專利名稱：小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可調(diào)頻(tunable)光學(xué)濾波裝置，特別是涉及一種可以 降低可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置整體體積，并能夠有效維持適當(dāng)頻寬解析度的小 型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置。
背景技術(shù)：
伴隨著網(wǎng)際網(wǎng)路等相關(guān)技術(shù)的持續(xù)開(kāi)發(fā)，使得用于光通訊網(wǎng)路 (optical communication network)的可調(diào)頻光學(xué)濾波器等光學(xué)零組件，也 成為當(dāng)前光通訊網(wǎng)路領(lǐng)域中炙手可熱的當(dāng)紅光學(xué)零組件。
光通訊網(wǎng)路主要是經(jīng)由結(jié)合次系統(tǒng)(sub-sys tems)、模組或執(zhí)行特定功 能的零組件所構(gòu)成，前述的特定功能包括選擇或移除特定一波長(zhǎng)，或自一 含有多波長(zhǎng)(multiple wavelengths)的光學(xué)訊號(hào)中選擇或移除特定一組波 長(zhǎng)。光通訊網(wǎng)路的功效及應(yīng)用的相關(guān)說(shuō)明，則可參見(jiàn)于由Stamations Kartalopoulos 所著并由 Wiley-Interscience 于 2000年所出版的 Introduction to DWDM Technology—書中。
傳統(tǒng)地，自一多波長(zhǎng)的光學(xué)訊號(hào)中選擇或移除特定一波長(zhǎng)或特定一組 波長(zhǎng)的功能，已通過(guò)使用固定光學(xué)濾波片結(jié)合成諸如光存取多工器 (optical add/drop multiplexer,簡(jiǎn)稱0ADMs)等裝置來(lái)達(dá)成。可調(diào)式 (reconfigurable)光存取多工器(R0ADMs)是指被選取或移除的特定波段可 被動(dòng)態(tài)地修正的0ADMs。這使得動(dòng)態(tài)且快速重構(gòu)的光通訊網(wǎng)路成為可能。
因此，為了配合可動(dòng)態(tài)且快速重構(gòu)的光通訊網(wǎng)路，則需要提供數(shù)個(gè)可 調(diào)頻的濾波器，此等可調(diào)頻的濾波器是容許自多波長(zhǎng)的光學(xué)訊號(hào)中被選取 或移除的特定波長(zhǎng)或特定一組波長(zhǎng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖1所示，是一說(shuō)明現(xiàn)有的一種可調(diào)式光存取多工器的結(jié)構(gòu)示 意圖。現(xiàn)有的一種可調(diào)式光存取多工器1，包含 一輸入光準(zhǔn)直元件 (collimator) 11、 一轉(zhuǎn)動(dòng)或傾斜的薄膜式帶通濾波片(thin-film band pass filter) 12以及一輸出光準(zhǔn)直元件13。
該輸入光準(zhǔn)直元件11，是由一光纖套管111及一微透鏡濾波片112所 構(gòu)成，其主要是傳輸一介于？u 入 之間的多波長(zhǎng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)或傾斜的薄膜式 帶通濾波片12選擇地讓所欲的波長(zhǎng)入i通過(guò)。該輸出光準(zhǔn)直元件13則是負(fù) 責(zé)傳輸波長(zhǎng)入t，用來(lái)使該薄膜式帶通濾波片12沿著圖1中的箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng) 或傾斜的馬達(dá)(圖未示)，主要是因體積過(guò)大且速度慢而成為該可調(diào)式光存取多工器1的缺點(diǎn)。
前述馬達(dá)在機(jī)械上的損耗機(jī)制，無(wú)法令人滿意地符合網(wǎng)路應(yīng)用的數(shù)百
萬(wàn)個(gè)循環(huán)次數(shù)的需求。此外，濾波片的頻寬(passband)的寬度是根據(jù)其傾 斜角度的函數(shù)而改變，其導(dǎo)致通過(guò)該薄膜式帶通濾波片12的調(diào)變范圍的光 學(xué)特性無(wú)法一致。而該薄膜式帶通濾波片12的角度也將產(chǎn)生偏振依賴損耗 (polarization dependent loss,簡(jiǎn)稱PDL),因此，此處的PDL也是重要的考 量因素。
請(qǐng)參閱圖2所示，是一說(shuō)明現(xiàn)有的另一種可調(diào)式光存取多工器的示意 圖?，F(xiàn)有的另一種可調(diào)式光存取多工器2，包含 一輸入光準(zhǔn)直元件21、 一 線性變化的薄膜式濾波片22以及一輸出光準(zhǔn)直元件23。該線性變化的薄膜 式濾波片22,是借由一步進(jìn)式馬達(dá)(stepping motor,圖未示)橫跨光束橫 向地沿著圖2中所示的箭頭方向移動(dòng)。橫跨該線性變化的薄膜式濾波片22 的長(zhǎng)度所通過(guò)的波長(zhǎng)，將連續(xù)不斷地改變。因此，所欲的波長(zhǎng)Ai則可被選擇 并通過(guò)該線性變化的薄膜式濾波片22。
該可調(diào)式光存取多工器2的主要的缺點(diǎn)是雷同于圖1所示的可調(diào)式光 存取多工器l，其所使用的步進(jìn)式馬達(dá)體積過(guò)大、速度較慢，且容易傾向于 產(chǎn)生損耗。此外，該線性變化的薄膜式濾波片22的制作極為不易。該線性 變化的薄膜式濾波片22將因通過(guò)光束區(qū)域的薄膜不均勻，而使得用于現(xiàn)有 的高密度波長(zhǎng)分割多工器(dense wavelength division multiplexer,簡(jiǎn)稱 而DM)系統(tǒng)中的狹窄間隔的光通道(channel)產(chǎn)生分離(例如DWDM系統(tǒng)具有 50GHz.的通道間隔)。
請(qǐng)參閱圖3所示，是一說(shuō)明現(xiàn)有的又一種可調(diào)式光存取多工器的示意 圖?，F(xiàn)有的又一種可調(diào)式光存取多工器3，包含 一輸入光準(zhǔn)直元件31、 一 波長(zhǎng)選擇元件32以及一輸出光準(zhǔn)直元件33;其中，是以電力、溫度或聲音 控制一可調(diào)頻的波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)具(etalon)元件作為該波長(zhǎng)選擇元件32。通過(guò)改 變經(jīng)過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)具共振腔(etalon cavity)的光路徑的有效長(zhǎng)度，憑借外部能 量的應(yīng)用以選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)。
舉例來(lái)說(shuō)，以電力控制的微機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)具濾波器 (electrical ly-control led micromechanical etalon filter)可見(jiàn)于IEEE Photonics Technology Letters, pages 394-395， March, 1998的標(biāo)題為 widely tunable Fabry-Perot filter using Ga(Al)AsA10x deformable mirrors的說(shuō)明中。此種電力控制的波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)具元件是通過(guò)電壓調(diào)節(jié)兩反射 層之間的間距以調(diào)整中心波長(zhǎng)。
其他的可調(diào)頻濾波器者，主要是在傳統(tǒng)薄膜濾波片結(jié)構(gòu)的反射膜之間 4吏用 一 種或多種熱壽文式共4展腔月莫層(thermally—sensitive cavity layers)。此種熱敏式共振腔膜層具有一隨溫度改變的折射率。因此，借由溫度變化以改變共振腔膜層的折射率可調(diào)節(jié)中心波長(zhǎng)。
大部分熱致動(dòng)(thermally-actuated)的設(shè)計(jì)大多是使用昂貴的繼電控 制技術(shù)，且因共振腔材料本身的性質(zhì)也導(dǎo)致有熱不穩(wěn)定性的問(wèn)題產(chǎn)生。因 此，通常需要封閉回^各追蹤(closed loop tracking)及控制才幾構(gòu)，如此也增 加了生產(chǎn)成本及封裝構(gòu)件的整體尺寸。
由上述說(shuō)明可知，降低可調(diào)頻光學(xué)濾波器的整體體積并維持適當(dāng)?shù)念l 寬解析度，是當(dāng)前可調(diào)頻光學(xué)濾波器相關(guān)領(lǐng)域所待突破的技術(shù)瓶頸，此顯 然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的小型化高 解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界 極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上迷現(xiàn)有的可調(diào)頻光學(xué)濾波器存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事 此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積 極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾 波裝置，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的可調(diào)頻光學(xué)濾波器，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò) 不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià) 值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的可調(diào)頻光學(xué)濾波器存在的缺陷，而提 供一種新型結(jié)構(gòu)的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，所要解決的技術(shù) 問(wèn)題是使其提供一種小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，非常適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù) 本發(fā)明提出的一種小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，用于處理一具有 多波長(zhǎng)的光訊號(hào)，該小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置包含 一個(gè)光纖 準(zhǔn)直單元，含有至少一個(gè)沿著該光訊號(hào)的一光軸而設(shè)置并傳輸該光訊號(hào)的 輸入光纖，及至少一個(gè)傳輸一預(yù)定波長(zhǎng)的輸出光纖；至少一個(gè)級(jí)聯(lián)式繞射 光柵，與該光訊號(hào)之間夾有一預(yù)定角度并對(duì)該光訊號(hào)進(jìn)行色散效應(yīng)，以自 該光訊號(hào)中分離出該預(yù)定波長(zhǎng)及一剩余波長(zhǎng)，并構(gòu)成一預(yù)定波長(zhǎng)光路徑及 一剩余波長(zhǎng)光路徑； 一個(gè)沿所述光路徑設(shè)置并反射該剩余波長(zhǎng)及預(yù)定波長(zhǎng) 至該級(jí)聯(lián)式繞射光柵，以使該預(yù)定波長(zhǎng)傳輸?shù)皆撦敵龉饫w的微機(jī)電系統(tǒng)鏡 片；以及一個(gè)供載置并調(diào)整該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片的繼電單元。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中該小型化高解析度 可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置是包含多數(shù)個(gè)級(jí)聯(lián)式繞射光柵，且還包含一個(gè)設(shè)置于 所述光路徑上并介于該級(jí)聯(lián)式繞射光柵與該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片之間的光源偏 振轉(zhuǎn)動(dòng)元件。前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的級(jí)聯(lián)式繞射
光柵分別是級(jí)聯(lián)式透射光柵或級(jí)聯(lián)式反射光柵；且該光源偏振轉(zhuǎn)動(dòng)元件是 一 1/4波板。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的級(jí)聯(lián)式繞射 光柵分別是級(jí)聯(lián)式透射光柵，所述級(jí)聯(lián)式透射光柵是分別沿所述光路徑依 序地夾有一實(shí)質(zhì)上呈90度的垂直角設(shè)置，進(jìn)而使該預(yù)定波長(zhǎng)沿該預(yù)定波長(zhǎng) 光路徑依序地穿透過(guò)所述級(jí)聯(lián)式透射光柵并對(duì)該剩余波長(zhǎng)進(jìn)行散色效應(yīng)； 該光纖準(zhǔn)直單元具有一光纖準(zhǔn)直元件，且該輸入光纖及輸出光纖是分別設(shè) 置于該光纖準(zhǔn)直元件。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的繼電單元具 有一個(gè)載置該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片的晶片載座，及一個(gè)控制該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片 轉(zhuǎn)動(dòng)的電壓控制電路。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的繼電單元是 使該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片圍繞一第一傾斜軸做一單軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的微機(jī)電系統(tǒng) 鏡片是單軸擺鏡。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的繼電單元是 使該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片圍繞一第一傾斜軸及圍繞一實(shí)質(zhì)上垂直于該第一傾斜 軸的第二傾斜軸做一雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的微機(jī)電系統(tǒng) 鏡片是三維的雙軸擺鏡。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中該小型化高解析度 可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置還包含一個(gè)沿所述光路徑設(shè)置于該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片與 該1/4波板之間的光束尺寸切換元件。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的光束尺寸切 換元件具有一個(gè)沿所述光路徑設(shè)置的透鏡承載座、 一個(gè)軸設(shè)于該透鏡承載 座并具有一第一焦距的第一透鏡，及一個(gè)鄰設(shè)于該第一透鏡并具有一小于 該第 一 焦距的第二焦距的第二透鏡。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的第一、第二透 鏡分別是折射率漸變透鏡及C型透鏡其中之一。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的光纖準(zhǔn)直單 元含有二個(gè)輸入光纖，所述輸入光纖分別設(shè)置于該光纖準(zhǔn)直元件。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的光纖準(zhǔn)直單 元含有二個(gè)輸出光纖，所述輸出光纖分別設(shè)置于該光纖準(zhǔn)直元件。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中該小型化高解析度 可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置還包含一個(gè)軸設(shè)于該輸出光纖用以接收該預(yù)定波長(zhǎng)的光感測(cè)單元，及一個(gè)軸設(shè)于該輸出光纖及光感測(cè)單元之間的光纖套管，該光 感測(cè)單元是崩潰光二極管光檢測(cè)件或光電二極管。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中所述的級(jí)聯(lián)式繞射 光柵分別是一級(jí)聯(lián)式透射光柵，所述的級(jí)聯(lián)式透射光柵是分別沿所述光路
徑依序地夾有一實(shí)質(zhì)上呈90度的垂直角設(shè)置，進(jìn)而使該預(yù)定波長(zhǎng)沿該預(yù)定
波長(zhǎng)光路徑依序地穿透過(guò)所述級(jí)聯(lián)式透射光柵并對(duì)該剩余波長(zhǎng)進(jìn)行散色效
應(yīng)；該光纖準(zhǔn)直單元是具有一個(gè)輸入光纖準(zhǔn)直元件及一個(gè)輸出光纖準(zhǔn)直元 件，且該輸入光纖及輸出光纖是分別設(shè)置于該輸入光纖準(zhǔn)直元件及輸出光 纖準(zhǔn)直元件。
前述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其中該小型化高解析度 可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置還包含一個(gè)軸設(shè)于該輸出光纖用以接收該預(yù)定波長(zhǎng)的 光感測(cè)單元，該光感測(cè)單元是崩潰光二極管光4企測(cè)件及光電二極管其中之
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上可知，為達(dá) 到上述目的，本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，用于處理一具 有多波長(zhǎng)的光訊號(hào)，包含 一個(gè)光纖準(zhǔn)直單元、至少一個(gè)級(jí)聯(lián)式繞射光柵 (cascaded optical diffraction grating)、 一個(gè)微機(jī)電系統(tǒng) (micro-electro-raechanical system,簡(jiǎn)稱MEMSH竟片及一個(gè)載置并調(diào)整該 微機(jī)電系統(tǒng)鏡片的繼電單元(actuator)。該光纖準(zhǔn)直單元含有至少一個(gè)沿 著該光訊號(hào)的一光軸而設(shè)置并傳輸該光訊號(hào)的輸入光纖，及至少一個(gè)傳輸 一預(yù)定波長(zhǎng)的輸出光纖。該級(jí)聯(lián)式繞射光柵與該光訊號(hào)之間夾有一預(yù)定角 度并對(duì)該光訊號(hào)進(jìn)行色散效應(yīng)(dispersion effect)，以自該光訊號(hào)中分離 出該預(yù)定波長(zhǎng)及一剩余波長(zhǎng)，并構(gòu)成一預(yù)定波長(zhǎng)光路徑及一剩余波長(zhǎng)光路 徑。該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片是沿所述光路徑設(shè)置，并反射該剩余波長(zhǎng)及預(yù)定波 長(zhǎng)至該級(jí)聯(lián)式繞射光柵以使該預(yù)定波長(zhǎng)傳輸?shù)皆撦敵龉饫w。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置至少 具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明可以降低可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置的整體體 積，并能夠有效地維持適當(dāng)?shù)念l寬解析度。
綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)一種小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，用 于處理一具有多波長(zhǎng)的光訊號(hào)，其包含 一個(gè)含有至少一個(gè)沿該光訊號(hào)的 一光軸設(shè)置并傳輸該光訊號(hào)的輸入光纖及至少一個(gè)傳輸一預(yù)定波長(zhǎng)的輸出 光纖的光纖準(zhǔn)直單元、至少一個(gè)與該光訊號(hào)夾一預(yù)定角度并對(duì)該光訊號(hào)進(jìn) 行色散效應(yīng)以自該光訊號(hào)中分離出該預(yù)定波長(zhǎng)及一剩余波長(zhǎng)并構(gòu)成一預(yù)定 波長(zhǎng)光路徑及一剩余波長(zhǎng)光路徑的級(jí)聯(lián)式繞射光柵、 一個(gè)沿所述光路徑設(shè)
到該輸出光纖的微機(jī)電系統(tǒng)鏡片，及一個(gè)^載置并調(diào)整該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片的繼電單元。本發(fā)明能夠降低可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置的整體體積，并可有效地 維持適當(dāng)?shù)念l寬解析度。本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其不論在產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及 實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的可調(diào)頻光學(xué)濾波器具有增進(jìn)的突出功效，從而更加 適于實(shí)用，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附 圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖l是一說(shuō)明現(xiàn)有的一種可調(diào)式光存取多工器的示意圖。
圖2是一說(shuō)明現(xiàn)有的另一種可調(diào)式光存取多工器的示意圖。 圖3是一說(shuō)明現(xiàn)有的又一種可調(diào)式光存取多工器的示意圖。 圖4是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第一較佳實(shí)施 例的俯^見(jiàn)示意圖。
圖5是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第二較佳實(shí)施 例的俯視示意圖。
圖6是本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置該第二較佳實(shí)施例 的正^L示意圖。
圖7是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第三較佳實(shí)施 例的俯視示意圖。
圖8是本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置該第三較佳實(shí)施例 的正視示意圖。
圖9是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置該第三較佳實(shí) 施例的 一光束尺寸切換元件的 一種態(tài)樣的俯視示意圖。
圖10是說(shuō)明本發(fā)明該第三較佳實(shí)施例的光束尺寸切換元件的另 一種態(tài) 樣的俯視示意圖。
圖11是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第四較佳實(shí)施 例的俯視示意圖。
圖12是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第五較佳實(shí)施 例的俯一見(jiàn)示意圖。
圖13是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第六較佳實(shí)施 例的俯視示意圖。
圖14是本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第六較佳實(shí)施例的 正視示意圖。圖15是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第七較佳實(shí)施 例的俯視示意圖。
圖16是本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置該第七較佳實(shí)施例
的正視示意圖。
圖17是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第八較佳實(shí)施 例的俯視示意圖。
圖18是本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第八較佳實(shí)施例的 正視示意圖。
圖19是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置第九較佳實(shí)施 例的俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的小型化高解析度可調(diào) 頻光學(xué)濾波裝置其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖 式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過(guò)具體實(shí)施方式
的說(shuō)明，當(dāng) 可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體 的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以 限制。
在本發(fā)明被詳細(xì)描述之前，需要注意的是，在以下的說(shuō)明內(nèi)容中，類似 的元件是以相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。 <第一較佳實(shí)施例>
請(qǐng)參閱圖4所示，是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置 第 一較佳實(shí)施例的俯視示意圖。本發(fā)明第 一較佳實(shí)施例的小型化高解析度 可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，是用于處理一具有多波長(zhǎng)的光訊號(hào)入(也就是，入?！?入i…人丄其包含 一個(gè)光纖準(zhǔn)直單元4、 一個(gè)級(jí)聯(lián)式繞射光柵5、 一個(gè)光 源偏振轉(zhuǎn)動(dòng)元件、 一個(gè)微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7、以及一個(gè)載置并調(diào)整該微機(jī)電系 統(tǒng)鏡片7的繼電單元8。
該光纖準(zhǔn)直單元4，含有一個(gè)沿著該光訊號(hào)入的一光軸而設(shè)置并傳輸該 光訊號(hào)A的輸入光纖41，及一個(gè)傳輸一預(yù)定波長(zhǎng)入i的輸出光纖42。該光纖 準(zhǔn)直單元4具有一光纖準(zhǔn)直元件43,且該輸入光纖41及輸出光纖42是分 別設(shè)置于該光纖準(zhǔn)直元件43。在本發(fā)明該第一較佳實(shí)施例中，該含有輸入 光纖41及輸出光纖42的光纖準(zhǔn)直元件43，是一可以降低成本且因共用一微 透鏡(圖未示)而使得體積得以小型化的雙光纖準(zhǔn)直器(dual fiber collimator)。該級(jí)聯(lián)式繞射光柵5，在本發(fā)明該第一較佳實(shí)施例中，該級(jí)聯(lián)式繞射光
柵5是使用一個(gè)級(jí)聯(lián)式透射(transmission)光4冊(cè)51，也可以是使用一個(gè)級(jí) 聯(lián)式反射(ref lection)光柵。該級(jí)聯(lián)式透射光4冊(cè)51與該光訊號(hào)入之間夾有 一預(yù)定角度并對(duì)該光訊號(hào)A進(jìn)行色散效應(yīng)，以自該光訊號(hào)入中分離出該預(yù) 定波長(zhǎng)入i及一剩余波長(zhǎng)(入n,圖未示)并構(gòu)成一預(yù)定波長(zhǎng)光路徑及一剩余波 長(zhǎng)光路徑。
在本發(fā)明中，該級(jí)聯(lián)式透射光柵51允許該光訊號(hào)入通過(guò)兩次，因此，整 體封裝構(gòu)件的體積減少且光柵成本下降。本發(fā)明所使用的級(jí)聯(lián)式透射光柵 51可以是經(jīng)由在一基材表面上產(chǎn)生多數(shù)個(gè)溝槽而制得，也可以是經(jīng)由在整 面基材上形成如同體積相位全息光柵(volume phase holographic grating) 的周期性變化的繞射圖案而制得。
在本發(fā)明該第一較佳實(shí)施例中，該光源偏振轉(zhuǎn)動(dòng)元件是一 1/4波板 (quarter waveplate)6。該1/4波才反6是i殳置于所述光^各徑上并介于該級(jí) 聯(lián)式透射光柵51與該微機(jī)電系統(tǒng)7鏡片之間。在本發(fā)明中，該l/4波板6 是用來(lái)使該光訊號(hào)入的偏振光轉(zhuǎn)動(dòng)90° ,以適度地降低因該級(jí)聯(lián)式透射光 柵51所產(chǎn)生的偏振依賴損耗(PDL)。
該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7，是沿所述光路徑設(shè)置，并反射該剩余波長(zhǎng)入 及 預(yù)定波長(zhǎng)入i至該級(jí)聯(lián)式透射光柵51以使該預(yù)定波長(zhǎng)入i傳輸?shù)皆撦敵龉饫w 42。
該繼電單元8，具有一載置該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的晶片載座81及一控 制該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7轉(zhuǎn)動(dòng)的電壓控制電路82。適用于本發(fā)明的繼電單元 8是使該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7圍繞一第一傾斜軸(也就是，垂直軸)做一單軸轉(zhuǎn) 動(dòng)，也可以是使該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7圍繞該第一傾斜軸及圍繞一實(shí)質(zhì)上垂直 于該第一傾斜軸的第二傾斜軸(也就是，水平軸)做一雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)。該電壓控 制電路82是經(jīng)由對(duì)驅(qū)動(dòng)電極(圖未示)施加一適當(dāng)電壓以使該微機(jī)電系統(tǒng)鏡 片7因靜電力的作用而產(chǎn)生移動(dòng)，借此，調(diào)整并決定該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的 第一傾斜軸(也就是，垂直軸)的角度位置。
適用于本發(fā)明的微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7是單軸擺鏡(tilt mirror),也可以 是三維(3-D)的雙軸擺鏡。值得一提的是，本發(fā)明各實(shí)施例的微機(jī)電系統(tǒng)鏡 片7,較佳地，是經(jīng)由對(duì)單晶硅施予微影制程(photolithography)、深度反 應(yīng)式離子蝕刻法(deep reactive ion etching,簡(jiǎn)稱DRIE)及濕式燭刻法(wet etching)等半導(dǎo)體制程所制得。
在單軸擺鏡的設(shè)計(jì)中(圖未示)，移動(dòng)中的鏡片(也就是，擺鏡)是以硅扭 臂(torsion beam)自固定的環(huán)境結(jié)構(gòu)被懸掛。該繼電單元8是用來(lái)使該擺 鏡傾斜，以使該擺鏡的傾斜角是精確地且可反復(fù)地經(jīng)由施加于繼電單元8 的電壓所控制。在3-D雙軸擺鏡的設(shè)計(jì)中(圖未示)，是使用兩組的靜電繼電單元。其中 一組繼電單元是使一含有該3-D雙軸擺鏡的平衡配件(gimbal assembly)傾 斜。其中另一組繼電單元是使位于該平衡配件內(nèi)的3-D雙軸擺鏡傾斜。該 3-D雙軸擺鏡是經(jīng)由一第一組硅扭臂被懸掛于該平衡配件內(nèi)，且該平衡配件 是經(jīng)由一第二組硅扭臂被懸掛于其固定的環(huán)境結(jié)構(gòu)內(nèi)，該第二組硅扭臂是 垂直地朝向該第 一組硅扭臂。這容許一在兩軸上的連續(xù)范圍的傾斜運(yùn)動(dòng)。
適用于本發(fā)明的4鼓機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的結(jié)構(gòu)、其靜電控制機(jī)構(gòu)(也就是繼 電單元8)及其制造，可以是使用描述于美國(guó)專利US 6,628,856及US 6, 782, 153的態(tài)樣，此等微機(jī)電系統(tǒng)鏡片的詳細(xì)說(shuō)明在此不再多加贅述。
本發(fā)明的微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7在使用上的設(shè)計(jì)，是結(jié)合單晶硅扭臂形成 擺鏡結(jié)構(gòu)，此擺鏡結(jié)構(gòu)在反復(fù)且長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)使用下幾乎是無(wú)機(jī)構(gòu)上的損 耗。硅扭臂因本質(zhì)上無(wú)延展性而使得該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7在該繼電單元8 長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)控制之下也可維持應(yīng)有的傾斜角。因此，本發(fā)明中使用的微 機(jī)電系統(tǒng)鏡片7提供包括有尺寸小型化、消耗功率低及可信賴性高等幾點(diǎn) 優(yōu)勢(shì)。
值得一提的是，典型地，單(single)級(jí)聯(lián)式透射光柵只提供一非常小 的色散效應(yīng)(以典型的低成本光柵而言，約為0. 08Vnm),因此，本發(fā)明該 第一較佳實(shí)施例是較適用于低密度波長(zhǎng)分割多工器(coarse wavelength division multiplexer,筒稱CWDM)系統(tǒng)。由于用于DWDM系統(tǒng)的通道間隔 一般約100GHz或50GHz。因此，此種色散效應(yīng)小的單級(jí)聯(lián)式透射光柵較難 以分隔如匿DM系統(tǒng)的波長(zhǎng)間隔緊密的通道。當(dāng)應(yīng)用于DWDM系統(tǒng)中的光柵 存在有大量的色散度(dispersion power)時(shí)，則此等光4冊(cè)通常意味著須進(jìn) 一步地增加特定的棱鏡等增加通道隔離度的光學(xué)元件。
<第二較佳實(shí)施例>
請(qǐng)參閱圖5及圖6所示，圖5是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光 學(xué)濾波裝置第二較佳實(shí)施例的俯視示意圖，圖6是該第二較佳實(shí)施例的正 視示意圖。本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的小型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置，是用 于處理該具有多波長(zhǎng)的光訊號(hào)入(也就是，入。…入i…入n)，且大致上是相同 于該第一較佳實(shí)施例。其不同之處在于，該第二較佳實(shí)施例的小型化高解 析度可調(diào)頻濾波裝置是包含二個(gè)級(jí)聯(lián)式透射光柵521、 522，以適用于DWDM系統(tǒng)。
所述的級(jí)聯(lián)式透射光柵521、 522,是分別沿著所述光路徑依序地夾有 一實(shí)質(zhì)上呈90度的垂直角設(shè)置，進(jìn)而使該預(yù)定波長(zhǎng)人i沿該預(yù)定波長(zhǎng)光路徑 依序地穿透過(guò)所述級(jí)聯(lián)式透射光柵521、 522并對(duì)該剩余波長(zhǎng)入n進(jìn)行散色效 應(yīng)。值得一提的是，垂直在本說(shuō)明書的不同實(shí)施例中，是參考一垂直于其實(shí) 施例的俯;f見(jiàn)紙面的方向及一平行于其實(shí)施例的正^L紙面的方向。因此，所述級(jí)聯(lián)式透射光柵521、 522是垂直于紙面。所述級(jí)聯(lián)式透射光柵521、 522 是稍微地傾斜以為該光訊號(hào)入(也就是，輸入光束)及該預(yù)定波長(zhǎng)入(也就 是，輸出光束)之間的垂直偏移量(vertical of f set)作一些補(bǔ)償(由圖6可 更清楚地顯示)。
當(dāng)該光訊號(hào)入通過(guò)該級(jí)聯(lián)式透射光柵521之后，該光訊號(hào)A的光譜是被 色散開(kāi)。該色散角可經(jīng)由下列方程式表示 入f = s in 6 in + s in 6 out
在上式中，f是該級(jí)聯(lián)式透射光柵521的空間頻率(spatial frequency); 6 in是相對(duì)該級(jí)聯(lián)式透射光柵521的法線方向的入射角；6 。ut 是相對(duì)該級(jí)聯(lián)式透射光柵521的法線方向的出射角。當(dāng)入=1545 nm，且f二940 lines/mm時(shí)，6 in = 6 out = 46.6°。
在本發(fā)明該第二較佳實(shí)施例中，所述級(jí)聯(lián)式透射光柵521、 522實(shí)質(zhì)上 是以90度的垂直角設(shè)置，借此，以產(chǎn)生色散效應(yīng)的倍增。該預(yù)定波長(zhǎng)入i是進(jìn) 一步地經(jīng)由調(diào)整該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7以導(dǎo)引該預(yù)定波長(zhǎng)入i第二次通過(guò)所述 級(jí)聯(lián)式透射光柵521、 522反向折回該輸出光纖42。那么，該預(yù)定波長(zhǎng)入i 的光路徑則是該輸入光纖41及該輸出光纖42之間的光路徑，或是經(jīng)由該 繼電單元8所選取的傳輸埠(port)。該光訊號(hào)人中的剩余波長(zhǎng)入 是因總色 散角過(guò)大而被排除。
值得一提的是，本發(fā)明的微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的尺寸及其配置是被設(shè)計(jì) 為，該光訊號(hào)入(也就是，入?！雐…入n)將碰到該獨(dú)t機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的表面 并在通過(guò)所述級(jí)聯(lián)式透射光柵521、 522后被色散開(kāi)。若需要時(shí)，自該微機(jī) 電系統(tǒng)鏡片7反折到該輸出光纖42的光路徑，是可按照所述級(jí)聯(lián)式透射光 柵521、 522其中之一者的規(guī)定光路徑發(fā)送，以致于該光訊號(hào)入經(jīng)歷三次色 散并取代四次色散。舉例來(lái)說(shuō)，前述光訊號(hào)人經(jīng)歷三次色散的手段，是可 經(jīng)由使用額外的反射元件或光學(xué)元件(圖未示)來(lái)達(dá)成。
在本發(fā)明該第二較佳實(shí)施例中，該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7可以是使用單軸 擺鏡，該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的第一傾斜軸(也就是，垂直軸)的方位，致使 該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的傾斜角的改變導(dǎo)致該預(yù)定波長(zhǎng)入i被反向折回該輸出 光纖42;該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7也可以是使用3-D雙軸擺鏡，則該第二傾斜 軸(也就是，水平軸)的輔助調(diào)整可以更精確地調(diào)整光束的垂直軸，借以對(duì) 輸入光纖41及輸出光纖42的錯(cuò)準(zhǔn)(misalignment)予以補(bǔ)償。水平在本發(fā) 明說(shuō)明的各實(shí)施例中，是參考一平行于其實(shí)施例的俯視紙面的方向及一垂 直于其實(shí)施例的正視紙面的方向。整體來(lái)說(shuō)，該第一傾斜軸是被用來(lái)執(zhí)行
調(diào)頻，該第二傾斜軸是被用來(lái)作為校準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)前述說(shuō)明可知，該輸入光纖 41、輸出光纖42、級(jí)聯(lián)式透射光柵521、 522與微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7本身的垂 直校準(zhǔn)，皆可精準(zhǔn)地受到控制。
13本發(fā)明該第二較佳實(shí)施例經(jīng)由使用所述級(jí)聯(lián)式透射光柵521、 522及一 高解析度的反射式微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7，來(lái)使光訊號(hào)入通過(guò)所述級(jí)聯(lián)式透射光 柵521、 522兩次，以克服色散效應(yīng)不足的單穿透光柵所帶來(lái)的限制。本發(fā) 明用于DWDM系統(tǒng)的第二較佳實(shí)施例可以明顯地達(dá)到增加總色散角的目的及 功效，并使得相鄰?fù)ǖ赖母綦x度增加。
<第三較佳實(shí)施例>
請(qǐng)參閱圖7及圖8所示，圖7是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光 學(xué)濾波裝置第三較佳實(shí)施例的俯視示意圖，圖8是該第三較佳實(shí)施例的正 視示意圖。本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的小型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置，大致 上是相同于該第二較佳實(shí)施例。其不同之處在于，該第三較佳實(shí)施例的小 型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置還包含一個(gè)沿著所述光路徑設(shè)置于該微機(jī)電 系統(tǒng)鏡片7與該1/4波板6之間的光束尺寸切換元件(beam-size conversion element)9。
該光束尺寸切換元件9,具有一個(gè)沿著所述光路徑設(shè)置的透鏡承載座 91、 一個(gè)軸設(shè)于該透鏡承載座91并具有一第一焦距(focal length) F的第 一透鏡92,及一個(gè)鄰設(shè)于該第一透鏡92并具有一'J、于該第一焦距F的第二 焦距f的第二透鏡93。因此，如圖9所示，自該第一透鏡92所輸入的光束 的直徑D，在傳輸?shù)皆摰诙哥R93時(shí)將被縮小為D(f/F)。
適用于本發(fā)明該第三較佳實(shí)施例的第一、二透鏡92、 93分別是折射率 漸變透鏡(GRIN lens,也就是，折射率呈漸變式變化以改變焦距的透鏡)及C 型透鏡(C lens,也就是，是端部呈圓弧狀的圓柱透鏡，并使用一被成形的端 面以調(diào)節(jié)焦距)其中之一。
請(qǐng)參閱圖9所示，是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置 該第三較佳實(shí)施例的 一光束尺寸切換元件的一種態(tài)樣的俯視示意圖。該第 一、第二透鏡92、 93是C型透鏡對(duì)C型透鏡的組合，且具有該第一焦距F 的C型透鏡，通常具有一較大直徑及較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，而具有第二焦距f的C型 透鏡，通常具有一較小直徑及較短的長(zhǎng)度。
另外，請(qǐng)參閱圖10所示，是說(shuō)明本發(fā)明該第三較佳實(shí)施例的光束尺寸 切換元件的另一種態(tài)樣的俯視示意圖。該第一、第二透鏡92、 93是折射率 漸變透鏡對(duì)折射率漸變透鏡的組合，且具有該第一焦距F的折射率漸變透 鏡，通常具有一較大直徑及較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，而具有該第二焦距f的折射率漸變 透鏡，通常具有一較小直徑及較短的長(zhǎng)度。
除此之外，本發(fā)明該光束尺寸切換元件9的第一、第二透鏡92、 93也 可以是C型透鏡對(duì)折射率漸變透鏡的組合，及折射率漸變透鏡對(duì)C型透鏡 的組合其中之一者。其他適用的光束尺寸切換元件也可以是凸透鏡(convex lens)對(duì)凸透鏡的組合。另夕卜，該第一、第二透鏡92、 93是沿一光軸的軸向
14相對(duì)設(shè)置，且該第一、第二透鏡92、 93的面向設(shè)置的一表面是分別被拋光 成6 ~ 8度角借以降低反射光量。 <第四較佳實(shí)施例>
請(qǐng)參閱圖ll所示，是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置 第四較佳實(shí)施例的俯視示意圖。本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的小型化高解析度 可調(diào)頻濾波裝置，大致上是相同于該第二較佳實(shí)施例。其不同之處在于，該 第四較佳實(shí)施例的小型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置是包含三個(gè)級(jí)聯(lián)式透射 光柵531、 532、 533，以適用于DWDM系統(tǒng)。
所述的級(jí)聯(lián)式透射光柵531、 532、 533，是分別沿著所述光路徑依序地 夾有一實(shí)質(zhì)上呈90度的垂直角設(shè)置，進(jìn)而使該預(yù)定波長(zhǎng)入i沿著該預(yù)定波長(zhǎng) 光路徑依序地穿透過(guò)所述級(jí)聯(lián)式透射光柵531、 532、 533并對(duì)該剩余波長(zhǎng) 入n(圖未示)進(jìn)行散色效應(yīng)，借此，可以增加整體裝置的色散效應(yīng)。
<第五較佳實(shí)施例>
請(qǐng)參閱圖12所示，是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置 第五較佳實(shí)施例的俯視示意圖。本發(fā)明第五較佳實(shí)施例的小型化高解析度 可調(diào)頻濾波裝置，大致上是相同于該第二較佳實(shí)施例。其不同之處在于，該 第五較佳實(shí)施例的小型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置是包含四個(gè)級(jí)聯(lián)式透射 光斗冊(cè)541、 542、 543、 544，以適用于DWDM系統(tǒng)。
所述的級(jí)聯(lián)式透射光柵541、 542、 543、 544，是分別沿著所述光路徑 依序地夾有一實(shí)質(zhì)上呈90度的垂直角設(shè)置，進(jìn)而使該預(yù)定波長(zhǎng)Xi沿該預(yù)定 波長(zhǎng)光路徑依序地穿透過(guò)所述級(jí)聯(lián)式透射光柵541、 542、 543、 544并對(duì)該 剩余波長(zhǎng)入 (圖未示)進(jìn)行散色效應(yīng)。
<第六較佳實(shí)施例>
請(qǐng)參閱圖13及圖14所示，圖13是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻 光學(xué)濾波裝置第六較佳實(shí)施例的俯視示意圖，圖14是該第六較佳實(shí)施例的 正視示意圖。本發(fā)明第六較佳實(shí)施例的小型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置，大 致上是相同于該第三較佳實(shí)施例。其不同之處在于，該第六較佳實(shí)施例的 小型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置的光纖準(zhǔn)直單元4，是含有二個(gè)輸入光纖 411、 412。所述的輸入光纖411、 412是分別設(shè)置于該光纖準(zhǔn)直元件43，借 此，以本發(fā)明該第六較佳實(shí)施例作為 一用于光纖通訊網(wǎng)路中的具有切換開(kāi) 關(guān)(switching)的可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置。
在本發(fā)明該第六較佳實(shí)施例中，該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7是使用3-D雙軸 擺鏡。因此，該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的第二傾斜軸(也就是，水平軸)可以選擇 所述輸入光纖411、 412其中之一者的光訊號(hào)入來(lái)當(dāng)作被調(diào)節(jié)的光源。如圖 14所示，該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的傾斜角(如圖14的晶片載座81內(nèi)的曲線箭 號(hào)所示)是圍繞其第二傾斜軸(也就是，水平軸)以決定出是進(jìn)入輸入光纖411或輸入光纖412。另夕卜，如圖13所示，該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的傾斜角(如 圖13的晶片載座81內(nèi)的曲線箭號(hào)所示)是圍繞其第一傾斜軸(也就是，垂直 軸)以調(diào)整出被傳送到該輸出光纖42的預(yù)定波長(zhǎng)入" <第七較佳實(shí)施例>
請(qǐng)參閱圖15及圖16所示，圖15是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻 光學(xué)濾波裝置第七較佳實(shí)施例的俯視示意圖，圖16是該第七較佳實(shí)施例的 正視示意圖。本發(fā)明第七較佳實(shí)施例的小型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置，大 致上是相同于該第三較佳實(shí)施例。其不同之處在于，該第七較佳實(shí)施例的 小型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置的光纖準(zhǔn)直單元4是含有二個(gè)輸出光纖 421、 422。所述的輸出光纖421、 422是分別設(shè)置于該光纖準(zhǔn)直元件43，借 此，以本發(fā)明該第七較佳實(shí)施例作為一用于光纖通訊網(wǎng)路中的具有切換開(kāi) 關(guān)的可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置。
在本發(fā)明該第七較佳實(shí)施例中，該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7是使用3-D雙軸擺 鏡。因此，該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的第二傾斜軸(也就是，水平軸)可以選擇所 述輸出光纖421、 422其中之一者以傳輸該預(yù)定波長(zhǎng)入i。如圖16所示，該微 機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的傾斜角(如圖16的晶片載座81內(nèi)的曲線箭號(hào)所示)是圍 繞其第二傾斜軸(也就是，水平軸)以決定出該預(yù)定波長(zhǎng)入i是被傳輸?shù)捷敵?光纖421或輸出光纖422。另外，如圖15所示，該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7的傾 斜角(如圖15的晶片載座81內(nèi)的曲線箭號(hào)所示)是圍繞其第一傾斜軸(也就 是，垂直軸)以調(diào)整出被傳送到該輸出光纖4 2的預(yù)定波長(zhǎng)入i 。
<第八較佳實(shí)施例>
請(qǐng)參閱圖17及圖18所示，圖17是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻 光學(xué)濾波裝置第八較佳實(shí)施例的俯視示意圖，圖18是該第八較佳實(shí)施例的 正視示意圖。本發(fā)明第八較佳實(shí)施例的小型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置，大 致上是相同于該第三較佳實(shí)施例。其不同之處在于，該第八較佳實(shí)施例的小 型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置還包含一個(gè)軸設(shè)于該輸出光纖42用以接收該 預(yù)定波長(zhǎng)入i的光感測(cè)單元(optical sensor) 94,及一個(gè)軸i殳于該l兪出光纖 42及光感測(cè)單元94之間的光纖套管(ferrule)95，以作為用于光通道監(jiān)視器 (optical channel moni tor)的可調(diào)步貞光學(xué)光檢器(optical detector)。在 本發(fā)明該第八較佳實(shí)施例中，該光感測(cè)單元94是崩潰光二極管光檢測(cè)件 (avalanche photodiode，簡(jiǎn)稱APD)，也可以是光電二極管(photo-diode)。
<第九較佳實(shí)施例>
請(qǐng)參閱圖19所示，是說(shuō)明本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置 第九較佳實(shí)施例的俯視示意圖。本發(fā)明第九較佳實(shí)施例的小型化高解析度 可調(diào)頻濾波裝置，大致上是相同于該第二較佳實(shí)施例。其不同之處在于，該 第九較佳實(shí)施例的小型化高解析度可調(diào)頻濾波裝置的光纖準(zhǔn)直單元4具有
16一個(gè)輸入光纖準(zhǔn)直元件44及一個(gè)輸出光纖準(zhǔn)直元件45,且該輸入光纖41 及輸出光纖42是分別設(shè)置于該輸入光纖準(zhǔn)直元件44及輸出光纖準(zhǔn)直元件 45。此外，本發(fā)明第九較佳實(shí)施例的小型化高解析度可調(diào)頻率波裝置，還包 含一個(gè)軸設(shè)于該輸出光纖42用以接收該預(yù)定波長(zhǎng)入i的光感測(cè)單元96。在 本發(fā)明該第九較佳實(shí)施例中，該光感測(cè)單元96是崩潰光二極管光檢測(cè)件，也 可以是光電二極管。
一般理想化的可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置是可對(duì);陂選取的波長(zhǎng)(也就是，入i) 提供低的插入損耗(insertion loss)及寬的頻寬，同時(shí)地，對(duì)于未被選取 的波長(zhǎng)(也就是，人n)提供優(yōu)異的隔離度。另外，理想化的可調(diào)頻光學(xué)濾波 裝置是可提供寬的調(diào)頻范圍，并可結(jié)合一快速且不會(huì)迅速地產(chǎn)生損耗的調(diào) 整機(jī)構(gòu)。此外，所選取的頻寬的光學(xué)特性將不會(huì)隨著波長(zhǎng)的函數(shù)而改變。
因此，本發(fā)明各較佳實(shí)施例結(jié)合級(jí)聯(lián)式繞射光柵5、微機(jī)電系統(tǒng)鏡片7 與靜電作用的繼電單元8以作為可調(diào)頻元件，與先前現(xiàn)有技術(shù)所結(jié)合的薄
i員i的問(wèn)題小;一 :外，"為提;丄夠的色散效應(yīng)而使得自該光訊號(hào)入所 分離的預(yù)定波長(zhǎng)入i具備有優(yōu)異的隔離度。
歸納所述，本發(fā)明小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，能夠降低可 調(diào)頻光學(xué)濾波裝置的整體體積，并可以有效地維持適當(dāng)?shù)念l寬解析度，所以 確實(shí)能達(dá)到本發(fā)明的目的及功效。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利 用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例 所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，用于處理一具有多波長(zhǎng)的光訊號(hào)，其特征在于該小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置包含一個(gè)光纖準(zhǔn)直單元，含有至少一個(gè)沿著該光訊號(hào)的一光軸而設(shè)置并傳輸該光訊號(hào)的輸入光纖，及至少一個(gè)傳輸一預(yù)定波長(zhǎng)的輸出光纖；至少一個(gè)級(jí)聯(lián)式繞射光柵，與該光訊號(hào)之間夾有一預(yù)定角度并對(duì)該光訊號(hào)進(jìn)行色散效應(yīng)，以自該光訊號(hào)中分離出該預(yù)定波長(zhǎng)及一剩余波長(zhǎng)，并構(gòu)成一預(yù)定波長(zhǎng)光路徑及一剩余波長(zhǎng)光路徑；一個(gè)沿所述光路徑設(shè)置并反射該剩余波長(zhǎng)及預(yù)定波長(zhǎng)至該級(jí)聯(lián)式繞射光柵，以使該預(yù)定波長(zhǎng)傳輸?shù)皆撦敵龉饫w的微機(jī)電系統(tǒng)鏡片；以及一個(gè)供載置并調(diào)整該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片的繼電單元。
2、 如權(quán)利要求1所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征 在于該小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置是包含多數(shù)個(gè)級(jí)聯(lián)式繞射光 柵，且還包含一個(gè)設(shè)置于所述光路徑上并介于該級(jí)聯(lián)式繞射光柵與該微機(jī) 電系統(tǒng)鏡片之間的光源偏振轉(zhuǎn)動(dòng)元件。
3、 如權(quán)利要求2所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征在于其中所述的級(jí)聯(lián)式繞射光柵分別是級(jí)聯(lián)式透射光柵或級(jí)聯(lián)式反射光 柵；且該光源偏振轉(zhuǎn)動(dòng)元件是一 1/4波板。
4、 如權(quán)利要求3所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征 在于其中所述的級(jí)聯(lián)式繞射光柵分別是級(jí)聯(lián)式透射光柵，所述級(jí)聯(lián)式透射 光柵是分別沿所述光路徑依序地夾有一實(shí)質(zhì)上呈90度的垂直角設(shè)置，進(jìn)而 使該預(yù)定波長(zhǎng)沿該預(yù)定波長(zhǎng)光路徑依序地穿透過(guò)所述級(jí)聯(lián)式透射光柵并對(duì) 該剩余波長(zhǎng)進(jìn)行散色效應(yīng)；該光纖準(zhǔn)直單元具有一光纖準(zhǔn)直元件，且該輸 入光纖及輸出光纖是分別設(shè)置于該光纖準(zhǔn)直元件。
5、 如權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的小型化高解析度可調(diào)頻光 學(xué)濾波裝置，其特征在于其中所述的繼電單元具有一個(gè)載置該微機(jī)電系統(tǒng) 鏡片的晶片載座，及一個(gè)控制該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)的電壓控制電路。
6、 如權(quán)利要求5所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征 在于其中所述的繼電單元是使該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片圍繞一第一傾斜軸做一單 ^由專爭(zhēng)^。
7、 如權(quán)利要求6所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征 在于其中所述的微機(jī)電系統(tǒng)鏡片是單軸擺鏡。
8、 如權(quán)利要求5所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征 在于其中所述的繼電單元是使該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片圍繞一第一傾斜軸及圍繞 一實(shí)質(zhì)上垂直于該第 一傾斜軸的第二傾斜軸做一雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
9、 如權(quán)利要求8所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征 在于其中所述的微機(jī)電系統(tǒng)鏡片是三維的雙軸擺鏡。
10、 如權(quán)利要求4所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征 在于該小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置還包含一個(gè)沿所述光路徑設(shè)置 于該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片與該1/4波板之間的光束尺寸切換元件。
11、 如權(quán)利要求10所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特 征在于其中所述的光束尺寸切換元件具有一個(gè)沿所述光路徑設(shè)置的透鏡承 載座、 一個(gè)軸設(shè)于該透鏡承載座并具有一第一焦距的第一透鏡，及一個(gè)鄰 設(shè)于該第一透鏡并具有一小于該第一焦距的第二焦距的第二透鏡。
12、 如權(quán)利要求11所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特 征在于其中所述的第一、第二透鏡分別是折射率漸變透鏡及C型透鏡其中 之一。
13、 如權(quán)利要求10所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特 征在于其中所述的光纖準(zhǔn)直單元含有二個(gè)輸入光纖，所述輸入光纖分別設(shè) 置于該光纖準(zhǔn)直元件。
14、 如權(quán)利要求10所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特 征在于其中所述的光纖準(zhǔn)直單元含有二個(gè)輸出光纖，所述輸出光纖分別設(shè) 置于該光纖準(zhǔn)直元件。
15、 如權(quán)利要求4所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征 在于該小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置還包含一個(gè)軸設(shè)于該輸出光纖 用以接收該預(yù)定波長(zhǎng)的光感測(cè)單元，及一個(gè)軸設(shè)于該輸出光纖及光感測(cè)單 元之間的光纖套管，該光感測(cè)單元是崩清光二極管光檢測(cè)件或光電二極管。
16、 如權(quán)利要求3所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征 在于其中所述的級(jí)聯(lián)式繞射光柵分別是一級(jí)聯(lián)式透射光柵，所述級(jí)聯(lián)式透 射光柵是分別沿所述光路徑依序地夾有一實(shí)質(zhì)上呈90度的垂直角設(shè)置，進(jìn) 而使該預(yù)定波長(zhǎng)沿該預(yù)定波長(zhǎng)光路徑依序地穿透過(guò)所述級(jí)聯(lián)式透射光柵并 對(duì)該剩余波長(zhǎng)進(jìn)行散色效應(yīng)；該光纖準(zhǔn)直單元具有一個(gè)輸入光纖準(zhǔn)直元件 及一個(gè)輸出光纖準(zhǔn)直元件，且該輸入光纖及輸出光纖是分別設(shè)置于該輸入 光纖準(zhǔn)直元件及輸出光纖準(zhǔn)直元件。
17、 如權(quán)利要求4所述的小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，其特征 在于該小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置還包含一個(gè)軸設(shè)于該輸出光纖 用以接收該預(yù)定波長(zhǎng)的光感測(cè)單元，該光感測(cè)單元是崩潰光二極管光^r測(cè) 件及光電二極管其中之一。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種小型化高解析度可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置，用于處理一具有多波長(zhǎng)的光訊號(hào)，其包含一個(gè)含有至少一個(gè)沿該光訊號(hào)的一光軸設(shè)置并傳輸該光訊號(hào)的輸入光纖及至少一個(gè)傳輸一預(yù)定波長(zhǎng)的輸出光纖的光纖準(zhǔn)直單元、至少一個(gè)與該光訊號(hào)夾一預(yù)定角度并對(duì)該光訊號(hào)進(jìn)行色散效應(yīng)以自該光訊號(hào)中分離出該預(yù)定波長(zhǎng)及一剩余波長(zhǎng)并構(gòu)成一預(yù)定波長(zhǎng)光路徑及一剩余波長(zhǎng)光路徑的級(jí)聯(lián)式繞射光柵、一個(gè)沿所述光路徑設(shè)置并反射該剩余波長(zhǎng)及預(yù)定波長(zhǎng)至該級(jí)聯(lián)式繞射光柵以使該預(yù)定波長(zhǎng)傳輸?shù)皆撦敵龉饫w的微機(jī)電系統(tǒng)鏡片，及一個(gè)供載置并調(diào)整該微機(jī)電系統(tǒng)鏡片的繼電單元。本發(fā)明可以降低可調(diào)頻光學(xué)濾波裝置的整體體積，并能夠有效地維持適當(dāng)?shù)念l寬解析度。
文檔編號(hào)G02B26/08GK101498815SQ20081000428
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者峰 葉, 李和成, 羅勃·徐耐可 申請(qǐng)人:大地光纖股份有限公司