一種帶寬壓縮的光濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明提出一種帶寬壓縮的光濾波器，本發(fā)明屬于光通信領域和光傳感領域。
【背景技術】
[0002] 隨著光通信技術的發(fā)展，特別是DWDM技術的成熟和不斷進步，窄信道，高速率的 通信系統(tǒng)不斷誕生。光學濾波器是光通信和光傳感的基礎器件，是實現(xiàn)復雜功能的基本技 術。光學濾波器成為了該些技術或者系統(tǒng)中不可或缺的部分。精準的波長濾出能力，將幫 助實現(xiàn)對系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)控，W及準確完成多波長交換等復雜高難度功能。
[0003] 而隨著通信要求提升，信號速率增大，信道容量提升，信道寬度、密度都提出了更 嚴苛的標準。因此需要濾波器實現(xiàn)更窄帶寬，即更好的濾波能力的要求。窄帶濾波器當帶 寬實現(xiàn)進一步壓縮時，能呈現(xiàn)出更精準的波長選擇能力、更精細的能量分布空間，更趨近于 理論上的沖擊函數(shù)，也就允許了在同樣光譜范圍內(nèi)擁有更多的采樣點，為更精準和廣泛的 應用提供了實現(xiàn)可能。
[0004] 目前常見的帶寬壓縮技術基本都是基于級聯(lián)原理。通常是多個濾波器外部連接， 拼接成一個大的濾波單元?；蛘咴跒V波器中重復設置濾波單元即分光元件，實現(xiàn)分光的順 序拼接。
[0005] 但是同一光束多次往返分光元件時，由于高斯光束對禪合條件的約束非常強，橫 向位移和角度的失配都會引起非常大的損耗。
[0006] 根據(jù)高斯光束禪合效率的描述：
[0007]
n為禪合效率，wl和w2為相互禪合的高斯光束束腰半徑，zl和z2為軸向傳輸距離，入為 波長，0為兩束高斯光束形成的夾角，n為折射率。
[0008] 當存在角度偏差時，光束禪合的損耗是成指數(shù)增長的。對于想采用同一光束多次 往返的做法，很難做到將光束都進行完美禪合。故目前市面上看到的多為多個器件直接連 接的級聯(lián)方式，W避開多次往返的光束控制問題。
[0009] 國內(nèi)專利CN103257404A描述的就是一種通過利用輸出端與輸入端直接相連兩次 經(jīng)過濾波元件的級聯(lián)方案，該方案在壓縮帶寬的效果上由于僅能完成兩次級聯(lián)效果有限且 不具備更高階的擴展性，在可推廣性上不具備簡易的可移植性，因此僅能作為單一器件的 有限帶寬壓縮方案。其在效果和適用性上具有很大的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為了克服現(xiàn)有技術存在的缺陷和不足，本發(fā)明提出了一種寬壓縮的光濾波器，能 夠強化其濾波能力，通過本發(fā)明的技術革新，可w實現(xiàn)在不改變?yōu)V波結構和光學元件的基 礎上實現(xiàn)對帶寬該一核屯、指標的優(yōu)化。
[0011] 本發(fā)明采用如下技術方案實現(xiàn)：
[0012] 一種帶寬壓縮的光濾波器，包括光輸入輸出單元、分光單元、反射單元，所述光輸 入輸出單元包括由偶數(shù)根光纖形成的光纖簇，所有光纖呈中屯、對稱分布，形成相互隔離的 多個光通道，每一對沿中屯、對稱的光纖相對于對稱中屯、具有相同的相對位置和角度形成對 稱的光通道，每對所述對稱的光通道中有一路光纖用于輸入光信號，而另一路光纖用于輸 出光信號，并且一個對稱的光通道中用于輸出光信號的光纖與另一個對稱的光通道中用于 輸入光信號的光纖相連W將所有對稱的光通道級聯(lián)起來，分光單元位于光輸入單元、反射 單元之間，反射單元與光輸入單元通道為光禪合設置。
[0013] 所述光纖簇粘接有G-LENS透鏡。
[0014] 所述光纖簇的光路方向獨立設置有準直作用的透鏡，所述透鏡采用G-lens透鏡 或者球面透鏡或者非球面透鏡。
[0015] 所述光纖簇由4根光纖成中屯、對稱分布組成，其中第一入射光纖與第一出射光纖 對稱，第二入射光纖與第二出射光纖對稱；第一入射光纖與第二入射光纖是入通道，第一出 射光纖與第二出射光纖是出通道，第二入射光纖與第一出射光纖烙接相連。
[0016] 所述光纖簇由8根光纖按照圓環(huán)狀等分分布，第一光纖與第二光纖、第=光纖與 第四光纖、第五光纖與第六光纖、第走光纖與第八光纖為幾何對稱的一對光纖而形成一對 光進出通道；其中第二光纖與第=光纖相連，第四光纖與第五光纖相連。
[0017] 所述反射單元采用MEMS型反射鏡或者固定反射鏡。
[0018] 所述MEMS型反向鏡包括娃基板、活動反射鏡、第一電極、第二電極，所述娃基板采 用娃材質(zhì)底板，第一電極、第二電極對活動反射鏡加電使其沿中軸受控轉(zhuǎn)動。
[0019] 采用烙接方式或者反射端子禪合連接方式將所有對稱的光通道級聯(lián)起來，所述反 射端子包括玻璃管和高反射鏡面，所述玻璃管內(nèi)固定兩根光纖的尾端，所述玻璃管末端設 置有高反射鏡面。
[0020] 所述分光單元采用衍射元件或者干設元件，將光按照波長在空間中分散開，使各 波長的光被選擇性的禪合進光通道。
[0021] 所述衍射元件采用衍射光柵或者所述干設元件采用F-P標準具。
[002引本發(fā)明的優(yōu)點為：
[0023] 1、本發(fā)明裝置體積小巧：實現(xiàn)方便，本發(fā)明裝置在原有濾波器基礎上進行修改，主 要在光輸入端進行集成，并沒有進行器件或元件級級聯(lián)，方便實現(xiàn)小體積的帶寬壓縮；
[0024] 2、本發(fā)明裝置成本低廉：通過對核屯、元件的高度的復用，多次利用相同的結構和 部分，自身修改部分原料簡單，結構易操作，性能提升相對成本優(yōu)勢明顯；
[0025] 3、本發(fā)明裝置性能指標優(yōu)越；由于采用了二維中屯、對稱結構，每一個通道間的禪 合誤差被減小到很低的程度，多次級聯(lián)后的插入損耗近似可認為是中屯、元件多次經(jīng)過的積 累，輸入端的復用影響不大，而帶寬指標則具有非常大的壓縮；
[0026] 4、本發(fā)明裝置在光通信的監(jiān)控、復用，光纖傳感等領域有著顯著作用和應用前景。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明的輸入單元正視圖；
[0029] 圖3是本發(fā)明的輸入單元截面圖；
[0030] 圖4是本發(fā)明的一種分光元件光柵工作原理圖；
[003。圖5是本發(fā)明的一種反射單元，MEMS反射鏡工作原理圖；
[0032] 圖6是本發(fā)明的優(yōu)選案例工作光路圖；
[0033] 圖7是本發(fā)明的濾波圖譜對比圖；
[0034] 圖8是本發(fā)明的一種光纖連接方式舉例；
[00巧]圖9是本發(fā)明的輸入單元光纖簇二維對稱分布舉例；
[0036] 圖10是本發(fā)明的一種輸入單元舉例；
[0037] 圖11是本發(fā)明的一種分光元件F-P標準的工作原理
[0038]圖12是本發(fā)明的一種反射單元，固定反射鏡的工作原理 [003引其中；
[0040] 1-1、光輸入輸出單元； 1-2、分光單元；
[0041] 1-3、反射單元； 2-1、光纖簇；
[0042] 2-2、G-LENS透鏡； 2-3、第一入射光纖；
[0043] 2-4、第二入射光纖； 2-5、第一出射光纖；
[0044] 2-6、第二出射光纖； 4-1、入射混合光束；
[0045] 4-2、衍射光柵； 4-3、經(jīng)衍射分開的光束；
[0046] 5-1、娃基板； 5-2、活動反射鏡；
[0047] 5-3、第一電極； 5-4、第二電極；
[0048] 7-1、單次濾波光譜； 7-2、多次濾波光譜；
[0049] 8-1、反射端子； 10-1、透鏡；
[0050] 11-UF-P標準具； 11-2、干設輸出光；
[0051] 12-1、固定反射鏡；
【具體