專利名稱：復(fù)用/解復(fù)用雙功能波分復(fù)用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖傳輸系統(tǒng)中的波分復(fù)用/解復(fù)用領(lǐng)域；是關(guān)于一種共用濾波 片，輸出和輸入光都采用雙光纖尾纖，用一系列凹面鏡實(shí)現(xiàn)光線重新聚焦，復(fù)用和解復(fù)用雙 重功能集成在一個(gè)器件上的新型小型化波分復(fù)用器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，波分復(fù)用器是一種分波(或合波)器件，它能將光源、光纖、集成電流 和其他光波導(dǎo)中的光波信號(hào)有選擇地進(jìn)行分離或耦合。根據(jù)工作原理和所用材料，波分復(fù) 用器件主要有薄膜干涉型、平面波導(dǎo)型(AWG)、光纖光柵型、光纖熔融級(jí)聯(lián)馬赫-澤德爾干 涉儀以及衍射光柵型等。目前，一般薄膜干涉型波分復(fù)用器件如圖1所示，CollimatorO 4為準(zhǔn)直器， Substrate為基板，采用自聚焦透鏡和單光纖尾纖組合形成準(zhǔn)直器，一次只能實(shí)現(xiàn)復(fù)用或者 解復(fù)用中的一種功能。而在一些特殊場(chǎng)合，如光放大器等模塊中，需要分波和合波兩種功能 的器件，這就需要兩個(gè)波分復(fù)用器，無疑增加了成本，且占用了很多空間。本發(fā)明的特點(diǎn)是 將復(fù)用和解復(fù)用雙重功能集成在一個(gè)器件上，占用空間小，成本低。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、同時(shí)兼?zhèn)浜喜ê头植p 重功能的復(fù)用/解復(fù)用雙功能波分復(fù)用裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是復(fù)用/解復(fù)用雙功能波分復(fù)用裝置，包括用于多波長(zhǎng) 傳輸?shù)牡谝浑p光纖頭，用于單波長(zhǎng)傳播的第二、第三雙光纖頭，用于多波長(zhǎng)傳輸?shù)牡谝?C透 鏡，用于單波長(zhǎng)傳輸?shù)牡诙?、第三C透鏡，第一、第二薄膜干涉濾波片，其還包括凹面鏡；由 第一雙光纖頭的解復(fù)用端入射波長(zhǎng)分別為入工和λ 2的信號(hào)光，經(jīng)第一 C透鏡聚焦準(zhǔn)直，信 號(hào)光入射到第一薄膜干涉濾波片上，波長(zhǎng)為X1的信號(hào)光透過第一薄膜干涉濾波片，經(jīng)第 二 C透鏡接收并耦合到第二雙光纖頭的下端傳出；而波長(zhǎng)為λ 2的信號(hào)光則經(jīng)第一薄膜干 涉濾波片反射，再經(jīng)凹面鏡反射，然后進(jìn)入第二薄膜干涉濾波片并透射，接著進(jìn)入第三C透 鏡，最后經(jīng)由第三雙光纖頭上端射出，從而完成解復(fù)用功能；第二雙光纖頭的上端和第三雙 光纖頭的下端，分別入射波長(zhǎng)為入工和入2的信號(hào)光，其中波長(zhǎng)為λ2的信號(hào)光通過第三C透 鏡聚焦準(zhǔn)直，再經(jīng)第二薄膜干涉濾波片透射，然后通過凹面鏡反射到第一薄膜干涉濾波片 的高反面上，反射入第一 C透鏡，最后通過第一雙光纖頭的下端出射；而波長(zhǎng)為X1的信號(hào) 光通過第二 C透鏡聚焦準(zhǔn)直，然后透過第一薄膜干涉濾波片到達(dá)第一 C透鏡，最后通過第一 雙光纖頭的下端出射，從而完成復(fù)用功能。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、同時(shí)兼?zhèn)鋸?fù)用和解復(fù)用雙重功能。
圖1是目前常見WDM(波分復(fù)用裝置)結(jié)構(gòu)示意圖。圖加和圖2b是本實(shí)用新型的一個(gè)典型案例。圖3是凹面鏡原理。圖4是凹面鏡的聚焦示意圖。[0014]圖5是kmax模擬凹面鏡聚焦。圖6常規(guī)Filter (濾波片)的通透特性。圖7是本實(shí)用新型單通道Filter的通透特性。圖8是本實(shí)用新型Filter的通透特性。圖9是本實(shí)用新型N通道的典型案例。圖中，雙光纖頭:1、5、9、10、14、18、22、26、27、31、35、39、43、47、51、56 ；C 透鏡2、 4、8、11、13、17、21、25、28、30、34、38、42、46、50、55 ；薄膜干涉濾波片:3、7、12、16、20、24、 29、33、37、41、45、49、54 ；凹面鏡6、15、19、23、32、36、40、44、48、52、53。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的目的是以較低的成本和適宜的插損，為波分復(fù)用系統(tǒng)提供一種全新 的解決方案。具體的說，就是能夠在一個(gè)器件里，利用濾波片的薄膜干涉和凹面鏡的聚焦作 用，實(shí)現(xiàn)復(fù)用和解復(fù)用雙重功能。如圖加所示，復(fù)用/解復(fù)用雙功能波分復(fù)用裝置，包括雙光纖頭1，雙光纖頭5、9， C透鏡2，C透鏡4、8，隔離度高的薄膜干涉濾波片3、7，其還包括凹面鏡6 ；由雙光纖頭1的 解復(fù)用端入射波長(zhǎng)分別為λ工和λ 2的信號(hào)光，經(jīng)C透鏡2聚焦準(zhǔn)直，信號(hào)光入射到薄膜干 涉濾波片3上，波長(zhǎng)為λ工的信號(hào)光透過薄膜干涉濾波片3，經(jīng)C透鏡4接收并耦合到雙光 纖頭5的下端傳出；而波長(zhǎng)為λ 2的信號(hào)光則經(jīng)薄膜干涉濾波片3反射，再經(jīng)凹面鏡6反射， 然后進(jìn)入薄膜干涉濾波片7并透射，接著進(jìn)入C透鏡8，最后經(jīng)由雙光纖頭9上端射出，從而 完成解復(fù)用功能；雙光纖頭5的上端和雙光纖頭9的下端，分別入射波長(zhǎng)為λ工和λ 2的信 號(hào)光，其中波長(zhǎng)為λ 2的信號(hào)光通過C透鏡8聚焦準(zhǔn)直，再經(jīng)薄膜干涉濾波片7透射，然后 通過凹面鏡6反射到薄膜干涉濾波片3的高反面上，反射入C透鏡2，最后通過雙光纖頭1 的下端出射；而波長(zhǎng)為λ工的信號(hào)光通過C透鏡4聚焦準(zhǔn)直，然后透過薄膜干涉濾波片3到 達(dá)C透鏡2，最后通過雙光纖頭1的下端出射，從而完成復(fù)用功能。其中的雙光纖頭的一條 尾纖功能為復(fù)用，另一條功能為解復(fù)用，輸入和輸出兩束光線共用一個(gè)濾波片。C透鏡2到第一個(gè)薄膜干涉濾波片3的距離等于其像方焦點(diǎn)到端面的距離。復(fù)用/解復(fù)用N個(gè)波長(zhǎng)，則從上至下排列N個(gè)薄膜干涉濾波片、(N-I)個(gè)凹透鏡、 (N+1)個(gè)C透鏡和(N+1)個(gè)雙光纖頭。其中N彡2，是自然數(shù)。圖2b是4波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用雙功能波分復(fù)用裝置的實(shí)施例示意圖，圖9是N波長(zhǎng) 復(fù)用/解復(fù)用雙功能波分復(fù)用裝置的實(shí)施例示意圖。其中凹面鏡6具有聚焦光束的作用。當(dāng)孔徑角很小時(shí)，光纖在光軸附近很小的區(qū) 域內(nèi)，這個(gè)區(qū)域稱為近軸區(qū)，近軸區(qū)內(nèi)的光學(xué)成為近軸光線，我們可以得到凹面鏡的物像位 置關(guān)系如圖3所示。凹面鏡的位置關(guān)系可由下式表示
Γπ1 1 2---=—
I' I R 式中1'和1分別為像點(diǎn)和物點(diǎn)距球面頂點(diǎn)0的距離，R為凹面鏡的曲率半徑。當(dāng) 有一定夾角θ工的兩束光線入射凹面鏡時(shí)，如圖4所示，設(shè)兩束光線的入射點(diǎn)為A，兩束光線 分別入射到凹面鏡的B和C點(diǎn)，出射匯聚點(diǎn)為D。可認(rèn)為四個(gè)因素決定了經(jīng)凹面鏡反射后的 兩束光線的夾角θ2:
4[0028]1.兩入射光線的中心軸線和凹面鏡的基準(zhǔn)軸的夾角α ；2.兩入射光線的夾角θ i ；3.凹面鏡的半徑R ； 4.點(diǎn)A到球面頂點(diǎn)0的距離L1。當(dāng)夾角θ ^艮小的時(shí)候，可以得出
權(quán)利要求1.復(fù)用/解復(fù)用雙功能波分復(fù)用裝置，包括用于多波長(zhǎng)傳輸?shù)牡谝浑p光纖頭(1)，用于 單波長(zhǎng)傳播的第二、第三雙光纖頭(5、9)，用于多波長(zhǎng)傳輸?shù)牡谝?C透鏡0)，用于單波長(zhǎng)傳 輸?shù)牡诙?、第三C透鏡0、8)，第一、第二薄膜干涉濾波片(3、7)，其特征在于其還包括凹面 鏡(6)；由第一雙光纖頭(1)的解復(fù)用端入射波長(zhǎng)分別為入工和λ 2的信號(hào)光，經(jīng)第一 C透 鏡( 聚焦準(zhǔn)直，信號(hào)光入射到第一薄膜干涉濾波片( 上，波長(zhǎng)為X1的信號(hào)光透過第一 薄膜干涉濾波片(3)，經(jīng)第二 C透鏡(4)接收并耦合到第二雙光纖頭(5)的下端傳出；而波 長(zhǎng)為λ 2的信號(hào)光則經(jīng)第一薄膜干涉濾波片(3)反射，再經(jīng)凹面鏡(6)反射，然后進(jìn)入第二 薄膜干涉濾波片(7)并透射，接著進(jìn)入第三C透鏡(8)，最后經(jīng)由第三雙光纖頭(9)上端射 出，從而完成解復(fù)用功能；第二雙光纖頭(5)的上端和第三雙光纖頭(9)的下端，分別入射 波長(zhǎng)為入工和λ 2的信號(hào)光，其中波長(zhǎng)為λ 2的信號(hào)光通過第三C透鏡(8)聚焦準(zhǔn)直，再經(jīng)第 二薄膜干涉濾波片(7)透射，然后通過凹面鏡(6)反射到第一薄膜干涉濾波片( 的高反 面上，反射入第一 C透鏡O)，最后通過第一雙光纖頭(1)的下端出射；而波長(zhǎng)為A1的信號(hào) 光通過第二 C透鏡(4)聚焦準(zhǔn)直，然后透過第一薄膜干涉濾波片C3)到達(dá)第一 C透鏡0)， 最后通過第一雙光纖頭(1)的下端出射，從而完成復(fù)用功能。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)用/解復(fù)用雙功能波分復(fù)用裝置，其特征是第一C透鏡(2) 到第一薄膜干涉濾波片(3)的距離等于其像方焦點(diǎn)到端面的距離。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)用/解復(fù)用雙功能波分復(fù)用裝置，其特征在于復(fù)用/解復(fù)用 N個(gè)波長(zhǎng)，則從上至下排列N個(gè)薄膜干涉濾波片、(N-I)個(gè)凹透鏡、(N+1)個(gè)C透鏡和(N+1) 個(gè)雙光纖頭。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種復(fù)用/解復(fù)用雙功能的波分復(fù)用器件，包括用于多波長(zhǎng)傳輸?shù)碾p光纖頭1，用于單波長(zhǎng)傳輸?shù)碾p光纖頭5、9，用于多波長(zhǎng)傳輸?shù)腃透鏡2，用于單波長(zhǎng)傳輸?shù)腃透鏡4、8，薄膜干涉濾波片3、7，其還包括凹面鏡6。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、同時(shí)兼?zhèn)浜喜ê头植p重功能。
文檔編號(hào)G02B6/32GK201886169SQ20102019564
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者朱益清, 趙蘭蘭, 邱二虎, 顧共恩 申請(qǐng)人:武漢奧新科技有限公司