專利名稱：法布里－珀羅光學(xué)濾波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)濾波裝置，尤其關(guān)于一種法布里-珀羅(Fabry-Perot)光學(xué)濾波裝置，其由與法布里-珀羅干涉儀相同操作原理的法布里-珀羅組件及反射組件所組合而成。
光通訊系統(tǒng)背后的基本原理是利用光波的行進(jìn)來傳送信息，亦即所謂的光信號(hào)。在信息傳遞過程中，信息的發(fā)送及接收效率的好壞與光波的特性習(xí)習(xí)相關(guān)。一般而言，利用光波來傳送信息的光通訊系統(tǒng)會(huì)包含主動(dòng)及被動(dòng)的光學(xué)組件。舉例而言，在光纖通路中，主動(dòng)組件包含，諸如光傳輸發(fā)射接收模塊、光電轉(zhuǎn)換器等；被動(dòng)組件中包含，諸如光纖耦合器、光纖衰減器、光纖濾波器、光纖隔絕器、光纖極化器、光纖分波器、光纖連接器、光路切換器、光纖準(zhǔn)直器、光纖循環(huán)器、光纖波長(zhǎng)多任務(wù)器、光纖光柵、光纖放大器及光纖跳接及引線等。
由于光波為多色光波，因此在利用各個(gè)色光的光特性來實(shí)現(xiàn)信息傳送的同時(shí)，必須先利用各種光柵、棱鏡或是各種干涉儀諸如Mach-Zehnder干涉儀及Fabry-Perot干涉儀等物理機(jī)制來進(jìn)行光學(xué)上的濾波及分光，這便是光學(xué)濾波器的主要目的。

圖1為一典型光學(xué)濾波裝置的示意圖，如圖所示，一光學(xué)濾波裝置1主要包含一光學(xué)濾波組件模塊2，當(dāng)一具有波長(zhǎng)為λ1～λn的光信號(hào)被輸入并通過該光學(xué)濾波組件模塊2之后，我們便可獲得一具有特定波長(zhǎng)為λi的光信號(hào)輸出。
就利用與法布里-珀羅干涉儀相同操作原理的一法布里-珀羅組件作為圖1光學(xué)濾波裝置1中的光學(xué)濾波組件模塊2而言，光波通過法布里-珀羅組件后的波長(zhǎng)分布驅(qū)向于高斯分布。然而，由于高斯分布的帶通(Band pass)效果并不好，以光纖通訊100GHz波長(zhǎng)通道常用的規(guī)格為例，其阻帶(stop band)通常定義在負(fù)25dB，通帶(start band)通常定義在負(fù)3dB，所以當(dāng)光波通過法布里-珀羅組件一次時(shí)，其通過法布里-珀羅組件后的光波的阻帶(stop band)會(huì)過大，容易導(dǎo)致相鄰?fù)ǖ赖墓庑盘?hào)的進(jìn)入，而造成各個(gè)通道之間的串音(cross talk)很大。因此，如圖2所示，一現(xiàn)有的光學(xué)濾波方法是利用多個(gè)法布里-珀羅組件201所串聯(lián)而成的光學(xué)濾波組件模塊2來減小各個(gè)光通道的阻帶，從而能降低各個(gè)光通道之間的串音。舉例而言，圖3所示為通過一個(gè)由二個(gè)法布里-珀羅組件所串聯(lián)而成的光學(xué)濾波裝置后一特定波長(zhǎng)為1550nm的光波的高斯分布圖，其中橫軸為光波波長(zhǎng)，縱軸為光波能量、負(fù)號(hào)表示光波通過之后的能量衰減。圖中，通過第一個(gè)法布里-珀羅組件(或單腔)之后的阻帶為7.1nm，通過第二個(gè)法布里-珀羅組件(或雙腔)后的阻帶為1.2nm。由此可見，通過讓一光信號(hào)通過多個(gè)法布里-珀羅組件，確實(shí)可使阻帶明顯變小，進(jìn)而減小各個(gè)光通道之間的串音。
然而，針對(duì)上述的現(xiàn)有光學(xué)濾波裝置而言，因法布里-珀羅組件是利用其兩個(gè)反射面之間的光學(xué)間距造成光學(xué)干涉的原理來控制濾波的中心波長(zhǎng)，因此除非如圖2中所示的各個(gè)串聯(lián)的法布里-珀羅組件201的間距均可依據(jù)同一中心波長(zhǎng)(即所期望的特定波長(zhǎng)λi)而調(diào)整為相同，否則光信息的傳輸必定會(huì)因?yàn)楦鱾€(gè)串聯(lián)法布里-珀羅組件201的間距的調(diào)整誤差而有所影響。正由于光波長(zhǎng)的最小單位為nm，因此，要將此一間距同步調(diào)整為相同實(shí)屬困難。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，使得一特定波長(zhǎng)為λi的光波不只一次的通過同一個(gè)法布里-珀羅組件，從而能逐步地及有效地將各個(gè)光通道的阻帶減小，進(jìn)而降低各個(gè)光通道之間的串音。
本發(fā)明的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，包含一法布里-珀羅組件，可供一光通過且對(duì)該光進(jìn)行至少二次的光學(xué)濾波處理；以及多個(gè)反射組件，于該等至少二次的光學(xué)濾波處理中，各個(gè)反射組件用以將通過該法布里-珀羅組件后的光反射回該法布里-珀羅組件。該法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，還包含一輸入端，用以導(dǎo)入該光至該法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置中；以及一輸出端，用以將經(jīng)過該等至少二次的光學(xué)濾波處理的光導(dǎo)出。
本發(fā)明中，該法布里-珀羅組件可為一法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具Etalon、一由微機(jī)電技術(shù)所制作而成的波長(zhǎng)可調(diào)式法布里-珀羅共振腔、或者其它應(yīng)用法布里-珀羅干涉儀相同操作原理的組件。該等多個(gè)反射組件配置在該法布里-珀羅組件的相對(duì)兩側(cè)，其可為各種類型的反射鏡或反射棱鏡，從而使該法布里-珀羅組件對(duì)該光進(jìn)行至少二次的光學(xué)濾波處理。該輸入端以及該輸出端可為不同端或同一端。
本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置包含一法布里-珀羅組件，用以選擇性地對(duì)一波長(zhǎng)為λ1～λn的光信號(hào)中一特定波長(zhǎng)λi的光信號(hào)進(jìn)行至少二次光學(xué)濾波處理；以及一反射棱鏡，該反射棱鏡將該特定波長(zhǎng)λi的光信號(hào)反射回該法布里-珀羅組件。本實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，還包含一輸入端，用以導(dǎo)入該波長(zhǎng)為λ1～λn的光信號(hào)；以及一輸出端，用以導(dǎo)出經(jīng)過該等至少二次光學(xué)濾波處理后的該特定波長(zhǎng)λi的光信號(hào)。
本實(shí)施例中，該法布里-珀羅組件可為一法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具Etalon、一由微機(jī)電技術(shù)所制作而成的波長(zhǎng)可調(diào)式法布里-珀羅共振腔、或者其它應(yīng)用法布里-珀羅干涉儀相同操作原理的組件。該反射棱鏡配置在該法布里-珀羅組件的相對(duì)兩側(cè)，其可由各種類型的反射鏡來取代，從而使該法布里-珀羅組件對(duì)該光進(jìn)行至少二次的光學(xué)濾波處理。該輸入端以及該輸出端為不同端，該輸入端與一第一準(zhǔn)直器的一端對(duì)準(zhǔn)，而該輸出端與一第二準(zhǔn)直器的一端對(duì)準(zhǔn)。
本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置包含一法布里-珀羅組件，用以選擇性地對(duì)一波長(zhǎng)為λ1～λn的光信號(hào)中一特定波長(zhǎng)λi的光信號(hào)進(jìn)行至少二次光學(xué)濾波處理；以及一反射棱鏡，該反射棱鏡系將該特定波長(zhǎng)λi的光信號(hào)反射回該法布里-珀羅組件。此外，本實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，還包含一共享的輸入端與輸出端，用以導(dǎo)入該波長(zhǎng)為λ1～λn的光信號(hào)以及導(dǎo)出經(jīng)過該等至少二次光學(xué)濾波處理后的該特定波長(zhǎng)λi的光信號(hào)。
本實(shí)施例中，該法布里-珀羅組件可為一法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具Etalon、一由微機(jī)電技術(shù)所制作而成的波長(zhǎng)可調(diào)式法布里-珀羅共振腔、或者其它應(yīng)用法布里-珀羅干涉儀相同操作原理的組件。該反射棱鏡配置在該法布里-珀羅組件的相對(duì)兩側(cè)，其可由各種類型的反射鏡來取代，從而使該法布里-珀羅組件對(duì)該特定波長(zhǎng)λi的光信號(hào)進(jìn)行至少二次的光學(xué)濾波處理。該共享的輸入端以及輸出端位于同一側(cè)并使用同一個(gè)準(zhǔn)直器。
圖2為一示意圖，顯示一個(gè)由n個(gè)法布里-珀羅組件所串聯(lián)而成的光學(xué)濾波模塊。
圖3顯示通過一個(gè)由二個(gè)法布里-珀羅組件所串聯(lián)而成的光學(xué)濾波裝置后一特定波長(zhǎng)為1550nm的光波的高斯分布圖，其中橫軸為光波波長(zhǎng)，縱軸為光波能量、負(fù)號(hào)表示光波通過之后的能量衰減。
圖4為一示意圖，顯示本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置。
圖5為一示意圖，顯示本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置。
圖6為一示意圖，顯示本發(fā)明另一個(gè)較佳實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置。
符號(hào)說明1～光學(xué)濾波裝置 2～光學(xué)濾波組件模塊201～法布里-珀羅組件202～反射組件203～輸入端 204～輸出端205～準(zhǔn)直器 206～準(zhǔn)直器207～光發(fā)射器 208～光接收器209～準(zhǔn)直器具體實(shí)施方式
圖4為一示意圖，顯示本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置1。如圖4所示，本實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置1的光學(xué)濾波組件模塊2包含至少一個(gè)法布里-珀羅組件201以及n個(gè)反射組件202，n≥1。另外，本較佳實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置1中還包含一輸入端203及一輸出端204，分別用以導(dǎo)入一具有波長(zhǎng)為λ1～λn的輸入光信號(hào)以及導(dǎo)出一具有特定波長(zhǎng)為λi的輸出光信號(hào)。
依據(jù)法布里-珀羅組件的光學(xué)濾波操作原理，當(dāng)一具有波長(zhǎng)為λ1～λn的輸入光被導(dǎo)入至一法布里-珀羅組件時(shí)，我們可依調(diào)整該法布里-珀羅組件中兩個(gè)反射面的間距的方式來獲得一特定波長(zhǎng)為λi的輸出光。因此，就本實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置1而言，當(dāng)一輸入光波長(zhǎng)為λ1～λn經(jīng)由輸入端203被導(dǎo)入至法布里-珀羅組件201時(shí)，法布里-珀羅組件201便會(huì)根據(jù)其反射面間的間距而將一對(duì)應(yīng)的特定波長(zhǎng)為λi的光濾出，此后，再利用n個(gè)配置在法布里-珀羅組件201相對(duì)兩側(cè)的反射組件202將此一被濾出的具有特定波長(zhǎng)為λi的光逐次反射回至同一個(gè)法布里-珀羅組件201，而最后一次通過法布里-珀羅組件201的光波將由輸出端204導(dǎo)出。由于反射組件202的個(gè)數(shù)n大于等于1，因此，此一被濾出的具有特定波長(zhǎng)為λi的光可不只一次(至少二次)的通過同一個(gè)法布里-珀羅組件201。如此一來，不但能解決現(xiàn)有法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置的間距同步調(diào)整的問題，同時(shí)還能達(dá)到滿足我們所期望獲得的減小阻帶以及降低串音效果的目的。
需注意的是，此處所述及的法布里-珀羅組件201可為一傳統(tǒng)光學(xué)組件中的法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具Etalon、一由微機(jī)電技術(shù)所制作而成的波長(zhǎng)可調(diào)式法布里-珀羅共振腔、或者其它應(yīng)用法布里-珀羅干涉儀相同操作原理的組件。而上述的反射組件可為各種類型的反射棱鏡或反射鏡，且所配置的反射組件個(gè)數(shù)n可依需求來決定，而使得特定波長(zhǎng)為λi的光波依我們所指定的次數(shù)，不只一次(至少二次)地通過同一個(gè)法布里-珀羅組件201。
圖5所示為一示意圖，顯示本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置。如圖5所示，本實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置1包含一法布里-珀羅組件201、一反射棱鏡202、一輸入端203以及一輸出端204。其中輸入端203與輸入端204為不同端，輸入端203與一準(zhǔn)直器205的一端對(duì)準(zhǔn)，輸出端204與另一準(zhǔn)直器206的一端對(duì)準(zhǔn)；另外，準(zhǔn)直器205與準(zhǔn)直器206的另一端分別地與一光發(fā)射器207及一光接收器208相連接。
就本實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置1而言，一具有波長(zhǎng)為λ1～λn的輸入光由光發(fā)射器207而射入準(zhǔn)直器205，再經(jīng)由輸入端203導(dǎo)入至法布里-珀羅組件201，通過法布里-珀羅組件201后，所獲得的一特定波長(zhǎng)為λi的光波由反射棱鏡202的反射而回至法布里-珀羅組件201，再次通過法布里-珀羅組件201后由輸出端204導(dǎo)出，經(jīng)準(zhǔn)直器206傳送至光接收器208。因此，此一特定波長(zhǎng)為λi的光波經(jīng)過同一個(gè)法布里-珀羅組件201兩次，因而減小了阻帶并進(jìn)而將各個(gè)光通道之間的串音降低。
需注意的是，此處所述及的法布里-珀羅組件201可為一傳統(tǒng)光學(xué)組件中的法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具Etalon、一由微機(jī)電技術(shù)所制作而成的波長(zhǎng)可調(diào)式法布里-珀羅共振腔、或者其它應(yīng)用法布里-珀羅干涉儀相同操作原理的組件。而上述的反射棱鏡也可由各種類型的反射鏡來取代，且所配置的反射棱鏡數(shù)目可為n個(gè)，n≥1，并依需求來決定，而使得特定波長(zhǎng)為λi的光波依我們所指定的次數(shù)，不只一次(至少二次)地通過同一個(gè)法布里-珀羅組件201。
圖6所示為一示意圖，顯示本發(fā)明另一個(gè)較佳實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置。如圖6所示，本實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置1包含一法布里-珀羅組件201、一反射棱鏡202、一輸入端203。其中輸入端203也同時(shí)為輸出端，即輸入端與輸出端為同一端，輸入端203與一準(zhǔn)直器209的一端對(duì)準(zhǔn)，準(zhǔn)直器209的另一端則連接光發(fā)射器207以及光接收器208。
就本實(shí)施例的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置1而言，一具有波長(zhǎng)為λ1～λn的輸入光由光發(fā)射器207所產(chǎn)生而傳送至準(zhǔn)直器209，再經(jīng)由輸入端203導(dǎo)入至法布里-珀羅組件201，通過法布里-珀羅組件201后，所獲得的一特定波長(zhǎng)為λi的光波由反射棱鏡202的反射而回至法布里-珀羅組件201，再次通過法布里-珀羅組件201后由輸出端203導(dǎo)出，再經(jīng)準(zhǔn)直器209傳回至光接收器208。因此，此一特定波長(zhǎng)為λi的光波系經(jīng)過同一個(gè)法布里-珀羅組件201兩次，而減小了阻帶并降低了各個(gè)光通道之間的串音。
本實(shí)施例中，光線經(jīng)由光發(fā)射器207發(fā)射，而由光接收器208返回，其中，經(jīng)過準(zhǔn)直器209的出入光角度差φ與反射棱鏡202的角度θ系由反射棱鏡202的折射率以及特定波長(zhǎng)λi決定，以及角度φ及θ均遵守光學(xué)中的Snell定律及反射定律。
需注意的是，此處所述及的法布里-珀羅組件201可為一傳統(tǒng)光學(xué)組件中的法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具Etalon、一由微機(jī)電技術(shù)所制作而成的波長(zhǎng)可調(diào)式法布里-珀羅共振腔、或者其它應(yīng)用法布里-珀羅干涉儀相同操作原理的組件。而上述的反射棱鏡也可由各種類型的反射鏡來取代，且所配置的反射棱鏡數(shù)目可為n個(gè)，n≥1，并可依需求來決定，而使得特定波長(zhǎng)為λi的光波依我們所指定的次數(shù)，不只一次(至少二次)地通過同一個(gè)法布里-珀羅組件。
本發(fā)明上述的各種實(shí)施例在此僅為例示性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)了解的是，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神及范圍之內(nèi)，上面所述及的各項(xiàng)組件的變化例以及修正例均為本發(fā)明所涵蓋，本發(fā)明由后附的權(quán)利要求所加以界定。
權(quán)利要求
1.一種法布里-珀羅(Fabry-Perot)光學(xué)濾波裝置，其特征在于，包含一輸入端，用以導(dǎo)入一光至該法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置中；一法布里-珀羅組件，用以供該光通過且對(duì)該光進(jìn)行至少二次的光學(xué)濾波處理；多個(gè)反射組件，于該等至少二次的光學(xué)濾波處理中，各個(gè)反射組件用以將通過該法布里-珀羅組件后的光反射回該法布里-珀羅組件；以及一輸出端，用以將經(jīng)過該等至少二次的光學(xué)濾波處理的光導(dǎo)出。
2.如權(quán)利要求1所述的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，其特征在于該法布里-珀羅組件為一法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具Etalon。
3.如權(quán)利要求1所述的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，其特征在于該等多個(gè)反射組件為反射鏡或反射棱鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，其特征在于該等多個(gè)反射組件配置于該法布里-珀羅組件的相對(duì)兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，其特征在于該輸入端與該輸出端可為同一端或不同端。
6.一種法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，其特征在于，包含一輸入端，用以導(dǎo)入一波長(zhǎng)為λ1～λn的光信號(hào)；一法布里-珀羅組件，用以選擇性地對(duì)該波長(zhǎng)為λ1～λn的光信號(hào)中一特定波長(zhǎng)λi的光信號(hào)進(jìn)行多個(gè)次光學(xué)濾波處理；多個(gè)反射組件，各個(gè)反射組件于該等多個(gè)次光學(xué)濾波處理中，用以將該特定波長(zhǎng)λi的光信號(hào)反射回該法布里-珀羅組件；以及一輸出端，用以導(dǎo)出經(jīng)過該等多個(gè)次光學(xué)濾波處理后的該特定波長(zhǎng)λi的光信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，其特征在于該法布里-珀羅組件為一法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具Etalon。
8.如權(quán)利要求6所述的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，其特征在于該等多個(gè)反射組件系為反射鏡或反射棱鏡。
9.如權(quán)利要求6所述的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，其特征在于該等多個(gè)反射組件配置于該法布里-珀羅組件的相對(duì)兩側(cè)。
10.如權(quán)利要求6所述的法布里-珀羅光學(xué)濾波裝置，其特征在于該輸入端與該輸出端可為同一端或不同端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種法布里－珀羅(Fabry－Perot)光學(xué)濾波裝置，該法布里－珀羅光學(xué)濾波裝置包含一法布里－珀羅組件，可供一光通過且對(duì)該光進(jìn)行至少二次的光學(xué)濾波處理；多個(gè)反射組件，于該等至少二次的光學(xué)濾波處理中，各個(gè)反射組件用以將通過該法布里－珀羅組件后的光反射回該法布里－珀羅組件。該法布里－珀羅光學(xué)濾波裝置，還包含一輸入端，用以導(dǎo)入該光至該法布里－珀羅光學(xué)濾波裝置中；以及一輸出端，用以將經(jīng)過該等至少二次的光學(xué)濾波處理的光導(dǎo)出。
文檔編號(hào)G02B6/293GK1464332SQ0212286
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月17日
發(fā)明者張紹雄, 張世杰 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司