具有低色散的光學梳狀濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型具有低色散的光學梳狀濾波器，包括有沿光路方向依次設置的輸入器、第一λ/4相位延遲片、偏振分光器；沿偏振分光器的反射光路上依次設置第二λ/4相位延遲片、第一GT腔；沿偏振分光器的透射光路上依次設置第三λ/4相位延遲片、第二GT腔；沿光路輸出方向依次設置λ/2相位延遲片、輸出器;在同樣的信道間隔下，有效的減少由GT腔帶來的色散。
【專利說明】具有低色散的光學梳狀濾波器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光通訊器件【技術領域】，特別涉及一種具有低色散的光學梳狀濾波器。
【背景技術】
[0002]隨著信息通信的迅猛發展，語音、圖像、數據的信息交流的日益增加。尤其是因特網的廣泛應用，人們對寬帶通信提出了更高的要求。為了在盡可能短的時間內，能夠以低成本、高質量的系統滿則人們對寬帶通信的需求，波分復用(WDM)技術被廣泛應用，波分復用是通過不同波長可在同一根光線中傳輸的原理來增加信道數量，可使信號的傳輸成倍提高，波分復用可以擴大光纖通信容量，而不需要設立新的光纖數路。降低了網絡建設費用。
[0003]提高光纖傳輸容量的另一途徑是進一步減小信道間隔。目前，根據國際通信聯盟(ITU)的規定，信道的間隔都在IOOHz或200Hz，若想要對原系統進行低價擴容，人們首選光學梳狀濾波器，因為它可以再不改變原有設備和系統的基礎上，通過改變信道間隔的方法來進行。即:對信道間隔為200Hz的原系統，可以使用IOOGHz的光學梳狀濾波器；對信道間隔為IOOGHz的原系統，可以使用50GHz的光學梳狀濾波器。該梳狀濾波器的功能是將一列等間隔的光波信號通過擴大信道間隔而交替分為奇數和偶數信道兩列信號，信道間隔變為原來的兩倍，即解復用；或將兩列信號通過縮小信道間隔而復用為一列。由于光學梳狀濾波器可以再不更換原有設備的基礎上進行擴容，節省了開支。因此，光學梳狀濾波器對現有光通信波分復用系統的升級，有著十分重要的作用。目前制作梳狀濾波器的技術主要有:
1.基于雙折射晶體偏振光干涉行；2.基于玻璃片偏振光干涉型；3.基于邁克爾遜-GT腔干涉儀型(Michelson-Gires-Tournoislnterferometer,簡稱 MGTI 型)；4.基于雙折射 GT 腔偏振光干涉型(BirefringentGires-TournoisInterfermeter,簡稱 BGTI 型)。
[0004]現有技術的MGTI型的光學梳狀濾波器，包含Gires-Tournois干涉腔(簡稱GT干涉腔)，因MGTI型的GT干涉腔的自由光譜區(FreeSpectralRange，簡稱FSR)比較小，所以造成MGTI型干涉儀的色散比較大，因此限制了 MGTI型干涉儀在40GHz通信系統上的應用。
實用新型內容
[0005]本實用新型提供一種節約成本、體積小型化的偏振光干涉型的梳狀濾波器。
[0006]為了實現所述目的，本實用新型提供一種具有低色散的光學梳狀濾波器，包括有沿光路方向依次設置的輸入器(1-1)、第一 λ/4相位延遲片(2-1)、偏振分光器(3-1);沿偏振分光器(3-1)的反射光路上依次設置第二 λ/4相位延遲片(2-2)、第一 GT腔(4-1)；沿偏振分光器(3-1)的透射光路上依次設置第三λ /4相位延遲片(2-3)、第二GT腔(4-2)；沿光路輸出方向依次設置λ/2相位延遲片(2-4)、輸出器(1-2)。
[0007]其中，優選實施方式為:所述輸入器1-1包括有第一光纖準直器(8-1)、第一偏振分束器(7-1)、第一折光棱鏡(9-1)依次設置。
[0008]其中，優選實施方式為:所述輸出器(1-2)包括有第二偏振分束器(7-2)、第二折光棱鏡(9-2 )、第二光纖準直器(8-2 )、第三光纖準直器(8-3 )。
[0009]其中，優選實施方式為:所述的偏振分光器(3-1)由PBS棱鏡構成，所述的PBS棱鏡的對角面上鍍有PBS膜。
[0010]其中，優選實施方式為:第一 λ/4相位延遲片(2-1)、第二 λ/4相位延遲片(2-2)、第三λ/4相位延遲片(2-3)、λ/2相位延遲片(2-4)均采用石英波片。
[0011]其中，優選實施方式為:第一 GT腔(4-1)和第二 GT腔(4-2)的FSR設置為100GHz，同時第一 GT腔(4-1)和第二 GT腔(4-2)的前表面反射率相同，并且第一 GT腔(4-1)和第二 GT腔(4-2)的中心頻率設置為相差50GHz。
[0012]實施本實用新型的具有低色散的光學梳狀濾波器，具有以下有益效果:1.在同樣的信道間隔下，BGTI結構的GT腔比MGTI結構的GT腔的FSR大一倍，從而有效的減少由GT腔帶來的色散；2.光學元件比較少，結構更為簡單；3.成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施例對本實用新型的結構進一步說明。
[0014]圖1為本實用新型的低色散的梳狀濾波器的整體結構示意圖。
[0015]圖2a為輸入器1-1的結構。
[0016]圖2b為輸出器1-2的結構。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型具有低色散的光學梳狀濾波器的工作原理做進一步說明。
[0018]如圖1所示，具有低色散的光學梳狀濾波器，包括有:沿光路輸入方向依次設置的輸入器1-1、第一 λ/4相位延遲片2-1、偏振分光器3-1 ;沿偏振分光器3-1的反射光路上依次設置第二 λ /4相位延遲片2-2、第一 GT腔4-1 ;沿偏振分光器3-1的透射光路上依次設置第三λ/4相位延遲片2-3、第二 GT腔4-2 ;沿光路輸出方向依次設置λ/2相位延遲片2-4、輸出器1-2。
[0019]上述的光學兀器件可設置在一塊底板上，底板可以是金屬材料，也可以是玻璃材料；也可通過光膠連接，使結構更緊湊。
[0020]圖2a是輸入器1-1的結構,所述輸入器1_1包括有第一光纖準直器8_1、第一偏振分束器7-1、第一折光棱鏡9-1依次設置。圖2b是輸出器1-2的結構,所述輸出器1-2包括有第二偏振分束器7-2、第二折光棱鏡9-2、第二光纖準直器8-2、第三光纖準直器8-3。
[0021]輸入器1-1的光學結構將光束分解成光纖Ilc和Ild兩束偏振光,且偏振光Ilc和Ild的偏振方向互相垂直。當光線Ilc進入輸出器1-2后變成兩束光12c和12d，其中光束12c和12d的偏振方向互相垂直,光束12c由輸出器1-2的第二光纖準直器8_2輸出，光束12d由輸出器1-2的第三光纖準直器8-3輸出；當光線Ild進入輸出器1-2后變成兩束光13c和13d，其中光束13c和13d的偏振方向互相垂直，光束13c由第二光纖準直器8-2輸出，光束13d由第三光纖準直器8-3輸出。
[0022]本實用新型所述的偏振分光器3-1由PBS棱鏡構成，所述PBS棱鏡可以是正方體。所述的PBS棱鏡的對角面上鍍有PBS膜。如圖1所示，偏振分光器3-1的對角面鍍有PBS膜，該對角面垂直于紙面，和紙面的交線就是圖中偏振分光器3-1的斜線。
[0023]所述的第一 λ /4相位延遲片2-1、第二 λ /4相位延遲片2-2、第三λ /4相位延遲片2-3、λ /2相位延遲片2-4均采用石英波片。
[0024]對于50G/100GHZ的光學梳狀濾波器，第一 GT腔4_1和第二 GT腔4_2的FSR設置為100GHz，同時第一 GT腔4-1和第二 GT腔4_2的前表面反射率相同，并且第一 GT腔4_1和第二 GT腔4-2的中心頻率設置為相差50GHz。
[0025]在本實用新型中，輸入器1-1和輸出器1-2用于光束的發射和接收；第一 λ /4相位延遲片2-1、第二 λ /4相位延遲片2-2、第三λ /4相位延遲片2-3、λ /2相位延遲片2_4都是用于產生相位延遲以達到改變光束偏振態的效果；偏振分光器3-1用于該變偏振光的傳播路徑，不同偏振態的光束或者發生折射或者發生透射；第一 GT腔4-1和第二 GT腔4-2分別用于產生附加色散和干涉濾波的作用。
[0026]任一偏振光可分解為互相垂直的兩個同位相的線偏振光,垂直于入射面(主平面)和平行于入射面(主平面)兩個方向，垂直于入射面(主平面)為s波(用圓圈內有X的符號表示)，平行于入射面(主平面)為P波(用圓圈內有-的符號表示)。圖1所示的光路具體描述如下，光線經過輸入器1-1輸出，輸出光被分解成兩束偏振方向互相垂直的線偏振光，即光線Ilc和lld，其中光線Ilc為S波，光線Ild為P波，進入第一 λ/4相位延遲片2_1后，其中，光線Ilc被分解為s波和P波,進入偏振分光器3-1,其中s波經由偏振分光器3-1反射進入第二 λ /4相位延遲片2-2，再進入第一 GT腔4-1，經第一 GT腔4_1反射回來后再經過第二 λ /4相位延遲片2-2變成P波，然后再入射到偏振分光片3-1 ;同時P波經由偏振分光器3-1透射到第三λ /4相位延遲片2-3，再進入第二 GT腔4-2，經第二 GT腔4_2反射回來后再經過第三λ/4相位延遲片2-3變成s波，然后再入射到偏振分光片3-1。同樣，對光線Ild來說,經過第一 λ/4相位延遲片2-1后同樣被分解為s波和P波,與光線Ilc的光程相同，再次不再贅述。這時，經由偏振分光器3-1的光束既有s波又有P波，光束再由λ /2相位延遲片2-4后，s波由輸出器1-2的第二光纖準直器8-2輸出，P波由輸出器1_2的第三光纖準直器8-3輸出。
[0027]實施本實用新型的具有低色散的光學梳狀濾波器，具有以下有益效果:1.在同樣的信道間隔下，BGTI結構的GT腔比MGTI結構的GT腔的FSR大一倍，從而有效的減少由GT腔帶來的色散；2.光學元件比較少，結構更為簡單；3.成本低。
[0028]以上所述者，僅為本實用新型最佳實施例而已，并非用于限制本實用新型的范圍，凡依本實用新型申請專利范圍所作的等效變化或修飾，皆為本實用新型所涵蓋。
【權利要求】
1.具有低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于，包括有沿光路方向依次設置的輸入器(1-1)、第一 λ/4相位延遲片(2-1)、偏振分光器(3-1);沿偏振分光器(3-1)的反射光路上依次設置第二 λ/4相位延遲片(2-2)、第一 GT腔(4-1);沿偏振分光器(3-1)的透射光路上依次設置第三λ/4相位延遲片(2-3)、第二 GT腔(4-2);沿光路輸出方向依次設置λ/2相位延遲片(2-4)、輸出器(1-2)。
2.如權利要求1所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:所述輸入器1-1包括有第一光纖準直器(8-1)、第一偏振分束器(7-1)、第一折光棱鏡(9-1)依次設置。
3.如權利要求1所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:所述輸出器(1-2)包括有第二偏振分束器(7-2)、第二折光棱鏡(9-2)、第二光纖準直器(8-2)、第三光纖準直器(8-3)。
4.如權利要求1所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:所述的偏振分光器(3-1)由PBS棱鏡構成。
5.如權利要求4所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:所述的PBS棱鏡的對角面上鍍有PBS膜。
6.如權利要求1所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:第一λ/4相位延遲片(2-1)、第二 λ/4相位延遲片(2-2)、第三λ/4相位延遲片(2-3)、λ/2相位延遲片(2_4)均采用石英波片。
7.如權利要求1所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:第一GT腔(4-1)和第二 GT腔(4-2 )的FSR設置為IOOGHz，同時第一 GT腔(4_1)和第二 GT腔(4_2 )的前表面反射率相同，并且第一 GT腔(4-1)和第二 GT腔(4-2)的中心頻率設置為相差50GHz。
【文檔編號】G02B6/27GK203732757SQ201420100666
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月6日 優先權日:2014年3月6日
【發明者】黃曙亮, 華一敏, 王利, 于濱 申請人:昂納信息技術（深圳）有限公司