專利名稱：梳狀濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域的一種梳狀濾波器。
背景技術(shù)：
隨著信息通信的迅猛發(fā)展，語音、圖像、數(shù)據(jù)的信息交流的日益增多。尤其是因特 網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)寬帶通信提出了更高的要求。為了在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，能夠以低 成本、高質(zhì)量的系統(tǒng)滿足人們對(duì)寬帶通信的需求，波分復(fù)用(WDM)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，波分復(fù) 用是通過不同波長可在同一根光纖中傳輸?shù)脑韥碓黾有诺罃?shù)的，可使信號(hào)的傳輸成倍提 高。波分復(fù)用可以擴(kuò)大光纖通信容量，而不需要敷設(shè)新的光纖線路，降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用。提高光纖傳輸容量的另一途徑是進(jìn)一步減小信道間隔。目前，根據(jù)國際通信聯(lián)盟 (ITU)的規(guī)定，信道的間隔都在IOOGHz或200GHz，若想要對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行低價(jià)擴(kuò)容，人們首選 光學(xué)梳狀濾波器，因?yàn)樗梢栽诓桓淖冊性O(shè)備和系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過改變信道間隔的方 法來進(jìn)行。即對(duì)信道間隔為200GHz的原系統(tǒng)，可以使用IOOGHz的光學(xué)梳狀濾波器；對(duì)信 道間隔為IOOGHz的原系統(tǒng)，可以使用50GHz的光學(xué)梳狀濾波器。該梳狀濾波器的功能是將 一列等間隔的光波信號(hào)通過擴(kuò)大信道間隔而交替分為奇數(shù)和偶數(shù)信道兩列信號(hào)，信道間隔 變?yōu)樵瓉淼膬杀?，即解?fù)用；或?qū)闪行盘?hào)通過縮小信道間隔而復(fù)用為一列。由于光學(xué)梳狀 濾波器可以在不更換原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容，節(jié)省了開支。因此，光學(xué)梳狀濾波器對(duì)現(xiàn) 有光通信波分復(fù)用系統(tǒng)的升級(jí)，有著十分重要的作用。目前常用的光學(xué)梳狀濾波器有光纖 光柵型、雙折射晶體型、馬赫_曾德干涉型、共振腔型等。中國發(fā)明專利申請(qǐng)200510078136. 5公開了一種用于處理光信號(hào)的光學(xué)交錯(cuò)器 (光學(xué)梳狀濾波器)，如圖1所示，它具有通過相應(yīng)的端口連接器與基本濾波器單元322接 合的3個(gè)端口 102、188、198。其中，用于端口 102的端口連接器210包括具有透鏡的準(zhǔn)直 器212、束分裂器/組合器214和波片216 ；用于端口 188的端口連接器282、用于端口 198 的端口連接器292具有與210相似的結(jié)構(gòu)。在作為光學(xué)分用器的操作中，奇數(shù)和偶數(shù)信道 的光信號(hào)通過可能是光纖的端口 102進(jìn)入準(zhǔn)直器212，束分裂器/組合器可由具有取向?yàn)槟?夠在波片216上產(chǎn)生光信號(hào)離開的光學(xué)軸線的雙折射晶體制成，波片是零級(jí)波片并且具有 取向?yàn)楫a(chǎn)生由束分裂器/組合器形成的兩個(gè)射線的偏振向量的線性化的光學(xué)軸線。線性偏振的射線接著被導(dǎo)入到基本濾波器單元322，基本濾波器單元322包括用 作基本濾波器的偏振束分裂單元和零級(jí)半波片124。諧波濾波器單元340光學(xué)地與基本濾 波器單元322接合并且在經(jīng)基本濾波器處理的光信號(hào)上施加較高級(jí)的諧波。在基本濾波器 單元322的前面設(shè)有零級(jí)波片270，在諧波濾波器單元340的前面設(shè)有零級(jí)波片232，零級(jí) 波片270、232使基本濾波器單元322和諧波濾波器單元340在安裝時(shí)不必旋轉(zhuǎn)一定角度。 光學(xué)偏振束分裂器251由一個(gè)平行板和一個(gè)或多個(gè)棱鏡組成，在棱鏡的斜邊或平行板的相 應(yīng)面上涂覆偏振束分裂涂層，光學(xué)偏振束分裂器251分裂來自于基本濾波器單元和諧波濾 波器單元的奇數(shù)和偶數(shù)信號(hào)，將奇數(shù)信號(hào)和偶數(shù)信號(hào)各分裂兩束偏振態(tài)不同光束，反饋反 射器160將各光束反射回諧波濾波器單元340和基本濾波器單元322，最后從基本濾波器
3單元322返回的光束經(jīng)過三個(gè)射束彎曲器272、280、290分成奇偶兩路分別進(jìn)入端口連接器 282、292。在上述這種結(jié)構(gòu)中，三個(gè)射束彎曲器272、280、290的安裝位置、角度及相對(duì)關(guān)系 將直接影響光束能否準(zhǔn)確地進(jìn)入端口連接器282、292，并在端口連接器282、292中分別耦 合成奇數(shù)信號(hào)或偶數(shù)信號(hào)。這樣，三個(gè)離散的元件在安裝調(diào)試時(shí)就非常麻煩，影響裝配效率。另外，在上述這種結(jié)構(gòu)中，三個(gè)端口連接器210、282、292是并排安裝在一個(gè)平面 內(nèi)的，而兩個(gè)濾波器單元322、340相對(duì)于端口連接器的安裝平面是豎放的，即濾波器單元 322,340的高度方向尺寸較大，這樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的高度過大，不能適應(yīng)某些場合的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種體積更小、裝配更方便的梳狀濾波器。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種梳狀濾波器，包括第一端 口連接器、第二端口連接器、第一濾波器單元、第二濾波器單元、偏振束分裂器和反饋反射 器，在第二端口連接器和第一濾波器單元之間還設(shè)有一側(cè)向引光棱鏡和一屋脊棱鏡，所述 側(cè)向引光棱鏡包括一對(duì)相互平行的第一透射面和第二透射面，還包括一對(duì)相互平行的第一 反射面和第二反射面，所述第一透射面與第一濾波器單元光學(xué)接合，第二透射面與屋脊棱 鏡光學(xué)接合，屋脊棱鏡與第二端口連接器光學(xué)接合。本發(fā)明的有益效果是采用折疊式光路設(shè)計(jì)，端口連接器都位于同一側(cè)，體積小。 采用一個(gè)側(cè)向引光棱鏡將光從側(cè)向引出至端口連接器，但不會(huì)改變光的偏振態(tài)，簡化了結(jié) 構(gòu)，使組裝調(diào)試更加方便。采用獨(dú)特的偏振束分裂器，將光分為偏振態(tài)互相垂直的兩束光并 且在不同位置輸出。通過屋脊棱鏡將平行光變成具有一定交錯(cuò)角的一對(duì)光，并且通過雙纖 準(zhǔn)直器進(jìn)行輸出光的耦合。由于采用了側(cè)向引光棱鏡，本發(fā)明中的兩個(gè)濾波器單元可以平 放，從而降低產(chǎn)品的高度，減小體積。優(yōu)選地，所述第一、第二端口連接器均包括光纖準(zhǔn)直器、束分裂/組合器和波片。進(jìn)一步地，所述第二端口連接器的數(shù)量為一個(gè)，其中的光纖準(zhǔn)直器為雙纖準(zhǔn)直器。進(jìn)一步地，所述束分裂/組合器由雙折射晶體制成。優(yōu)選地，所述側(cè)向引光棱鏡的第一反射面與第一透射面的夾角為45°。優(yōu)選地，所述側(cè)向弓丨光棱鏡的第二透射面上設(shè)有相位補(bǔ)償片。優(yōu)選地，所述第一濾波器單元和第二濾波器單元之間設(shè)有半波片，第二濾波器單 元和偏振束分裂器之間也設(shè)有半波片。優(yōu)選地，所述反饋反射器為直角棱鏡。進(jìn)一步地，所述偏振束分裂器包括兩個(gè)棱鏡和夾在兩棱鏡之間的平行板，所述平 行板上與兩棱鏡相對(duì)的表面涂覆偏振束分裂涂層。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種梳狀濾波器的示意圖。圖2是本發(fā)明一種梳狀濾波器的正視圖。
圖3是本發(fā)明一種梳狀濾波器的立體示意圖。圖4是側(cè)向引光棱鏡的示意圖。圖5是偏振束分裂器和反饋反射器的示意圖。圖6是光信號(hào)在經(jīng)過屋脊棱鏡、束分裂/組合器時(shí)的光路變化示意圖。圖7是圖6的俯視圖。
具體實(shí)施例方式如圖2、圖3所示，本發(fā)明一種梳狀濾波器包括第一端口連接器10、第二端口連接 器20，它們可以與光纖連接，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的輸入輸出。其中，第一端口連接器10包括光纖 準(zhǔn)直器11、束分裂/組合器12和波片13，第二端口連接器20包括光纖準(zhǔn)直器21、束分裂/ 組合器22和波片23，束分裂/組合器12、22可以由雙折射晶體制成。一束光信號(hào)由第一端 口連接器10輸入，經(jīng)過濾波器的光學(xué)處理后，變成兩束偏振態(tài)不同的光信號(hào)由第二端口連 接器20輸出，第二端口連接器20可以采用兩個(gè)單纖準(zhǔn)直器或一個(gè)雙纖準(zhǔn)直器，本實(shí)施例中 采用一個(gè)雙纖準(zhǔn)直器21。第一濾波器單元50和第二濾波器單元60依次光學(xué)地接合于第一端口連接器10 的后方，但第一濾波器單元50和第二濾波器單元60是平放的，S卩如果將其形狀看作是長方 體的話，將其面積最大的一個(gè)側(cè)面作為安裝底面，該安裝底面與兩個(gè)端口連接器10、20所 在的平面是平行的，這樣可以降低高度，使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)扁平化。一束光信號(hào)在經(jīng)過束分裂/組 合器12時(shí)被分裂為偏振態(tài)不同的兩束光信號(hào)，然后進(jìn)入第一濾波器單元50和第二濾波器 單元60進(jìn)行光學(xué)處理，在第一濾波器單元50和第二濾波器單元60之間設(shè)有半波片51，在 第二濾波器單元60和偏振束分裂器70之間設(shè)有半波片61。半波片51、61的選擇可以允許 第一濾波器單元50和第二濾波器單元60能夠平放在一個(gè)安裝基面上，而無須旋轉(zhuǎn)一定的 角度。在經(jīng)過半波片51、61時(shí)，兩束光信號(hào)的偏振態(tài)也會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，然后進(jìn)入偏振束分裂器 70。如圖5所示，偏振束分裂器70包括兩個(gè)棱鏡72、73和一個(gè)平行板71，平行板71夾 在兩棱鏡之間，其兩個(gè)相對(duì)面74分別與棱鏡72、73的斜面貼合，在這一對(duì)貼合表面74上涂 覆偏振束分裂涂層。光信號(hào)由棱鏡73入射進(jìn)入反饋反射器80，該反饋反射器80由一個(gè)直 角棱鏡構(gòu)成，光信號(hào)反饋反射器80內(nèi)經(jīng)過兩次全反射后折轉(zhuǎn)方向返回偏振束分裂器70，在 偏振束分裂涂層處，每束光信號(hào)又被分裂為兩束偏振態(tài)相垂直的光束，兩束光信號(hào)經(jīng)過偏 振束分裂器70后變成四束平行的光信號(hào)，這四束光信號(hào)再次返回第二濾波器單元60和第 一濾波器單元50。從第一濾波器單元50出射的光信號(hào)進(jìn)入側(cè)向引光棱鏡40。如圖4所示，側(cè)向引光棱鏡包括一對(duì)相互平行的第一透射面41和第二透射面42， 還包括一對(duì)相互平行的第一反射面43和第二反射面44，第一反射面43與第一透射面41的 夾角為45°。從第一濾波器單元來的光信號(hào)從第一透射面41進(jìn)入，在第一反射面43上反 射至第二反射面44，經(jīng)第二反射面44反射后從第二透射面42射出，第二透射面42上設(shè)有 相位補(bǔ)償片45，相位補(bǔ)償片45可用于補(bǔ)償各偏振光束在反射時(shí)產(chǎn)生的相位差。屋脊棱鏡30與側(cè)向引光棱鏡40的第二透射面光學(xué)接合，從第二透射面出射的四 束平行的光信號(hào)經(jīng)過屋脊棱鏡30后變成兩組相互交叉的光信號(hào)(如圖6所示)，每一組又 包含一對(duì)平行光信號(hào)。這兩組光信號(hào)最后進(jìn)入第二端口連接器20，在束分裂/組合器22內(nèi)每一組內(nèi)的一對(duì)平行光信號(hào)又被重新組合成一束光信號(hào)(如圖7所示)，并由光纖準(zhǔn)直器 21輸出。 這樣，從光纖準(zhǔn)直器11輸入的一束包含不同波長的光信號(hào)經(jīng)過本發(fā)明濾波器處 理后，最終變成兩束包含不同波長的光信號(hào)，分別從光纖準(zhǔn)直器21的兩根光纖輸出，每束 光信號(hào)中不同波長的波長間隔變?yōu)檩斎胄盘?hào)的兩倍。
權(quán)利要求
一種梳狀濾波器，包括第一端口連接器(10)、第二端口連接器(20)、第一濾波器單元(50)、第二濾波器單元(60)、偏振束分裂器(70)和反饋反射器(80)，其特征是在第二端口連接器(20)和第一濾波器單元(50)之間還設(shè)有一側(cè)向引光棱鏡(40)和一屋脊棱鏡(30)，所述側(cè)向引光棱鏡(40)包括一對(duì)相互平行的第一透射面(41)和第二透射面(42)，還包括一對(duì)相互平行的第一反射面(43)和第二反射面(44)，所述第一透射面(41)與第一濾波器單元(50)光學(xué)接合，第二透射面(42)與屋脊棱鏡(30)光學(xué)接合，屋脊棱鏡(30)與第二端口連接器(20)光學(xué)接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳狀濾波器，其特征是所述第一、第二端口連接器(10，20) 均包括光纖準(zhǔn)直器(11，21)、束分裂/組合器(12，22)和波片(13，23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梳狀濾波器，其特征是所述第二端口連接器(20)的數(shù)量為 一個(gè)，其中的光纖準(zhǔn)直器(21)為雙纖準(zhǔn)直器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梳狀濾波器，其特征是所述束分裂/組合器(12，22)由雙 折射晶體制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳狀濾波器，其特征是所述側(cè)向引光棱鏡(40)的第一反射 面(43)與第一透射面(41)的夾角為45°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳狀濾波器，其特征是所述側(cè)向引光棱鏡(40)的第二透射 面(42)上設(shè)有相位補(bǔ)償片(45)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳狀濾波器，其特征是所述第一濾波器單元(50)和第二濾 波器單元(60)之間設(shè)有半波片(51)，第二濾波器單元(60)和偏振束分裂器(70)之間也設(shè) 有半波片(61)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳狀濾波器，其特征是所述反饋反射器(80)為直角棱鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的梳狀濾波器，其特征是所述偏振束分裂器(70)包括兩個(gè)棱 鏡(72，73)和夾在兩棱鏡之間的平行板(71)，所述平行板(71)上與兩棱鏡相對(duì)的表面涂覆 偏振束分裂涂層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種梳狀濾波器，包括第一端口連接器、第二端口連接器、第一濾波器單元、第二濾波器單元、偏振束分裂器和反饋反射器，在第二端口連接器和第一濾波器單元之間還設(shè)有一側(cè)向引光棱鏡和一屋脊棱鏡，所述側(cè)向引光棱鏡包括一對(duì)相互平行的第一透射面和第二透射面，還包括一對(duì)相互平行的第一反射面和第二反射面，所述第一透射面與第一濾波器單元光學(xué)接合，第二透射面與屋脊棱鏡光學(xué)接合，屋脊棱鏡與第二端口連接器光學(xué)接合。本發(fā)明采用折疊式光路設(shè)計(jì)，端口連接器都位于同一側(cè)，體積小。采用一個(gè)側(cè)向引光棱鏡將光從側(cè)向引出至端口連接器，但不會(huì)改變光的偏振態(tài)，簡化了結(jié)構(gòu)，使組裝調(diào)試更加方便。
文檔編號(hào)G02B6/34GK101881863SQ200910050638
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者蘭發(fā)華, 馮焱, 張大鵬, 戴亞軍, 陳凡, 韓東升 申請(qǐng)人:菲尼薩光電通訊(上海)有限公司