一種基于mems的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于MEMS的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，包括雙芯光纖準(zhǔn)直器、擴(kuò)束棱鏡、透射式相位光柵、縮束棱鏡和MEMS微鏡，其中雙芯光纖準(zhǔn)直器的一根尾纖為單模光纖，另一根尾纖為多模光纖或者少模光纖。DWDM光信號(hào)從雙芯光纖準(zhǔn)直器的單模光纖輸入，變成準(zhǔn)直光束，經(jīng)擴(kuò)束棱鏡擴(kuò)束后，被透射式相位光柵色散分光，再經(jīng)縮束棱鏡壓縮后，入射至MEMS微鏡，只有垂直入射的信道光信號(hào)才能沿原路返回至雙芯光纖準(zhǔn)直器，從多模光纖或者少模光纖輸出。通過(guò)改變MEMS微鏡的轉(zhuǎn)角，就可以輸出不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧濾波功能。由于采用多模光纖或者少模光纖作為輸出端，可以實(shí)現(xiàn)平頂光譜響應(yīng)，應(yīng)用于DWDM系統(tǒng)中的波長(zhǎng)下路探測(cè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種基于MEMS的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種基于微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical System, MEMS)的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，特別地涉及一種單 模光纖輸入/多模光纖（或者少模光纖）輸出的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，可廣泛應(yīng) 用于密集波分復(fù)用（Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM)系統(tǒng)中的波長(zhǎng)下路 探測(cè)。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著DWDM技術(shù)的發(fā)展，光通信系統(tǒng)中所用波段被不斷拓寬，信道間隔變 得越來(lái)越小，這要求可調(diào)諧光學(xué)濾波器不僅是大調(diào)諧范圍、窄帶寬的，還希望它能具有平頂 響應(yīng)特性，從而實(shí)現(xiàn)信道波長(zhǎng)的快速精確對(duì)準(zhǔn)。
[0003] 現(xiàn)有的平頂可調(diào)諧光學(xué)濾波器的實(shí)現(xiàn)方式多種多樣，按照結(jié)構(gòu)原理主要可以分為 法布里-珀羅干涉儀、馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x和光柵結(jié)構(gòu)等三種類(lèi)型。這些濾波器均采用單 模光纖作為輸入/輸出端，能夠獲得較好的平頂響應(yīng)，但很難同時(shí)滿(mǎn)足大調(diào)諧范圍和窄帶 寬的要求，并且往往制作工藝復(fù)雜、成本較高。
[0004] 在一些應(yīng)用場(chǎng)合，DWDM系統(tǒng)中的信道光信號(hào)被濾波下路，直接接入到光電探測(cè)器， 此時(shí)則允許濾波器采用多模光纖（或者少模光纖）作為輸出端。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出一種基于MEMS，以單模光纖輸入，多模光纖（或 者少模光纖）輸出的光學(xué)濾波器結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)平頂和窄帶的光譜響應(yīng)；本發(fā)明的目的在于 克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種大調(diào)諧范圍、窄帶寬、平頂響應(yīng)、低成本的光學(xué)濾波器， 旨在解決DWDM系統(tǒng)中的波長(zhǎng)下路探測(cè)問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明提出了一種基于MEMS的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，包括有沿光路依 次設(shè)置的雙芯光纖準(zhǔn)直器、擴(kuò)束棱鏡、透射式相位光柵、縮束棱鏡和MEMS微鏡；所述雙芯光 纖準(zhǔn)直器用于對(duì)其輸入端接收的DWDM光信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)直處理并輸出準(zhǔn)直光束；所述擴(kuò)束棱 鏡用于對(duì)所述準(zhǔn)直光束進(jìn)行擴(kuò)束處理；所述透射式相位光柵用于對(duì)所述擴(kuò)束棱鏡輸出的光 進(jìn)行色散分光處理；所述縮束棱鏡用于對(duì)所述透射式相位光柵輸出的光進(jìn)行壓縮處理；所 述MEMS微鏡用于接收所述縮束棱鏡輸出的光，當(dāng)所述縮束棱鏡輸出的光垂直入射至所述 MEMS微鏡時(shí)，該光信號(hào)可沿原路返回至所述雙芯光纖準(zhǔn)直器，并由所述雙芯光纖準(zhǔn)直器的 輸出尾纖輸出；工作時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)所述MEMS微鏡的轉(zhuǎn)角使得不同波長(zhǎng)的光信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn) 可調(diào)諧濾波功能。
[0007] 其中，所述雙芯光纖準(zhǔn)直器包括輸入尾纖、輸出尾纖、雙孔管和準(zhǔn)直透鏡；所述輸 入尾纖的端面和所述輸出尾纖的端面位于所述準(zhǔn)直透鏡的前焦平面，所述MEMS微鏡位于 所述準(zhǔn)直透鏡的后焦平面；所述雙孔管用于容納所述輸入尾纖和所述輸出尾纖。
[0008] 其中，采用單模光纖作為所述輸入尾纖、多模光纖或者少模光纖作為所述輸出尾 纖。
[0009] 其中，所述準(zhǔn)直透鏡為C-Lens準(zhǔn)直透鏡。
[0010] 其中，從所述擴(kuò)束棱鏡透射出來(lái)的光束在所述透射式相位光柵上的入射角

【權(quán)利要求】
1. 一種基于MEMS的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，其特征在于，包括有沿光路依次設(shè) 置的雙芯光纖準(zhǔn)直器（1)、擴(kuò)束棱鏡（2)、透射式相位光柵（3)、縮束棱鏡（4)和MEMS微鏡 (5)； 所述雙芯光纖準(zhǔn)直器（1)用于對(duì)其輸入端接收的DWDM光信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)直處理并輸出準(zhǔn) 直光束； 所述擴(kuò)束棱鏡（2)用于對(duì)所述準(zhǔn)直光束進(jìn)行擴(kuò)束處理； 所述透射式相位光柵（3)用于對(duì)所述擴(kuò)束棱鏡（2)輸出的光進(jìn)行色散分光處理； 所述縮束棱鏡（4)用于對(duì)所述透射式相位光柵（3)輸出的光進(jìn)行壓縮處理； 所述MEMS微鏡（5)用于接收所述縮束棱鏡（4)輸出的光，當(dāng)所述縮束棱鏡（4)輸出的 光垂直入射至所述MEMS微鏡（5)時(shí)，該光信號(hào)可沿原路返回至所述雙芯光纖準(zhǔn)直器（1)，并 由所述雙芯光纖準(zhǔn)直器（1)的輸出尾纖輸出； 工作時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)所述MEMS微鏡（5)的轉(zhuǎn)角使得不同波長(zhǎng)的光信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧 濾波功能。
2. 如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，其特征在于，所述雙芯光纖準(zhǔn) 直器⑴包括輸入尾纖（6)、輸出尾纖（7)、雙孔管⑶和準(zhǔn)直透鏡（9); 所述輸入尾纖（6)的端面和所述輸出尾纖（7)的端面位于所述準(zhǔn)直透鏡（9)的前焦平 面，所述MEMS微鏡（5)位于所述準(zhǔn)直透鏡（9)的后焦平面；所述雙孔管（8)用于容納所述 輸入尾纖（6)和所述輸出尾纖（7)。
3. 如權(quán)利要求2所述的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，其特征在于，采用單模光纖作 為所述輸入尾纖（6)、多模光纖或者少模光纖作為所述輸出尾纖（7)。
4. 如權(quán)利要求2所述的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，其特征在于，所述準(zhǔn)直透鏡（9) 為C-Lens準(zhǔn)直透鏡。
5. 如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，其特征在于，從所述擴(kuò)束棱鏡 (2)透射出來(lái)的光束在所述透射式相位光柵（3)上的入射角
；其中λ。為 信號(hào)光的中心波長(zhǎng)，d為光柵常數(shù)。
6. 如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，其特征在于，所述擴(kuò)束棱鏡（2) 和所述縮束棱鏡（4)均為直角棱鏡，所述擴(kuò)束棱鏡（2)的擴(kuò)束比*
1其中α 為直角棱鏡的頂角、η為折射率；擴(kuò)束棱鏡水平翻轉(zhuǎn)可得到縮束棱鏡。
7. 如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，其特征在于，所述擴(kuò)束棱鏡（2) 和所述縮束棱鏡（4)均鍍有增透膜。
8. 如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧平頂窄帶型光學(xué)濾波器，其特征在于，所述縮束棱鏡（4) 和所述MEMS微鏡（5)由限制因子大于1.5的MEMS微鏡替代，位于所述準(zhǔn)直透鏡（9)的后 焦平面。
【文檔編號(hào)】G02B26/00GK104090362SQ201410362340
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】萬(wàn)助軍, 王涵, 羅志祥 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)