專利名稱：基于可調(diào)諧法布里-珀羅腔的光波長交換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光波分復(fù)用(wavelength-division multiplexing, WDM)技術(shù)領(lǐng) 域，特別是一種基于可調(diào)諧法布里_珀羅腔的光波長交換裝置。
背景技術(shù)：
在波分復(fù)用技術(shù)中，每個(gè)波長的光傳輸一路信號(hào)，光纖中傳輸?shù)氖嵌嗖ㄩL的復(fù) 用光信號(hào)，這樣可以在一根光纖中同時(shí)傳輸多路信號(hào)。在信息接收節(jié)點(diǎn)處，使用光波長交換 技術(shù)將特定波長的光信號(hào)分下，并將特定波長的光信號(hào)上路。光波分復(fù)用技術(shù)分可以利用的單模光纖傳輸帶寬很大，約為25THz，有巨大的開 發(fā)潛力。目前，通信網(wǎng)信息接收節(jié)點(diǎn)處使用的光一電一光信號(hào)處理技術(shù)大大限制了通信的 實(shí)際帶寬，降低了通信速率。光波長交換技術(shù)克服了電子瓶頸，對(duì)信號(hào)格式、速率和協(xié)議透 明，是實(shí)現(xiàn)大容量、高速率全光網(wǎng)通信的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)器件。光波長交換技術(shù)包括非可調(diào)諧和可 調(diào)諧兩種，可調(diào)諧光波長交換技術(shù)可以選擇性地從多波長信號(hào)中提取需要的任意波長到本 地以及將本地波長插人到線路中去，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度，從而加快連接配置速度、 增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)生存能力和簡化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營維護(hù)工作。光波長交換技術(shù)的類型通常根據(jù)其濾波原理和結(jié)構(gòu)分為分立器件型，光纖光柵 型，集成平面光波導(dǎo)型，波長選擇開關(guān)型等，可調(diào)諧功能通常通過電光調(diào)諧、熱光調(diào)諧、聲光 調(diào)諧等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。目前，已實(shí)用化的光波長交換技術(shù)多為不可調(diào)諧型?？烧{(diào)諧波長交換技術(shù) 多處于實(shí)驗(yàn)階段，而且由于其技術(shù)和機(jī)構(gòu)復(fù)雜、成本高、調(diào)諧范圍窄、不可連續(xù)調(diào)諧等缺點(diǎn)， 尚不能滿足未來應(yīng)用的要求，更不具備滿足網(wǎng)絡(luò)升級(jí)擴(kuò)容的潛力。例如文獻(xiàn)(Qirui Huang, Fengguang Luo, and Zhuo Wan. Parallel-Stage-Based Reconfigurable Optical Add - Drop Multiplexer for WDM Optical Transport Networks. IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 18，NO. 17，pp. 1864-1866， SEPTEMBER 1，2006.)中論述的如圖1所示的可調(diào)諧波長交換器件由4組每組2個(gè)的光纖 布拉格光柵(FBG)和4個(gè)光開關(guān)按照一定結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)復(fù)用信號(hào)X1、λ2、入3和λ4從輸 入端輸入時(shí)，分別關(guān)閉光開關(guān)1、光開關(guān)2、光開關(guān)3、光開關(guān)4可分別分下X1、λ2、λ3、λ4 使其從下路端輸出，剩余波長信號(hào)則從輸出端輸出。與分下信號(hào)波長相同的上路信號(hào)可從 上路端輸入與剩余波長信號(hào)一起從輸出端輸出。該類結(jié)構(gòu)的光波長交換器件能夠調(diào)諧的波 長數(shù)有限，由FBG組數(shù)和光開關(guān)數(shù)決定，不具備升級(jí)擴(kuò)容的潛力。如果要在通信網(wǎng)中增加 信道數(shù)，則要更換升級(jí)為FBG組數(shù)和光開關(guān)數(shù)更多的器件才能滿足需要，這樣也會(huì)造成資 源浪費(fèi)。更嚴(yán)重的問題是FBG的溫度漂移問題目前還沒有得到解決。在光環(huán)形網(wǎng)中經(jīng)常使用雙向波長交換技術(shù)，例如文獻(xiàn)(郭威，紀(jì)越峰，黃 永清等.單雙向OADM節(jié)點(diǎn)混合時(shí)的光環(huán)形網(wǎng)的保護(hù)[J].光通信研究，2001 (5) :5_8.)中 論述的如圖2所示的雙纖雙向波長交換技術(shù)，該系統(tǒng)使用了兩套復(fù)用/解復(fù)用模塊、上下 路模塊和發(fā)射接收模塊，每個(gè)方向使用其中一套和一根光纖。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)主要是其中的 復(fù)用/解復(fù)用器需要對(duì)所有的波長進(jìn)行復(fù)用/解復(fù)用，而不是選擇性地復(fù)用/解復(fù)用出上路/下路信號(hào)，這樣造成了資源浪費(fèi)。另外，該系統(tǒng)需要使用兩根光纖，對(duì)已經(jīng)鋪設(shè)好的光 通信設(shè)施不適用。
發(fā)明內(nèi)容[0007]為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，可連續(xù)調(diào)諧，成本 低的基于可調(diào)諧法布里_珀羅腔的光波長交換裝置。基于可調(diào)諧法布里_珀羅腔的光波長交換裝置，包括第一工作部和第二工作部， 第一工作部和第二工作部均包括與光纖連接、使原始光信號(hào)只沿一個(gè)時(shí)鐘方向傳遞的光環(huán) 行器，將目標(biāo)信號(hào)從原始光信號(hào)中分下、并將剩余光信號(hào)反射回光環(huán)行器的可調(diào)諧F-P腔 模塊(可調(diào)諧法布里_珀羅腔模塊)，和將由激光發(fā)生器產(chǎn)生的上路端信號(hào)和剩余信號(hào)合為 一束的波分復(fù)用器；兩個(gè)工作部的光環(huán)行器的光信號(hào)傳遞方向相反，第一工作部的波分復(fù)用器的輸出 端與第二工作部的光環(huán)行器連接，與第二工作部的光環(huán)行器右側(cè)端口相連接的光纖作為第 一工作部的輸出光纖；第二工作部的波分復(fù)用器的輸出端與第一工作部的光環(huán)行器上側(cè)端 口相連接，與第一工作部的光環(huán)行器左側(cè)端口相連接的光纖作為第二工作部的輸出光纖；所述的可調(diào)諧F-P腔模塊包括呈中空柱體狀的套管，套裝于套管內(nèi)的第一光纖頭 和第二光纖頭，以及能帶動(dòng)光纖頭縱向移動(dòng)、以實(shí)現(xiàn)光波波長調(diào)諧的環(huán)形壓電陶瓷片；所述 的套管底端向套管內(nèi)部延伸形成內(nèi)凸的臺(tái)階，所述的壓電陶瓷片置于所述的臺(tái)階上，所述 的第二光纖頭壓緊所述的壓電陶瓷片，所述的第一光纖頭位于第二光纖頭上方、且與第二 光纖頭之間有間隙，所述的第一、第二光纖頭中均設(shè)有允許光纖穿設(shè)其中的通孔，兩根端面 鍍有高反膜的光纖分別穿設(shè)于對(duì)應(yīng)的光纖頭中；所述的壓電陶瓷片與電源連接。進(jìn)一步，與所述的第一工作部中的光環(huán)行器左側(cè)端口連接的光纖作為第一工作部 的輸入光纖，與所述的第二工作部中的光環(huán)行器右側(cè)端口連接的光纖作為第二工作部的輸 入光纖。進(jìn)一步，所述的光環(huán)行器為四端口光環(huán)行器。進(jìn)一步，所述的套管由剛性、內(nèi)壁平行度極高的上段和下段拼接而成，所述的下段 的內(nèi)孔孔徑小于所述的上段的內(nèi)孔孔徑，所述的壓電陶瓷片置于下段上。本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是本實(shí)用新型基于可調(diào)諧法布里_珀羅腔的光波長交換 技術(shù)，采用了光纖互相連接的光環(huán)形器、波分復(fù)用器和可調(diào)諧F-P腔模塊，結(jié)構(gòu)簡單、性能 穩(wěn)定、便于組裝和實(shí)用化。由于使用了所述可調(diào)諧F-P模塊，可對(duì)分下波長進(jìn)行連續(xù)調(diào)諧， 實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)選擇和配置波長，而且其可容納的信道數(shù)目可以增加，便于網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。另外，本 實(shí)用新型采用了雙向結(jié)構(gòu)，可在同一光纖實(shí)現(xiàn)雙向通信。本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在1.作為一種光波長交換技術(shù)，其內(nèi)部采用全 光纖連接結(jié)構(gòu)，大大提高了器件的穩(wěn)定性、可維修性，并且簡化了器件結(jié)構(gòu)和降低了成本。 2.使用單個(gè)可調(diào)諧F-P腔器件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)波長的連續(xù)調(diào)諧，可調(diào)諧波長數(shù)目可增加，并且 調(diào)諧范圍大，滿足網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容升級(jí)的要求。3.所述的可調(diào)諧F-P腔模塊均采用溫度不敏感、彈 性小的材料，其元件均精密加工，可實(shí)現(xiàn)對(duì)濾過波長的精確調(diào)諧。4.采用了雙向結(jié)構(gòu)，可在 環(huán)形網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)單纖雙向通信。
圖1是已有的一種可調(diào)諧波長交換技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是已有的一種可調(diào)諧波長交換技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型基于可調(diào)諧法布里-珀羅腔的光波長交換技術(shù)的外部端口示意 圖。圖4是本實(shí)用新型基于可調(diào)諧法布里-珀羅腔的光波長交換技術(shù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意 圖。圖5是四端口光環(huán)形器的外部端口示意圖。圖6是可調(diào)諧F-P腔模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是端面鍍有高反膜的光纖示意圖。
具體實(shí)施方式參照附圖，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型基于可調(diào)諧法布里_珀羅腔的光波長交換裝置，包括第一工作部和第二工作部， 第一工作部和第二工作部均包括與光纖連接、使原始光信號(hào)只沿一個(gè)時(shí)鐘方向傳遞的光環(huán) 行器，將目標(biāo)信號(hào)從原始光信號(hào)中分下、并將剩余光信號(hào)反射回光環(huán)行器的可調(diào)諧F-P腔 模塊，和將由激光發(fā)生器產(chǎn)生的上路端信號(hào)和剩余信號(hào)合為一束的波分復(fù)用器；兩個(gè)工作部的光環(huán)行器的光信號(hào)傳遞方向相反，第一工作部的波分復(fù)用器的輸出 端與第二工作部的光環(huán)行器連接，與第二工作部的光環(huán)行器右側(cè)端口相連接的光纖作為第 一工作部的輸出光纖；第二工作部的波分復(fù)用器的輸出端與第一工作部的光環(huán)行器上側(cè)端 口相連接，與第一工作部的光環(huán)行器左側(cè)端口相連接的光纖作為第二工作部的輸出光纖；所述的可調(diào)諧F-P腔模塊包括呈中空柱體狀的套管1，套裝于套管1內(nèi)的第一光纖 頭21和第二光纖頭22，以及能帶動(dòng)光纖頭21、22縱向移動(dòng)、以實(shí)現(xiàn)光波波長調(diào)諧的環(huán)形壓 電陶瓷片3 ；所述的套管1底端向套管內(nèi)部延伸形成內(nèi)凸的臺(tái)階4，所述的壓電陶瓷片3置 于所述的臺(tái)階4上，所述的第二光纖頭22壓緊所述的壓電陶瓷片3，所述的第一光纖頭21 位于第二光纖頭22上方、且與第二光纖頭22之間有間隙，所述的第一、第二光纖頭21、22 中均設(shè)有允許光纖5穿設(shè)其中的通孔，兩根端面鍍有高反膜51的光纖5分別穿設(shè)于對(duì)應(yīng)的 光纖頭21、22中；所述的壓電陶瓷片3與電源連接。與所述的第一工作部中的光環(huán)行器連接的光纖作為第一工作部的輸入光纖，與所 述的第二工作部中的光環(huán)行器連接的光纖作為第二工作部的輸入光纖。所述的光環(huán)行器為四端口光環(huán)行器。所述的套管1由剛性、內(nèi)壁平行度極高的上段11和下段12拼接而成，所述的下段 12的內(nèi)孔孔徑小于所述的上段11的內(nèi)孔孔徑，所述的壓電陶瓷片4置于下段上。本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是本實(shí)用新型基于可調(diào)諧法布里_珀羅腔的光波長交換 技術(shù)，采用了光纖互相連接的光環(huán)形器、波分復(fù)用器和可調(diào)諧F-P腔模塊，結(jié)構(gòu)簡單、性能 穩(wěn)定、便于組裝和實(shí)用化。由于使用了所述可調(diào)諧F-P模塊，可對(duì)分下波長進(jìn)行連續(xù)調(diào)諧， 實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)選擇和配置波長，而且其可容納的信道數(shù)目可以增加，便于網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。另外，本實(shí)用新型采用了雙向結(jié)構(gòu)，可在同一光纖實(shí)現(xiàn)雙向通信。所述光環(huán)形器如圖5所示為四端口光環(huán)形器，其作用是將來自第一根光纖的光束 耦合到第二根光纖，將來自第二根光纖的光束耦合到第三根光纖，將來自第三根光纖的光 束耦合到第四根光纖。光的傳輸方向與箭頭方向一致，反向則無法傳輸。所述光環(huán)形器的 作用是使從輸入端入射的光信號(hào)進(jìn)入可調(diào)諧F-P腔模塊中，使F-P腔模塊反射的剩余光信 號(hào)沿著光纖進(jìn) 入波分復(fù)用器中，并且使從波分復(fù)用器傳輸來的光信號(hào)從輸出端輸出。所述波分復(fù)用器的功能是將上路光信號(hào)和剩余光信號(hào)合為一束在光纖中傳輸，作 為輸出信號(hào)從輸出端輸出。所述剩光信號(hào)為輸入光信號(hào)經(jīng)所述可調(diào)諧F-P腔模塊反射的光 信號(hào)。兩根纖芯端面均鍍有高反膜的光纖分別插入第一光纖頭和第二光纖頭內(nèi)，高反膜 的作用是形成微型F-P腔，使第一光纖頭中的光纖出射的光束在兩個(gè)高反膜之間形成多光 束干涉以透過特定波長的光信號(hào)，讓其進(jìn)入第二光纖頭中的光纖中作為下路信號(hào)從下路端 輸出，而使沒有被透射的波長的光信號(hào)反射并在第一光纖頭中的光纖中作為剩余信號(hào)傳 輸。所述環(huán)形壓電陶瓷片為縱向伸縮型，其作用是伸縮以帶動(dòng)第二光纖頭中的光纖頭 縱向移動(dòng)以改變所述兩光纖端面高反膜之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)透過和反射波長的可調(diào)諧。 所述電源及控制系統(tǒng)的作用是為所述環(huán)形壓電陶瓷片提供可變的電壓，以改變其伸縮長度。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及 于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.基于可調(diào)諧法布里-珀羅腔的光波長交換裝置，包括第一工作部和第二工作部，第 一工作部和第二工作部均包括與光纖連接、使原始光信號(hào)只沿一個(gè)時(shí)鐘方向傳遞的光環(huán)行 器，將目標(biāo)信號(hào)從原始光信號(hào)中分下、并將剩余光信號(hào)反射回光環(huán)行器的可調(diào)諧F-P腔模 塊，和將由激光發(fā)生器產(chǎn)生的上路端信號(hào)和剩余信號(hào)合為一束的波分復(fù)用器；兩個(gè)工作部的光環(huán)行器的光信號(hào)傳遞方向相反，第一工作部的波分復(fù)用器的輸出端與 第二工作部的光環(huán)行器連接，與第二工作部的光環(huán)行器右側(cè)端口相連接的光纖作為第一工 作部的輸出光纖；第二工作部的波分復(fù)用器的輸出端與第一工作部的光環(huán)行器上側(cè)端口相 連接，與第一工作部的光環(huán)行器左側(cè)端口相連接的光纖作為第二工作部的輸出光纖；所述的可調(diào)諧F-P腔模塊包括呈中空柱體狀的套管，套裝于套管內(nèi)的第一光纖頭和第 二光纖頭，以及能帶動(dòng)光纖頭縱向移動(dòng)、以實(shí)現(xiàn)光波波長調(diào)諧的環(huán)形壓電陶瓷片；所述的套 管底端向套管內(nèi)部延伸形成內(nèi)凸的臺(tái)階，所述的壓電陶瓷片置于所述的臺(tái)階上，所述的第 二光纖頭壓緊所述的壓電陶瓷片，所述的第一光纖頭位于第二光纖頭上方、且與第二光纖 頭之間有間隙，所述的第一、第二光纖頭中均設(shè)有允許光線穿設(shè)其中的通孔，兩根端面鍍有 高反膜的光線分別穿設(shè)于對(duì)應(yīng)的光纖頭中；所述的壓電陶瓷片與電源連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于可調(diào)諧法布里-珀羅腔的光波長交換裝置，其特征在于 與所述的第一工作部中的光環(huán)行器左側(cè)端口連接的光纖作為第一工作部的輸入光纖，與所 述的第二工作部中的光環(huán)行器右側(cè)端口連接的光纖作為第二工作部的輸入光纖。
3.如權(quán)利要求2所述的基于可調(diào)諧法布里-珀羅腔的光波長交換裝置，其特征在于 所述的光環(huán)行器為四端口光環(huán)行器。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的基于可調(diào)諧法布里-珀羅腔的光波長交換裝置，其特征 在于所述的套管由剛性、內(nèi)壁平行度極高的上段和下段拼接而成，所述的下段的內(nèi)孔孔徑 小于所述的上段的內(nèi)孔孔徑，所述的壓電陶瓷片置于下段上。
專利摘要基于可調(diào)諧法布里-珀羅腔的光波長交換裝置，包括第一工作部和第二工作部，第一工作部和第二工作部均包括與光環(huán)行器，可調(diào)諧F-P腔模塊和波分復(fù)用器；可調(diào)諧F-P腔模塊包括呈中空柱體狀的套管，套裝于套管內(nèi)的第一光纖頭和第二光纖頭，以及能帶動(dòng)光纖頭縱向移動(dòng)、以實(shí)現(xiàn)光波波長調(diào)諧的環(huán)形壓電陶瓷片；套管底端向套管內(nèi)部延伸形成內(nèi)凸的臺(tái)階，壓電陶瓷片置于臺(tái)階上，第二光纖頭壓緊壓電陶瓷片，第一光纖頭位于第二光纖頭上方、且與第二光纖頭之間有間隙，第一、第二光纖頭中均設(shè)有允許光線穿設(shè)其中的通孔，兩根端面鍍有高反膜的光線分別穿設(shè)于對(duì)應(yīng)的光纖頭中；壓電陶瓷片5與電源連接。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，可連續(xù)調(diào)諧，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04J14/02GK201887911SQ20102065323
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月11日
發(fā)明者樂孜純, 張明, 陳君, 魏震 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)