專利名稱：密集波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)及方法，尤其是一種應(yīng)用于密集波分復(fù)用系統(tǒng)中，可根據(jù)實際需要方便調(diào)節(jié)濾波片中心波長的濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)及方法。
隨著通訊領(lǐng)域傳輸容量的日益增長，傳統(tǒng)傳輸技術(shù)已經(jīng)難以滿足傳輸容量及傳輸速度的要求，密集波分復(fù)用系統(tǒng)(Dense Wavelength DivisionMultiplexing，DWDM)傳輸技術(shù)在光通訊領(lǐng)域開始得到廣泛應(yīng)用，其傳輸過程為在傳輸始端將波長不同的多個信號復(fù)用(Multiplexing)到一根光纖，然后在傳輸終端將復(fù)用信號按波長不同解復(fù)用(Demultiplexing)后輸出到不同用戶。密集波分復(fù)用傳輸能將傳統(tǒng)傳輸技術(shù)的傳輸容量擴大幾十甚至上百倍，它的技術(shù)核心在于將波長不同的光信號整合到同一光纖或分開到不同的光纖，實現(xiàn)這種功能的器件為波分復(fù)用/解復(fù)用器。
目前有多種類型的波分復(fù)用/解復(fù)用器已在實際應(yīng)用，其中包括多層介質(zhì)薄膜型濾波片、衍射光柵、FBG(Fiber Bragg Grating)以及陣列波導(dǎo)光柵(Arrayed Waveguide Grating，AWG)等，其中多層介質(zhì)薄膜型濾波片能滿足波分復(fù)用/解復(fù)用器低損耗、高隔離度的要求，并且生產(chǎn)成本較低、技術(shù)相對比較成熟，所以目前得到了廣泛的應(yīng)用。


圖1及圖2均為現(xiàn)有技術(shù)以多層介質(zhì)薄膜濾波片為基礎(chǔ)的波分復(fù)用/解復(fù)用器件。如圖1所示，其中該波分復(fù)用/解復(fù)用器件包括雙孔毛細管51、自聚焦透鏡(Gradient Index Lens，GRIN Lens)52及粘貼在自聚焦透鏡一端的濾波片53，其中該雙孔毛細管51一般為有兩個內(nèi)孔的玻璃棒或其它材料制成的圓柱體結(jié)構(gòu)。輸入、輸出光纖41、42分別置于雙孔毛細管51的兩內(nèi)孔內(nèi)并且對稱的分布在雙孔毛細管51軸線的兩側(cè)，并以一定方式結(jié)合。當(dāng)復(fù)用光信號在雙孔毛細管51內(nèi)沿輸入光纖41入射到自聚焦透鏡52時，自聚焦透鏡52相當(dāng)于一面會聚透鏡，將復(fù)用光信號以平行光或近似平行光的方式入射到濾波片53，而濾波片53能使特定波長λm的光信號透射，而反射其它波長的光信號。這樣，被反射的光信號被自聚焦透鏡41聚焦到輸出光纖42，從而達到分波目的。因為此發(fā)明中涉及光路可逆，因此該器件也可達到合波的目的。圖2與圖1不同之處在于，圖2中毛細管61只有一個內(nèi)孔，輸入、輸出光纖41、42在同一個內(nèi)孔內(nèi)，其傳輸過程與圖1中的傳輸過程相同。
但從圖1及圖2可以看出，現(xiàn)有技術(shù)自聚焦透鏡與濾波片結(jié)合端面均為直角。目前32頻道的密集波分復(fù)用系統(tǒng)已商業(yè)化，中心波長間隔已減小到0.8nm，甚至只有0.4nm，因此對中心波長的控制極為重要，中心波長稍微偏移就將造成頻道串?dāng)_、客戶無法接收信號等一系列嚴重后果。然而，對多層介質(zhì)薄膜型濾波片中心波長的控制極為困難，一旦濾波片由于制造偏差等原因造成其中心波長漂移并且其實際中心波長不是任一信號的中心波長時，由于自聚焦透鏡52與濾波片53結(jié)合端面為直角，那幺濾波片中心波長將無法通過其它方式調(diào)整到某一信號的中心波長，這塊濾波片就成為不良品。
本發(fā)明的目的在于提供一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)及方法，其可通過調(diào)整光信號對濾波片的入射角而改變?yōu)V波片的中心波長。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的提供一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)，包括輸入、輸出光纖，一雙孔毛細管，它的兩內(nèi)孔均平行于毛細管中心軸線，但與中心軸線不對稱，上述輸入、輸出光纖分別置于雙孔毛細管的內(nèi)孔內(nèi)，一自聚焦透鏡，該自聚焦透鏡第一端與上述雙孔毛細管通過一定裝置結(jié)合在一起，使得由輸入光纖過來光信號能被導(dǎo)入上述自聚焦透鏡，及一濾波片，該濾波片的濾波特性與入射光信號的入射角度有關(guān)，且與自聚焦透鏡第二端以一定方式結(jié)合，上述自聚焦透鏡的第二端與自聚焦透鏡的光軸有一夾角。
提供一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整方法，包括根據(jù)濾波片實際中心波長與所要求中心波長的差值，確定一自聚焦透鏡所述另一端與光軸之夾角，或同時確定上述自聚焦透鏡所述另一端與光軸的夾角與上述雙孔毛細管的雙孔至其中心軸之間的距離r1、r2，然后將濾波片與自聚焦透鏡粘合在一起，并將雙孔毛細管與粘在一起自聚焦透鏡及濾波片以一定方式結(jié)合，使得被該濾波片反射的光信號經(jīng)自聚焦透鏡聚焦后經(jīng)輸出光纖輸出。
與已有的濾波片型波分復(fù)用器/解復(fù)用器相比較，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點該發(fā)明可提高濾波片型密集波分復(fù)用/解復(fù)用器件的良率及產(chǎn)出率，同時降低制造成本。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明
圖1為一種現(xiàn)有濾波片型波分復(fù)用/解復(fù)用器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為另一種現(xiàn)有濾波片型波分復(fù)用/解復(fù)用器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的濾波片工作示意圖。
圖4為本發(fā)明濾波片型分波器件結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖3所示，為一濾波片工作示意圖，其中濾波片3為一薄膜濾波片，當(dāng)由波長不同的光信號λ1λ2…λθ-1λθλθ+1…λn復(fù)用而成的入射光信號5入射到濾波片3時，波長為λθ的信號直接透過濾波片3以透射光信號7傳輸，而其它波長信號λ1λ2…λθ-1λθ+1…λn以反射光信號6傳輸，λθ即濾波片3的透射中心波長。
如圖3所示，濾波片法線9垂直于濾波片3。入射角θ為法線9與入射光信號5之間的夾角。許多濾波片的透射光譜隨入射光入射角變化而變化，而薄膜濾波片就有此特性。假設(shè)入射角為0度時濾波片透射中心波長為λ0，則入射角為θ時濾波片透射中心波長λθ由以下方程給出λθ＝λ0(1-a*sin2θ)1/2在此，a為一常數(shù)，該常數(shù)與薄膜濾波片之介質(zhì)薄膜有效折射率有關(guān)。
如圖4所示，本發(fā)明密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)包括四部分毛細管1、自聚焦透鏡2、濾波片3以及輸入、輸出光纖41、42。該毛細管1為雙內(nèi)孔毛細管，輸入、輸出光纖41、42置于內(nèi)孔且平行于毛細管中心軸線，并且不對稱地分設(shè)于中心軸線兩側(cè)，即內(nèi)孔距中心軸線的距離r1不等于r2。上述輸入、輸出光纖41、42以一定方式與雙孔毛細管1的兩內(nèi)孔結(jié)合在一起，如粘膠等。該雙孔毛細管1與該自聚焦透鏡2相耦合，雙孔毛細管1第一端面11與自聚焦透鏡2第一端面21相鄰，并且分別與光軸垂線有一定夾角α、β，目前一般為6度或8度，它的主要作用是用來增大回波損耗，減小反射光對系統(tǒng)的損害。同時，可在雙孔毛細管1第一端面11與自聚焦透鏡2第一端面21鍍防反射膜，同樣可增大回波損耗，減小反射光對系統(tǒng)的損害。自聚焦透鏡2的第二端面22與光軸垂線有一夾角γ。濾波片3與自聚焦透鏡的第二端面22以適當(dāng)方式結(jié)合，如粘膠等。
當(dāng)包含λ1…λm…λn等不同波長的復(fù)用光信號從輸入光纖41輸入，到達自聚焦透鏡2時，由于自聚焦透鏡2的會聚作用，復(fù)用光信號以一定角度入射到濾波片3之上。當(dāng)復(fù)用光信號入射到濾波片3上時特定波長的光信號λm被透射，而其它波長的光信號λ1…λm-1λm+1…λn被反射，經(jīng)自聚焦透鏡2聚焦后傳輸?shù)轿挥陔p孔毛細管1內(nèi)的輸出光纖42輸出。
為使某一特定濾波片可根據(jù)實際需要濾出不同中心波長的光信號，可通過研磨自聚焦透鏡2與濾波片3結(jié)合的第二端面22的角度γ，或者同時通過研磨自聚焦透鏡2與濾波片3結(jié)合的第二端面22的角度γ以及調(diào)整輸入、輸出光纖41、42與光軸之距離r1、r2來改變復(fù)用光信號與濾波片3之間的入射角，使得同一濾波片可濾出不同的中心波長。同樣地，當(dāng)濾波片3中心波長因制造誤差而偏移時，就可根據(jù)其偏移值通過調(diào)整自聚焦透鏡2與濾波片3結(jié)合的第二端面22的角度γ，或者同時調(diào)整自聚焦透鏡2與濾波片3結(jié)合的第二端面的角度γ及輸入、輸出光纖41、42與光軸之距離r1、r2，從而調(diào)整波分復(fù)用/解復(fù)用器件的中心波長到所要求的中心波長。
通過上述兩種方法可簡化工藝，提高產(chǎn)品良率及產(chǎn)出率，同時還可降低制造成本。
本發(fā)明還包括一種光濾波片波形調(diào)整方法。如圖4所示，首先測定濾波片3的實際中心波長；然后，根據(jù)濾波片3的實際中心波長與要求中心波長的差值確定自聚焦透鏡2的第二端面22應(yīng)研磨的角度γ，或者同時確定自聚焦透鏡2的第二端面22應(yīng)研磨的角度γ與雙孔毛細管1之雙孔至其中心軸之間的距離r1、r2；接著將濾波片3與研磨好的自聚焦透鏡2粘合在一起；最后將選定的雙孔毛細管1與粘在一起自聚焦透鏡2及濾波片3結(jié)合在一起。
權(quán)利要求
1.一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)，包括輸入/輸出光纖；一個雙孔毛細管，上述輸入/輸出光纖分別置于雙孔毛細管的兩內(nèi)孔內(nèi)并以一定方式與兩內(nèi)孔結(jié)合；一自聚焦透鏡，該自聚焦透鏡與上述雙孔毛細管通過一定方式結(jié)合在一起，使得在輸入光纖內(nèi)傳輸?shù)墓庑盘柲鼙粚?dǎo)入該自聚焦透鏡；及一濾波片，其特征在于濾波片與自聚焦透鏡遠離雙孔毛細管的端面以一定方式結(jié)合，該端面與自聚焦透鏡光軸有一夾角，被該濾波片反射的光信號經(jīng)自聚焦透鏡聚焦后經(jīng)輸出光纖輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)，其特征在于該雙孔毛細管的兩內(nèi)孔平行于該雙孔毛細管的中心軸線。
3.如權(quán)利要求2所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)，其特征在于該雙孔毛細管的兩內(nèi)孔與雙孔毛細管的光軸不對稱。
4.如權(quán)利要求1所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)，其特征在于該雙孔毛細管與自聚焦透鏡接近的端面與光軸有一夾角。
5.如權(quán)利要求4所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)，其特征在于該雙孔毛細管與自聚焦透鏡接近的端面與光軸的夾角為6至8度。
6.如權(quán)利要求1或4所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)，其特征在于該自聚焦透鏡與雙孔毛細管接近的端面與光軸有一夾角。
7.如權(quán)利要求6所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)，其特征在于該自聚焦透鏡與雙孔毛細管相鄰的端面均鍍有抗反射膜。
8.如權(quán)利要求6所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)，其特征在于該自聚焦透鏡與雙孔毛細管接近的端面與光軸的夾角為6至8度。
9.如權(quán)利要求1所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)，其特征在于該濾波片為薄膜濾波片。
10.一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整方法，其特征在于根據(jù)濾波片實際中心波長與所要求中心波長的差值，確定一自聚焦透鏡與一濾波片結(jié)合端面相對于上述自聚焦透鏡光軸的夾角，或根據(jù)濾波片實際中心波長與所要求中心波長的差值，同時確定上述自聚焦透鏡與濾波片結(jié)合端面與相對于上述自聚焦透鏡光軸的夾角及一雙孔毛細管的兩內(nèi)孔至該雙孔毛細管中心軸之間的距離；研磨濾波片與自聚焦透鏡結(jié)合端面至所要求的夾角；將濾波片與自聚焦透鏡粘合在一起；將雙孔毛細管與粘在一起的自聚焦透鏡及濾波片以一定方式結(jié)合；將輸入輸出光纖分別置于該雙孔毛細管的兩內(nèi)孔內(nèi)。
11.如權(quán)利要求9所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整方法，其特征在于該濾波片為薄膜濾波片。
12.如權(quán)利要求9所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整方法，其特征在于該雙孔毛細管與自聚焦透鏡接近的端面與光軸有一夾角。
13.如權(quán)利要求11所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整方法，其特征在于該雙孔毛細管與自聚焦透鏡接近端面與光軸的夾角為6至8度。
14.如權(quán)利要求9或11所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整方法，其特征在于該自聚焦透鏡與雙孔毛細管接近的端面與光軸有一夾角。
15.如權(quán)利要求14所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整方法，其特征在于該自聚焦透鏡與雙孔毛細管相鄰的端面均鍍有抗反射膜。
16.如權(quán)利要求13項所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)之光濾波片波形調(diào)整方法，其特征在于該自聚焦透鏡與雙孔毛細管接近端面與光軸的夾角為6至8度。
17.如權(quán)利要求9所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整方法，其特征在于該雙孔毛細管的兩內(nèi)孔平行于該雙孔毛細管的中心軸線。
18.如權(quán)利要求15所述的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整方法，其特征在于該雙孔毛細管的兩內(nèi)孔與雙孔毛細管的中心軸線不對稱。
全文摘要
本發(fā)明為一種密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光濾波片波形調(diào)整結(jié)構(gòu)及方法。該結(jié)構(gòu)主要包括用于輸入/輸出光信號的光纖,同時還包括自聚焦透鏡及濾波片。該結(jié)構(gòu)及方法可通過調(diào)整濾波片與自聚焦透鏡光軸之間的夾角或同時改變?yōu)V波片與自聚焦透鏡光軸之間的夾角及輸入/輸出光纖與光軸之間的距離來改變光信號與濾波片之間的入射角,從而調(diào)整濾波片中心波長,提高濾波片型波分復(fù)用/解復(fù)用器件的良率及產(chǎn)出率,同時降低制造成本。
文檔編號H04J14/02GK1381962SQ0111464
公開日2002年11月27日 申請日期2001年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月18日
發(fā)明者戴書麟 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司