一種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、第一λ/2相位延遲片、第一偏振分光器；沿反射光路依次設置第一λ/4相位延遲片、第一反射片；沿透射光路依次設置第二λ/4相位延遲片、第一GT腔；沿光路輸出方向依次設置第二λ/2相位延遲片、第二偏振分光器；沿第二偏振分光器的反射光路依次設置第三λ/4相位延遲片、第二GT腔；沿第二偏振分光器的透射光路依次設置第四λ/4相位延遲片；第二反射片；沿第二偏振分光器的輸出光路依次設置第三λ/2相位延遲片、第四λ/2相位延遲片、奇偶信道偏振分光器、輸出器；上述的光學梳狀濾波器能夠實現兩次濾波；且能夠補償兩次濾波產生的色散。
【專利說明】一種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]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。光學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-Tournois Interferometer,簡稱 MGTI 型)；4.基于雙折射 GT 腔偏振光干涉型(BirefringentGires-TournoisInterfermeter,簡稱 BGTI 型)。
[0003]其中，基于雙折射GT腔偏振光干涉型的梳狀濾波器，其色散在通帶內幾乎為零，因而被廣泛應用于40G系統。但此種結構，包括雙折射晶體，成本較高，而且需要使用兩種以上的晶體來實現溫度補償，工藝更為復雜。
實用新型內容
[0004]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。
[0005]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，包括有沿光路輸入方向依次設置的輸入器(1-1)、第一 λ /2相位延遲片(2-1)、第一偏振分光器(4-1);沿第一偏振分光器(4-1)的反射光路上依次設置第一 λ/4相位延遲片(3-1)、第一反射片(5-1);沿第一偏振分光器(4-1)的透射光路上依次設置第二 λ/4相位延遲片(3-2)、第一 GT腔(6-1);沿第一偏振分光器(4-1)的光路輸出方向依次設置第二 λ/2相位延遲片(2-2)、第二偏振分光器(4-2);沿第二偏振分光器(4-2)的反射光路依次設置第三λ/4相位延遲片(3-3)、第二 GT腔(6-2);沿第二偏振分光器(4-2)的透射光路依次設置第四λ/4相位延遲片(3-4);第二反射片(5-2);沿第二偏振分光器(4-2)的輸出光路依次設置第三λ/2相位延遲片(2-3)、第四λ/2相位延遲片(2-4)、奇偶信道偏振分光器(1-3)、輸出器(1-2)。
[0006]其中，優選實施方式為: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。其中,優選實施方式為: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 )。
[0007]其中，優選實施方式為:第一偏振分光器(4-1)、第二偏振分光器(4-2)由PBS棱鏡構成，且PBS棱鏡的對角面上鍍有PBS膜。[0008]其中，優選實施方式為:第一 λ/4相位延遲片(3-1)、第二 λ/4相位延遲片(3-2)、第三λ/4相位延遲片(3-3)、第四λ/4相位延遲片(3-4)均采用石英波片，且其光軸方向均設置為45°。
[0009]其中，優選實施方式為:第一 λ/2相位延遲片(2-1)、第二 λ/2相位延遲片(2-2)、第三λ/2相位延遲片(2-3)及第四λ/2相位延遲片(2-4)均采用石英波片，且其中第一 λ/2相位延遲片(2-1)的光軸方向設置為22.5° ,第四λ/2相位延遲片(2-4)的光軸方向設置為45°。
[0010]其中，優選實施方式為:第一 GT腔(6-1)的FSR設置為IOOGHz，并且第二 GT腔(6-2)的FSR設置為第一 GT腔(6-1)的FSR的二分之一。
[0011]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.基于雙折射GT腔偏振光干涉型的梳狀濾波器，能夠實現兩次濾波；2.利用光路產生相反的色散來補償兩次濾波產生的色散,從而做到帶寬內色散小于20ps/nm ；3.降低生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和實施例對本實用新型的結構進一步說明。
[0013]圖1為本實用新型的低色散的光學梳狀濾波器的整體結構示意圖。
[0014]圖2a為輸入器1-1的結構。
[0015]圖2b為輸出器1-2的結構。
[0016]圖3為本實用新型的低色散的光學梳狀濾波器的光路結構示意圖。
【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 /2相位延遲片2-1、第一偏振分光器4-1 ;沿第一偏振分光器4-1的反射光路上依次設置第一 λ /4相位延遲片3-1、第一反射片5-1 ;沿第一偏振分光器4-1的透射光路上依次設置第二 λ/4相位延遲片3-2、第一 GT腔6-1 ;沿第一偏振分光器4-1的光路輸出方向依次設置第二 λ/2相位延遲片2-2、第二偏振分光器4-2。沿第二偏振分光器4-2的反射光路依次設置第三λ /4相位延遲片3-3、第二 GT腔6-2 ;沿第二偏振分光器4_2的透射光路依次設置第四λ /4相位延遲片3-4 ;第二反射片5-2 ;沿第二偏振分光器4-2的輸出光路依次設置第三λ/2相位延遲片2-3、第四λ/2相位延遲片2-4、奇偶信道偏振分光器1-3、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包括有第二光纖準直器8-2、第二偏振分束器7-2、第二折光棱鏡9-2、第三光纖準直器8-3。
[0021]請同時參考圖3，圖3為本實用新型的低色散的光學梳狀濾波器的光路結構示意圖。輸入器1-1的光學結構將光束分解成光纖I Ia和12a兩束偏振光,且偏振光I Ia和12a的偏振方向互相垂直。在光線Ila進入輸出器1-2前變成兩束光Ilb和12b，其中光束Ilb和12b的偏振方向互相垂直,光束Ilb和12b經由輸出器1_2的第二偏振分束器7_2、第二折光棱鏡9-2后，由第二光纖準直器8-2輸出；在光線12a進入輸出器1_2前變成兩束光Ilc和12c，其中光束Ilc和12c的偏振方向互相垂直，光束Ilc和12c經由輸出器1_2的第二偏振分束器7-2、第二折光棱鏡9-2后，由第三光纖準直器8-3輸出。
[0022]本實用新型所述的第一偏振分光器4-1和第二偏振分光器4-2均由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，第一偏振分光器4-1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第一偏振分光器4-1的斜線；第二偏振分光器4-2與第一偏振分光器4-1相同，在此不再贅述。
[0023]所述的第一 λ /4相位延遲片3-1、第二 λ /4相位延遲片3-2、第三λ /4相位延遲片3-3、第四λ/4相位延遲片3-4均采用石英波片，且其光軸方向設置為45°。同樣的，第一 λ /2相位延遲片2-1、第二 λ /2相位延遲片2-2、第三λ /2相位延遲片2-3及第四λ /2相位延遲片2-4均采用石英波片，且其中第一 λ /2相位延遲片2-1的光軸方向設置為22.5°，第四λ/2相位延遲片2-4的光軸方向設置為45°。
[0024]對于50G/100GHZ的光學梳狀濾波器，第一 GT腔6_1的FSR設置為IOOGHz，并且第
二GT腔6-2的FSR設置為第一 GT腔6-1的FSR的二分之一。
[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3-1、第二 λ/4相位延遲片3-2、第三λ/4相位延遲片3-3、第四λ/4相位延遲片3-4、第一 λ /2相位延遲片2-1、第二 λ /2相位延遲片2-2、第三λ /2相位延遲片2_3及第四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；第一偏振分光器4-1和第二偏振分光器4-2用于該變偏振光的傳播路徑,不同偏振態的光束或者發生反射或者發生透射；第一 GT腔6-1和第二 GT腔6-2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Ila和12a，其中光線Ila為s波，光線12a為p波，進入第一 λ/2相位延遲片2_1后，其中，光線IIa被分解為s波和P波,進入第一偏振分光器4-1,其中s波經由第一偏振分光器4-1反射進入第一 λ /4相位延遲片3-1，再進入第一反射片5-1，經第一反射片5-1反射回來后再經過第一 λ/4相位延遲片3-1變成P波，然后再入射到第一偏振分光器4-1 ;同時P波經由第一偏振分光器4-1透射到第二 λ /4相位延遲片3-2，再進入第一 GT腔6-1，經第一 GT腔6-1反射回來后再經過第二 λ /4相位延遲片3-2變成s波，然后再入射到第一偏振分光器4-1。同樣,對光線12a來說,經過第一 λ/2相位延遲片2-1后同樣被分解為s波和P波，與光線Ila的光程相同，再次不再贅述。此時，經由第一偏振分光器4-1的光束既有s波又有P波，光束再經由第二 λ /2相位延遲片2-2，進入第二偏振分光器4-2。光束進入第二偏振分光器4-2,其中s波經由第二偏振分光器4-2反射進入第三λ/4相位延遲片3-3，再進入第二 GT腔6-2，經第二 GT腔6_2反射回來后再經過第三λ /4相位延遲片3-3變成P波，然后再入射到第二偏振分光器4-2 ;同時P波經由第二偏振分光器4-2透射到第四λ /4相位延遲片3-4，再進入第二反射片5-2，經第二反射片5-2反射回來后再經過第四λ/4相位延遲片3-4變成s波，然后再入射到第二偏振分光器4-2。此時，經由第二偏振分光器4-2的光束既有s波又有P波，光束再由第三λ /2相位延遲片2-3后，進入第四λ /2相位延遲片2-4后，再進入奇偶信道偏振分光器1-3 ;經由奇偶信道偏振分光器1-3后，再經由第三λ /2相位延遲片2-3，此時光束中既包含s波又包含P波，再經由第二偏振分光器4-2、第二 λ /2相位延遲片2-2、第一偏振分光器4-1后由輸出器1-2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.基于雙折射GT腔偏振光干涉型的梳狀濾波器，能夠實現兩次濾波；2.利用光路產生相反的色散來補償兩次濾波產生的色散,從而做到帶寬內色散小于20ps/nm ；3.降低生產成本。
[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】
1.一種具有低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于，沿光路輸入方向依次設置的輸入器(1-1)、第一 λ/2相位延遲片(2-1)、第一偏振分光器(4-1);沿第一偏振分光器(4-1)的反射光路上依次設置第一 λ/4相位延遲片(3-1)、第一反射片(5-1);沿第一偏振分光器(4-1)的透射光路上依次設置第二 λ/4相位延遲片(3-2)、第一 GT腔(6-1);沿第一偏振分光器(4-1)的光路輸出方向依次設置第二 λ/2相位延遲片(2-2)、第二偏振分光器(4-2);沿第二偏振分光器(4-2)的反射光路依次設置第三λ/4相位延遲片(3-3)、第二 GT腔(6-2);沿第二偏振分光器(4-2)的透射光路依次設置第四λ/4相位延遲片(3-4);第二反射片(5-2);沿第二偏振分光器(4-2)的輸出光路依次設置第三λ/2相位延遲片(2-3)、第四λ/2相位延遲片(2-4)、奇偶信道偏振分光器(1-3)、輸出器(1-2)。
2.一種如權利要求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.—種如權利要求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)。
4.一種如權利要求1所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:所述的第一偏振分光器(4-1)由PBS棱鏡構成。
5.—種如權利要求1所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:所述的第二偏振分光器(4-2)由PBS棱鏡構成。
6.一種如權利要求4或5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。
7.—種如權利要求1所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:所述的第一 λ/4相位延遲片(3-1)、第二 λ/4相位延遲片(3-2)、第三λ/4相位延遲片(3-3)、第四λ/4相位延遲片(3-4)均采用石英波片，且其光軸方向均設置為45 °。
8.—種如權利要求1所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:第一 λ/2相位延遲片(2-1)、第二 λ/2相位延遲片(2-2)、第三λ/2相位延遲片(2-3)及第四λ/2相位延遲片(2-4)均采用石英波片，且其中第一 λ/2相位延遲片(2-1)的光軸方向設置為22.5°，第四λ/2相位延遲片(2-4)的光軸方向設置為45°。
9.一種如權利要求1所述的低色散的光學梳狀濾波器，其特征在于:第一 GT腔(6-1)的FSR設置為IOOGHz，并且第二 GT腔(6-2)的FSR設置為第一 GT腔(6-1)的FSR的二分之一 O
【文檔編號】G02B27/28GK203732814SQ201420124001
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】于濱, 黃曙亮, 王利, 華一敏, 李連城 申請人:昂納信息技術（深圳）有限公司