專(zhuān)利名稱(chēng)：一種擴(kuò)展型波帶開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及波長(zhǎng)交叉復(fù)用器領(lǐng)域，尤其涉及開(kāi)關(guān)切換式的波長(zhǎng)交叉復(fù)用器 領(lǐng)域。
技術(shù)背景 目前，各種類(lèi)型的波長(zhǎng)交叉復(fù)用器件(Interieaver)在光通信網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛 的應(yīng)用，其基本功能是把從輸入端輸入的信道間隔為f的光信號(hào)分成信道間隔為2f的奇偶兩 路信號(hào)，并把該奇偶兩路信號(hào)分別在兩個(gè)輸出端口輸出。AVANEX公司在2006年3月7號(hào) 申請(qǐng)的專(zhuān)禾!j號(hào)為7009770的《Multi-functional optical device utilizing multiple polarization beam splitters and non-linear interferometers (利用多偏振束分離器和非線性干涉計(jì)的多功能光學(xué)器 件)》的美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利就公開(kāi)了一種波長(zhǎng)交叉復(fù)用器，如圖1所示，其主要包括分束器IOI、 1/2波片102、 PBS棱鏡103、 1/8波片104、 1/4波片105、 G-T鏡106、法拉弟旋轉(zhuǎn)片107和 合束器108，其工作原理如下
從器件輸入端109輸入的信號(hào)，經(jīng)分束器101分束，再由系統(tǒng)奇偶分開(kāi)后，分別從輸出 端110和輸出端111輸出。在此過(guò)程中，法拉第旋轉(zhuǎn)片107和在法拉弟旋轉(zhuǎn)片107之間的1/2 波片102的功能為法拉第旋轉(zhuǎn)片107把入射偏振光旋轉(zhuǎn)45° ，再經(jīng)過(guò)l/2波片102反向旋 轉(zhuǎn)45° ，與原入射光振動(dòng)一致。如此，經(jīng)過(guò)1/8波片104、 1/4波片105和G-T鏡106的系統(tǒng) 反射后，奇偶通道以互相垂直的偏振態(tài)方式分離，并經(jīng)過(guò)后部的合束器108，分別從兩個(gè)輸 出端110、 111出射。
但隨著光通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，人們又提出了對(duì)該類(lèi)型器件的新的附加功能要求該器件不 僅能實(shí)現(xiàn)上述的波長(zhǎng)交叉復(fù)用功能，而且其中的一路輸出信號(hào)可轉(zhuǎn)移到另一路信號(hào)的輸出端 口輸出，而不影響此輸出端口原信號(hào)的正常傳輸。這兩種工作狀態(tài)可由一個(gè)開(kāi)關(guān)控制來(lái)切換， 整個(gè)切換過(guò)程要求切換平滑，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的突變。這就是波帶開(kāi)關(guān)(BandSwitch)的概念。 目前已有的幾種不同工作方式的交叉波分復(fù)用器，從其光路結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，都不能實(shí)現(xiàn)該功能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種通過(guò)開(kāi)關(guān)控制切換的方式使一路通道的輸出信 號(hào)可在兩個(gè)輸出端口間進(jìn)行切換輸出，而另外一路通道的輸出信號(hào)則不受影響的波長(zhǎng)交叉復(fù) 用器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型可以是插入式的結(jié)構(gòu)，即在波長(zhǎng)交叉復(fù)用器的光路中插入 或不插入一組光學(xué)器件，使一路通道的輸出信號(hào)在兩個(gè)輸出端口間進(jìn)行切換輸出，另外一路 通道的輸出信號(hào)不受影響，該組光學(xué)器件的插入或不插入狀態(tài)是通過(guò)開(kāi)關(guān)控制件進(jìn)行狀態(tài)切換。
本實(shí)用新型的目的還可通過(guò)另一嵌入式的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)在波長(zhǎng)交叉復(fù)用器的光路中嵌入一個(gè)或一個(gè)以上光學(xué)器件，通過(guò)該光學(xué)器件改變或不改變光路，使一路通道的輸出信號(hào)在兩 個(gè)輸出端口間進(jìn)行切換輸出，另外一路通道的輸出信號(hào)不受影響，該光學(xué)器件改變或不改變 光路的狀態(tài)是通過(guò)開(kāi)關(guān)控制件進(jìn)行狀態(tài)切換。
當(dāng)采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型通過(guò)以現(xiàn)有的波長(zhǎng)交叉復(fù)用器為基礎(chǔ)，增加了額外的光 學(xué)元件，從而改變了整體波長(zhǎng)交叉復(fù)用器的工作狀態(tài)，其簡(jiǎn)單的工作原理如下所述
為說(shuō)明方便，將現(xiàn)有的波長(zhǎng)交叉復(fù)用器簡(jiǎn)稱(chēng)為A，本實(shí)用新型增加的光學(xué)器件簡(jiǎn)稱(chēng)為B。
B可插入或不插入A的光路中，或者B加入A的光路中來(lái)控制改變或不改變A的原光路， 使本實(shí)用新型在兩種工作狀態(tài)間切換
1、 B不插入A的光路中，或者B在A的光路中但不改變A的原光路，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn) 普通的波長(zhǎng)交叉復(fù)用器功能；
2、 B插入A的光路中，或者B改變其在A的光路中的狀態(tài)，從而改變A的光路，使其 中一路通道的輸出光路從原光路返回，由于光路可逆，通常情況下其返回的偏振態(tài)與入射偏 振態(tài)一致，因此本實(shí)用新型的一個(gè)輸出端口的信號(hào)可轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)輸出端口輸出，即與另 外一路信號(hào)合并在同一個(gè)端口輸出，實(shí)現(xiàn)合束功能。具體實(shí)施中，輸出端口的選擇可由B在 A的光路中的位置來(lái)確定。
在插入式的結(jié)構(gòu)中，本實(shí)用新型的光學(xué)器件組可以是反射鏡組，或是棱鏡與反射鏡的組 合，其主要實(shí)現(xiàn)光路反射的功能。
在嵌入式的結(jié)構(gòu)中，本實(shí)用新型的光學(xué)器件可以是光學(xué)晶體、偏振控制元件、平面鏡或 棱鏡之一、之二、之三或全部的組合，其主要實(shí)現(xiàn)改變光路的功能。為實(shí)現(xiàn)偏振控制，本實(shí)用新型的偏振控制元件可以是波片、液晶或自帶磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)片 (latching garnet)之一、之二或全部的組合。
為更好地控制本實(shí)用新型的不同工作狀態(tài)，該插入的光學(xué)器件由開(kāi)關(guān)控制件進(jìn)行狀態(tài)切
換
為改善本實(shí)用新型的偏振模式色散，可以在光路中加入一個(gè)或一個(gè)以上色散補(bǔ)償器。 綜上所述，本實(shí)用新型通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有的交叉波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，
其實(shí)現(xiàn)的原理簡(jiǎn)單，技術(shù)也十分的簡(jiǎn)單成熟，可方便、快捷的用于現(xiàn)有的交叉波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)中。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳述
圖1是現(xiàn)有的AVANEX公司的交叉波分復(fù)用器專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的插入式實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型的插入式實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的插入式實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖5是本實(shí)用新型的嵌入式實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖6是本實(shí)用新型的二級(jí)型交叉波分復(fù)用器的結(jié)構(gòu)示意圖7是本實(shí)用新型在圖6基礎(chǔ)上的插入式實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖2所示，本實(shí)用新型的插入式實(shí)施例是在AVANEX公司公開(kāi)的 交叉波分復(fù)用器專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)中通過(guò)開(kāi)關(guān)控制的方式插入一平面反射鏡201和一斜方棱鏡 202組成的插入式光學(xué)元件組203。當(dāng)該插入式光學(xué)元件組203不插入時(shí)，整個(gè)器件保持原 AVANEX公司的交叉波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)交叉復(fù)用功能，奇偶通道的兩路信號(hào)分別從 兩個(gè)輸出端U0、 Ul輸出；當(dāng)該插入式光學(xué)元件組203插入時(shí)，該插入式光學(xué)元件組203把 該通道的信號(hào)光從原光路反射回去。由于光路可逆，其反射光經(jīng)過(guò)G-T鏡106后，其偏振態(tài) 與另一信號(hào)的偏振態(tài)一致，故可與另一信號(hào)光沿同一光路輸出，實(shí)現(xiàn)兩路信號(hào)在同一端口 111 輸出的功能。該插入式光學(xué)元件組也可以是由其他棱鏡和反射鏡組成的能實(shí)現(xiàn)光線原路返回 的組合。
在本實(shí)用新型中，該插入式光學(xué)元件組203還可以是各種能實(shí)現(xiàn)光線原路返回的反射鏡 組。圖3是該插入式光學(xué)元件組203為單反射鏡301的結(jié)構(gòu)，圖4是該插入式光學(xué)元件組203 為兩個(gè)反射鏡401、 402組成雙反射鏡組的結(jié)構(gòu)，這些反射鏡組都可將AVANEX公司公開(kāi)的 交叉波分復(fù)用器專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)的兩路信號(hào)在同一端口 111輸出。
請(qǐng)參閱圖5所示，本實(shí)用新型的嵌入式實(shí)施例是AVANEX公司公開(kāi)的交叉波分復(fù)用器專(zhuān) 利技術(shù)的結(jié)構(gòu)中嵌入一個(gè)通過(guò)開(kāi)關(guān)控制的反射單元，該反射單元由偏振控制器501、 Woric-off 晶體502和反射鏡503組成。由于該可控制反射單元為嵌入式結(jié)構(gòu)，能有效地控制插入式實(shí) 施例的機(jī)械插入方式所帶來(lái)的機(jī)械抖動(dòng)，使本實(shí)用新型的工作狀態(tài)更穩(wěn)定。該嵌入式實(shí)施例 的工作原理如下
當(dāng)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)交叉復(fù)用功能時(shí)，通過(guò)偏振控制器501的輸出光偏振態(tài)不發(fā)生變化，其對(duì)應(yīng) 于Walk-off晶體502為o光，故不改變光路，兩束相同偏振的光經(jīng)1/2波片102和合束器108 后從輸出端IIO、 111輸出；當(dāng)需要把輸出端110的輸出信號(hào)光合并到另外一個(gè)輸出端111輸 出時(shí),偏振控制器501工作，偏振振動(dòng)方向改變90。，從而經(jīng)過(guò)偏振控制器501后對(duì)于Walk-off 晶體502為e光，光路發(fā)生偏轉(zhuǎn)射出Walk-off晶體502，并經(jīng)反射鏡503反射后沿原光路返 回，其后，由于光路可逆，其反射光經(jīng)過(guò)G-T鏡106后，其偏振態(tài)與另一信號(hào)的偏振態(tài)一致， 故可與另一信號(hào)光沿同一光路輸出，實(shí)現(xiàn)兩路信號(hào)在同一輸出端111輸出的功能。
在本實(shí)施例中，通過(guò)Walk-off晶體502的光，也可以選擇e光的光路，從而，反射回去 的光在Walk-off晶體502中為o光傳輸。對(duì)于本實(shí)用新型的嵌入式結(jié)構(gòu)的可控制反射單元，可以是如上所述的偏振控制元件，還 可以是光學(xué)晶體、偏振控制元件、平面鏡或棱鏡之一、之二、之三或全部的組合；而該偏振 控制元件可以是波片、液晶或自帶磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)片之一、之二或全部的組合。
以上所述為本實(shí)用新型的單級(jí)型結(jié)構(gòu)，實(shí)際應(yīng)用中，為了更好的保證信道的隔離度，往 往采用2級(jí)或者2級(jí)以上的結(jié)構(gòu)，器件的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)復(fù)雜。請(qǐng)參閱圖6、圖7所示的二級(jí)型 交叉波分復(fù)用器，其第一 PBS棱鏡1031與第二 PBS棱鏡1032、第三PBS棱鏡1033的放置 方式有所不同，其轉(zhuǎn)向90° ，等同p光反射，而s光透過(guò)，其對(duì)應(yīng)的p、 s光正好與第二PBS 棱鏡1(B2、第三PBS棱鏡1033相反；由第一G-T鏡1061、第一 1/4波片1051和第一 1/8波 片1041組成第一偏振分離器件6011，第二偏振分離器件6012、第三偏振分離器件6013依次 類(lèi)推，第一偏振分離器件6011與第二偏振分離器件6012、第三偏振分離器件6013不同，其 改變偶通道信號(hào)的偏振方向卯° ，而不改變奇通道信號(hào)的偏振方向，正好與第二偏振分離器 件6012、第三偏振分離器件6013的工作相反；反射鏡601可將光路從第一偏振分離器件6011 反射回去。圖6為實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)交叉復(fù)用功能狀態(tài)的光路，為方便區(qū)分不同的光路，用單線代表 奇通道光路，雙線代表偶通道光路，光線折返前后用不同狀態(tài)的實(shí)線和虛線表示，實(shí)際光路 中入射與折返光應(yīng)重合。圖7是在二級(jí)型交叉波分復(fù)用器中通過(guò)開(kāi)關(guān)控制的方式插入一平面 反射鏡201和一斜方棱鏡202組成的插入式光學(xué)元件組203，其光路為把奇通道切換入偶通 道端口輸出的光路狀態(tài)。由圖6、圖7的光路分析可知，本實(shí)施例中，由奇通道輸出端輸出 的信號(hào)兩次經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)具，由偶通道輸出端輸出的信號(hào)三次經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)具，所以在奇通道輸出端 加入二級(jí)色散補(bǔ)償，在偶通道輸出端加入三級(jí)色散補(bǔ)償，既可得到滿意的色散補(bǔ)償效果。
本實(shí)用新型可用于其他結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)交叉復(fù)用器上，并廣泛應(yīng)用于光纖通信網(wǎng)絡(luò)中。
權(quán)利要求1、一種擴(kuò)展型波帶開(kāi)關(guān)，其包含波長(zhǎng)交叉復(fù)用器，該波長(zhǎng)交叉復(fù)用器把從輸入端輸入的信道間隔為f的光信號(hào)分成信道間隔為2f的奇偶兩路信號(hào)，并把該奇偶兩路信號(hào)分別在兩個(gè)輸出端口輸出，其特征在于在波長(zhǎng)交叉復(fù)用器的光路中插入或不插入一組光學(xué)器件，使一路通道的輸出信號(hào)在兩個(gè)輸出端口間進(jìn)行切換輸出，另外一路通道的輸出信號(hào)不受影響，該組光學(xué)器件的插入或不插入狀態(tài)是通過(guò)開(kāi)關(guān)控制件進(jìn)行狀態(tài)切換。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)展型波帶開(kāi)關(guān)，其特征在于在波長(zhǎng)交叉復(fù)用器的光路中 嵌入一個(gè)或一個(gè)以上光學(xué)器件，通過(guò)該光學(xué)器件改變或不改變光路，使一路通道的輸出信號(hào) 在兩個(gè)輸出端口間進(jìn)行切換輸出，另外一路通道的輸出信號(hào)不受影響，該光學(xué)器件改變或不 改變光路的狀態(tài)是通過(guò)開(kāi)關(guān)控制件進(jìn)行狀態(tài)切換。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)展型波帶開(kāi)關(guān)，其特征在于該組光學(xué)器件是反射鏡組， 或是棱鏡與反射鏡的組合。
4、 如權(quán)利要求2所述的一種擴(kuò)展型波帶開(kāi)關(guān)，其特征在于該光學(xué)器件是光學(xué)晶體、偏 振控制元件、平面鏡或棱鏡之一、之二、之三或全部的組合。
5、 如權(quán)利要求4所述的一種擴(kuò)展型波帶開(kāi)關(guān)，其特征在于該偏振控制元件是波片、液 晶或自帶磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)片之一、之二或全部的組合。
6、 如權(quán)利要求1 5之一所述的一種擴(kuò)展型波帶開(kāi)關(guān)，其特征在于在光路中加入一個(gè)或 一個(gè)以上色散補(bǔ)償器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種擴(kuò)展型波帶開(kāi)關(guān)，其是在波長(zhǎng)交叉復(fù)用器的光路中插入或不插入一組光學(xué)器件，或者在波長(zhǎng)交叉復(fù)用器的光路中嵌入一個(gè)或一個(gè)以上光學(xué)器件，使一路通道的輸出信號(hào)在兩個(gè)輸出端口間進(jìn)行切換輸出，另外一路通道的輸出信號(hào)不受影響。這樣，本實(shí)用新型通過(guò)以現(xiàn)有的波長(zhǎng)交叉復(fù)用器為基礎(chǔ)，增加了額外的光學(xué)元件，從而改變了整體波長(zhǎng)交叉復(fù)用器的工作狀態(tài)，其實(shí)現(xiàn)的原理簡(jiǎn)單，技術(shù)也十分的簡(jiǎn)單成熟，可方便、快捷的用于現(xiàn)有的交叉波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)中。
文檔編號(hào)G02B6/35GK201060287SQ20072000736
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者凌吉武, 礪 吳, 斌 林, 胡豪成, 蔣友山 申請(qǐng)人:福州高意通訊有限公司