專利名稱：一種光學(xué)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及光纖通訊領(lǐng)域的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
波長選擇開關(guān)是波分多路復(fù)用器的一個(gè)重要光學(xué)元件，同時(shí)也是構(gòu)造光學(xué)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和可重構(gòu)光學(xué)分插復(fù)用器的核心組成器件，可任意選l奪輸入的波分復(fù)用光信號(hào)，并將該信號(hào)輸出到任意一個(gè)輸出端口。為了實(shí)現(xiàn)這種功能，有的釆
用硅基液晶、MEMS微鏡陣列或平面光波電路等器件來實(shí)現(xiàn)，但是一般這樣的
方案往往帶來較大的插入損^^和過分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對上述問題，提出一種光學(xué)結(jié)構(gòu)解決，該技術(shù)方案是
本實(shí)用新型的光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括準(zhǔn)直器陣列、偏振轉(zhuǎn)換單元、波長色散元件、反射棱鏡陣列、波長選擇開關(guān)；入射光經(jīng)過所述的偏振轉(zhuǎn)換單元和波長色散元件并被所述的波長色散元件在空間上將入射光分為各個(gè)波長光，相對每個(gè)波長在空間分開后加入反射棱鏡陣列再次將光路在空間分開較大間隙，再插入波長選擇光開關(guān)，將光路平移至所需層面，光路原路返回再通過所述的波長色散元件將各光路束合束到準(zhǔn)直器陣列的對應(yīng)準(zhǔn)直器。
進(jìn)一步的，所述的偏振轉(zhuǎn)換單元是由work-off晶體及1/2波片構(gòu)成。
進(jìn)一步的，所述的波長色散元件是反射式光柵或透射式光柵或色散棱鏡或色散棱鏡組。
更進(jìn)一步的，在所述的反射式光柵前加擴(kuò)束棱鏡。
進(jìn)一步的，所述的反射式光柵是掠入射反射式光柵，包括光路上依次排列的反射式光柵、柱透鏡、微柱透鏡陣列。
進(jìn)一步的，所述的波長選擇開關(guān)是由斜方棱鏡組及角錐反射棱鏡組構(gòu)成，所述的斜方棱鏡組受驅(qū)連接于集電器。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)可以設(shè)置于波分復(fù)用器系統(tǒng)中。本實(shí)用新型采用如上技術(shù)方案，具有結(jié)構(gòu)簡單合理，且插入損耗小。可以
用以構(gòu)成多波長選擇開關(guān)，另一個(gè)應(yīng)用是直接用準(zhǔn)直器接受空間已分開各光束
構(gòu)成波分復(fù)用器。


圖1 (a)是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1 (b)是本實(shí)用新型的波長選擇開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 (a)是本實(shí)用新型的掠入射反射式光柵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 (b)是本實(shí)用新型的擴(kuò)束棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施結(jié)構(gòu)二示意圖；圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施結(jié)構(gòu)三示意圖；圖5是本實(shí)用新型采用透射式光柵示意圖。
具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型利用光柵或棱鏡色散特點(diǎn)在空間上將入射光分為各個(gè)波長光，在空間上各波長已分開處，順著光路逐個(gè)加入反射鏡或反射棱鏡，使光束傳播方向改變，進(jìn)一步從空間上分開各個(gè)波長，使其間隔加大，再在每個(gè)波長處加入斜方棱鏡，將光路平移至所需層面，采用角錐全反射鏡，原光路返回以消去溫度帶來的角度變化，并實(shí)現(xiàn)多波長選擇。再通過光柵將各光束合束到不同準(zhǔn)直器，構(gòu)成多波長選擇開關(guān)。另一個(gè)應(yīng)用是直接用準(zhǔn)直器接受空間已分開各束構(gòu)成波分復(fù)用器。
如圖l(a)所示，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)包括n組準(zhǔn)直器陣列101n, work-off晶體102及l(fā)/2波片103組成的偏振轉(zhuǎn)換單元，可使輸入光變成線偏振光，反射式色散光柵104將m個(gè)波長光色散成m束光；反射棱鏡陣列105n，各反射鏡在空間上按一定方向排列，相互之間間隔一定距離AL，斜方棱鏡組組成的1 xn波長選擇開關(guān)106,其具體結(jié)構(gòu)如圖l(b)所示，其中10711, 10712，…，1071n…107ml, 107m2，... 107mn為集電器驅(qū)動(dòng)的斜方棱鏡陣列10811,10812,…，1081n,...108ml， 108m2，…108mn為角錐反射鏡陣列。
輸入的隨機(jī)偏振光首先被偏振轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為線偏振光，色散光柵104將入射光按波長分開，且使光束傳輸方向發(fā)生改變，各光束在空間傳輸一定距離后，相互之間分開一定距離Ad。在各波長空間分開后，順著各光路在適當(dāng)位置逐個(gè)加入反射鏡或反射棱鏡1051、 1052、 1053……105n,使光束傳播方向再次改變，并使其間隔加大，進(jìn)一步從空間上分開各個(gè)波長。在每個(gè)波長處加入帶集電器驅(qū)動(dòng)的斜方棱鏡陣列1071、 1072、 1073……107n，選擇性地將所需光路平移至所需層面，并采用角錐全反射鏡10811， 10812，…，1081n， ... 108ml,108m2，…108mn反射光束，使各光束可原光路返回，并可消去溫度帶來的角度變化，實(shí)現(xiàn)多波長選擇，再通過光柵104將各不同波長光束合束并由準(zhǔn)直器陣列101n輸出。
本實(shí)用新型可采用掠入射反射式光柵，以獲得較高色散，圖2 (a)顯示反射式光柵的一種掠入射結(jié)構(gòu)，可用于實(shí)現(xiàn)光波分復(fù)用。其中201為反射式光柵，202為柱透鏡，其焦距為力，203為微柱透鏡陣列，其焦距為力，對于n路的波長采用n個(gè)微柱透鏡，204為準(zhǔn)直器陣列。on為入射角，Pi為出射角，dl為入射光束寬，d2為出射光束寬，則該光柵不僅用于做高分辨率地色散元件，同時(shí)也是光變束元件，其放大倍數(shù)m-d2/dl。
入射光以大角度(Xi掠入射到光柵上，然后以小衍射角Pi出射，經(jīng)柱透鏡202聚焦后，又經(jīng)微柱透鏡203變?yōu)槠叫泄?，進(jìn)入準(zhǔn)直器后實(shí)現(xiàn)輸出。其中&/& = 111,使光斑大小還原為輸入dl。
圖2 (a)結(jié)構(gòu)也可在準(zhǔn)直器后面再接其它元件，如集電器驅(qū)動(dòng)的斜方棱鏡陣列和角錐全反射鏡構(gòu)成多波長選擇開關(guān)。若各微柱透鏡組分開光束的空間間隔較小，亦可采用如圖l結(jié)構(gòu)，加入反射鏡拉開各波長之間的空間間隔。
對反射式光柵，也可采用擴(kuò)束棱鏡對其進(jìn)行擴(kuò)束，此時(shí)光束入射角度可較小，結(jié)構(gòu)如圖2(b)所示，其中205A、 205B為擴(kuò)束棱lt,光擴(kuò)束的作用是展寬入射到光柵的光束寬度，以提高光柵分辨率。
如圖3所示結(jié)構(gòu)，包括準(zhǔn)直器陣列301，透射式光柵302,反射棱鏡303,斜方棱鏡及角錐反射棱鏡組成的1 xn波長選擇開關(guān)106。采用透射光柵將入射光束分開，各反射棱鏡在空間上的排列與圖1 (a)所示結(jié)構(gòu)不同，主要是為縮小棱鏡與準(zhǔn)直器所占空間。根據(jù)分開光束的傳輸特點(diǎn)，反射棱鏡交叉放置，使光束在空間傳輸最短距離后即可被反射而偏轉(zhuǎn)，并在各光束傳輸處加帶角度反射的106。
如圖4所示，包括準(zhǔn)直器401，透射式色散光柵402，反射棱鏡403,反射棱鏡403在空間上按一定角度和間隔排列，使經(jīng)光柵402分開的各光束進(jìn)一步在空間上分開，采用接受準(zhǔn)直器陣列404將各個(gè)光束分別準(zhǔn)直用于制作波分復(fù)用器件。
采用透射式光片冊，如Kaiser公司生產(chǎn)的超高色散的VPH衍射柵其狹縫為1350線/mm,色散為0. 2°/nm,插入損耗為0. 5dB,偏振相關(guān)損耗為0. 3dB。對于通道數(shù)為128個(gè)，各波長間隔為0. 4nm的入射信號(hào)光，其總線寬為0. 4nm x128=51. 2nm，總的分開角度為0. 2。 x 128=25. 6°。對于光斑直徑為d的光束，在空間上相互分開時(shí)所經(jīng)歷的長度為L，如圖5所示，其中501為準(zhǔn)直透鏡，502為透射光柵。
^口(1 = 0. 5mm，貝寸丄=-^- 358wm
0.2x0.4x丄180
如d=lmm，則L = 716mm。
由于色散棱鏡或色散棱鏡組亦有波長色散功能，本實(shí)用新型部分條件下亦可采用色散棱鏡或色散棱鏡組代替光柵作為色散元件，并采用上述結(jié)構(gòu)獲得多波長選擇開關(guān)和波分復(fù)用結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)已申請專利，于此不再贅述。
本實(shí)用新型利用順光路方向逐步加入反射鏡或反射棱鏡，使光束傳播方向改變，可較容易使各波長在空間分開，可這樣保證有足夠空間裝配斜方棱鏡，準(zhǔn)直器組件及其它光學(xué)元件。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于包括準(zhǔn)直器陣列、偏振轉(zhuǎn)換單元、波長色散元件、反射棱鏡陣列、波長選擇開關(guān)；入射光經(jīng)過所述的偏振轉(zhuǎn)換單元和波長色散元件并被所述的波長色散元件在空間上將入射光分為各個(gè)波長光，相對每個(gè)波長在空間分開后加入反射棱鏡陣列再次將光路在空間分開較大間隙，再插入波長選擇光開關(guān)，將光路平移至所需層面，光路原路返回再通過所述的波長色散元件將各光路束合束到準(zhǔn)直器陣列的對應(yīng)準(zhǔn)直器。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的偏振轉(zhuǎn)換單元是由 work-off晶體及1/2波片構(gòu)成。
3. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的波長色散元件是反射式 光柵或透射式光柵或色散棱鏡或色散棱鏡組。
4. 如權(quán)利要求3所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述的反射式光柵前加擴(kuò)束 棱鏡。
5. 如權(quán)利要求3所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的反射式光柵是掠入射反 射式光柵，包括光路上依次排列的反射式光柵、柱透鏡、微柱透鏡陣列。
6. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的波長選擇開關(guān)是由斜方 棱鏡組及角錐反射棱鏡組構(gòu)成，所述的斜方棱鏡組受驅(qū)連接于集電器。
7. 如權(quán)利要求1-6任一所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)可以設(shè) 置于波分復(fù)用器系統(tǒng)中。
專利摘要本實(shí)用新型涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及光纖通訊領(lǐng)域的光學(xué)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括準(zhǔn)直器陣列、偏振轉(zhuǎn)換單元、波長色散元件、反射棱鏡陣列、波長選擇開關(guān)；入射光經(jīng)過所述的偏振轉(zhuǎn)換單元和波長色散元件并被所述的波長色散元件在空間上將入射光分為各個(gè)波長光，相對每個(gè)波長在空間分開后加入反射棱鏡陣列再次將光路在空間分開較大間隙，再插入波長選擇光開關(guān)，將光路平移至所需層面，光路原路返回再通過所述的波長色散元件將各光路束合束到準(zhǔn)直器陣列的對應(yīng)準(zhǔn)直器。本實(shí)用新型采用如上技術(shù)方案，具有結(jié)構(gòu)簡單合理，且插入損耗小。
文檔編號(hào)G02B6/293GK201364399SQ200920137079
公開日2009年12月16日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者凌吉武, 礪 吳, 孫朝陽, 胡豪成, 英 邱, 陳燕平 申請人:福州高意通訊有限公司