專利名稱：：可調(diào)光分/插復(fù)用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種可調(diào)光分/插復(fù)用器(TOADM)，特別是一種采用傾動(dòng)鏡(tiltablemirror)和固定式薄膜濾光片的TOADM。
背景技術(shù)：
：可調(diào)光分/插復(fù)用器(TOADM)或可重配置光分/插復(fù)用器(ROADM)是下一代光網(wǎng)絡(luò)的整體組成部分，它們是敏捷光網(wǎng)絡(luò)(AgileOpticalNetwork)的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，因?yàn)樗鼈兲峁┝遂`活性以遠(yuǎn)程調(diào)整或重配置任何或所有波長(zhǎng)，從而縮短了服務(wù)時(shí)間，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)，并理順了規(guī)劃和管理。TOADM或ROADM的基本要求是針對(duì)分/插功能的平頂濾波特性，快速通道內(nèi)的低插入損耗，在交換過(guò)程中對(duì)快速通道無(wú)瞬間中斷，低成本，降低的波形因數(shù)。常規(guī)的分/插復(fù)用器，例如在2002年12月24日授予Bouevitch等人的第6,498,872號(hào)、2004年3月16日授予Ducellier等人的第6,707,959號(hào)、2004年10月26日授予Bouevitch等人的第6,810,169號(hào)以及2006年4月22日授予Ducellier等人的第7,027,684號(hào)美國(guó)專利中所披露的分/插復(fù)用器，包含波長(zhǎng)分散元件(如衍射光柵，用于將光信號(hào)色散進(jìn)入其組元波長(zhǎng)通道中)和一個(gè)微機(jī)電鏡(MEMS)陣列，所述微機(jī)電鏡陣列用于將每個(gè)波長(zhǎng)通道獨(dú)立地引入所選擇的輸出端口。其他基于薄膜濾光片(TFF)技術(shù)的常規(guī)TOADM，如在2004年4月27日授予Chang等人的第6,728,041號(hào)和2005年1月25日授予Chang等人的第6,847,757號(hào)美國(guó)專利中所披露的TOADM，依靠轉(zhuǎn)動(dòng)薄膜濾光片來(lái)選擇將哪個(gè)波長(zhǎng)通道從輸入光信號(hào)中分離。轉(zhuǎn)動(dòng)式可調(diào)濾光片和TOADM的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題在于當(dāng)光束透過(guò)TFF或被其反射時(shí)，如何控制反射和透射光束的角度和位置。常規(guī)的轉(zhuǎn)動(dòng)式可調(diào)光濾光片，例如在1994年11月1日授予Chiaroni等人的第5,361,155號(hào)美國(guó)專利中所披露的轉(zhuǎn)動(dòng)式可調(diào)光濾光片，采用一塊同軸片來(lái)補(bǔ)償由于轉(zhuǎn)動(dòng)式TFF的角度變化而引發(fā)的離散。2004年3月30日授予Hsieh等人的第6,714,743號(hào)美國(guó)專利中披露了一種可調(diào)濾光片，其中一個(gè)鏡片與TFF同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，使反射光束的角度保持不變，即讓反射和透射光束平行傳播。然而，鏡片和TFF需要同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而就必須要有一個(gè)支承鏡片和TFF的透射式安裝塊組件，要采用高精度的校準(zhǔn)工藝。在需要改變插或分波長(zhǎng)通道的情況下，不需要將濾波元件或整個(gè)分/插設(shè)備更換為其他具有理想帶通特性的設(shè)備就可以容易地實(shí)現(xiàn)。這通常是通過(guò)根據(jù)入射光束重新調(diào)整濾光片位置的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而由動(dòng)態(tài)調(diào)整分/插設(shè)備引起的一個(gè)不利方面是，隨著濾光片調(diào)諧至每個(gè)相應(yīng)通道的波長(zhǎng)，中間波長(zhǎng)通道，即波長(zhǎng)介于初始調(diào)整通道與最終調(diào)整通道之間的通道，將依次逐個(gè)出現(xiàn)短暫的信號(hào)中斷。出現(xiàn)這種情況的原因是在從對(duì)應(yīng)于初始調(diào)諧通道的點(diǎn)轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)于最終調(diào)諧通道的點(diǎn)的過(guò)程中，光束在濾光片上的入射點(diǎn)會(huì)經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)于每個(gè)中間通道的各濾光片位置。當(dāng)合成的光信號(hào)光線射在濾光片上對(duì)應(yīng)于中間波長(zhǎng)通道的位置時(shí)，在中間波長(zhǎng)通道上就會(huì)出現(xiàn)間歇的數(shù)據(jù)丟失。這種間歇的數(shù)據(jù)丟失經(jīng)常被稱為“瞬斷”(hit)。數(shù)據(jù)瞬斷對(duì)數(shù)據(jù)所發(fā)往的設(shè)備的有害影響是顯而易見(jiàn)的。承受此類數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備或者要對(duì)數(shù)據(jù)丟失進(jìn)行補(bǔ)償，或者要請(qǐng)求重新發(fā)送丟失的數(shù)據(jù)。歸根結(jié)底，這種數(shù)據(jù)丟失將導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量降低或帶寬效率降低，或者兩種后果均有。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種采用傾動(dòng)鏡裝置和固定式薄膜濾光片的TOADM來(lái)克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)。本發(fā)明還包括配合傾動(dòng)鏡工作的光回復(fù)反射器，用來(lái)在鏡片傾動(dòng)時(shí)保持反射光束方向和位置均被固定，確保分/插和快速通道的所有端口的低耦合損耗。
發(fā)明內(nèi)容相應(yīng)地，本發(fā)明涉及一種可調(diào)光分/插復(fù)用器(TOADM)，它包括[10]一個(gè)輸入/輸出端口，用于輸入一個(gè)有多個(gè)光波長(zhǎng)通道的輸入光束，及輸出一個(gè)具有多個(gè)光波長(zhǎng)通道中至少一個(gè)的輸出光束；[11]一個(gè)分/插端口，用于輸出一個(gè)至少有一個(gè)光波長(zhǎng)通道的分光束(dropbeam)；[12]一個(gè)傾動(dòng)鏡，可繞一個(gè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)至多個(gè)傾角中的一個(gè)，從而將光束引至多個(gè)不同路徑中的一個(gè)；[13]一個(gè)固定式薄膜濾光片(TFF)，經(jīng)定位后用以接收沿多個(gè)不同路徑之一傳送的輸入光束，以便將光束分為一個(gè)透射光束(至少包含一個(gè)分通道)和一個(gè)反射光束(在輸出光束中至少包含多個(gè)光通道中的一個(gè))，其中多個(gè)不同路徑中的每一個(gè)均對(duì)應(yīng)于一個(gè)需被分接的不同的波長(zhǎng)通道；[14]一個(gè)第一通用回復(fù)反射器裝置，用于經(jīng)薄膜濾光片和傾動(dòng)鏡將所述的透射光束以適當(dāng)位置的橫向偏移反射回分/插端口；以及一個(gè)第二通用回復(fù)反射器裝置，用于經(jīng)薄膜濾光片和傾動(dòng)鏡將所述的反射光束反射回輸入/輸出端口。以下將結(jié)合本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例相應(yīng)的圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的介紹，其中[17]圖1為依照本發(fā)明的TOADM的側(cè)視圖；[18]圖2為圖1中TOADM的薄膜濾光片和反射面的頂視圖；[19]圖3為圖1中TOADM的薄膜濾光片和離散塊的前視圖；[20]圖4為圖1中TOADM的循環(huán)器的實(shí)施例的側(cè)視圖，顯示光以輸入方向傳播；[21]圖5為圖4中循環(huán)器的頂視圖；[22]圖6為圖4中循環(huán)器的實(shí)施例的側(cè)視圖，顯示光以輸出方向傳播；[23]圖7為圖6中循環(huán)器的頂視圖；[24]圖8為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例給出的TOADM的側(cè)視圖；[25]圖9為圖8中TOADM的等軸測(cè)圖；[26]圖10示出來(lái)自圖8中TOADM的反射(快速)光束的回復(fù)反射器；[27]圖11為圖10中回復(fù)反射器的前視圖；[28]圖12示出來(lái)自圖8中TOADM的透射(分)光束的回復(fù)反射器；[29]圖13為圖12中回復(fù)反射器的前視圖；[30]圖14為根據(jù)本發(fā)明的回復(fù)反射器的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；[31]圖15為根據(jù)本發(fā)明的回復(fù)反射器的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；以及[32]圖16為根據(jù)本發(fā)明的回復(fù)反射器的又一個(gè)實(shí)施例側(cè)視圖。具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的TOADM1中包括一條輸入光纖2，供一個(gè)包含多個(gè)波長(zhǎng)通道(λ1至λn)的輸入光束進(jìn)入第一循環(huán)器3的一個(gè)輸入端口。第一循環(huán)器3將光從一端的輸入端口送至對(duì)面一端的輸入/輸出端口，而將進(jìn)入輸入/輸出端口的光送至與輸入端口相鄰的輸出端口。參照?qǐng)D4至圖7給出一種示例循環(huán)器，但任何適合的循環(huán)器均可勝任。從輸入/輸出端口開(kāi)始，輸入光束(通常以2個(gè)相同偏振的子光束形式)傳至傾動(dòng)鏡4，后者將輸入光束轉(zhuǎn)至一個(gè)固定式薄膜濾光片(TFF)6。輸入光束在TFF6上的入射角和位置的改變是通過(guò)繞傾動(dòng)軸TA傾斜傾動(dòng)鏡4來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而不是通過(guò)改變TFF6的位置實(shí)現(xiàn)，由此可以根據(jù)需要或選擇調(diào)整TFF6的通帶用來(lái)傳輸輸入光信號(hào)中的任何一個(gè)波長(zhǎng)通道。TFF6將輸入光束分為一個(gè)透射光束TB和一個(gè)反射光束RB，前者包含一個(gè)有一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)通道(如λ1D)的通帶(經(jīng)TFF6傳播)，后者則包含其余(快速)波長(zhǎng)通道(如λ2至λn)，經(jīng)垂直反射面7反射回傾動(dòng)鏡4。傾動(dòng)鏡4、TFF6和反射面7組成了第一通用回復(fù)反射器，用于將反射光束RB引回第一循環(huán)器的輸入/輸出端口，各部分均處于同一個(gè)原始傳播平面中。反射光束RB由傾動(dòng)鏡4轉(zhuǎn)向，沿一條平行于原始輸入光束的路徑到達(dá)與第一循環(huán)器3的輸入/輸出端口相鄰的固定反射面8。固定反射面8將反射光束RB直接反射回傾動(dòng)鏡4、垂直反射面7、TFF6、傾動(dòng)鏡4(再次)，最終返回第一循環(huán)器3的輸入/輸出端口。如上所述，進(jìn)入第一循環(huán)器輸入/輸出端口的光束被引向連接輸出光纖9的輸出端口。將反射光束RB第二次發(fā)離TFF6實(shí)現(xiàn)額外濾波，以去除TFF6通帶內(nèi)的其余信號(hào)。“通用回復(fù)反射器”這一術(shù)語(yǔ)指的是當(dāng)改變反射器一個(gè)或多個(gè)組件角度時(shí)使反射光束的方向和位置均可被固定的回復(fù)反射器，這與術(shù)語(yǔ)“回復(fù)反射器”的常規(guī)理解不同，后者指僅保持反射光束方向(即與入射光束反向)固定的裝置。請(qǐng)注意，使用通用回復(fù)反射器時(shí)可以固定反射光束的位置，但沒(méi)必要與發(fā)出光束同一位置。透射光束TB經(jīng)TFF6到達(dá)第一回復(fù)反射器11(如相差90°的2個(gè)反射面)，第一回復(fù)反射器11將透射光束TB重新引回與輸入光信號(hào)相鄰但處于同一平面內(nèi)的傾動(dòng)鏡4。傾動(dòng)鏡4將透射光束TB在引至第二回復(fù)反射器12，后者將透射光束TB橫向偏移(laterallyshift)至與原始平面垂直，即指向紙面的方向，然后再將透射光束TB在不同于(即平行于)原始平面的平面內(nèi)反射回傾動(dòng)鏡4。傾動(dòng)鏡4再將透射光束TB引回至第一回復(fù)反射器11，并經(jīng)過(guò)與原始平面相鄰的平行平面內(nèi)的TFF6。使透射光束TB再次經(jīng)過(guò)TFF6可實(shí)現(xiàn)分通道的更高隔離度以及額外的濾波，以去除不在TFF6通帶內(nèi)的任何剩余信號(hào)。接下來(lái)，透射光束TB由傾動(dòng)鏡4反射至第二循環(huán)器13的輸入/輸出端口，后者將透射光束TB引至一個(gè)輸出(分)端口，在此經(jīng)輸出光纖14進(jìn)行傳輸。第二循環(huán)器13處于與第一循環(huán)器3相鄰的平行平面內(nèi)。第一回復(fù)反射器11、第二垂直回復(fù)反射器12和傾動(dòng)鏡4組成了第二通用回復(fù)反射器，用于將透射光束TB在平行于原始平面的不同平面內(nèi)引回第二循環(huán)器13的輸入/輸出端口。第二循環(huán)器13還有一個(gè)與輸出(分)端口相鄰的輸入(插)端口，它被光耦合至輸入(插)光纖16。由通過(guò)透射光束TB被分或未在原始輸入信號(hào)中的波長(zhǎng)通道組成的插信號(hào)可以通過(guò)輸入(插)光纖16和第二循環(huán)器13的輸入(插)端口插至反射光束RB中。第二循環(huán)器13會(huì)將插信號(hào)引至輸入/輸出端口，并在傾動(dòng)鏡4處發(fā)出插信號(hào)，傾動(dòng)鏡4將插信號(hào)通過(guò)TFF6分別引離第一和第二回復(fù)反射器11和12，并進(jìn)入原始輸入平面。接下來(lái)，插信號(hào)被引離傾動(dòng)鏡4、第一回復(fù)反射器11，經(jīng)過(guò)TFF6與快速通道進(jìn)行復(fù)用，離開(kāi)傾動(dòng)鏡4，進(jìn)入第一循環(huán)器3的輸入/輸出端口向輸出光纖9輸出。優(yōu)選的，TFF6采用一個(gè)“無(wú)瞬斷”薄膜濾光片，如圖2所示，它包含濾光段6F和反射段6R。理想情況下TFF6包括采用了相延遲和群延遲匹配的濾光和反射段，如2006年6月13日授予Bergeron等人的專利號(hào)為7,062,122的美國(guó)專利中所披露，在此被結(jié)合作為參考。轉(zhuǎn)動(dòng)傾動(dòng)鏡4以改變分通道，即把透射光從一個(gè)波長(zhǎng)通道(如λ1D)調(diào)整至另一個(gè)不相鄰的波長(zhǎng)通道(如λ2D)，轉(zhuǎn)動(dòng)式離散塊(walk-offblock)17會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3所示，將TFF6上輸入光束的光束路徑由濾光段6F切換至反射段6R，或者相反，同時(shí)傾動(dòng)鏡4轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)應(yīng)于不同分通道的不同位置。離散塊17可以是任何具有足夠透明度和低色散度的光學(xué)材料，如BK7。離散塊17將輸入光束引向反射段6R，后者即刻將所有輸入光束轉(zhuǎn)離反射面7，以遵循上述快速通道的路徑。當(dāng)被轉(zhuǎn)向的輸入光信號(hào)由固定反射面8返回時(shí)，離散塊17將輸入光束轉(zhuǎn)回原始路徑，以便向第一循環(huán)器3的輸入/輸出端口及輸出光纖9輸出。參見(jiàn)圖4至圖7，循環(huán)器3優(yōu)選為1999年7月22日授予Li等人的第5,930,039號(hào)美國(guó)專利中公開(kāi)的循環(huán)器，在此結(jié)合作為參考。特別參考圖4和圖5，如前所述，輸入光束經(jīng)輸入光纖2進(jìn)入循環(huán)器3，輸入光纖2與輸出光纖9一起被封裝在一個(gè)光纖環(huán)圈21內(nèi)。透鏡22光耦合至光纖2和9的端部，將輸入光信號(hào)校準(zhǔn)至第一雙折射晶體23上，后者將輸入光信號(hào)分為2個(gè)正交偏振的子光束，如普通和特殊或垂直和水平。此后，2個(gè)子光束會(huì)經(jīng)過(guò)由法拉第旋轉(zhuǎn)器24和一對(duì)半波板25a和25b組成的第一非互逆偏振旋轉(zhuǎn)器。第一個(gè)子光束(如垂直偏振的子光束)被法拉第旋轉(zhuǎn)器24以一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)45°，再由半波板25a以相反方向旋轉(zhuǎn)45°，由此不會(huì)對(duì)偏振狀態(tài)產(chǎn)生任何累積效應(yīng)。第二個(gè)子光束(如水平偏振的子光束)被法拉第旋轉(zhuǎn)器24以一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)45°，再由半波板25b以相同方向旋轉(zhuǎn)45°，從而獲得累計(jì)90°的旋轉(zhuǎn)效果，即平行于第一個(gè)子光束。相應(yīng)地，2個(gè)子光束以相同的偏振(如垂直偏振)從第一非互逆偏振旋轉(zhuǎn)器中發(fā)出。采用一個(gè)渥拉斯頓棱鏡26根據(jù)第一和第二子光束的偏振來(lái)改變其方向，而第二雙折射晶體27則用于將第一和第二子光束沿一輸出路徑(如特殊)引至由法拉第旋轉(zhuǎn)器28和一對(duì)半波板29a和29b組成的第二非互逆偏振旋轉(zhuǎn)器。在輸入方向上，第二偏振旋轉(zhuǎn)器對(duì)于第一和第二子光束的偏振狀態(tài)均無(wú)累積效應(yīng)，即法拉第旋轉(zhuǎn)器28旋轉(zhuǎn)子光束偏振的方向與半波板29a和29b的相反，從而使第一和第二子光束以相同的偏振(如水平)從傾動(dòng)鏡4處的輸入/輸出端口發(fā)出。參見(jiàn)圖6和圖7，當(dāng)快速信號(hào)(即帶有插信號(hào)的反射光束RB)以第一和第二子光束的形式返回輸入/輸出端口時(shí)，第二非互逆偏振旋轉(zhuǎn)器會(huì)將第一和第二子光束的偏振均旋轉(zhuǎn)為相反方向(如垂直)，即渥拉斯頓棱鏡28以與半波板29a和29b相同的方向?qū)⒆庸馐裥D(zhuǎn)45°，實(shí)現(xiàn)90°的累積總旋轉(zhuǎn)角度。第二雙折射晶體27沿一個(gè)不同的路徑(如普通)將子光束引導(dǎo)至渥拉斯頓棱鏡26，后者將子光束的方向改變?yōu)槌虻谝环腔ツ嫘D(zhuǎn)器。在輸出方向上，第一非互逆旋轉(zhuǎn)器將第一子光束的偏振旋轉(zhuǎn)90°，而對(duì)第二子光束的偏振則沒(méi)有任何累積效應(yīng)，即與前述輸入方向相反。第一雙折射晶體23將2個(gè)子光束組合為一個(gè)單一的輸出信號(hào)，它由透鏡22聚焦到輸出光纖9上。優(yōu)選的，第二循環(huán)器13對(duì)插信號(hào)和分信號(hào)采用與第一循環(huán)器3相同的方式工作。參見(jiàn)圖8和圖9，根據(jù)本發(fā)明給出的另一實(shí)施例TOADM31包括輸入光纖32，它光耦至類似于循環(huán)器3的第一循環(huán)器33，以發(fā)出包含多個(gè)波長(zhǎng)通道(如λ1至λn)的輸入光信號(hào)。傾動(dòng)鏡34可繞轉(zhuǎn)軸RA轉(zhuǎn)動(dòng)將輸入光信號(hào)以不同位置和角度轉(zhuǎn)入固定式TFF36，不同的位置和角度，取決于所選擇和所需要的濾波通帶，即分通道λD1，參照前述TFF6內(nèi)容。輸入光信號(hào)被分為反射(快速)光束RB和透射(分)光束TB，前者經(jīng)第一柱面透鏡37引向反射面38，后者則經(jīng)TFF36到達(dá)反射面42上?？v軸LA1平行于反射面38，而第一透鏡37的光軸OA1垂直于反射面38。第一透鏡37的定位使快速(或反射)光束RB以垂直入射方式(即平行于光軸)射至沿縱軸LA1的第一透鏡37，并直接穿過(guò)反射面38(見(jiàn)圖10中的虛線)。隨著傾動(dòng)鏡34的轉(zhuǎn)動(dòng)(見(jiàn)圖9中的虛線或圖10中的實(shí)線)，反射(快速)光束RB以與光軸OA1所成的某個(gè)角度射至第一透鏡37；而第一透鏡37則以平行于光軸OA1的方向引導(dǎo)反射(快速)光束RB，使反射(快速)光束RB總以垂直入射射至反射面38，以便將透射光束TB直接沿相同路徑反射回第一透鏡37。如圖10和圖11所示，反射面38將反射光束RB經(jīng)第一柱面透鏡37引回至TFF36，并經(jīng)傾動(dòng)鏡34沿與輸入光信號(hào)相同的路徑引至第一循環(huán)器33的輸入/輸出端口。如上所述，由輸入/輸出端口進(jìn)入第一循環(huán)器33的光被引向輸出光纖39。參見(jiàn)圖12和圖13，包含分波長(zhǎng)通道(如λD1)的分(或透射)光束TB將通過(guò)TFF36，并射在第二對(duì)稱透鏡41上。如果分光束TB(即此處的2個(gè)子光束)平行于光軸OA2(圖12中的虛線和圖9中的實(shí)線)，則分光束射向位于水平軸HA2一側(cè)的沿縱軸LA2第二透鏡41，并沿第二透鏡41的光軸OA2以銳角入射角射向反射面42，之后以反射角(等于入射角)反射回水平軸HA2另一側(cè)的第二透鏡41。隨著傾動(dòng)鏡34的轉(zhuǎn)動(dòng)，分光束TB會(huì)改變其在第二透鏡41上的入射角(見(jiàn)圖9中的虛線和圖12中的實(shí)線)，并沿一側(cè)水平軸HA2方向橫向傳送，遠(yuǎn)離縱軸LA2。第二透鏡41將分光束TB引回一個(gè)平行于光軸的平面(圖12)，并將分光束TB以銳角入射角引向反射面42，使之在靠近光軸OA2的位置射在反射面42上。之后，分光束TB以等于入射角的反射角反射回水平軸HA2另一側(cè)的第二透鏡41。第二透鏡41再將透射光束TB沿平行于原始來(lái)自傾動(dòng)鏡34路徑的路徑經(jīng)TFF36引回傾動(dòng)鏡34，再進(jìn)入第二循環(huán)器43(類似于第二循環(huán)器13)的輸入/輸出端口，用以向輸出光纖46輸出。為了在傾動(dòng)鏡34傾動(dòng)時(shí)使透射和反射光束的方向和位置得以固定，最好應(yīng)滿足以下條件1)傾動(dòng)鏡34的轉(zhuǎn)軸RA位于第二透鏡41的焦平面上；2)固定鏡片42也位于距第二透鏡41另一側(cè)一倍焦距處；3)第二透鏡41的光軸OA2與傾動(dòng)鏡34的轉(zhuǎn)軸相交；以及4)輸入光信號(hào)子光束的中心入射在傾動(dòng)鏡34的轉(zhuǎn)軸RA上。TFF36最好包含一個(gè)“無(wú)瞬斷”薄膜濾光片，如圖2所示，其中包含濾光段6F和反射段6R。理想情況下TFF36包括采用了相延遲和群延遲匹配的濾光和反射段，如2006年6月13日授予Bergeron等人的第7,062,122號(hào)美國(guó)專利中所披露，在此結(jié)合作為參考。隨著傾動(dòng)鏡34轉(zhuǎn)動(dòng)以改變分通道，即把透射光從一個(gè)波長(zhǎng)通道(如λ1D)調(diào)整至另一個(gè)不相鄰的波長(zhǎng)通道(如λ2D)，轉(zhuǎn)動(dòng)式離散塊47會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3所示，將TFF36上輸入光束的光束路徑由濾光段6F切換至反射段6R，或者相反，同時(shí)傾動(dòng)鏡34轉(zhuǎn)動(dòng)至一個(gè)對(duì)應(yīng)于不同分通道的不同位置。離散塊47可以是任何具有足夠透明度和低色散度的光學(xué)材料，如BK7。離散塊47將輸入光束引向反射段6R，后者即刻將所有輸入光束轉(zhuǎn)離反射面38，以遵循上述快速通道的路徑。當(dāng)被轉(zhuǎn)向的輸入光信號(hào)由固定反射面38返回時(shí)，離散塊47將輸入光束轉(zhuǎn)回原始路徑，以便向第一循環(huán)器33的輸入/輸出端口及輸出光纖32輸出。第二循環(huán)器43還有一個(gè)與輸出(分)端口相鄰的輸入(插)端口，它被光耦合至輸入(插)光纖44。由通過(guò)透射光束TB被分或未在原始輸入信號(hào)中的波長(zhǎng)通道組成的插信號(hào)可以通過(guò)輸入(插)光纖44和第二循環(huán)器43的輸入(插)端口插至反射光束RB中。第二循環(huán)器43會(huì)將插信號(hào)引至輸入/輸出端口，并在傾動(dòng)鏡34處發(fā)出插信號(hào)，傾動(dòng)鏡34將插信號(hào)通過(guò)TFF36引離反射面42，并進(jìn)入原始輸入平面。接下來(lái)，插信號(hào)被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)TFF36與快速通道進(jìn)行復(fù)用，再離開(kāi)傾動(dòng)鏡34，進(jìn)入第一循環(huán)器33的輸入/輸出端口向輸出光纖39輸出。采用角度檢測(cè)模塊50來(lái)測(cè)量和指示傾動(dòng)鏡34(或4)的角度，它與從監(jiān)測(cè)器51獲得的被監(jiān)測(cè)通道波長(zhǎng)信息相關(guān)，以設(shè)置所需要或所選擇的分通道的正確角度，并在一段時(shí)間內(nèi)針對(duì)各種因素(如溫度)進(jìn)行補(bǔ)償。角度檢測(cè)模塊50可以是基于容量測(cè)量的角度傳感器或基于LED檢測(cè)器的角度傳感器。本發(fā)明的回復(fù)反射器提供一種基于傾動(dòng)鏡的掃描裝置的基本結(jié)構(gòu)，由此可以將功能組件插入至傾動(dòng)鏡與固定鏡片之間，而在鏡片傾動(dòng)時(shí)，光束角度或位置會(huì)隨之變化，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)濾波、可變衰減等。圖14中所示的第一實(shí)施例裝置包括帶有傾動(dòng)軸TA的傾動(dòng)鏡64，、第一角度固定鏡片65、第二角度固定鏡片66和第三端部固定鏡片67，類似于在圖1實(shí)施例中對(duì)反射光束RB所采用的元件。由一個(gè)輸入/輸出端口68發(fā)出的輸入光束入射在以TA為傾動(dòng)軸的傾動(dòng)鏡64上，并以初始反射角反射至第一固定鏡片65。第一固定鏡片65將光束反射至第二固定鏡片66，后者再將光束反射回傾動(dòng)鏡64上與傾動(dòng)軸TA相鄰的一個(gè)位置。傾動(dòng)鏡64將光束再次反射至第三固定鏡片67。光束到達(dá)第三固定鏡片67的角度保持不變，即與第三固定鏡片67的法線成0或垂直于第三固定鏡片67的表面，即使在傾動(dòng)鏡64轉(zhuǎn)動(dòng)(即改變初始反射角)時(shí)也是如此。第三固定鏡片67的布置應(yīng)使其法線方向平行于由傾動(dòng)鏡64第二次反射來(lái)的入射光束的方向，這樣光束被反射，經(jīng)傾動(dòng)鏡64、第二鏡片66、第一鏡片65和傾動(dòng)鏡64(第4次)反向傳播，以固定的方向和角度回到輸入/輸出端口68。請(qǐng)注意，第一和第二固定鏡片65和66并不一定相互垂直。盡管在術(shù)語(yǔ)“反向反射”的常規(guī)定義中要求垂直，但對(duì)第一和第二固定鏡片65和66卻沒(méi)有此要求，它們只是簡(jiǎn)單地將光束反射回傾動(dòng)鏡64。由傾動(dòng)鏡64第二次反射的光束的方向保持不變，即垂直于第三固定鏡片67，只要輸入光束的角度固定即可，即反射角與傾動(dòng)鏡64的傾角無(wú)關(guān)，但傾動(dòng)鏡64每轉(zhuǎn)動(dòng)一次，光束到達(dá)第三鏡片67的位置就會(huì)變化。這是被傾動(dòng)鏡64二次反射以及第一和第二固定鏡片65和66反射的結(jié)果。第三固定鏡片67的布置要使射向它的任何光束均為法向，由此光束將被直反射，形成反向傳播，沿其原路徑依次經(jīng)傾動(dòng)鏡64(第三次)、第二鏡片66、第一鏡片65和傾動(dòng)鏡64(第四次)返回，到達(dá)輸入/輸出端口68。此外，第一、第二和第三固定鏡片65、66和67的反射率并不一定均為100％，其中一個(gè)或多個(gè)可以為錐形鏡片(tapedmirror)，允許部分光功率透過(guò)，這可以用于檢測(cè)輸入光束的功率水平，僅在錐形鏡片后放置一個(gè)光學(xué)檢測(cè)器(PD)即可。本發(fā)明的第二實(shí)施例如圖15所示，其中傾動(dòng)鏡65、第一固定鏡片66和第二固定鏡片67通常與上述相同，但第三固定鏡片被一個(gè)垂向(指向紙面)布置的回復(fù)反射器71所取代，它可以使光束橫向偏移一個(gè)特定量，到達(dá)一個(gè)不同的平行平面，例如與紙平面平行，從而使反射光束不返回輸入/輸出端口68，而是到達(dá)相鄰的輸入/輸出端口78，類似于圖1實(shí)施例中針對(duì)透射光束TB所用的元件。偏移量由回復(fù)反射器71的位置決定，它在輸入光束與反射(輸出)光束之間形成理想或所需的隔離?；貜?fù)反射器71包括2個(gè)垂直的鏡面，其交叉線垂直于在此入射的光束。圖16示出了一種更簡(jiǎn)潔的實(shí)施例，其中第一和第二固定鏡片65和66在同一平面內(nèi)形成，優(yōu)選的連續(xù)集成和涂覆在同一基體或基片上。此外，對(duì)于第一、第二和第三固定鏡片65、66和67，可在單塊材料上向單L形或?qū)嵸|(zhì)L形塊，抑或垂直或?qū)嵸|(zhì)垂直表面上涂覆一層反射面來(lái)形成。在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)條件下，還可以提出其他簡(jiǎn)潔實(shí)施例。權(quán)利要求1.一種可調(diào)可調(diào)光分/插復(fù)用器TOADM，包括一個(gè)輸入/輸出端口，用于輸入有多個(gè)光波長(zhǎng)通道的輸入光束，及輸出具有所述多個(gè)光波長(zhǎng)通道中至少一個(gè)的輸出光束；一個(gè)分/插端口，用于輸出具有至少一個(gè)光波長(zhǎng)通道的分光束；一個(gè)傾動(dòng)鏡，可繞一個(gè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)至多個(gè)傾角之一，用于沿多個(gè)不同路徑之一引導(dǎo)光束；一個(gè)固定式薄膜濾光片TFF，放置用以接收沿不同路徑之一射入的輸入光束，以便將所述光束分為包含至少一個(gè)分通道的透射光束和至少包含輸出光束的多個(gè)光通道中的一個(gè)的反射光束，其中多個(gè)不同路徑中的每一個(gè)均對(duì)應(yīng)于一個(gè)待分接的不同的波長(zhǎng)通道；一個(gè)第一通用回復(fù)反射器裝置，用于經(jīng)所述薄膜濾光片和所述傾動(dòng)鏡將所述的透射光束以適當(dāng)?shù)臋M向位置偏移反射回所述分/插端口；以及一個(gè)第二通用回復(fù)反射器裝置，用于經(jīng)所述薄膜濾光片和所述傾動(dòng)鏡將所述的反射光束反射回所述輸入/輸出端口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TOADM，其中所述分/插端口還用于輸入一個(gè)包含至少一個(gè)光通道的插光束，所述插光束通過(guò)所述傾動(dòng)鏡而被轉(zhuǎn)向所述薄膜濾光片，所述薄膜濾光片再將其轉(zhuǎn)向所述第一通用回復(fù)反射器，用于經(jīng)所述薄膜濾光片和所述傾動(dòng)鏡將所述插光束轉(zhuǎn)至所述輸入/輸出端口，以將其組合進(jìn)所述輸出光束中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TOADM，其中所述的傾動(dòng)鏡包含一個(gè)傾動(dòng)MEMS執(zhí)行器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TOADM，其中所述的第一通用回復(fù)反射器裝置包括一個(gè)平面內(nèi)回復(fù)反射器，用于將所述的透射光束反射回所述輸入/輸出端口所在的同一平面內(nèi)；和一個(gè)平面外回復(fù)反射器，用于將所述透射光束以一定的橫向位置偏移反射回一個(gè)不同平面內(nèi)，其中所述不同平面包括有分/插端口所在的平面；而所述的第一通用回復(fù)反射器裝置和所述的傾動(dòng)鏡會(huì)將透射光束從所述的TFF轉(zhuǎn)回，第二次經(jīng)過(guò)TFF，并從所述分/插端口輸出。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TOADM，其中所述的第二通用回復(fù)反射器裝置包括第一和第二固定鏡片，用于將所述反射光束反射回所述輸入/輸出端口所在的同一平面內(nèi)；其中所述第一固定鏡片會(huì)將從所述傾動(dòng)鏡反射的光束反射至所述第二固定鏡片，所述第二固定鏡片再沿相同路徑將所述反射光束反射回所述傾動(dòng)鏡、所述第一固定鏡片、第二次經(jīng)所述TFF，并從所述輸入/輸出端口輸出。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TOADM，其中所述的第一通用回復(fù)反射器裝置包括第一透鏡，以及位于所述第一透鏡焦平面上的第一鏡面；其中所述傾動(dòng)鏡的轉(zhuǎn)軸處于所述第一透鏡的另一焦平面上；其中第一透鏡的光軸與所述傾動(dòng)鏡的轉(zhuǎn)軸相交；且其中所述輸入光束的中心入射在所述傾動(dòng)鏡的轉(zhuǎn)軸上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TOADM，其中所述的第一透鏡為對(duì)稱透鏡，用于將來(lái)自所述TFF的所述透射光束在所述分/插端口所在的同一平面內(nèi)再次反射回所述TFF。8.如權(quán)利要求1所述的TOADM，其中所述的第二通用回復(fù)反射器裝置包括第二透鏡，以及位于所述第二透鏡焦平面上的第二鏡面；其中所述傾動(dòng)鏡的轉(zhuǎn)軸處于所述第二透鏡的另一焦平面上；且其中所述輸入光束的中心入射在所述傾動(dòng)鏡的轉(zhuǎn)軸上。9.如權(quán)利要求8所述的TOADM，其中所述的第二透鏡為由一個(gè)光軸定義的柱面透鏡，用于將來(lái)自所述TFF的透射光束沿平行于所述第二透鏡光軸、垂直于所述第二鏡面的路徑向回反射，由此所述第二鏡面將所述反射光束直返回所述第二透鏡，并再次經(jīng)過(guò)與所述輸入/輸出端口處于同一平面內(nèi)的所述TFF。10.如權(quán)利要求1至9中任何一項(xiàng)所述的TOADM，還包含一個(gè)角度傳感器，用于測(cè)量所述傾動(dòng)鏡的傾角；以及一個(gè)光通道監(jiān)測(cè)器，用于監(jiān)測(cè)分光束，以確保所述傾動(dòng)鏡的所述傾角設(shè)置正確。11.如權(quán)利要求1中所述的TOADM，其中所述的薄膜濾光片為無(wú)瞬斷薄膜濾光片，它包含濾光區(qū)和反射區(qū)；還包含一個(gè)光路切換裝置，在所述傾動(dòng)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)用來(lái)將光束由所述濾光區(qū)切換至所述反射區(qū)，或進(jìn)行相反的切換。12.如權(quán)利要求1中所述的TOADM，其中所述的薄膜濾光片為無(wú)瞬斷薄膜濾光片，它包含濾光區(qū)和反射區(qū)，其相延遲和群延遲已進(jìn)行匹配；還包含一個(gè)光路切換裝置，在所述傾動(dòng)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)用來(lái)將光束由所述濾光區(qū)切換至所述反射區(qū)，或進(jìn)行相反的切換。13.如權(quán)利要求11所述的TOADM，其中所述光路切換裝置包含位于所述TFF一側(cè)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)式離散塊，在所述傾動(dòng)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)用來(lái)將輸入光束由所述濾光區(qū)折射至所述反射區(qū)。14.如權(quán)利要求1所述的TOADM，還包含光耦合至所述輸入/輸出端口的第一循環(huán)器，它有一個(gè)用于輸入所述輸入光束的輸入端口和一個(gè)用于輸出所述反射光束的輸出端口。15.如權(quán)利要求2所述的TOADM，還包含光耦合至所述分/插端口的第二循環(huán)器，它有一個(gè)用于輸入所述插光束的輸入端口和一個(gè)用于輸出所述透射光束的輸出端口。16.一種光回復(fù)反射器，包括一個(gè)輸入端口，用于發(fā)出輸入光束；一個(gè)傾動(dòng)鏡，可繞一個(gè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，用于改變輸入光束的方向；和第一、第二和第三固定鏡片；其中所述的第一和第二固定鏡片與所述傾動(dòng)鏡進(jìn)行光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，以使由所述傾動(dòng)鏡第一次反射的所述輸入光束第二次轉(zhuǎn)回所述傾動(dòng)鏡，所述傾動(dòng)鏡將所述光束反射，垂直指向所述第三固定鏡片；其中所述輸入光束從輸入端口沿第一平面內(nèi)的路徑到達(dá)所述第三固定鏡片；以及其中所述的第三固定鏡片將所述輸入光束第三次反射回所述傾動(dòng)鏡、所述第一和所述第二固定鏡片，再第四次到達(dá)所述傾動(dòng)鏡。17.如權(quán)利要求16所述的光回復(fù)反射器，其中所述的第三固定鏡片為垂直放置的回復(fù)反射器，所述回復(fù)反射器包括兩個(gè)實(shí)質(zhì)上垂直的反射面，用于將所述輸入光束在平行于所述第一平面的第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)回第二輸入/輸出端口。18.如權(quán)利要求16所述的光回復(fù)反射器，其中所述的第二和所述第三固定鏡片由處于同一平面內(nèi)的連續(xù)鏡面組成。19.如權(quán)利要求16所述的光回復(fù)反射器，其中所述的第一、第二和第三固定鏡片由同一塊材料的垂直表面組成。全文摘要本可調(diào)分/插復(fù)用器包括傾動(dòng)鏡、固定薄膜濾光片以及第一和第二回復(fù)反射器元件，用于將快速通道和分通道分別轉(zhuǎn)回輸入/輸出端口和分/插端口輸出。文檔編號(hào)H04J14/02GK101051868SQ20071009112公開(kāi)日2007年10月10日申請(qǐng)日期2007年4月4日優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日發(fā)明者陳波,蔡博,楊亞濤,梁明,王小彪申請(qǐng)人:Jds尤尼弗思公司