一種應(yīng)用于twdm-pon可調(diào)接收的光濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于TWDM-PON可調(diào)接收的光濾波器，包括光路裝置、傳動(dòng)裝置、位置傳感裝置、封裝殼體（1）；光路裝置包括TFF濾波片（3），入射準(zhǔn)直器（2）、光接收裝置；傳動(dòng)裝置包括步進(jìn)馬達(dá)（10）和聯(lián)動(dòng)器（4），位置傳感裝置同聯(lián)動(dòng)器（4）相連，聯(lián)動(dòng)器（4）采用能沿步進(jìn)馬達(dá)（10）主軸移動(dòng)的固定方式安裝在步進(jìn)馬達(dá)（10）上，步進(jìn)馬達(dá)（10）固定在封裝殼體（1）上；聯(lián)動(dòng)器（4）上固定有數(shù)量同TWDM-PON中OLT下行業(yè)務(wù)信號(hào)波長數(shù)量一致的TFF濾波片（3），TFF濾波片（3）上設(shè)置有OLT下行業(yè)務(wù)信號(hào)波長相對(duì)應(yīng)的濾光膜層，TFF濾波片（3）按濾波波長順序排列；入射準(zhǔn)直器（2）和光接收裝置同心軸連線通過TFF濾波片（3）中心；本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉。
【專利說明】—種應(yīng)用于TWDM-PON可調(diào)接收的光濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專利涉及一種光濾波器,特別是一種用于TWDM-P0N(Time WavelengthDivision Multiplexing-Passive Optical Network)可調(diào)接收的光濾波器,本實(shí)用新型屬于光通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息傳輸帶寬的需求一直在以爆炸的速度增長。為滿足網(wǎng)絡(luò)流量的飛速發(fā)展，在骨干層網(wǎng)絡(luò)，40Gbps、IOOGbps光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始商用部署，400Gbps或ITbps光通信系統(tǒng)也開始研究。在接入網(wǎng)絡(luò)層面，也必然對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量和多業(yè)務(wù)支持提出了更高要求。目前接入網(wǎng)主要以樹形結(jié)構(gòu)的無源光網(wǎng)絡(luò)PON技術(shù)為主，基于時(shí)分復(fù)用的無源光網(wǎng)絡(luò)TDM-PON(time division multiplexing-Passive optical network)應(yīng)用較廣泛。EPON (EthernetPassive Optical Network)和GPON(Gigabit-CapabIe passive optical network)技術(shù)是當(dāng)前FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要手段。但已經(jīng)不能適應(yīng)目前接入網(wǎng)對(duì)信息速率的需求。為此下一代PON技術(shù)已經(jīng)被業(yè)界所廣泛關(guān)注。且業(yè)界認(rèn)為NG-PON的技術(shù)演進(jìn)有3個(gè)方面:I單波長提高速率；2采用波分復(fù)用技術(shù)；3采用正交頻分復(fù)用技術(shù)。
[0003]三種技術(shù)均可有效解決未來市場(chǎng)的帶寬瓶頸問題，但也各有其急需解決的難題，如第一種提高單波長速率必將引起更大的線路色散。第三種正交品分復(fù)用技術(shù)則對(duì)DSP(digital signal processing)技術(shù)提出了新的要求。相對(duì)而言，第二種采用波分技術(shù)更加容易實(shí)現(xiàn)，技術(shù)壁壘較低，成本相對(duì)較低。2012年4月FSAN (Full ServiceAccess Networks)峰會(huì)最終確定TWDM-PON為下一代PON產(chǎn)品最終解決方案。但即使作為TWDM-P0N，其同樣有亟待解決的技術(shù)問題，即ONU模塊必需具有波長可調(diào)的接收功能，換言之就是需要在ONU模塊內(nèi)部集成一個(gè)低成本的可調(diào)濾波器。
[0004]波長可調(diào)的濾波器作為光通信常用器件，已被廣泛研究。但其通常成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積和技術(shù)難度都比較大，并不適用于TWDM-PON中ONU模塊的應(yīng)用。
[0005]如中國專利CN102033312A ”基于MEMS技術(shù)的可調(diào)光濾波器”，其引入光柵作為分光器件，并采用MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)進(jìn)行波長調(diào)節(jié)。兩者都是技術(shù)難度較高的產(chǎn)品，僅為國外少數(shù)廠家掌握，且成本較高，不利于批量生產(chǎn)，并形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
[0006]另如美國專利WO2OO5O36239A2，，Tunable filter membrane structures andmethod of making”,其采用沉積的方式實(shí)現(xiàn)濾波介質(zhì)膜,并采用對(duì)膜系加熱的方式實(shí)現(xiàn)波長可調(diào)。這種方式不但難于掌握，且對(duì)設(shè)備的依賴性極高，不利于批量生產(chǎn)，并形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型專利的目的就是克服目前技術(shù)存在的問題及不足，提出一種采用馬達(dá)、準(zhǔn)直器、TFF濾波片集成的波長可調(diào)的濾波器。
[0008]本實(shí)用新型專利的技術(shù)方案是[0009]一種應(yīng)用于TWDM-PON可調(diào)接收的光濾波器，包括光路裝置、傳動(dòng)裝置、位置傳感裝置、封裝殼體；其中:光路裝置包括TFF濾波片，入射準(zhǔn)直器、光接收裝置；傳動(dòng)裝置包括步進(jìn)馬達(dá)和聯(lián)動(dòng)器，步進(jìn)馬達(dá)固定在封裝殼體上，位置傳感裝置同聯(lián)動(dòng)器相連，聯(lián)動(dòng)器采用能沿步進(jìn)馬達(dá)主軸移動(dòng)的固定方式安裝在步進(jìn)馬達(dá)上；聯(lián)動(dòng)器上固定有數(shù)量同TWDM-PON中OLT下行業(yè)務(wù)信號(hào)波長數(shù)量一致的TFF濾波片，TFF濾波片上分別設(shè)置有OLT下行業(yè)務(wù)信號(hào)波長相對(duì)應(yīng)的濾光膜層，TFF濾波片按濾波波長順序排列；入射準(zhǔn)直器和光接收裝置同心軸向排列固定于封裝殼體上，其圓心連線通過TFF濾波片中心。
[0010]所述光接收裝置采用輸出準(zhǔn)直器或者APD芯片。
[0011 ] 所述位置傳感裝置采用滑動(dòng)變阻器。
[0012]所述入射準(zhǔn)直器工作波長段覆蓋OLT下行信號(hào)光波長。
[0013]所述入射準(zhǔn)直器工作距離為使其出射后的高斯光束束腰位置位于TFF膜片的膜層處。
[0014]所述APD芯片采用TO封裝。
[0015]所述TFF濾波片排列順序采用長波到短波或者從短波到長波進(jìn)行排列。
[0016]本實(shí)用新型專利的優(yōu)點(diǎn)如下: [0017]1、本實(shí)用新型專利所采用的關(guān)鍵原材料，如馬達(dá)，TFF (Thin Film Filter)濾波片，準(zhǔn)直器等多年以來就已經(jīng)批量生產(chǎn)，且其生產(chǎn)技術(shù)為業(yè)內(nèi)所共知，這樣使得該濾波器更便于產(chǎn)業(yè)化，滿足廣大的用戶需求。
[0018]2、本實(shí)用新型專利所采用關(guān)鍵原材料，如馬達(dá)，TFF濾波片，準(zhǔn)直器等其制作平臺(tái)及工藝已經(jīng)非常成熟，市場(chǎng)成開放競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，利于控制成本。
[0019]3、本實(shí)用新型專利采用成熟的TFF濾波片作為其濾波器件，TFF濾波片相對(duì)于其他濾波方式，更加便于濾波通道的選取及通道數(shù)擴(kuò)展，且其濾波性能如帶寬，隔離度等指標(biāo)更好。
[0020]4、本實(shí)用新型專利采用線性馬達(dá)技術(shù)，其線性移動(dòng)具有掉電保持特性，這樣提高了濾波器應(yīng)用時(shí)的可靠性。
[0021]5、本實(shí)用新型濾光器用于有多波長光信號(hào)輸入的情況下，在保證信號(hào)質(zhì)量前提下，將其中一個(gè)波長的光信號(hào)濾出，并將其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換或不做光電轉(zhuǎn)換直接輸出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1、本實(shí)用新型第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2、本實(shí)用新型第一實(shí)施例光路示意圖；
[0024]圖3、本實(shí)用新型在TWDM-PON中應(yīng)用示意圖；
[0025]圖4、本實(shí)用新型裝置濾波后光譜示例圖；
[0026]圖5、本實(shí)用新型第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]其中:
[0028]1:封裝殼體；2:入射準(zhǔn)直器；
[0029]3 =TFF濾波片；4:聯(lián)動(dòng)器；
[0030]5:APD芯片;6:位置傳感器；
[0031]7:輸出準(zhǔn)直器；10:步進(jìn)馬達(dá)；【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033]本實(shí)用新型涉及一種基于步進(jìn)馬達(dá)，光學(xué)準(zhǔn)直器，TFF濾波片等成熟技術(shù)平臺(tái)，成本低，指標(biāo)好，易于批量生產(chǎn)，且便于擴(kuò)展濾波通道數(shù)。本實(shí)用新型馬達(dá)光開關(guān)包括步進(jìn)馬達(dá)、聯(lián)動(dòng)器、位置傳感器、輸入準(zhǔn)直器、TFF濾波片，AH)芯片等多個(gè)部分組成。所述步進(jìn)馬達(dá)為普通商用感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)，可將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰频拈_環(huán)控制元件，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。所選電機(jī)的步距角及主軸上的螺紋間距，可視所述TFF濾波片所需移動(dòng)的單步步長即移動(dòng)分辨率，距靈活選取。所選電機(jī)轉(zhuǎn)矩可視所述聯(lián)動(dòng)器，及固定于其上的TFF膜片重量靈活選取。所述聯(lián)動(dòng)器，其固定于所述步進(jìn)馬達(dá)輔軸上，并可延馬達(dá)主軸水平移動(dòng)，其用于固定所述TFF濾波片，尺寸視所述TFF濾波片的數(shù)量即光濾波器的濾波通道數(shù)靈活選取。所述位置傳感器實(shí)為滑動(dòng)變阻器，其滑片與所述聯(lián)動(dòng)器相連，位置傳感器用于確定濾波器目前所處的通道，及切換到所需通道需要移動(dòng)的距離，所述輸入準(zhǔn)直器為光纖通信常用光學(xué)元件，其工作波段視具體需求而定，如在TWDM-PON可調(diào)接收應(yīng)用中，其工作波長段應(yīng)覆蓋0LT(0ptical Line Terminal)下行信號(hào)光波長。所述TFF濾波片，其工藝基于業(yè)內(nèi)所共知的成熟的TFF工藝，且聯(lián)動(dòng)器上設(shè)置的TFF濾波片數(shù)量可視濾波器通道需求數(shù)量，而靈活選擇。具體在TWDM-PON可調(diào)接收應(yīng)用中，這一數(shù)量與OLT下行信號(hào)波長數(shù)目一致。所述Aro芯片，可視具體需要靈活選擇其封裝方式，其作用是將經(jīng)TFF濾波片濾波后的光信號(hào)接收，并將其轉(zhuǎn)換為一定強(qiáng)度的電流，便于后續(xù)的信號(hào)傳輸及處理。
[0034]第一實(shí)施例:
[0035]以8通道可調(diào)光濾波器為例，如圖1所示，包括步進(jìn)馬達(dá)10、封裝殼體1、入射準(zhǔn)直器2、TFF濾波片3、聯(lián)動(dòng)器4，封裝后的APD芯片5、位置傳感器6，其中，聯(lián)動(dòng)器4固定于步進(jìn)馬達(dá)10的輔軸，并可以延步進(jìn)馬達(dá)10的主軸移動(dòng)，其移動(dòng)分辨率由主軸的螺紋間距及馬達(dá)的步距角所決定。步進(jìn)馬達(dá)10固定于封裝殼體I上，本實(shí)施例可采用8片濾波波長各異的TFF濾波片3，并按照濾波波長的順序從長波到短波，或從短波到長波依次固定于聯(lián)動(dòng)器4的外表面。入射準(zhǔn)直器2及封裝后的APD芯片5均與步進(jìn)馬達(dá)10分離，入射準(zhǔn)直器2和AH)芯片5均固定于封裝殼體I上，兩者在機(jī)械設(shè)計(jì)上延同一軸向排列，且同心，其圓心連線通過TFF濾波片3的中心。位置傳感器6實(shí)為滑動(dòng)變阻器，亦單獨(dú)固定于封裝殼體I上，但其滑片與聯(lián)動(dòng)器4相連。如需切換通道，首先可通過位置傳感器6阻值確定可調(diào)光濾波器目前所處通道，而后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)10，根據(jù)需要移動(dòng)的距離，發(fā)送相應(yīng)數(shù)目的脈沖至步進(jìn)馬達(dá)10，使得步進(jìn)馬達(dá)10帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)器4水平移動(dòng)。進(jìn)而帶動(dòng)TFF濾波片3移動(dòng)至相應(yīng)濾波位置，這樣就實(shí)現(xiàn)了可調(diào)濾波器信號(hào)波長可調(diào)。所述TFF濾波片3數(shù)量同TWDM-PON中OLT下行業(yè)務(wù)信號(hào)波長數(shù)量一致，在本實(shí)施例中TFF濾波片3的數(shù)量采用8個(gè)。
[0036]本實(shí)施例中，光路示意圖如圖2所示，自入射準(zhǔn)直器2光纖入射的多波長光信號(hào)，經(jīng)入射準(zhǔn)直器2后成為準(zhǔn)直光，以高斯光束作為模型分析，需要控制入射準(zhǔn)直器2的工作距離，使得自入射準(zhǔn)直器2出射后的高斯光束，其束腰位置位于TFF膜片3膜層處，這樣可以有效提高TFF濾波片3的濾波效果。自TFF濾波片3透射后的信號(hào)波長，將與TFF膜片3設(shè)計(jì)濾波波長一致。TFF濾波片3為業(yè)界常用濾波片，如100G頻率間隔DWDM (densewavelength division multiplexing)等,其制作工藝為業(yè)內(nèi)所共知。經(jīng)過TFF濾波片3后，該單波長信號(hào)被封裝后的APD芯片5所接收，并轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，該APD芯片的封裝方式亦為業(yè)內(nèi)所共知，常用的是如圖2中的TO封裝方式。
[0037]以在TWDM-PON中的應(yīng)用為例，本實(shí)用新型第一實(shí)施例實(shí)現(xiàn)功能的具體過程如圖3:在TWDM-PON的應(yīng)用中，自O(shè)LT輸入的下行業(yè)務(wù)信號(hào)由8個(gè)波長的業(yè)務(wù)信號(hào)組成，其波長分別為 1596.34nm,1597.19nm,1598.04nm,1598.89nm,1599.75nm,1600.60nm,1601.46nm,1602.31nm。該 OLT 下行業(yè)務(wù)信號(hào)經(jīng) ODN (optical distribution network 光配線網(wǎng)絡(luò))分為64個(gè)光強(qiáng)相等的信號(hào),然后分別入射至64個(gè)可調(diào)接收的ONlXOptical Network Unit光網(wǎng)絡(luò)單元模塊)。以可調(diào)接收的ONU模塊I為例。模塊內(nèi)將集成第一實(shí)施例所描述的可調(diào)濾波器件，其內(nèi)結(jié)構(gòu)與圖1相同，將有8片濾波片粘接在聯(lián)動(dòng)器14上，8片濾波片的濾波波長分別與TWDM-P0N，OLT的下行業(yè)務(wù)信號(hào)的8個(gè)波長一致。且一次排列切換該濾波器的濾波波長，可選擇8個(gè)波長中任意波長信號(hào)與本地通信。如，當(dāng)濾波器需要切換至波長1596.34時(shí)，首先通過位置傳感器6判斷濾波器目前所處位置，該位置與切換至波長1596.34所需位置相差，就是馬達(dá)需要移動(dòng)的距離，控制馬達(dá)移動(dòng)相應(yīng)距離就可以實(shí)現(xiàn)濾波器切換至波長1596.34，當(dāng)其濾波波長切換到1596.34時(shí)，經(jīng)過濾波片后的典型透射譜型如圖4所示，圖中可見其透射譜線接近，帶寬及隔離度指標(biāo)良好，完全可以滿足各種應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)濾波器的性能要求。且鑒于TWDM-PON已確認(rèn)為下一代PON產(chǎn)品主流解決方案，及其在FTTH領(lǐng)域的巨大市場(chǎng)，必將推動(dòng)該波長可調(diào)濾波器的產(chǎn)業(yè)化。
[0038]第二實(shí)施例
[0039]如圖5所示，將第一實(shí)施例中的TO封裝的APD芯片5置換為，輸出準(zhǔn)直器7，其余部分不變，這一實(shí)施例中，輸出信號(hào)，并不進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，而是直接以光信號(hào)的形式輸出，同樣實(shí)現(xiàn)了濾波的功能，但應(yīng)用更加靈活。
[0040]以上所述實(shí)施例及應(yīng)用場(chǎng)景僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及應(yīng)用場(chǎng)景而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)及其在其他領(lǐng)域及場(chǎng)景的應(yīng)用，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于TWDM-PON可調(diào)接收的光濾波器，其特征在于:包括光路裝置、傳動(dòng)裝置、位置傳感裝置、封裝殼體(I);其中:光路裝置包括TFF濾波片(3)、入射準(zhǔn)直器(2)、光接收裝置；傳動(dòng)裝置包括步進(jìn)馬達(dá)(10)和聯(lián)動(dòng)器(4)，步進(jìn)馬達(dá)(10)固定在封裝殼體(I)上，位置傳感裝置同聯(lián)動(dòng)器(4)相連，聯(lián)動(dòng)器(4)采用能沿步進(jìn)馬達(dá)(10)主軸移動(dòng)的固定方式安裝在步進(jìn)馬達(dá)(10)上；聯(lián)動(dòng)器(4)上固定有數(shù)量同TWDM-PON中OLT下行業(yè)務(wù)信號(hào)波長數(shù)量一致的TFF濾波片(3)，TFF濾波片(3)上分別設(shè)置有OLT下行業(yè)務(wù)信號(hào)波長相對(duì)應(yīng)的濾光膜層，TFF濾波片(3)按濾波波長順序排列；入射準(zhǔn)直器(2)和光接收裝置同心軸向排列固定于封裝殼體(I)上，其圓心連線通過TFF濾波片(3 )中心。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于TWDM-PON可調(diào)接收的光濾波器，其特征在于:所述光接收裝置采用輸出準(zhǔn)直器(7)或者APD芯片(5)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于TWDM-PON可調(diào)接收的光濾波器，其特征在于:所述位置傳感裝置采用滑動(dòng)變阻器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于TWDM-PON可調(diào)接收的光濾波器，其特征在于:所述入射準(zhǔn)直器(2)工作波長段覆蓋OLT下行信號(hào)光波長。
5.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于TWDM-PON可調(diào)接收的光濾波器，其特征在于:所述入射準(zhǔn)直器(2)的工作距離為其出射后的高斯光束束腰位置位于TFF膜片(3)的膜層處。
6.如權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于TWDM-PON可調(diào)接收的光濾波器，其特征在于:所述APD芯片(5)采用TO封裝。
7.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于TWDM-PON可調(diào)接收的光濾波器，其特征在于:所述TFF濾波片(3)排列順序采用長波到短波或者從短波到長波進(jìn)行排列。
【文檔編號(hào)】G02B6/293GK203745680SQ201420152891
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】薛振峰, 孫莉萍, 肖清明, 白航, 李建, 萬丹, 姜晉偉, 孫明超 申請(qǐng)人:武漢光迅科技股份有限公司