專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)梳狀濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及對(duì)光信號(hào)進(jìn)行濾波的干涉介質(zhì)薄膜型濾波器的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
隨著信息通信的迅猛發(fā)展，語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)的信息交流的日益增多，尤其是因特網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)寬帶通信提出了更高的要求。為了在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，能夠以低成本高質(zhì)量系統(tǒng)滿(mǎn)足人們對(duì)寬帶的需求，波分復(fù)用(WDM)和密集型波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)被發(fā)展了，WDM和DWDM擴(kuò)大光纖通信容量不需要敷設(shè)新的光纖線路，降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用。WDM和DWDM技術(shù)是將多路光信號(hào)(以波長(zhǎng)區(qū)分)耦合到一根光纖中傳播，目前，普遍使用的是干涉介質(zhì)薄膜型WDM和DWDM。然而，隨著信道數(shù)的增加，干涉介質(zhì)薄膜型WDM和DWDM的成本和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度將增加。
提高光纖傳輸容量的另一途徑是進(jìn)一步減小信道間隔。比如，200GHz信道間隔被采用時(shí)，WDM和DWDM按200GHz信道間隔設(shè)計(jì)。隨著通信業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)和技術(shù)的進(jìn)步，100GHz信道間隔被采用，WDM和DWDM由需按100GHz信道間隔設(shè)計(jì)，并取代200GHz信道間隔的WDM和DWDM。同時(shí)，這種升級(jí)需要增加部分昂貴的光纖設(shè)備。而且，在對(duì)其它信道間隔(如信道間隔100GHz到50GHz)升級(jí)時(shí)，仍會(huì)碰到類(lèi)似問(wèn)題。
光學(xué)梳狀濾波器是將一路多波長(zhǎng)光信號(hào)分成兩路，一路包含奇數(shù)路波長(zhǎng)，另一路包含偶數(shù)路波長(zhǎng)，信道間隔變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍。目前光學(xué)梳狀濾波器技術(shù)有多種，如光纖馬赫-曾得(Mach-Zehnder)干涉儀型，偏振光干涉型等。FM-Z干涉儀型屬于全光纖設(shè)計(jì)，插入損耗小，信道均勻性高，偏振相關(guān)損耗低。但光纖耦合器在拉制工藝方面還存在問(wèn)題，使得其分束比較難控制，限制了這種器件開(kāi)發(fā)。偏振型Interleaver是利用晶體的雙折射效應(yīng)和偏振光干涉原理，其插入損耗大，并且由于雙折射晶體較長(zhǎng)，需要溫度補(bǔ)償，增加了制作難度。
詳細(xì)內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是從光學(xué)梳狀濾波器總體結(jié)構(gòu)著手解決背景技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；減小信道間隔升級(jí)所需光纖設(shè)備昂貴、有溫度補(bǔ)償使制作難度大等方面的問(wèn)題，將提出一種新的光學(xué)梳狀濾波器結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型如圖1所示包括分光器1、反射鏡2、反射鏡3、反射鏡4、反射鏡5、反射鏡6、準(zhǔn)直器7和準(zhǔn)直器8，準(zhǔn)直器8輸出端面與分光器1成一定角度近鄰放置；反射鏡2置于分光器1反射光一側(cè)，并且反射鏡2的法線與分光器1成一定角度；反射鏡3置于反射鏡2的后面，且反射鏡3的法線與反射鏡2的法線平行，同時(shí)反射鏡2與反射鏡3之間的間隔可根據(jù)信道間隔的實(shí)際需要來(lái)選定；反射鏡4置于反射鏡3的后面，且反射鏡4的法線與反射鏡3的法線平行，同時(shí)反射鏡3與反射鏡4之間的間隔可根據(jù)信道間隔的實(shí)際需要來(lái)選定；反射鏡5置于分光器1透射光一側(cè)，分光器1使反射鏡5與準(zhǔn)直器8相互對(duì)應(yīng)放置，且反射鏡5法線與分光器1成一定角度；反射鏡6置于反射鏡5的后面，且反射鏡6的法線與反射鏡5的法線平行，同時(shí)反射鏡5與反射鏡6之間的間隔可根據(jù)信道間隔的實(shí)際需要來(lái)選定；準(zhǔn)直器7置于分光器1的另一側(cè)，且準(zhǔn)直器7法線與分光器1成一定角度。反射鏡2的反射率可選用≤0.1％，反射鏡3的反射率可在55％～65％范圍選擇，反射鏡4的反射率可選用≥99.98％，反射鏡5的反射率可在5％～12％范圍選擇，反射鏡6的反射率可選用≥99.98％。
本實(shí)用新型工作過(guò)程例如當(dāng)通訊系統(tǒng)中的多波長(zhǎng)信號(hào)由準(zhǔn)直器8出射變成平行光經(jīng)分光器1后被分成兩束光E1和E2，光束E1經(jīng)由反射鏡5和反射鏡6構(gòu)成諧振腔調(diào)相后被沿原路返回到分光器1，另一路光束E2經(jīng)由反射鏡2、反射鏡3和反射鏡4構(gòu)成的諧振腔調(diào)相并獲得高精細(xì)度的光束后也沿原路返回到分光器1，這兩束光在分光器1上實(shí)現(xiàn)Michelson干涉則得到梳狀譜的濾波輸出光信號(hào)既一路奇數(shù)信道波長(zhǎng)光信號(hào)Etrans耦合到準(zhǔn)直器7，另一路偶數(shù)信道波長(zhǎng)光信號(hào)Eref耦合到準(zhǔn)直器8，從而實(shí)現(xiàn)了將一束光信號(hào)(λ1，λ2，λ3，λ4，λ5，λ6，…)分成了奇數(shù)波長(zhǎng)(λ1，λ3，λ5，…)和偶數(shù)波長(zhǎng)(λ2，λ4，λ6，…)的兩束光信號(hào)，使信道間隔變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，此時(shí)則完成如圖2所示。反之則可將兩束奇數(shù)波長(zhǎng)(λ1，λ3，λ5，…)和偶數(shù)波長(zhǎng)(λ2，λ4，λ6，…)光信號(hào)合波成一束光信號(hào)(λ1，λ2，λ3，λ4，λ5，λ6，…)。
本實(shí)用新型提供了一種新的光學(xué)梳狀濾波器結(jié)構(gòu)，采用的Michelson干涉結(jié)構(gòu)使得濾波器輸出的濾波信號(hào)隔離度高、信道平坦性好、信道一致性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；采用諧振腔調(diào)相的結(jié)構(gòu)達(dá)到更好的光學(xué)濾波的效果。利用本實(shí)用新型間隔升級(jí)時(shí)不需增加昂貴的光纖設(shè)備，即可提高光纖傳輸容量。本實(shí)用新型采用零膨脹系數(shù)的材料則不需要溫度補(bǔ)償使制作大大減少，本實(shí)用新型可應(yīng)用于光通訊中波分復(fù)用系統(tǒng)、光上/下路復(fù)用器及光交叉互連，還可用于光學(xué)濾波等。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1所示分光器1可采用光學(xué)玻璃或石英作基底，在基底上鍍制50∶50強(qiáng)度的分光膜，例如分光器1采用直角立方棱鏡或其它器件；準(zhǔn)直器8與分光器1的角度可采用42°或45°或48°；反射鏡2、反射鏡3、反射鏡4、反射鏡5和反射鏡6均采用平面反射鏡。反射鏡2的法線與分光器1的角度可采用42°或45°或48°；反射鏡2與反射鏡3之間保持的間隔可根據(jù)信道間隔的實(shí)際需要來(lái)選定，當(dāng)選擇信道間隔為100Ghz時(shí)，反射鏡2與反射鏡3之間的光程可選擇為0.75mm；當(dāng)選擇信道間隔為50Ghz時(shí)，反射鏡2與反射鏡3之間的光程可選擇為1.5mm；當(dāng)選擇信道間隔為25Ghz時(shí)，反射鏡2與反射鏡3之間的光程可選擇為3mm。反射鏡3與反射鏡4之間保持的間隔可根據(jù)信道間隔的實(shí)際需要來(lái)選定，當(dāng)選擇信道間隔為100Ghz時(shí)，反射鏡3與反射鏡4之間的光程可選擇為1.5mm；當(dāng)選擇信道間隔為50Ghz時(shí)，反射鏡3與反射鏡4之間的光程可選擇為3mm；當(dāng)選擇信道間隔為25Ghz時(shí)，反射鏡3與反射鏡4之間的光程可選擇為6mm。反射鏡5法線與分光器1成的角度可采用42°或45°或48°；反射鏡5與反射鏡6之間保持的間隔可根據(jù)信道間隔的實(shí)際需要來(lái)選定，當(dāng)選擇信道間隔為100Ghz時(shí)，反射鏡5與反射鏡6之間的光程可選擇為為1.5mm；當(dāng)選擇信道間隔為50Ghz時(shí)，反射鏡5與反射鏡6之間的光程可選擇為為3mm；當(dāng)選擇信道間隔為25Ghz時(shí)，反射鏡5與反射鏡6之間的可選擇為光程為6mm。
反射鏡2的反射率可選用0.01％或0.05％或0.1％，反射鏡3的反射率可在55％或60％或65％范圍選擇，反射鏡4的反射率可選用99.99％或99.985％或99.98％，反射鏡5的反射率可在5％或10％或12％范圍選擇，反射鏡6的反射率可選用99.99％或99.985％或99.98％。
反射鏡2與反射鏡3之間的間隔層材料可采用光纖通信波段透明超低膨脹材料(ULE)或空氣，反射鏡3與反射鏡4之間的間隔層的材料可采用光纖通信波段透明超低膨脹材料(ULE)或空氣，反射鏡5與反射鏡6之間的間隔層的材料可采用光纖通信波段透明超低膨脹材料(ULE)或空氣。準(zhǔn)直器7和準(zhǔn)直器8采用光纖準(zhǔn)直器。
權(quán)利要求1.光學(xué)梳狀濾波器，包括準(zhǔn)直器(7)和準(zhǔn)直器(8)，其特征在于還包括有分光器(1)、反射鏡(2)、反射鏡(3)、反射鏡(4)、反射鏡(5)、反射鏡(6)，準(zhǔn)直器(8)輸出端面與分光器 1成一定角度近鄰放置；反射鏡(2)置于分光器(1)反射光一側(cè)，并且反射鏡(2)的法線與分光器(1)成一定角度；反射鏡(3)置于反射鏡(2)的后面，且反射鏡(3)的法線與反射鏡(2)的法線平行，同時(shí)反射鏡(2)與反射鏡(3)之間的間隔可根據(jù)信道間隔的實(shí)際需要來(lái)選定；反射鏡(4)置于反射鏡(3)的后面，且反射鏡(4)的法線與反射鏡(3)的法線平行，同時(shí)反射鏡(3)與反射鏡(4)之間的間隔可根據(jù)信道間隔的實(shí)際需要來(lái)選定；反射鏡(5)置于分光器(1)透射光一側(cè)，分光器(1)使反射鏡(5)與準(zhǔn)直器(8)相互對(duì)應(yīng)放置，且反射鏡(5)法線與分光器(1)成一定角度；反射鏡(6)置于反射鏡(5)的后面，且反射鏡(6)的法線與反射鏡(5)的法線平行，同時(shí)反射鏡(5)與反射鏡(6)之間的間隔可根據(jù)信道間隔的實(shí)際需要來(lái)選定；準(zhǔn)直器(7)置于分光器(1)的另一側(cè)，且準(zhǔn)直器(7)法線與分光器(1)成一定角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)梳狀濾波器，其特征在于反射鏡(2)的反射率可選用≤0.1％，反射鏡(3)的反射率可在55％-65％范圍選擇，反射鏡(4)的反射率可選用≥99.98％，反射鏡(5)的反射率可在5％-12％范圍選擇，反射鏡(6)的反射率可選用≥99.98％。
專(zhuān)利摘要一種光學(xué)梳狀濾波器，包括準(zhǔn)直器、分光器、反射鏡(2、3、4、5、6)，準(zhǔn)直器輸出端面與分光器成一定角度近鄰放置；反射鏡(2)置于分光器反射光一側(cè)，并且反射鏡(2)的法線與分光器成一定角度；反射鏡(3)置于反射鏡(2)的后面，且反射鏡(3)的法線與反射鏡(2)的法線平行；反射鏡(4)置于反射鏡(3)的后面，且反射鏡(4)的法線與反射鏡(3)的法線平行；反射鏡(5)置于分光器透射光一側(cè)，分光器使反射鏡(5)與準(zhǔn)直器相互對(duì)應(yīng)放置，且反射鏡(5)法線與分光器成一定角度；反射鏡(6)置于反射鏡(5)的后面，且反射鏡(6)的法線與反射鏡(5)的法線平行；準(zhǔn)直器置于分光器的另一側(cè)，且準(zhǔn)直器法線與分光器成一定角度。
文檔編號(hào)G02B6/27GK2591651SQ0224114
公開(kāi)日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2002年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月2日
發(fā)明者邵永紅, 姜耀亮, 錢(qián)龍生 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所