWG，阵列波导光栅，这个光栅还叫做衍射光栅。
光在遇到“小孔”“狭缝”时候，光不再沿着直线传输，而会发散，形成衍射条纹。
“小孔”“狭缝”的关键是要“小”，非常非常小，光就会发散。
咱们的激光器提到的发散角，也会用到衍射这个词，波导越小，衍射强度越大，发散角越大。
25G DFB的发散角比10G DFB要大一些，原因在于25G的波导要收窄降低结电容，波导近场光斑太小，所以发散角变大。
100G EML前端有个锥形放大的结构，就是扩大波导尺寸来降低衍射降低，降低发散角。
把光栅设计的某个视角很小很小的时候，可以具有衍射功能。
比如AWG的光栅出来的衍射，多束光出来后发散并发生干涉，产生色散
光栅等效狭缝具有“波长分离”特性，色散。
AWG或者反射式的凹面光栅，这些都是具有衍射特性的光栅。还经常提到一个词“中阶梯”光栅，这个阶梯就是说咱们的狭缝大-中-小的意思。
基于MZ级联的合分波，其实就是阵列位2的AWG
ROADM中会用到WSS波长选择开关，衍射光栅用来分离波长，MEMS或者LCOS用来控制不同波长的光的路径。
激光雷达，也会用到衍射透镜DOE，这个不用分离波长，用的是衍射及相控光栅的原理，相控阵列可以实现方向控制，衍射可以实现光的发散也就是漫射
相控阵雷达的相控，也可以用阵列光栅来实现，利用衍射+光栅的特点实现光路方向的控制。
在硅光集成方案的FR4，也有用到衍射光栅的厂家，除了分离波长，还有定向的作用，硅光的垂直耦合光栅的最大耦合效率的角度与波长相关，采用衍射光栅配合耦合光栅，实现波长与定向的双重特性
再来区别一个原理，DFB里有光栅，但没有利用光栅的衍射特性，只是用了反射来制作微型谐振腔，实现“单”纵模输出。而波导结构，RWG/BH等等，实现“单”横模输出，横模结构的大小与衍射强度有关。
DFB的衍射和光栅的作用各自分开了。刚才提到的衍射和光栅是一体的，利用光栅的“狭缝”实现的衍射。
微环用于合分波，也是与谐振及非谐振波长的通道有关，利用多个微环的级联实现合分波设计。
偏振棱镜用于波分复用，但是这个结构用于发射端很容易，用于接收端则难度较大。
PBS棱镜与偏振相关，如果我们已知光的偏振，且能控制偏振态，通过不同的波长设计成不同的偏振态输出，这样就具备了基于偏振棱镜实现的波长复用。
关键就在于，波长和偏振是两个维度的事情
同一个波长，偏振可以是任意的，对于激光器而言，要知道输出偏振，要能改变偏振，通过人力设计让波长与偏振有关联性，在通过偏振态的不同反射与透镜的PBS棱镜实现波长的分离和集合。
为什么说发射端用PBS很方便，是因为激光器是自己的，偏振态可控，而接收端用这种方案是不能提前知道接收的信号的偏振情况，需要两个偏振都能与波长挂钩，且都能接收，非常复杂。产业在基于PBS情况下用在Rx侧的很少，原因就是太复杂的话，就会倾向于选择简易方案
对偏振进行控制的，还有隔离器
隔离器的核心是法拉第片，具有磁致旋光（偏振态）的特性，那么需要磁场的控制，偏振的控制。
隔离器前端的激光器偏振，通常是已知的，再用偏振片来固定好入射偏振，之后旋转的偏振态也是咱们控制的，将输出偏振片调到这个角度即可。
对于反射回来的杂乱信号，偏振乱的，进不来，被偏振片挡住了。有一部分偏振进来了，也被反向旋转了，出不去。
这就是隔离器。
磁场的控制，通常需要外力来给，法拉第片在自然无外界磁场状态下，磁畴是乱的，旋光就不可控了。
可以通过磁化法拉第片，产生内磁，但是这种磁性的保持很难，咱的很多磁性门禁卡，容易被更大的磁场消磁。
更多的是给法拉第片提供一个“永磁体”，避免隔离器失效。
我们给永磁的目的是加磁场方向的控制，不同厂家选择的块状、片状、环状，本质上是可以迁就内部结构来选择的，重点是给法拉第加磁。
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