專利名稱：光纖濾波器裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖濾波器領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種光纖濾波器裝置及其 制造方法。
背景技術(shù)：
隨著光纖到戶或光纖到駐地(Fiber To The X, FTTx)的商用化來臨，對(duì)局端與 用戶端光纖鏈路健康度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成為迫切需要?，F(xiàn)有FTTx監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用光時(shí)域反射儀 (Optical Time Domain Reflectometer, 0TDR)技術(shù)，由于占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的 TDM-PON 架構(gòu)中使 用光功率分支器件(Optical Power Splitter)連接多個(gè)用戶，這樣OTDR所獲得的測(cè)試結(jié) 果是多個(gè)用戶鏈路的合成，并不能獲知某一個(gè)特定用戶與局端的互聯(lián)情況，然而對(duì)于實(shí)際 應(yīng)用來說，必須獲知每個(gè)用戶與局端之間的鏈路清晰的監(jiān)測(cè)圖樣。目前，可供選擇采用的技術(shù)之一為在用戶端插接光纖布拉格光柵(Fiber Brag Grating, FBG)，由于FBG具有本征的超窄帶反射光譜特性( 0. 5nmi3dB)，但是應(yīng)用在 FTTx系統(tǒng)中的OTDR監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要更為寬松的反射光譜特性以便放松OTDR的激光器中心波 長的偏差或漂移(20nm)，盡管技術(shù)上來講，可以采用啁啾的辦法來增寬FBG的反射光譜寬 度，但是成本非常高昂，并且隨著反射光譜增寬其總體光學(xué)性能因之明顯下降。制作光纖布拉格光柵的常用方法有雙光束干涉法和相位掩模板，雙光束干涉法主 要適用于研究目的，不適合于商用的批量生產(chǎn)；相位掩模板則在其結(jié)構(gòu)形成后，制作過程相 對(duì)簡(jiǎn)單易控，適用于商用批量生產(chǎn)。但是，由于單個(gè)相位掩模板制作的FBG具有本征的超窄 帶反射光譜特性( 0. 5nmi3dB)，因此常采用多個(gè)相位掩模板或者非周期相位掩模板來實(shí) 現(xiàn)啁啾FBG來增寬FBG的反射光譜寬度，但是特制可制作20nm反射光譜的相位掩模板極端 昂貴，因此，該方法制作的啁啾FBG成本非常高昂，鑒于FTTx對(duì)成本的敏感性來說，所以啁 啾FBG不是一個(gè)良好的選擇，并且隨著反射光譜增寬其總體光學(xué)性能因之明顯下降。因而，需要提供一種反射光譜寬、反射隔離度高且成本相對(duì)低廉的光纖濾波裝置 來從光纖的光信號(hào)中提取OTDR所需的檢測(cè)信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題和缺陷的至少一個(gè)方本發(fā)明的目的在于提供一種光纖濾波器裝置及其制造方法，其通過光學(xué)濾波組件 和光纖頭組件針對(duì)不同的頻譜將入射光進(jìn)行分離，并將具有寬頻譜、高反射率和高反射隔 離度的光反射回入射光纖，以提供OTDR所需的檢測(cè)信號(hào)。本發(fā)明的目的進(jìn)一步在于提供一種光纖濾波器裝置及其制造方法，其通過結(jié)構(gòu)和 光路的合理配置實(shí)現(xiàn)了對(duì)入射光的多次反射，以提高反射隔離度，從而能夠利用常規(guī)反射 隔離度的光學(xué)濾波裝置實(shí)現(xiàn)很高的反射隔離度效果，而節(jié)省了成本。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，其提供一種光纖濾波器裝置，包括
聚焦準(zhǔn)直組件；包括至少一個(gè)光學(xué)濾波元件的光學(xué)濾波組件，所述光學(xué)濾波組件允許第一波長范 圍的光透射通過，而允許第二波長范圍的光被反射；以及第一和第二光纖頭組件，所述第一 光纖頭組件設(shè)置有第一光纖，所述第二光纖頭組件設(shè)置有第二光纖，所述第一光纖具有設(shè) 置在所述第一光纖頭組件中的用于入射和出射光的端口，從所述第一光纖入射的光透射通 過所述光學(xué)濾波組件的部分從所述第二光纖射出所述光纖濾波器裝置，而從所述第一光纖 入射的光被所述光學(xué)濾波組件反射的部分從所述第一光纖射出所述光纖濾波器裝置。優(yōu)選地，所述光學(xué)濾波組件包括多于一個(gè)光學(xué)濾波元件，所述多于一個(gè)光學(xué)濾波 元件具有相同的濾波特性，或者它們的中心波長之間偏置大約0. 3nm。優(yōu)選地，所述光學(xué)濾波組件還包括套管，其中所述聚焦準(zhǔn)直組件、所述光學(xué)濾波組 件、所述第一和第二光纖頭組件分別地或組合地容納在所述套管中。優(yōu)選地，所述光纖濾波器裝置還包括外殼，所述套管被容裝并固定于所述外殼中。優(yōu)選地，所述光學(xué)濾波組件利用所述光學(xué)濾波元件對(duì)從所述第一光纖入射的光進(jìn) 行多于一次的反射。具體地，所述光學(xué)濾波組件利用所述光學(xué)濾波元件對(duì)從所述第一光纖入射的光共 進(jìn)行三次反射。在一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)濾波組件包括第一光學(xué)濾波元件和第二光學(xué)濾波元 件，對(duì)從所述第一光纖入射的光進(jìn)行多于一次的反射在所述第一光學(xué)濾波元件和第二光學(xué) 濾波元件之間進(jìn)行。優(yōu)選地，所述第一光纖頭組件設(shè)置有反饋光纖，所述反饋光纖的一端接收從所述 第一光纖入射到所述第一光學(xué)濾波元件上被反射的反射光，所述第二光學(xué)濾波元件位于所 述反饋光纖的另一端，用于將入射到所述反饋光纖中的反射光再次反射回所述第一光學(xué)濾 波元件。具體地，所述第二光學(xué)濾波元件被附著或直接鍍膜到所述反饋光纖的端面上。優(yōu)選地，所述第二光學(xué)濾波元件位于所述第一光纖頭組件和聚焦準(zhǔn)直組件之間的 間隙中，并用于接收從所述第一光學(xué)濾波元件反射的光并將其反射回所述第一光學(xué)濾波元 件。具體地，所述第二光學(xué)濾波元件附著于所述第一光纖頭組件或聚焦準(zhǔn)直組件的端 面上。優(yōu)選地，所述第一光纖頭組件還設(shè)置有回送光纖，所述回送光纖具有第一端口和 第二端口，所述回送光纖的第一端口用于接收從所述第一光纖入射到所述光學(xué)濾波組件中 的一光學(xué)濾波元件上被反射的反射光，第二端口用于將進(jìn)入所述回送光纖的第一端口的光 回送到所述光學(xué)濾波元件以進(jìn)行第二次反射，所述回送光纖還配置成由所述第二端口接收 經(jīng)過第二次反射的反射光并通過所述第一端口再次回送至所述光學(xué)濾波元件以進(jìn)行第三 次反射。具體地，回送光纖的第一和第二端口和第一光纖的端口在朝向所述光學(xué)濾波元件 的方向上并排設(shè)置，且第二端口位于三者的中間。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，其提供一種用于制造光纖濾波器裝置的制造方法，包 括步驟
(a)將包括光學(xué)濾波元件的光學(xué)濾波組件與聚焦準(zhǔn)直組件一起裝配在套管中以形 成第一組件，所述光學(xué)濾波組件允許第一波長范圍的光透射通過，而允許第二波長范圍的 光被反射；(b)將設(shè)置有第一光纖的第一光纖頭組件裝入所述套管，并與所述第一組件進(jìn)行 光路調(diào)整，以使從所述第一光纖入射的光被所述光學(xué)濾波組件反射的部分從所述第一光纖 射出，所述第一光纖具有設(shè)置在所述第一光纖頭組件中的用于入射和出射光的端口 ；(c)將所述第一光纖頭組件與所述第一組件進(jìn)行固化，以形成第二組件；(d)將設(shè)置有第二光纖的第二光纖頭組件裝入所述套管，并與所述第二組件進(jìn)行 光路調(diào)整，以使從所述第一光纖入射的光透射通過所述光學(xué)濾波組件的部分從所述第二光 纖射出；和(e)將所述第二光纖頭組件與所述第二組件進(jìn)行固化。優(yōu)選地，所述方法還包括(f)提供外殼，并將所述外殼與套管兩端以及所述第一和第二光纖頭組件的外側(cè) 進(jìn)行固化。優(yōu)選地，步驟(b)還包括進(jìn)行光路調(diào)整，以使得從所述第一光纖入射的光經(jīng)所述第二光學(xué)濾波元件被反射 出所述第一光纖的功率最大。優(yōu)選地，步驟(d)還包括進(jìn)行光路調(diào)整，以使得透射通過所述第一光學(xué)濾波元件從所述第二光纖出射的光 的耦合效率最高。優(yōu)選地，所述光學(xué)濾波組件利用所述光學(xué)濾波元件對(duì)從所述第一光纖入射的光進(jìn) 行多于一次的反射。具體地，所述光學(xué)濾波組件利用所述光學(xué)濾波元件對(duì)從所述第一光纖入射的光共 進(jìn)行三次反射。優(yōu)選地，所述光學(xué)濾波組件包括多于一個(gè)光學(xué)濾波元件，所述多于一個(gè)光學(xué)濾波 元件具有相同的濾波特性，或者它們的中心波長之間偏置大約0. 3nm。在一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)濾波組件包括第一光學(xué)濾波元件和第二光學(xué)濾波元 件，對(duì)從所述第一光纖入射的光進(jìn)行多于一次的反射在所述第一光學(xué)濾波元件和第二光學(xué) 濾波元件之間進(jìn)行。優(yōu)選地，所述第二光學(xué)濾波元件位于所述第一光纖頭組件和聚焦準(zhǔn)直組件之間的 間隙中，并用于接收從所述第一光學(xué)濾波元件反射的光并將其反射回所述第一光學(xué)濾波元 件。具體地，所述第二光學(xué)濾波元件附著于所述第一光纖頭組件或聚焦準(zhǔn)直組件的端 面上。優(yōu)選地，所述第一光纖頭組件設(shè)置有反饋光纖，所述反饋光纖的一端接收從所述 第一光纖入射到所述第一光學(xué)濾波元件上被反射的反射光，所述第二光學(xué)濾波元件位于所 述反饋光纖的另一端，用于將入射到所述反饋光纖中的反射光再次反射回所述第一光學(xué)濾 波元件。具體地，所述第二光學(xué)濾波元件被附著或直接鍍膜到所述反饋光纖的端面上。
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優(yōu)選地，所述第一光纖頭組件還設(shè)置有回送光纖，所述回送光纖具有第一端口和 第二端口，所述回送光纖的第一端口用于接收從所述第一光纖入射到所述光學(xué)濾波組件中 的一光學(xué)濾波元件上被反射的反射光，第二端口用于將進(jìn)入所述回送光纖的第一端口的光 回送到所述光學(xué)濾波元件以進(jìn)行第二次反射，所述回送光纖還配置成由所述第二端口接收 經(jīng)過第二次反射的反射光并通過所述第一端口再次回送至所述光學(xué)濾波元件以進(jìn)行第三 次反射。具體地，回送光纖的第一和第二端口和第一光纖的端口在朝向所述光學(xué)濾波元件 的方向上并排設(shè)置，且第二端口位于三者的中間。本發(fā)明中上述技術(shù)方案中的任一個(gè)方面至少具有下述優(yōu)點(diǎn)和有益效果通過相對(duì)簡(jiǎn)單的光學(xué)濾波組件結(jié)構(gòu)來替代成本高昂的啁啾光纖布拉格光柵，而實(shí) 現(xiàn)對(duì)OTDR所需的檢測(cè)信號(hào)的提取，能夠緩解光譜帶寬要求的限制，從而在更大的光譜寬度 上獲得更好的光學(xué)性能。并且與現(xiàn)有技術(shù)相比，其還具有制造工藝易控、成本低、可靠性高 的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步在于，采用反饋式微光學(xué)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，通過使得 光在根據(jù)本發(fā)明的光纖濾波器裝置中的多于一次的反射，來實(shí)現(xiàn)以低成本的較低反射隔離 度的薄膜濾波片獲得極高的反射隔離度、高回波損耗及良好的反射率。


下面參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的光纖濾波器的制造方法和裝置進(jìn)行說明， 其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光纖濾波器的結(jié)構(gòu)的截面示意圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的具有反饋光纖和第二光學(xué)濾波元件的光纖濾波器的結(jié)構(gòu)的 截面示意圖；圖2B是圖2A中的光纖濾波器結(jié)構(gòu)中的光路示意圖；圖2C和2D分別示出圖2A中的光纖濾波器結(jié)構(gòu)中的第二光纖和反饋光纖的兩種 排列方式；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的第二光學(xué)濾波元件設(shè)置在第一光纖頭組件的端面上的光纖 濾波器的結(jié)構(gòu)的截面示意圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明的第二光學(xué)濾波元件設(shè)置在聚焦準(zhǔn)直組件的端面上的光纖濾 波器的結(jié)構(gòu)的截面示意圖；圖3C和3D分別是圖3A和圖3B中的光纖濾波器的結(jié)構(gòu)中的光路示意圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的具有回送光纖的光纖濾波器的結(jié)構(gòu)的截面示意圖；圖4B是圖4A中的光纖濾波器結(jié)構(gòu)中的光路示意圖；以及圖4C和4D分別示出圖4A中的光纖濾波器結(jié)構(gòu)中的第二光纖和回送光纖的兩個(gè) 端口的兩種排列方式。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。在說明 書中，相同或相似的附圖標(biāo)號(hào)指示相同或相似的部件。下述參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的說明旨在對(duì)本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。附圖1表示了一種光纖濾波器裝置的結(jié)構(gòu)。參見圖1，根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的 光纖濾波器裝置100，包括設(shè)置有第一光纖2的第一光纖頭組件1、聚焦準(zhǔn)直組件3a、3b、 光學(xué)濾波組件、設(shè)置有第二光纖7的第二光纖頭組件4。如圖1所示，該光纖濾波器裝置100 還包括用于容納第一光纖頭組件1、聚焦準(zhǔn)直組件3a、3b、光學(xué)濾波組件和第二光纖頭組件 4的套管6、粘合物8和外殼9，其中套管6被容裝并固定于所述外殼9中，而粘合物8，例如 環(huán)氧膠，用于對(duì)第一光纖2和第二光纖7相對(duì)于套管6和外殼9附加地粘結(jié)和固定。在圖1中，光學(xué)濾波組件僅包含了一個(gè)光學(xué)濾波元件，即薄膜濾波片5。光從第一 光纖2入射，在由聚焦準(zhǔn)直組件(例如自聚焦透鏡)3a準(zhǔn)直后照射到薄膜濾波片5上，由光 線alOl和al02表示。薄膜濾波片5允許第一波長范圍(λ la，Alb)的光透射通過，而使第 二波長范圍(X2a，X2b)的光被反射。光透射通過薄膜濾波片5的部分由光線al03和al04 表示，在被聚焦準(zhǔn)直組件(例如自聚焦透鏡)3b聚焦后，從第二光纖7射出所述光纖濾波器 裝置。而光被薄膜濾波片5反射的部分由光線blOl和bl02表示(光線blOl和bl02(方 向用實(shí)心箭頭表示)分別表示與光線alOl和al02(方向用非封閉箭頭表示)遵循相同光 路但方向相反的光線，下同)，沿原路返回到第一光纖2。被反射回第一光纖2的具有波長 范圍U2a，A2b)的光則作為提供給OTDR的檢測(cè)光信號(hào)。在另一種實(shí)施方式中，光學(xué)濾波組件可以包括多于一個(gè)光學(xué)濾波元件，所述光學(xué) 濾波元件具有相同的濾波特性，或者它們的中心波長之間偏置大約0. 3nm，其用于將從第一 光纖2入射的光進(jìn)行多次反射，通過多次反射能夠提高反射隔離度，例如光在經(jīng)過一自身 反射隔離度為HdB的常規(guī)薄膜濾波片的三次反射之后，反射隔離度可以達(dá)到40dB以上。例如，光學(xué)濾波組件可以包括第一光學(xué)濾波元件和第二光學(xué)濾波元件，可以在所 述第一光學(xué)濾波元件和第二光學(xué)濾波元件之間對(duì)從所述第一光纖2入射的光進(jìn)行多于一 次的反射。具體地，圖2A示出根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的光纖濾波器裝置200的結(jié)構(gòu)。與 圖1所示的實(shí)施例相比，圖2A示出的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括一個(gè)與薄膜濾波片5濾波特性相同 的第二薄膜濾波片15，以及設(shè)置在第一光纖組件1中的反饋光纖16，而且第一光纖2的位 置也發(fā)生了變化。借助于示出圖2A中的結(jié)構(gòu)的光路的圖2B，可以清楚地看出，第一光纖2 和反饋光纖16平行布置，且反饋光纖16具有朝向薄膜濾波片5的第一端口 16a和遠(yuǎn)離薄 膜濾波片5的第二端口 16b，第一光纖2和反饋光纖16配置成使得從第一光纖2入射的光 (由光線a201，a202表示)在被薄膜濾波片5反射之后不再像圖1所示的結(jié)構(gòu)那樣直接地 返回到第一光纖2，而是被反射到反饋光纖16的第一端口 16a (由光線a205，a206表示)， 并從所述第一端口 16a進(jìn)入到反饋光纖16中，到達(dá)反饋光纖16的第二端口 16b，在第二端 口 16b的端面上設(shè)置有第二薄膜濾波片15，其與薄膜濾波片5大致平行(可視光路誤差調(diào) 整的需要略有傾斜)使得其可將到達(dá)第二端口 16b的光沿原路反射回薄膜濾波片5 (由光 線b205，b206表示)，根據(jù)光路可逆原理，被反射回薄膜濾波片5的光被薄膜濾波片5再次 沿光線b201、b202所示的方向原路反射回第一光纖2，作為光信號(hào)提供給0TDR。也就是，光 在從第一光纖2入射到光纖濾波器裝置200再返回到第一光纖2的過程中被濾波特性相同 的薄膜濾波片反射了三次，從而有效地提高了反射隔離度。而透射通過薄膜濾波片5的光 依然沿著光線a203、a204所示的方向從第二光纖7射出所述光纖濾波器裝置。
在上述第二個(gè)實(shí)施例中，第二薄膜濾波片15可以被附著或直接鍍膜到所述反饋 光纖16的第二端口 16b的端面上。圖2C和圖2D示出了第一光纖2和反饋光纖16的兩種排列方式。即在豎直方向 上或在水平方向上排列。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，第一光纖2和反饋光纖16的排列 方式并不限于這兩種，在其它方向上的排列，只要能夠?qū)崿F(xiàn)上述技術(shù)效果，就是可以的。第二薄膜濾波片不僅可以如圖2A所示設(shè)置在反饋光纖16的一端，還可以設(shè)置在 第一光纖頭組件1和聚焦準(zhǔn)直組件3a之間的間隙中。在一種實(shí)施例中，如圖3A所示，與 圖2中的光纖濾波器裝置結(jié)構(gòu)相比，圖3A中的結(jié)構(gòu)沒有設(shè)置反饋光纖16，而是在第一光纖 頭組件1和聚焦準(zhǔn)直組件3a之間的間隙中的第一光纖頭組件1的端面上提供一個(gè)楔形塊 26，而將第二薄膜濾波片25設(shè)置在所述楔形塊26朝向薄膜濾波片5的表面上?；谂c圖 2A-2D所示結(jié)構(gòu)相似的原理，如圖3A和3C所示，第一光纖2和楔形塊26配置成使得從第 一光纖2入射的光(由光線a301，a302表示)在被薄膜濾波片5反射之后被反射到楔形塊 26表面上的第二薄膜濾波片25 (由光線a305，a306表示)，所述第二薄膜濾波片25與薄膜 濾波片5大致平行(可視光路誤差調(diào)整的需要略有傾斜)使得其可將被反射到其上的光沿 原路反射回薄膜濾波片5 (由光線b305，b306表示)，根據(jù)光路可逆原理，被反射回薄膜濾 波片5的光被薄膜濾波片5再次沿光線b301、b302所示的方向原路反射回第一光纖2，作 為光信號(hào)提供給0TDR。也就是，光在從第一光纖2入射到光纖濾波器裝置300再返回到第 一光纖2的過程中被濾波特性相同的薄膜濾波片反射了三次，從而有效地提高了反射隔離 度。而透射通過薄膜濾波片5的光依然沿著光線a303、a304所示的方向從第二光纖7射出 所述光纖濾波器裝置。圖3B示出了與圖3A相類似的另一個(gè)實(shí)施例。與圖3A中的結(jié)構(gòu)相比，圖3B中的 光纖濾波器裝置301僅僅是將設(shè)置在第一光纖頭組件1和聚焦準(zhǔn)直組件3a之間的間隙中 楔形塊的位置從第一光纖頭組件1的端面移到了聚焦準(zhǔn)直組件3a的端面上。在圖3B中， 第二薄膜濾波片35被設(shè)置在聚焦準(zhǔn)直組件3a的端面上的楔形塊27的遠(yuǎn)離薄膜濾波片5 的一側(cè)表面上。其光路和反射過程與圖3A所示的結(jié)構(gòu)幾乎完全相同，但由于第二薄膜濾波 片35位于楔形塊27的遠(yuǎn)離薄膜濾波片5的一側(cè)表面上，所以在光在薄膜濾波片5和第二 薄膜濾波片35之間被反射時(shí)，光必須透射通過楔形塊27，因而楔形塊27必須對(duì)于第二波長 范圍(X2a，A2b)的光是透明的。而對(duì)于圖3A中的楔形塊26則無此限制。應(yīng)當(dāng)理解，盡管上述實(shí)施例中楔形塊和第二薄膜濾波片位于第一光纖頭組件或聚 焦準(zhǔn)直組件的端面上，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，第二薄膜濾波片及其承載裝置 也可以不位于兩者的端面上，根據(jù)相同或類似的原理，將第二薄膜濾波片設(shè)置在第一光纖 頭組件和聚焦準(zhǔn)直組件之間的間隙中而實(shí)現(xiàn)與上述實(shí)施例相同的功能的其它方式也包含 在本發(fā)明的范圍內(nèi)。除去上述圖2A-圖3D所示的采用多個(gè)光學(xué)濾波元件對(duì)從第一光纖2入射的光進(jìn) 行多于一次的反射濾波的實(shí)施例之外，對(duì)于從第一光纖2入射的光進(jìn)行多次反射也可以通 過一個(gè)光學(xué)濾波元件來實(shí)現(xiàn)。圖4A-4D示出了采用回送光纖和單個(gè)光學(xué)濾波元件來實(shí)現(xiàn)對(duì)從第一光纖2入射的 光進(jìn)行多于一次的反射濾波的實(shí)施例。與圖1所示的實(shí)施方式相比，圖4A所示的實(shí)施例并 沒有增加光學(xué)濾波元件，而是在第一光纖頭組件1中設(shè)置了回送光纖36?；厮凸饫w36具有
10第一端口 36a和第二端口 36b，回送光纖36具有第一端口 36a和第二端口 36b 并與第 一光纖2設(shè)置在光纖頭組件1中的端口并排設(shè)置，且第一端口 36a和第二端口 36b都朝向 薄膜濾波片5。如圖4B所示，回送光纖36和第一光纖2配置成使得從第一光纖2入射的光 (由光線a401，a402表示)在被薄膜濾波片5反射之后被反射到回送光纖36的第一端口 36a (由光線a405，a406表示)，被回送光纖36的第一端口 36a接收的光被回送至第二端口 36b，并通過第二端口 36b回送至薄膜濾波片5 (由光線a407，a408表示)，根據(jù)光路可逆原 理，被反射回薄膜濾波片5的光被薄膜濾波片5再次沿光線b407、b408所示的方向原路反 射回回送光纖36的第二端口 36b (由光線b407，b408表示)，再被回送至回送光纖36的第 一端口 36a (由光線b405，b406表示)，而后被反射到薄膜濾波片5回第一光纖2 (由光線 b401，b402表示)，作為光信號(hào)提供給0TDR。也就是，光在從第一光纖2入射到光纖濾波器 裝置400再返回到第一光纖2的過程中被同一薄膜濾波片5反射了三次，從而有效地提高 了反射隔離度。而透射通過薄膜濾波片5的光依然沿著光線a403、a404所示的方向從第二 光纖7射出所述光纖濾波器裝置。圖4C和4D示出了用于實(shí)現(xiàn)上述光路的第一光纖2和回送光纖36的兩個(gè)端口的布 置示例。第一光纖2的端口和回送光纖36的第一和第二端口 36a和36b可以在朝向薄膜 濾波片5的方向上并排設(shè)置，且第二端口 36b位于三者的中間，它們可以在豎直方向上或水 平方向上排列成近似一條直線，所述布置或稱為直線排列的三孔光纖頭。本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解，第二光纖2的端口和回送光纖36的兩個(gè)端口的排列方式并不限于這兩種， 在其它方向上的排列，只要能夠?qū)崿F(xiàn)上述技術(shù)效果，即涵蓋在本發(fā)明的構(gòu)思之內(nèi)。盡管上述實(shí)施例僅采用一個(gè)或兩個(gè)光學(xué)濾波元件來實(shí)現(xiàn)對(duì)從第一光纖2入射的 光的多于一次的反射，但是，應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)相同或類似的原理，以疊加的方式采用更多的 光學(xué)濾波元件對(duì)從第一光纖2入射的光進(jìn)行多于一次的反射，可能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)返回到第一光 纖2中的光的反射隔離度的提高。這些方案也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，盡管本實(shí)施方式中示出光纖濾波器裝置具有套 管、外殼和粘合物的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明并不限于此，本領(lǐng)域中的任何能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光纖頭組 件、聚焦準(zhǔn)直組件和光學(xué)濾波組件進(jìn)行固定和保持的結(jié)構(gòu)都屬于本發(fā)明的范圍。同樣，光學(xué) 濾波組件也不僅限于薄膜濾波片。例如，雖然在圖1所示的實(shí)施例中，聚焦準(zhǔn)直組件3a、3b、光學(xué)濾波組件、第一和第 二光纖頭組件1、4組合地一起容納在所述套管6中。但是，本發(fā)明并不僅限于此，例如根據(jù) 制造工藝的要求，聚焦準(zhǔn)直組件3a、3b、光學(xué)濾波組件、第一和第二光纖頭組件1、4可以分 別地或其中的一個(gè)或數(shù)個(gè)組合起來容納在一個(gè)或多個(gè)套管6中。在上述實(shí)施方式中，光纖頭組件與相鄰的聚焦準(zhǔn)直組件之間存在間隙，以方便對(duì) 光路進(jìn)行調(diào)整。在所述間隙兩側(cè)的光纖頭組件與相鄰的聚焦準(zhǔn)直組件的端面可以與入射光 方向垂直，也可以與該方向成小的傾斜角(例如小于10度)，以提高耦合效率，降低損耗。在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，聚焦準(zhǔn)直組件優(yōu)選為節(jié)距0. 2 0. 249的自聚焦透鏡。本發(fā)明還提供一種用于制造光纖濾波器裝置的制造方法。以如圖1所示的光纖濾 波器裝置100為例，首先，將薄膜濾波片5與聚焦準(zhǔn)直組件3a、3b —起裝配在套管中以形 成第一組件，該組件中薄膜濾波片5與聚焦準(zhǔn)直組件3a、3b和套管可以通過光學(xué)膠等粘合 劑固化，或以其它方式結(jié)合。之后，將設(shè)置有第一光纖的第一光纖頭組件裝入所述套管，并與所述第一組件進(jìn)行光路調(diào)整，以使從所述第一光纖入射的光被所述薄膜濾波片5反射的 部分從所述第一光纖出射。再將所述第一光纖頭組件與所述第一組件進(jìn)行固化，以形成第 二組件。將設(shè)置有第二光纖的第二光纖頭組件裝入所述套管，并與所述第二組件進(jìn)行光路 調(diào)整，以使從所述第一光纖入射的光透射通過所述光學(xué)濾波組件的部分從所述第二光纖出 射，最后將所述第二光纖頭組件與所述第二組件進(jìn)行固化，形成光纖濾波器裝置100。所述方法還可以包括提供外殼9，并將所述外殼9與套管6兩端以及所述第一和 第二光纖頭組件1、4的外側(cè)進(jìn)行固化，從而提高光纖濾波器裝置100的防止被外界環(huán)境腐 蝕侵害的性能。在對(duì)第一光纖頭組件1和第一組件進(jìn)行光路調(diào)整時(shí)，可以使得從所述第一光纖2 入射的光經(jīng)所述第二光學(xué)濾波元件被反射出所述第一光纖的功率最大。在對(duì)第二光纖頭組 件和第二組件進(jìn)行光路調(diào)整時(shí)，可以使得透射通過所述第一光學(xué)濾波元件從所述第二光纖 出射的光的耦合效率最高。為了提高傳輸效率，可以對(duì)拋光好的光纖頭端面作增透鍍膜處理。對(duì)于光纖濾波 器裝置的其它的實(shí)施例200、300、301和400的制造，只需要在上述制造光纖濾波器裝置100 的基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的步驟即可。比如，對(duì)于光纖濾波器裝置200，其需要在上述所有步驟之 前制備兩光纖混合式光纖頭組件，其中一根光纖為普通光纖，另一根為附有薄膜濾波片的 光纖。而對(duì)于光纖濾波器裝置300和301則要在第一光纖頭組件1與聚焦準(zhǔn)直組件3a裝 配之前在第一光纖頭組件1或聚焦準(zhǔn)直組件3a的端面上設(shè)置楔形塊26或27，在所述楔形 塊26或27的一側(cè)表面上分別附著第二薄膜濾波片25和35。而對(duì)于光纖濾波器裝置400， 則需要事先制備三孔混合式光纖頭組件，例如可選結(jié)構(gòu)為直線排列的三孔光纖頭，選擇其 中相鄰兩孔由一根光纖連通而成，另外邊上的一孔由獨(dú)立的一根光纖占據(jù)。雖然本發(fā)明總體構(gòu)思的一些實(shí)施例已被顯示和說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理 解，在不背離本總體發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對(duì)這些實(shí)施例做出改變，本發(fā)明的 范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定
權(quán)利要求
一種光纖濾波器裝置，包括聚焦準(zhǔn)直組件；包括至少一個(gè)光學(xué)濾波元件的光學(xué)濾波組件，所述光學(xué)濾波組件允許第一波長范圍的光透射通過，而允許第二波長范圍的光被反射；以及第一和第二光纖頭組件，所述第一光纖頭組件設(shè)置有第一光纖，所述第二光纖頭組件設(shè)置有第二光纖，所述第一光纖具有設(shè)置在所述第一光纖頭組件中的用于入射和出射光的端口，從所述第一光纖入射的光透射通過所述光學(xué)濾波組件的部分從所述第二光纖射出所述光纖濾波器裝置，而從所述第一光纖入射的光被所述光學(xué)濾波組件反射的部分從所述第一光纖射出所述光纖濾波器裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖濾波器裝置，其中所述光學(xué)濾波組件包括多于一個(gè)光學(xué)濾波元件，所述多于一個(gè)光學(xué)濾波元件具有相同 的濾波特性，或者它們之間的中心波長偏置大約0. 3nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖濾波器裝置，還包括套管，其中所述聚焦準(zhǔn)直組件、所述光學(xué)濾波組件、所述第一和第二光纖頭組件分別地 或組合地容納在所述套管中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖濾波器裝置，還包括外殼，所述套管被容裝并固定于所述外殼中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖濾波器裝置，其中所述光學(xué)濾波組件利用所述光學(xué)濾波元件對(duì)從所述第一光纖入射的光進(jìn)行多于一次 的反射。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖濾波器裝置，其中所述光學(xué)濾波組件利用所述光學(xué)濾波元件對(duì)從所述第一光纖入射的光共進(jìn)行三次反射。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖濾波器裝置，其中所述光學(xué)濾波組件包括第一光學(xué)濾波元件和第二光學(xué)濾波元件，對(duì)從所述第一光纖入 射的光進(jìn)行多于一次的反射在所述第一光學(xué)濾波元件和第二光學(xué)濾波元件之間進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖濾波器裝置，其中所述第一光纖頭組件設(shè)置有反饋光纖，所述反饋光纖的一端接收從所述第一光纖入射 到所述第一光學(xué)濾波元件上被反射的反射光，所述第二光學(xué)濾波元件位于所述反饋光纖的 另一端，用于將入射到所述反饋光纖中的反射光再次反射回所述第一光學(xué)濾波元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖濾波器裝置，其中所述第二光學(xué)濾波元件被附著或直接鍍膜到所述反饋光纖的端面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖濾波器裝置，其中所述第二光學(xué)濾波元件位于所述第一光纖頭組件和聚焦準(zhǔn)直組件之間的間隙中，并用 于接收從所述第一光學(xué)濾波元件反射的光并將其反射回所述第一光學(xué)濾波元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光纖濾波器裝置，其中所述第二光學(xué)濾波元件附著于所述第一光纖頭組件或聚焦準(zhǔn)直組件的端面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖濾波器裝置，其中所述第一光纖頭組件還設(shè)置有回送光纖，所述回送光纖具有第一端口和第二端口，所2述回送光纖的第一端口用于接收從所述第一光纖入射到所述光學(xué)濾波組件中的一光學(xué)濾 波元件上被反射的反射光，第二端口用于將進(jìn)入所述回送光纖的第一端口的光回送到所述 光學(xué)濾波元件以進(jìn)行第二次反射，所述回送光纖還配置成由所述第二端口接收經(jīng)過第二次 反射的反射光并通過所述第一端口再次回送至所述光學(xué)濾波元件以進(jìn)行第三次反射。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光纖濾波器裝置，其中回送光纖的第一和第二端口和第一光纖的端口在朝向所述光學(xué)濾波元件的方向上并 排設(shè)置，且第二端口位于三者的中間。
14.一種用于制造光纖濾波器裝置的制造方法，包括步驟(a)將包括光學(xué)濾波元件的光學(xué)濾波組件與聚焦準(zhǔn)直組件一起裝配在套管中以形成第 一組件，所述光學(xué)濾波組件允許第一波長范圍的光透射通過，而允許第二波長范圍的光被 反射；(b)將設(shè)置有第一光纖的第一光纖頭組件裝入所述套管，并與所述第一組件進(jìn)行光路 調(diào)整，以使從所述第一光纖入射的光被所述光學(xué)濾波組件反射的部分從所述第一光纖射 出，所述第一光纖具有設(shè)置在所述第一光纖頭組件中的用于入射和出射光的端口 ；(c)將所述第一光纖頭組件與所述第一組件進(jìn)行固化，以形成第二組件；(d)將設(shè)置有第二光纖的第二光纖頭組件裝入所述套管，并與所述第二組件進(jìn)行光路 調(diào)整，以使從所述第一光纖入射的光透射通過所述光學(xué)濾波組件的部分從所述第二光纖射 出；和(e)將所述第二光纖頭組件與所述第二組件進(jìn)行固化。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括(f)提供外殼，并將所述外殼與套管兩端以及所述第一和第二光纖頭組件的外側(cè)進(jìn)行 固化。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中步驟(b)還包括進(jìn)行光路調(diào)整，以使得從所述第一光纖入射的光經(jīng)所述光學(xué)濾波元件被反射出所述第 一光纖的功率最大。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中步驟(d)還包括進(jìn)行光路調(diào)整，以使得透射通過所述光學(xué)濾波元件從所述第二光纖出射的光的耦合效 率最聞。
18.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述光學(xué)濾波組件利用所述光學(xué)濾波元件對(duì)從所述第一光纖入射的光進(jìn)行多于一次 的反射。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述光學(xué)濾波組件利用所述光學(xué)濾波元件對(duì)從所述第一光纖入射的光共進(jìn)行三次反射。
20.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述光學(xué)濾波組件包括多于一個(gè)光學(xué)濾波元件，所述多于一個(gè)光學(xué)濾波元件具有相同 的濾波特性，或者它們的中心波長之間偏置大約0. 3nm。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述光學(xué)濾波組件包括第一光學(xué)濾波元件和第二光學(xué)濾波元件，對(duì)從所述第一光纖入射的光進(jìn)行多于一次的反射在所述第一光學(xué)濾波元件和第二光學(xué)濾波元件之間進(jìn)行。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第二光學(xué)濾波元件位于所述第一光纖頭組件和聚焦準(zhǔn)直組件之間的間隙中，并用 于接收從所述第一光學(xué)濾波元件反射的光并將其反射回所述第一光學(xué)濾波元件。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第二光學(xué)濾波元件附著于所述第一光纖頭組件或聚焦準(zhǔn)直組件的端面上。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第一光纖頭組件設(shè)置有反饋光纖，所述反饋光纖的一端接收從所述第一光纖入射 到所述第一光學(xué)濾波元件上被反射的反射光，所述第二光學(xué)濾波元件位于所述反饋光纖的 另一端，用于將入射到所述反饋光纖中的反射光再次反射回所述第一光學(xué)濾波元件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述第二光學(xué)濾波元件被附著或直接鍍膜到所述反饋光纖的端面上。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一光纖頭組件還設(shè)置有回送光纖，所述回送光纖具有第一端口和第二端口，所 述回送光纖的第一端口用于接收從所述第一光纖入射到所述光學(xué)濾波組件中的一光學(xué)濾 波元件上被反射的反射光，第二端口用于將進(jìn)入所述回送光纖的第一端口的光回送到所述 光學(xué)濾波元件以進(jìn)行第二次反射，所述回送光纖還配置成由所述第二端口接收經(jīng)過第二次 反射的反射光并通過所述第一端口再次回送至所述光學(xué)濾波元件以進(jìn)行第三次反射。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光纖濾波器裝置，其中回送光纖的第一和第二端口和第一光纖的端口在朝向所述光學(xué)濾波元件的方向上并 排設(shè)置，且第二端口位于三者的中間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖濾波器裝置及其制造方法。所述光纖濾波器裝置包括聚焦準(zhǔn)直組件；包括至少一個(gè)光學(xué)濾波元件的光學(xué)濾波組件，所述光學(xué)濾波組件允許第一波長范圍的光透射通過，而允許第二波長范圍的光被反射；以及第一和第二光纖頭組件，所述第一光纖頭組件設(shè)置有第一光纖，所述第二光纖頭組件設(shè)置有第二光纖，從所述第一光纖入射的光透射通過所述光學(xué)濾波組件的部分從所述第二光纖射出所述光纖濾波器裝置，而從所述第一光纖入射的光被所述光學(xué)濾波組件反射的部分從所述第一光纖射出所述光纖濾波器裝置。通過采用上述光纖濾波器裝置，能夠在更大的光譜寬度上獲得更好的光學(xué)性能，并且還具有制造工藝易控、成本低、可靠性高的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)G02B6/34GK101900855SQ200910052290
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者童朝陽 申請(qǐng)人:泰科電子(上海)有限公司