專利名稱：雙折射級(jí)聯(lián)偏振干涉奇偶數(shù)信號(hào)分離器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種雙折射級(jí)聯(lián)偏振干涉的奇偶數(shù)信號(hào)分離器及其制備方法，信號(hào)分離器主要用作波分復(fù)用通信系統(tǒng)中的波分復(fù)用信號(hào)中奇數(shù)和偶數(shù)信號(hào)的兩信道分離(英文名interleaver)，還可用于一切需要平坦化光譜透射率函數(shù)的濾波器。
背景技術(shù)：
波分復(fù)用信號(hào)由一系列等頻率間隔的單一載頻信號(hào)組成，采用解復(fù)用器可將波分復(fù)用信號(hào)按波長(zhǎng)的不同進(jìn)行分離。隨著密集波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，頻率間隔愈來愈小，這對(duì)于解復(fù)用器提出了更高的光譜分辨要求。奇偶數(shù)波分復(fù)用分離器(以下簡(jiǎn)稱奇偶分離器)的作用是將波分復(fù)用信號(hào)按照波分載頻的順序分離成為奇數(shù)系列和偶數(shù)系列兩個(gè)信道，每個(gè)信道中的波分頻率間隔相應(yīng)增加一倍，這樣就降低了波分復(fù)用解復(fù)用器的要求，因此奇偶分離器是一種重要的光通信核心器件，而且為了適應(yīng)于愈來愈高密度的波分復(fù)用，奇偶分離器的發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)盡小的光譜頻率間隔。為了實(shí)現(xiàn)低交叉干擾的奇偶分離，奇偶分離器必須具備平坦而高對(duì)比度的通帶和阻帶的光譜透過特性。
在先技術(shù)[1](參見Opt.Lett.，A.M.Vengsarkar et al.，21，336-338，1996)中所描述的是一種利用長(zhǎng)周期光纖光柵的光譜透過函數(shù)來實(shí)現(xiàn)光纖放大器增益平坦化的結(jié)構(gòu)。用于摻鉺光纖放大器可使其實(shí)現(xiàn)增益平坦化，在25-30nm帶寬內(nèi)增益譜的起伏小于0.2dB。在波分復(fù)用光通信系統(tǒng)中，可使20個(gè)信道以0.6nm的間隔分布于1550.4-1561.8nm的帶寬內(nèi)。同樣可用于齊偶信號(hào)信道的分離。但該在先技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在一些局限性，如其對(duì)彎曲非常敏感，一個(gè)很小的彎曲都會(huì)將它的峰值波長(zhǎng)向短波區(qū)域移動(dòng)，而峰值也會(huì)從20dB降到3dB左右，從而喪失原特性。
在先技術(shù)[2](參見Journal of Lightwave Technology，Thomas Kamalakis et al.，19(11)，1716，2001)中所描述的是一種利用陣列波導(dǎo)光柵(英文簡(jiǎn)稱AWG)產(chǎn)生平坦光譜響應(yīng)函數(shù)。它是通過調(diào)整陣列波導(dǎo)的長(zhǎng)度和它們?cè)谧杂蓚鞑^(qū)域邊界的相對(duì)位置來實(shí)現(xiàn)的?？蓪?shí)現(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)中的復(fù)用/解復(fù)用功能，插分復(fù)用功能和波長(zhǎng)路由等功能。但該在先技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中必須采用其它方法和設(shè)備消除偏振和溫度的影響，從而限制了它的應(yīng)用。
在先技術(shù)[3](參見Eltctron.Lett.，W.J.Carlsen and C.F.Buhrer，23(3)，106-107，1987)中所描述的是一種產(chǎn)生平坦化光譜透射率函數(shù)的級(jí)聯(lián)雙折射干涉技術(shù)。其采用的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為一塊起偏器和一塊檢偏器及其它們兩者之中放置的厚度比為1∶2∶2的三塊雙折射晶體波片。通過逆推計(jì)算方法計(jì)算出了所需的各塊晶體相對(duì)于起偏器的偏角值。但它在通帶和阻帶的抖動(dòng)不大于1％時(shí)，僅得到了一組晶體偏角值，而且在通帶和阻帶抖動(dòng)不大于0.1％時(shí)，通帶或者阻帶的寬度δf與周期Δf的比值不到3％。因此該結(jié)構(gòu)需要大尺寸，高光學(xué)質(zhì)量，高雙折射的晶體，這類晶體品種很少。此外所用的是高階波片，制做困難。
在先技術(shù)[4](參見Journal of the Optical Society of American.，S.E.Harris etal.，54(10)，1267-1279，1964)中所描述的是對(duì)級(jí)聯(lián)雙折射濾波器產(chǎn)生特定濾波光譜波形時(shí)所需的濾波器結(jié)構(gòu)需要用逆向計(jì)算方法求得，這種逆向也就是反推法雖然在理論上具有普適性，但要求構(gòu)成級(jí)聯(lián)雙折射濾波器所采用的晶體必須厚度相同，因此在模擬具有高次階余弦級(jí)數(shù)的光譜波形時(shí)需要使用較多晶體，并且推算方法復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的奇偶數(shù)信號(hào)分離器的核心元件濾波器是由結(jié)構(gòu)相同的K≥1個(gè)模擬波片構(gòu)成的，控制模擬波片的雙折射延遲和偏振取向可以使光譜透射率函數(shù)的級(jí)數(shù)接近理想的周期矩形透射率的傅立葉級(jí)數(shù)。采用傅立葉級(jí)數(shù)對(duì)比法和搜索方法求得接近理想周期矩形透射率函數(shù)的K個(gè)模擬波片中的K個(gè)模偏振旋轉(zhuǎn)片的相匹配的組合角度，以獲得模偏振旋轉(zhuǎn)片的結(jié)構(gòu)。方法簡(jiǎn)單、可靠。
本發(fā)明的信號(hào)分離器的結(jié)構(gòu)，包括準(zhǔn)直透鏡2，輸出端面置于準(zhǔn)直透鏡2前焦點(diǎn)上的輸入光纖1，在輸入光纖1輸出光束的光路上與準(zhǔn)直透鏡2相對(duì)的有并列置放的第一聚焦透鏡12和第二聚焦透鏡14，有輸入端面置于第一聚焦透鏡12后焦點(diǎn)上的第一輸出光纖13，有輸入端面置于第二聚焦透鏡14后焦點(diǎn)上的第二輸出光纖15；在準(zhǔn)直透鏡2與兩聚焦透鏡12，14之間的光路上置有輸入偏振分束器3，在輸入偏振分束器3與兩聚焦透鏡12，14之間的光路上置有輸出偏振合束器11；在輸入偏振分束器3與輸出偏振合束器11之間的光路上有輸入偏振旋轉(zhuǎn)器4，在輸入偏振旋轉(zhuǎn)器4與輸出偏振合束器11之間的光路上有輸出偏振旋轉(zhuǎn)器10，在輸入偏振旋轉(zhuǎn)器4與輸出偏振旋轉(zhuǎn)器10之間的光路上有輸出偏振分束器9；在輸入偏振旋轉(zhuǎn)器4與輸出偏振分束器9之間的光路上置有由結(jié)構(gòu)相同的K≥1個(gè)模擬波片5，6，7構(gòu)成的濾波器16；在濾波器16中第K個(gè)模擬波片與輸出偏振分束器9之間的光路上或者置有中間偏振旋轉(zhuǎn)器8。
本發(fā)明的信號(hào)分離器具體結(jié)構(gòu)如上述圖1所示，包括輸入光纖1，沿著由輸入光纖1發(fā)射光束前進(jìn)的方向上的光路上依次置有準(zhǔn)直透鏡2，輸入偏振分束器3，輸入偏振旋轉(zhuǎn)器4，由結(jié)構(gòu)相同的第一模擬波片5，第二模擬波片6，第三模擬波片7，共有K≥1個(gè)模擬波片構(gòu)成的濾波器16，或者有中間偏振旋轉(zhuǎn)器8，輸出偏振分束器9，輸出偏振旋轉(zhuǎn)器10，輸出偏振合束器11，并列置放的第一聚焦透鏡12和第一輸出光纖13與第二聚焦透鏡14和第二輸出光纖15。
所說構(gòu)成濾波器16的模擬波片5，6，7，包括將入射偏振光旋轉(zhuǎn)-180°＜θ＜180°角度的模偏振旋轉(zhuǎn)片501，有光束的入射面與出射面相互平行的模偏振合束片505，模偏振旋轉(zhuǎn)片501的兩平行的光束入射面和出射面與模偏振合束片505的兩平行的光束入射面和出射面都垂直于模偏振旋轉(zhuǎn)片501和模偏振合束片505兩者重合的中心軸線OO2，在模偏振旋轉(zhuǎn)片501與模偏振合束片505之間，有兩平行的光束入射面和出射面垂直于中心軸線OO2，且中心O1在中心軸線OO2上的模偏振分束片502，在模偏振分束片502與模偏振合束片505之間置有折射率不相同的沿長(zhǎng)度方向與中心軸線OO2平行的并列置放的第一介質(zhì)503和第二介質(zhì)504。如圖2所示。在兩個(gè)介質(zhì)503，504與模偏振合束片505之間或者置有第二模偏振旋轉(zhuǎn)片506。如圖3所示。
所說的上述模擬波片5，6，7(所有模擬波片)實(shí)際上有兩種結(jié)構(gòu)。圖2是第一種結(jié)構(gòu)，由模偏振旋轉(zhuǎn)片501，模偏振分束片502，第一介質(zhì)503，第二介質(zhì)504，模偏振合束片505所組成。入射偏振光經(jīng)過模偏振旋轉(zhuǎn)片501旋轉(zhuǎn)相對(duì)于入射偏振光方向θ角度，再通過模偏振分束片502分解為在空間上上下分離的和正交偏振的二束平行光束，這二個(gè)光束分別經(jīng)過折射率不相同的第一介質(zhì)503和第二介質(zhì)504，最后經(jīng)過模偏振合束片505再合成為一束輸出光束。因此模擬波片的作用相當(dāng)于雙折射晶體波片，即產(chǎn)生了同一光束中兩個(gè)正交偏振分量的不同的相位延遲。圖3是第二種結(jié)構(gòu)，由模偏振旋轉(zhuǎn)片501，模偏振分束片502，第一介質(zhì)503，第一介質(zhì)504，模偏振旋轉(zhuǎn)片506，模偏振合束片505所組成，比第一種結(jié)構(gòu)多了一個(gè)第二模偏振旋轉(zhuǎn)片506，入射偏振光經(jīng)過模偏振旋轉(zhuǎn)片501旋轉(zhuǎn)相對(duì)于入射偏振光方向θ角度，再通過模偏振分束片502分解為空間上平行分離的和偏振正交的二個(gè)光束，它們分別經(jīng)過折射率不同的第一介質(zhì)503和第一介質(zhì)504，然后通過第二模偏振旋轉(zhuǎn)片506旋轉(zhuǎn)這二光束的偏振方向90°，最后經(jīng)過模偏振合束片505合成為一個(gè)輸出光束，其作用也相當(dāng)于雙折射晶體波片。在第一種結(jié)構(gòu)中，模偏振分束片502中的尋常偏振光束和異常偏振光束在模偏振合束片505中仍然為尋常偏轉(zhuǎn)光束和異常偏轉(zhuǎn)光束，尋常偏振光和異常偏振光的光程不同，因此模偏振分束片502和模偏振合束片505產(chǎn)生一個(gè)附加雙折射延遲。在第二種結(jié)構(gòu)中，模偏振分束片502中的尋常偏振光束和異常偏振光束在模偏振合束片505中分別變?yōu)楫惓Ｆ窆馐蛯こＦ窆馐?，它能夠消除模偏振分束?02和模偏振合束片505引入的附加雙折射延遲。
準(zhǔn)直透鏡2用于對(duì)輸入光纖1發(fā)射的無規(guī)偏振波分復(fù)用信號(hào)光束進(jìn)行準(zhǔn)直和擴(kuò)束，經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡2輸出平行細(xì)光束A，其入射到輸入偏振分束器3后在水平方向上被分解為等強(qiáng)度的左右分離的二束偏振正交的平行光束，經(jīng)過輸入偏振旋轉(zhuǎn)器4只對(duì)于其中之一(圖1中左邊的)垂直偏振的異常光束起作用，并旋轉(zhuǎn)偏振方向90°，因而經(jīng)過輸入偏振旋轉(zhuǎn)器4后為二束偏振同為水平偏振方向的平行光束a1和a2，再通過由K個(gè)模擬波片5，6，7構(gòu)成的濾波器16后進(jìn)入輸出偏振分束器9。
輸出偏振分束器9對(duì)于從a1和a2而來的二束平行光束各沿著垂直方向上分解為二束平行光束，即產(chǎn)生四束光束，其中(上面)二束b1，c1為水平偏振的尋常光，另外(下面)二束b2，c2為垂直偏振的異常光。進(jìn)入輸出偏振旋轉(zhuǎn)器10后對(duì)于上右光束b1和下左光束c2產(chǎn)生附加90°的偏振方向旋轉(zhuǎn)，因此通過輸出偏振旋轉(zhuǎn)器10后和照射輸出偏振合束器11前的四個(gè)光束b1，c1，b2，c2的偏振狀態(tài)為光束b1垂直偏振，光束c1水平偏振，光束b2垂直偏振，光束c2水平偏振，進(jìn)入輸出偏振合束器11在水平方向上合成光束，它使光束b1和c1合成為輸出光束C，使光束b2和c2合成為輸出光束B。第一聚焦透鏡12對(duì)于B路輸出光束進(jìn)行聚焦并耦合入到第一輸出光纖13之中，第二聚焦透鏡14對(duì)于C路輸出光束進(jìn)行聚焦并耦合入第二輸出光纖15之中。
所說的輸入偏振分束器3和輸入偏振旋轉(zhuǎn)器4用于分解無規(guī)偏振的輸入光束，輸出偏振分束器9，輸出偏振旋轉(zhuǎn)器10和輸出偏振合束器11用于把濾波后的偏振光束再合成無規(guī)偏振的輸出光束，主要目的是實(shí)現(xiàn)與輸入光束偏振無關(guān)的工作特性。因此，所有的模擬波片有一定的寬度，允許能夠?qū)τ谳斎肫穹质?分解的二個(gè)光束同時(shí)進(jìn)行相同的處理。
在輸入偏振旋轉(zhuǎn)器4和輸出偏振分束器9之間依次是濾波器16中的第一模擬波片5，第二模擬波片6，第三模擬波片7，和中間偏振旋轉(zhuǎn)器8。級(jí)聯(lián)的模擬波片有K個(gè)，所以其中也就包含K個(gè)模偏振旋轉(zhuǎn)片501，601，...K01，它們相對(duì)于入射偏振光方向偏振旋轉(zhuǎn)角度為θ1，θ2，...，θK。光束a1和a2入射并通過模擬波片5及隨后的K-1個(gè)級(jí)聯(lián)的模擬波片6，7，...，它們經(jīng)過中間偏振旋轉(zhuǎn)器8旋轉(zhuǎn)偏振方向角度為θP。本發(fā)明的核心關(guān)鍵元件是K個(gè)模擬波片構(gòu)成的濾波器16等效組成了K個(gè)不同雙折射延遲和不同取向的級(jí)聯(lián)的等效雙折射波片的偏振干涉濾光器，一個(gè)波片的偏振干涉濾光器產(chǎn)生余弦形的光譜透過率函數(shù)，其基本的光譜頻率周期反比于雙折射延遲。因此，多個(gè)波片的級(jí)聯(lián)產(chǎn)生的光譜透過率函數(shù)不僅包含它們各自的基頻項(xiàng)而且有它們的和差組合項(xiàng)，光譜透過率函數(shù)是一個(gè)由不同光譜頻率項(xiàng)組成的級(jí)數(shù)。所以調(diào)整和控制模擬波片的雙折射延遲和偏振取向可以使這個(gè)級(jí)數(shù)接近于周期矩形函數(shù)的傅立葉級(jí)數(shù)，從而產(chǎn)生平坦的透過通帶和透過阻帶，同時(shí)保持最大透過率和最小透過率分別為1和0。
上述所說的偏振旋轉(zhuǎn)器4，8，10以及模偏振旋轉(zhuǎn)片501，...K01可以采用旋光片或者半波片。其中旋光片由雙面拋光的旋光晶體構(gòu)成，旋光晶體的旋光率為ζ(度/毫米)，所需的相對(duì)于入射于第一個(gè)旋轉(zhuǎn)器的入射光偏振方向偏振旋轉(zhuǎn)角度為θ時(shí)，旋光片的通光長(zhǎng)度D(mm)為D=θζ.---(1)]]>當(dāng)使用半波片，所需的偏振旋轉(zhuǎn)角度為θ時(shí)，則半波片的快軸或慢軸與輸入光的偏振方向的夾角ξ為ξ=θ2.----(2)]]>上述所說的偏振分束器3，9以及模偏振分束片502，...K02和偏振合束器11以及模偏振合束片505，...K05可以采用雙折射晶體塊或者偏光棱鏡組合，上述所說的模擬波片中的折射率不相同的第一，第二介質(zhì)503，504可以采用各向同性材料如玻璃或者各向異性材料如晶體，晶體必須沿主軸切割。模擬波片5，6，7中的模偏振旋轉(zhuǎn)片501，601，701可以不用，這時(shí)模擬波片組合需要沿光軸旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的θ角。模擬波片中的介質(zhì)對(duì)503，504旋轉(zhuǎn)時(shí)其產(chǎn)生的等效雙折射延遲會(huì)發(fā)生變化，這可以用于光譜帶寬的微調(diào)諧。
對(duì)于上述本發(fā)明結(jié)構(gòu)的分析如下一、關(guān)于模擬波片5，6，7對(duì)于上述無論是第一種或第二種結(jié)構(gòu)的模擬波片當(dāng)采用雙折射晶體塊作為模偏振分束片502和模偏振合束片505時(shí)，非尋常光e的偏離角α度為tgα=(no2ne2-1)ctgβ11+no2ne2ctg2β1,-------(3)]]>其中，no為尋常光折射率，ne為非尋常(異)光折射率，β1為光軸與晶體介面的夾角。
對(duì)于第一種結(jié)構(gòu)的模擬波片，o-尋常光和e-非尋常光的相位延遲為 當(dāng)La，k＝Lb，k和Lc，k＝Ld，k時(shí)，有 其中，na為第一介質(zhì)503的折射率其長(zhǎng)度為L(zhǎng)a，na，K為第K個(gè)模擬波片中的第一介質(zhì)K03的折射率，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)a，K，nb為第二介質(zhì)504的折射率其長(zhǎng)度為L(zhǎng)b，同樣，nb，K為第K個(gè)模擬波片中的第二介質(zhì)K04的折射率，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)b，K，Lc，K為第K個(gè)模擬波片中模偏振分束片K02的長(zhǎng)度，Ld，K為第K個(gè)模擬波片中模偏振合束片K05的長(zhǎng)度，β2為模偏振分束片中o-光與晶體光軸的夾角，ne(β2)為e-光等效折射率ne2=no2ne2no2sin2β2+ne2cos2β2.---------(5)]]>對(duì)于第二種結(jié)構(gòu)的模擬波片，對(duì)于o-光和e-光的相位延遲為 當(dāng)La，k＝Lb，k和Lc，k＝Ld，k時(shí)有 每個(gè)模擬波片的相位延遲可以表達(dá)為偏振干涉的光譜周期Δfk或等效時(shí)延γk 其中C為光速，λ為入射光的波長(zhǎng)。
二、奇偶分離器的光譜透射率函數(shù)偏振光學(xué)問題通常采用瓊斯矩陣公式分析，如圖1所示的結(jié)構(gòu)中光學(xué)元件和器件的瓊斯矩陣分別為偏振分束器(水平偏振)的瓊斯矩陣P1P1=1000,-------(8)]]>模擬波片5，6，7....K的的瓊斯矩陣WK 取向θs的偏振合束器的瓊斯矩陣P2P2=1000R(θs),----(10)]]>其中R(θ)=cosθsinθ-sinθcosθ.--------(11)]]>因此，含有K個(gè)模擬波片的濾波器的瓊斯矩陣M表示為M＝P2WK....W2W1P1。
(12)對(duì)于模擬波片入射光和出射光有如下關(guān)系Ex′Ey′=MExEy,------(13)]]>當(dāng)出射光在水平偏振方向檢偏，它的場(chǎng)振幅Ex′＝M11Ex。其中M11為M的對(duì)角矩陣。因入射光是水平方向的線偏振光，則該模擬波片的濾波器的光譜透射率為T＝|M11|2，或者以通常的級(jí)數(shù)表達(dá)為T(f)＝T0+T1cos(2πγ′1f)+T2cos(2πγ′2f)+T3cos(2πγ′3f)+....+Tncos(2πγ′nf)+....，(14)其中，Tn是與角度θ1，θ2，θ3，....，θK和角度θP有關(guān)的系數(shù)，γ′n為(γ1，γ2，γ3，....，γK)的單獨(dú)或者其任意組合的差項(xiàng)，和項(xiàng)或者和差項(xiàng)，因而第n項(xiàng)的等效光譜周期為Δfn′=1γ′n.-------(15)]]>例如，當(dāng)K＝3時(shí)從(8)-(14)式計(jì)算出濾波器的光譜透射率級(jí)數(shù)如下T(f)=T0+T1cos(2πfΔf1)+T2cos(2πfΔf2)+T3cos(2πfΔf3)+]]>+T4cos(2πf(1Δf1+1Δf2))+T5cos(2πf(1Δf1+1Δf3))+T6cos(2πf(1Δf2+1Δf3))+]]>+T7cos(2πf(1Δf3-1Δf2))+T8cos(2πf(1Δf3-1Δf1))+T9cos(2πf(1Δf2-1Δf1))+,(16)]]>+T10cos(2πf(1Δf3+1Δf2+1Δf1))+T11cos(2πf(1Δf3+1Δf2-1Δf1))+]]>+T12cos(2πf(1Δf3-1Δf2+1Δf1))+T13cos(2πf(-1Δf3+1Δf2+1Δf1))]]>包括零級(jí)共有14項(xiàng)。由上述(8)-(13)式可知，Tn是與角度θ1，θ2，θ3，...，θk和θP有關(guān)的系數(shù)，可得出下列T0-T13的級(jí)數(shù)系數(shù)為T0＝1/2[1+cos2θ1cos2(θ2-θ1)cos2(θ3-θ2)cos2(θp-θ3)]T1＝(-1/2)cos2(θp-θ3)cos2(θ3-θ2)sin2θ1sin2(θ2-θ1)T2＝(-1/2)cos2θ1cos2(θp-θ3)sin2(θ3-θ2)sin2(θ2-θ1)T3＝(-1/2)cos2θ1sin2(θp-θ3)sin2(θ3-θ2)cos2(θ2-θ1)T4＝(-1/2)cos2(è2-è1)cos2(èp-è3)sin2(è3-è2)sin2è1T5＝(1/4)sin2θ1sin2(θp-θ3)sin2(θ3-θ2)sin2(θ2-θ1)T6＝(-1/2)cos2θ1cos2(θ3-θ2)sin2(θp-θ3)sin2(θ2-θ1)T7＝(1/2)cos2θ1sin2(θ3-θ2)sin2(θp-θ3)sin2(θ2-θ1)(17)T8＝(1/4)sin2θ1sin2(θ3-θ2)sin2(θp-θ3)sin2(θ2-θ1)T9＝1/2sin2θ1sin2(θ2-θ1)cos2(θp-θ3)sin2(θ3-θ2)T10＝(-1/2)cos2(θ2-θ1)cos2(θ3-θ2)sin2(θp-θ3)sin2θ1T11＝(1/2)cos2(θ3-θ2)sin2(θ2-θ1)sin2(θp-θ3)sin2θ1T12＝(-1/2)sin2(θ2-θ1)sin2(θ3-θ2)sin2(θp-θ3)sin2θ1T13＝(1/2)cos2(θ2-θ1)sin2(θ3-θ2)sin 2(θp-θ3)sin2θ1同時(shí)有γ1=1Δf1]]>γ2=1Δf2]]>γ3=1Δf3]]>γ4=1Δf1+1Δf2]]>γ5=1Δf1+1Δf3]]>γ6=1Δf2+1Δf3]]>γ7=1Δf3-1Δf2]]>γ8=1Δf3-1Δf1]]>γ9=1Δf2-1Δf1]]>γ10=1Δf3+1Δf2+1Δf1]]>γ11=1Δf3+1Δf2-1Δf1,-------------(18)]]>γ12=1Δf3-1Δf2+1Δf1]]>γ13=-1Δf3+1Δf2+1Δf1]]>三、再看對(duì)于理想周期矩形光譜透過率函數(shù)的傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)一個(gè)理想的周期矩形光譜透過率函數(shù)(見圖4)為T(f)=Σnrect(f-nΔfδf),-----(19)]]>其中δf為光譜透過開口寬度，對(duì)于信號(hào)分離器來說，即為透過通帶寬度。該周期矩形光譜透過率函數(shù)可以用傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)為T(f)=T0+T1cos(2πfΔf)+T2cos(2π2fΔf)+T3cos(2π3fΔf)+....+Tncos(2πnfΔf)+....,-----(20)]]>其中傅立葉系數(shù)為T0=δfΔf,-----(21-1)]]>Tn=2δfΔfsinc(nδfΔf)---(n≠0).--------(21-2)]]>四、根據(jù)上述的分析得到制備本發(fā)明信號(hào)分離器的方法，特別是制備核心關(guān)鍵元件模擬波片的制備方法為了得到任一開口比 的矩形光譜透射率函數(shù)(參見公式19)，可以采用K個(gè)模擬波片并控制它們的模偏振旋轉(zhuǎn)角度和θ1，θ2，θ3，....，θK、中間偏振旋轉(zhuǎn)角度θP和光譜周期Δf1，Δf2，Δf3，....，ΔfK，使得其所產(chǎn)生的光譜透射率函數(shù)的級(jí)數(shù)(公式14)與上述理想周期矩形函數(shù)的傅立葉級(jí)數(shù)(公式20)對(duì)比相近的，即得到與理想周期矩形函數(shù)相近的光譜透射率函數(shù)。這稱為傅立葉級(jí)數(shù)對(duì)比法。
具體做法是<1>選用上述理想的周期矩形光譜透過率函數(shù)的傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式(20)T(f)=T0+T1cos(2πfΔf)+T2cos(2π2fΔf)+T3cos(2π3fΔf)+....+Tncos(2πnfΔf)+....,]]>當(dāng)用于精密計(jì)算理想周期矩形光譜透過率函數(shù)的曲線時(shí)取n≥30，當(dāng)用于級(jí)數(shù)系數(shù)比較時(shí)所取的級(jí)數(shù)與模擬波片構(gòu)成的濾波器(16)的光譜透射率函數(shù)的實(shí)際級(jí)數(shù)數(shù)目相同；<2>依據(jù)模擬波片構(gòu)成的濾波器(16)的光譜透射率函數(shù)級(jí)數(shù)表達(dá)式(14)T(f)＝T0+T1cos(2πγ′1f)+T2cos(2πγ′2f)+T3cos(2πγ′3f)+....+Tncos(2πγ′nf)+....，其中Tn是與模擬波片中模偏振旋轉(zhuǎn)片相對(duì)入射偏振光方向旋轉(zhuǎn)的角度θ1，θ2，θ3，....，θK有關(guān)的，也與中間偏振旋轉(zhuǎn)器8旋轉(zhuǎn)偏振角度θP有關(guān)的系數(shù)， Δfn′為第n項(xiàng)的等效光譜周期；所要求的光譜透射率函數(shù)的周期Δf決定了模擬波片的最大的偏振干涉的光譜周期，因此至少一個(gè)模擬波片的光譜周期應(yīng)等于Δf，其余K-1個(gè)的模擬波片的光譜周期應(yīng)等于Δf或?yàn)棣的整數(shù)比例倍縮小，這時(shí)上式(即公式14)中的有關(guān)γ′n的值為γb或它的整數(shù)倍(0，1，2，3......)， 把相同γ′(γb)值的項(xiàng)合并，最終得到接近于理想的周期矩形光譜透射率函數(shù)(公式20)的模擬波片構(gòu)成的濾波器(16)的光譜透射率函數(shù)的級(jí)數(shù)表達(dá)式為T(f)＝T′0+T′1cos(2πγbf)+T′2cos(2×2πγbf)+T′3cos(3×2πγbf)+； (22)+....+T′ncos(n×2πγbf)+....(22)式中，T′n如上述Tn是與K個(gè)模擬波片中K個(gè)模偏振旋轉(zhuǎn)片對(duì)入射偏振光方向旋轉(zhuǎn)的角度θ1、θ2、θ3、…、θK有關(guān)和與中間偏振旋轉(zhuǎn)器8旋轉(zhuǎn)偏振角度θP有關(guān)的系數(shù)；<3>簡(jiǎn)化計(jì)算變量，當(dāng)模擬波片構(gòu)成的濾波器(16)的光譜透射率函數(shù)的開口比為整數(shù)倍(P＞1)時(shí)，理想周期矩形光譜透射率函數(shù)的P×1，P×2，P×3，......的級(jí)數(shù)系數(shù)為零，因此可以選用特定和固定的θP值和θ1，θ2-θ1，θ3-θ2，....，θK-θK-1之中的某些為特定固定值，這將簡(jiǎn)化以下的搜索計(jì)算；<4>確定參數(shù)選用透射率最大峰頂值和最小峰谷值分別為1和0，由于實(shí)際使用的模擬波片數(shù)是有限的，它產(chǎn)生的透射率函數(shù)的級(jí)數(shù)項(xiàng)也是有限的，因此不可能形成如上述那么理想的周期矩形函數(shù)，但可以實(shí)現(xiàn)平坦的透過通帶和透過阻帶。在此前提下定義了平坦度，設(shè)定最大峰值降低了s％的寬度為透過通帶的光譜寬度δf，設(shè)定最小峰值增加s％的寬度為透過阻帶光譜寬度，當(dāng)s＝0.1時(shí)達(dá)到-30dB的交叉干擾，s＝1時(shí)達(dá)到-20dB，確定平坦通帶與周期的開口比 ，所采用的模擬波片(5，6，7)的數(shù)量K以及透射由模擬波片所構(gòu)成的濾波器的光波頻率f，依據(jù)第一步的表達(dá)式(公式20)做出理想光譜透過率函數(shù)的曲線；<5>采用搜索方法，尋找K個(gè)模擬波片中K個(gè)模偏振旋轉(zhuǎn)片入射偏振光方向旋轉(zhuǎn)的角度θ1，θ2，θ3，....，θK和θP，θk和θP可以以輸入第一個(gè)模擬波片時(shí)光束的偏振方向?yàn)槠瘘c(diǎn)，或者以前一個(gè)模擬波片中的模偏振旋轉(zhuǎn)片的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槠瘘c(diǎn)，在全角-180°＜θ＜180°范圍內(nèi)，每隔特定角值Δθ≤ 5°取得θ1，θ2，θ3，....，θK及θP的相匹配的組合角度；<6>將上述確定的參數(shù)以及取得的θ1，θ2，θ3，....，θK及θP的相匹配的組合角度求得的系數(shù)T′n，代入上述由模擬波片構(gòu)成的濾波器的光譜透過率函數(shù)的傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式(22)中，并繪出光譜透過率函數(shù)的曲線，與上述理想的周期矩形光譜透射率的傅立葉級(jí)數(shù)(20)式對(duì)比，找出滿足平坦度要求的接近理想的周期矩形透過率函數(shù)曲線的θ1，θ2，θ3，....，θK和θP角的相匹配的組合角度；<8>依據(jù)上述獲得的θ1，θ2，θ3，....，θK和θP的相匹配的組合角度確定模擬波片中的模偏振旋轉(zhuǎn)片。當(dāng)模偏振旋轉(zhuǎn)片是采用旋光晶體時(shí)，模偏振旋轉(zhuǎn)片的通光長(zhǎng)度為 其中ζ為旋光晶體的旋光率；或者當(dāng)模偏振旋轉(zhuǎn)片是半波片時(shí)，半波片的快軸或者慢軸與輸入光的偏振方向的夾角ξ為 與在先技術(shù)相比在先技術(shù)[1]采用的是光纖和光纖光柵，在先技術(shù)[2]采用的是平面集成光學(xué)，本發(fā)明采用的是結(jié)構(gòu)相同的模擬波片構(gòu)成的濾波器，是將分立光學(xué)元件組裝在一起的模擬波片，可以使用傳統(tǒng)光學(xué)加工技術(shù)加工各光學(xué)元件，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝可靠的優(yōu)點(diǎn)。而且與在先技術(shù)[1][2]相比，本發(fā)明采用模擬波片中的介質(zhì)和模偏振分束片合束片等，避免了彎曲效應(yīng)和應(yīng)力偏振的影響。在先技術(shù)[3]采用的是晶體的雙折射，與此相比本發(fā)明采用模擬波片是兩塊介質(zhì)503，504的折射率差，因此不僅能生成范圍很大的等效雙折射差值，而且能達(dá)到比單塊晶體雙折射大得多的等效雙折射。光學(xué)玻璃的折射率為1.45-1.8，光學(xué)晶體的折射率為1.5-2.2，例如在1550nm波長(zhǎng)BK7玻璃和鈮酸鋰晶體組合的第一，第二介質(zhì)503，504的雙折射可以達(dá)到0.7，遠(yuǎn)大于單一的石英晶體雙折射0.0084、鈮酸鋰晶體雙折射0.073、方解石晶體雙折射0.156和釩酸釔晶體雙折射0.209，因此本發(fā)明的模擬波片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，優(yōu)質(zhì)介質(zhì)易得，介質(zhì)材料的選擇余地大而價(jià)格低，易于實(shí)現(xiàn)各種大小光譜頻率間隔的波分信號(hào)的奇偶分離，特別適用于高度密集波分復(fù)用信號(hào)并實(shí)現(xiàn)晶體干涉法以及其在先技術(shù)達(dá)不到的很小的光譜頻率間隔，同時(shí)在裝調(diào)時(shí)，只要旋轉(zhuǎn)介質(zhì)對(duì)可以改變光程而實(shí)現(xiàn)光譜帶寬的微調(diào)諧，器件易于裝校。與在先技術(shù)[3]只取得一組的θ1，θ2，θ3，....，θK和θP相比，本發(fā)明采用傅立葉級(jí)數(shù)對(duì)比法能夠得到透過峰值更平坦的更多的θ1，θ2，θ3，....，θK和θP相匹配的組合角度。與在先技術(shù)[4]相比，本發(fā)明采用正向的搜索法，方法較簡(jiǎn)單，模擬波片可以使用不同的光譜基頻即不同的介質(zhì)厚度，減少模擬波片的使用數(shù)量。


圖1為本發(fā)明齊偶數(shù)信號(hào)分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中模擬波片的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖1中模擬波片的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為理想的周期矩形透過率函數(shù)的曲線波形圖。
圖5為具體實(shí)施方式
中產(chǎn)生的平坦化光譜透射率函數(shù)的曲線波形圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的結(jié)構(gòu)，實(shí)施的是用于輸入信號(hào)為50GHz光譜頻率間隔的波分復(fù)用信號(hào)奇偶數(shù)分離為100GHz光譜頻率間隔的奇偶波分信號(hào)分離器，用于λ＝1550nm波段。
一、按照上述的具體做法制備模擬波片具體的做法如上所述。
當(dāng)確定奇偶分離器產(chǎn)生平坦通帶與周期的開口比 為2∶1的周期平坦通帶和阻帶的光譜透過函數(shù)，由上述第一步中的公式(20)得到的是理想周期矩形函數(shù)的傅立葉級(jí)數(shù)只有奇數(shù)頻率項(xiàng)，為T(f)=0.5+2πcos(2πfΔf)-23πcos(2π3fΔf)+25πcos(2π5fΔf)-....+...,-----(23)]]>本實(shí)施例中是采用三個(gè)模擬波片即K＝3，具體結(jié)構(gòu)見于圖1，其光譜透射率函數(shù)及其相應(yīng)的參數(shù)已由公式(16)-(18)給出，共有14項(xiàng)。
為產(chǎn)生接近公式(15)所表達(dá)的理想的周期矩形函數(shù)，設(shè)定Δf1＝2Δf2＝2Δf3＝Δf，θ1＝45°和θp＝0°，這時(shí)奇偶分離器的光譜透射率函數(shù)的(22)式的具體表達(dá)形式為T(f)=0.5+(T1+T8+T9+T12+T13)cos(2πfΔf)+(T4+T5+T11)cos(6πfΔf)+T10cos(10πfΔf).---(24)]]>用搜索法每隔Δθ＝1°對(duì)θ2和θ3在-180°至180°內(nèi)作循環(huán)尋找滿足平坦化光譜透射率函數(shù)所要求的θ2和θ3，要求除了零級(jí)以外從1級(jí)開始，應(yīng)該是正負(fù)相間的級(jí)數(shù)，所以對(duì)于上述(24)式的1級(jí)是T1+T8+T9+T12+T13＞0，5級(jí)是T10＞0而3級(jí)是T4+T5+T11＜0，而且限定通帶的透過為1和阻帶透過為0，通帶和阻帶的抖動(dòng)不大于0.1％(-30dB)，可以采用的結(jié)果如下

圖5是本實(shí)施例中采用的結(jié)構(gòu)為θ1＝45°，θ2＝-71°，θ3＝83°，θP＝θ°下的平坦化光譜透過率曲線，與圖4所示的理想的周期矩形透射率函數(shù)的曲線波形最接近。
二、關(guān)于器件結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)見于圖1。 K＝3的三個(gè)模擬波片5，6，7都采用圖3所示的第二種結(jié)構(gòu)，兩種介質(zhì)均采用光學(xué)玻璃，第一介質(zhì)503的牌號(hào)為SF11，第二介質(zhì)504為BK7的玻璃，第一介質(zhì)503的折射率na是na＝1.74474，第二介質(zhì)504的折射率nb是nb＝1.50065，等效雙折射Δn＝0.24409。因?yàn)棣1＝2Δf2＝2Δf3，所以2L1＝L2＝L3(其中La，1＝Lb，1＝L1，La，2＝Lb，2＝L2，La，3＝Lb，3＝L3)。由公式(4-2)和(5)得到L1＝12.282mm和L2＝L3＝24.564mm。
入射的是經(jīng)準(zhǔn)直的光纖光束，口徑為Φ0.5mm，在器件內(nèi)兩光束(a1和a2)的中心光軸間隔為1.5mm，因此四光束(b1，b2，c1，c2)的中心光軸的間隔為1.5mm×1.5mm。為了保證四光束的全部通光，光學(xué)元件的通光面的尺寸為2.5×2.5mm2。所有的偏振分束器和偏振合束器都采用單塊自然切割的光束入射面與出射面相平行的方解石晶體塊，為產(chǎn)生1.5mm的尋常光和異常光兩中心光軸的分離，方解石晶體的通光長(zhǎng)度為～13.5mm。偏振旋轉(zhuǎn)器和模偏振旋轉(zhuǎn)片都是石英半波片，第一模擬波片5中的模偏振旋轉(zhuǎn)片501的相對(duì)于入射偏振光a1、a2偏振旋轉(zhuǎn)角θ1為45°，則半波片的快軸(或慢軸)與輸入光的偏振方向的夾角ξ＝22.5°。第二模擬波片6中的模偏振旋轉(zhuǎn)片601的偏振旋轉(zhuǎn)角θ2為-71°，其半波片的快軸(或慢軸)與輸入光的偏振方向的夾角ξ＝-35.5°。第三模擬波片7中的模偏振旋轉(zhuǎn)片701的偏振旋轉(zhuǎn)角θ3為83°，其半波片的快軸(或慢軸)與輸入光的偏振方向的夾角ξ＝41.5°。因?yàn)棣萈＝0，中間偏振旋轉(zhuǎn)器8可以不要?？傊?，本實(shí)施例的奇偶分離濾波器的總體外形尺寸大約為2.5mm×2.5mm×180mm(長(zhǎng)×寬×深)。
權(quán)利要求
1.一種雙折射級(jí)聯(lián)偏振干涉奇偶數(shù)信號(hào)分離器，具體包括有<1>準(zhǔn)直透鏡(2)，輸出端面置于準(zhǔn)直透鏡(2)前焦點(diǎn)上的輸入光纖(1)，在輸入光纖(1)輸出光束的光路上與準(zhǔn)直透鏡(2)相對(duì)的有并列置放的第一聚焦透鏡(12)和第二聚焦透鏡(14)，輸入端面置于第一聚焦透鏡(12)后焦點(diǎn)上的有第一輸出光纖(13)，輸入端面置于第二聚焦透鏡(14)后焦點(diǎn)上的有第二輸出光纖(15)；<2>在準(zhǔn)直透鏡(2)與兩聚焦透鏡(12，14)之間的光路上置有輸入偏振分束器(3)，在輸入偏振分束器(3)與兩聚焦透鏡(12，14)之間的光路上置有輸出偏振合束器(11)；其特征在于<3>在輸入偏振分束器(3)與輸出偏振合束器(11)之間的光路上有輸入偏振旋轉(zhuǎn)器(4)，在輸入偏振旋轉(zhuǎn)器(4)與輸出偏振合束器(11)之間的光路上有輸出偏振旋轉(zhuǎn)器(10)，在輸入偏振旋轉(zhuǎn)器(4)與輸出偏振旋轉(zhuǎn)器(10)之間的光路上有輸出偏振分束器(9)；<4>在輸入偏振旋轉(zhuǎn)器(4)與輸出偏振分束器(9)之間的光路上置有由結(jié)構(gòu)相同的K≥1個(gè)模擬波片(5，6，7)構(gòu)成的濾波器(16)；<5>在濾波器(16)中第K個(gè)模擬波片與輸出偏振分束器(9)之間的光路上或者置有中間偏振旋轉(zhuǎn)器(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙折射級(jí)聯(lián)偏振干涉奇偶數(shù)信號(hào)分離器，其特征在于所說的構(gòu)成濾波器(16)的模擬波片(5，6，7)，包括將入射偏振光旋轉(zhuǎn)-180°＜θ＜180°角度的，光束的入射面與出射面相互平行的模偏振旋轉(zhuǎn)片(501)，有光束入射面和出射面相互平行的模偏振合束片(505)，模偏振旋轉(zhuǎn)片(501)兩平行的光束入射面和出射面與模偏振合束片(505)兩平行的光束入射面和出射面都垂直于模偏振旋轉(zhuǎn)片(501)和模偏振合束片(505)兩者重合的中心軸線(OO2)，在模偏振旋轉(zhuǎn)片(501)與模偏振合束片(505)之間，有兩平行的光束入射面和出射面垂直于中心軸線(OO2)，且中心(O1)在中心軸線(OO2)上的模偏振分束片(502)，在模偏振分束片(502)與模偏振合束片(505)之間置有折射率不相同的沿長(zhǎng)度方向與中心軸線(OO2)平行并列置放的第一介質(zhì)(503)和第二介質(zhì)(504)，在兩個(gè)介質(zhì)(503，504)與模偏振合束片(505)之間或者置有第二模偏振旋轉(zhuǎn)片(506)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙折射級(jí)聯(lián)偏振干涉奇偶數(shù)信號(hào)分離器的制備方法，其特征在于制備核心元件模擬波片(5，6，7)是采用由模擬波片(5，6，7)構(gòu)成的濾波器(16)所產(chǎn)生的光譜透射率函數(shù)的級(jí)數(shù)與理想的周期矩形光譜透射率函數(shù)的傅立葉級(jí)數(shù)對(duì)比相近的傅立葉級(jí)數(shù)對(duì)比法，具體做法是<1>選用理想的周期矩形光譜透射率函數(shù)的傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式為T(f)=T0+T1cos(2πfΔf)+T2cos(2π2fΔf)+T3cos(2π3fΔf)+...+Tncos(2πnfΔf)+...(1)]]>(1)式中傅立葉系數(shù)為 其中f為透射的光波頻率，Δf—為光譜周期，δf—為透過通帶寬度， —為開口比，n為級(jí)次、正整數(shù)；<2>確定模擬波片的光譜周期參數(shù)確定一個(gè)模擬波片的光譜透射率函數(shù)的最大周期為Δf其余K-1個(gè)的模擬波片的光譜周期應(yīng)等于Δf或?yàn)棣的整數(shù)比例倍縮小，當(dāng) 為γb或它的整數(shù)倍(0，1，2，3......)時(shí)，把相同γb值的項(xiàng)合并，最終得到接近于(1)式理想的周期矩形光譜透射率函數(shù)的模擬波片構(gòu)成的濾波器(16)的光譜透射率函數(shù)的級(jí)數(shù)表達(dá)式T(f)＝T′0+T′1cos(2πγbf)+T′2cos(2×2πγbf)+T′3cos(3×2πγbf)+(2)+....+T′ncos(n×2πγbf)+....(2)式中T′n是與K個(gè)模擬波片中K個(gè)模偏振旋轉(zhuǎn)片對(duì)入射偏振光方向旋轉(zhuǎn)的角度θ1、θ2、θ3、…、θK有關(guān)和與中間偏振旋轉(zhuǎn)器8旋轉(zhuǎn)偏振角度θP有關(guān)的系數(shù)；<3>預(yù)先簡(jiǎn)化計(jì)算變量當(dāng)模擬波片構(gòu)成的濾波器(16)的光譜透射率函數(shù)的開口比為整數(shù)倍(P＞1)時(shí)，理想周期矩形光譜透射率函數(shù)的P×1，P×2，P×3，......項(xiàng)的級(jí)數(shù)系數(shù)為零，因此可以選定特定固定的θP值和θ1，θ2-θ1，θ3-θ2，....，θK-θK-1之中的某些為特定固定值；<4>確定參數(shù)選用透射率最大峰頂值和最小峰谷值分別為1和0，平坦通帶與周期的開口比 ，所采用的濾波器中包含的模擬波片的數(shù)量K≥1，透射由模擬波片構(gòu)成的濾光器的光波頻率f以及平坦度要求s％值，依據(jù)第一步的表達(dá)式(1)做出理想光譜透過率函數(shù)的曲線；<5>采用搜索法，尋找K個(gè)模擬波片中K個(gè)模偏振旋轉(zhuǎn)片相對(duì)入射偏振方向旋轉(zhuǎn)的角度θ1，θ2，θ3，....，θK和中間偏振旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)偏振角度θP，θk和θP可以以輸入第一個(gè)模擬波片時(shí)光束的偏振方向?yàn)槠瘘c(diǎn)，或者以前一個(gè)模擬波片中模偏振旋轉(zhuǎn)片的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槠瘘c(diǎn)，在全角-180°＜θ＜180°范圍內(nèi)，每隔特定角值Δθ≤5°取得θ1，θ2，θ3，....，θK和θP的相匹配的組合角度；<6>將上述確定的參數(shù)以及取得的θ1，θ2，θ3，....，θK和θP相匹配的組合角度求得的系數(shù)T′n代入上述表達(dá)式(2)式中，繪出由模擬波片構(gòu)成的濾波器的光譜透射率函數(shù)的曲線，與上述理想的周期矩形光譜透射率函數(shù)的曲線對(duì)比，在滿足平坦度s％情況下，選出最相近似的相匹配的組合角度θ1，θ2，θ3，....，θK和θP；<7>依據(jù)上述第六步獲得的θ1，θ2，θ3，....，θK和θP相匹配的組合角度，確定模擬波片中的模偏振旋轉(zhuǎn)片以及中間偏振旋轉(zhuǎn)器，當(dāng)采用旋光晶體時(shí)，模偏振旋轉(zhuǎn)片和中間偏振旋轉(zhuǎn)器的通光長(zhǎng)度為 其中ζ為旋光晶體的旋光率，或者當(dāng)模偏振旋轉(zhuǎn)片和中間偏振旋轉(zhuǎn)器是半波片時(shí)，半波片的快軸或者慢軸與輸入光的偏振方向的夾角ξ為
全文摘要
一種雙折射級(jí)聯(lián)偏振干涉奇偶數(shù)信號(hào)分離器及其制備方法,主要用于波分復(fù)用通信系統(tǒng)中的波分復(fù)用信號(hào)中奇偶數(shù)信號(hào)的兩信道分離和一切需要平坦化光譜透射率函數(shù)的濾波器。包括的核心元件是由結(jié)構(gòu)相同的K≥1個(gè)模擬波片構(gòu)成的濾波器?？刂颇M波片的雙折射延遲和偏振取向可以使光譜透射率函數(shù)的級(jí)數(shù)接近理想周期矩形透射率函數(shù)的傅立葉級(jí)數(shù)。采用傅立葉級(jí)數(shù)對(duì)比法和搜索方法獲得最接近周期矩形透射率函數(shù)的K個(gè)模擬波片中的K個(gè)模偏振旋轉(zhuǎn)片的相匹配的組合角度。與在先技術(shù)相比,本發(fā)明的分離器易于實(shí)現(xiàn)各種大小光譜頻率間隔的波分信號(hào)的奇偶分離,能夠達(dá)到在先技術(shù)達(dá)不到的很小的光譜頻率間隔。采用的方法簡(jiǎn)單,可以減少濾波器中模擬波片的數(shù)量。
文檔編號(hào)G02B6/24GK1367593SQ0211098
公開日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者劉立人, 張娟, 周煜, 周常河, 劉德安 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所