專利名稱：光學(xué)器件的調(diào)頻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)器件，更具體地說，涉及諸如交錯器(interleaver)和解交錯器(deinterleaver)之類光學(xué)器件的調(diào)諧。
光學(xué)器件和元件及有關(guān)網(wǎng)絡(luò)通常具有比有線元件和網(wǎng)絡(luò)更大的帶寬。使光學(xué)元件和網(wǎng)絡(luò)能夠具有比有線元件和網(wǎng)絡(luò)更大的帶寬的技術(shù)之一是波分多路復(fù)用技術(shù)(WDM)，這種技術(shù)提供增大的光纜容量。密集波分多路復(fù)用技術(shù)(DWDM)是WDM的進一步改進。
WDM和DWDM技術(shù)通過在不同的光學(xué)波長或光通道上傳送不同的信號，把多個光學(xué)信號結(jié)合到單個光纖中?？梢远喾N方式實現(xiàn)交錯和解交錯。當通道間距變得更為緊湊時，光學(xué)元件通常必須變得更小，并且生產(chǎn)必須更精確。對于一些應(yīng)用來說，滿意的性能所需的精度超過了可達到的制造容限。對于這些應(yīng)用來說，所需的是一種用于和僅通過制造規(guī)范和容限相比，把光學(xué)器件調(diào)整到更高的精度的技術(shù)。
因此，本發(fā)明涉及一種方法，該方法包括確定光學(xué)部件的頻率響應(yīng)；和利用具有厚度和光軸取向的調(diào)諧板改變光學(xué)部件的頻率響應(yīng)。
本發(fā)明的另一方面涉及一種設(shè)備，它包括確定光學(xué)部件的頻率響應(yīng)的裝置；和利用具有厚度和光軸取向的調(diào)諧板改變光學(xué)部件的頻率響應(yīng)的裝置。
在附圖中以舉例而不是限定的方式說明了本發(fā)明，其中相同的附圖標記表示相似的組件。


圖1是從具有100GHz間距的光通道方案到具有200GHz間距的光通道方案的轉(zhuǎn)變的原理圖。
圖2是用于實現(xiàn)從具有50GHz間距的光通道方案到具有200GHz間距的光通道方案的轉(zhuǎn)變的光學(xué)解交錯器的一個實施例的方框圖。
圖3是用于實現(xiàn)從具有200GHz間距的光通道方案到具有50GHz間距的光通道方案的轉(zhuǎn)變的光學(xué)交錯器的一個實施例的方框圖。
圖4圖解說明了利用調(diào)諧板調(diào)諧的雙折射元件的一個實施例。
圖5圖解說明了具有石英板的調(diào)諧元件的頻率靈敏性。
圖6圖解說明了雙程折疊式交錯器/解交錯器的一個實施例的頂視圖。
圖7圖解說明了雙程折疊式交錯器/解交錯器的另一實施例的側(cè)視圖。
圖8圖解說明了根據(jù)本發(fā)明的三程折疊式解交錯器/交錯器的頂視圖。
圖9圖解說明了根據(jù)圖8的三程折疊式解交錯器/交錯器的側(cè)視圖。
圖10圖解說明了根據(jù)本發(fā)明的單程折疊式解交錯器/交錯器的頂視圖。
圖11a和11b分別圖解說明了根據(jù)本發(fā)明的單程折疊式解交錯器/交錯器的頂視圖和側(cè)視圖。
下面將說明調(diào)諧光學(xué)器件的方法和設(shè)備。在下面的說明中，為了說明起見，陳述了許多具體細節(jié)，以便徹底地理解本發(fā)明。但是，對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，顯然可在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明。在其它情況下，為了避免使本發(fā)明模糊不清，以方框圖的形式表現(xiàn)結(jié)構(gòu)和器件。
說明書中，“一個實施例”意味著結(jié)合該實施例描述的特定特征，結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。說明書中不同地方中術(shù)語“在一個實施例中”的出現(xiàn)，并不一定都指的是同一實施例。
可通過把調(diào)諧板插入光學(xué)器件的光程中，調(diào)整光學(xué)器件。調(diào)諧板可以是，例如石英板。通過選擇恰當?shù)暮穸群凸廨S取向，調(diào)諧板可用于把光學(xué)器件調(diào)整到僅僅借助該光學(xué)器件的元件的制造規(guī)范和容限是不能實現(xiàn)的精度。由于石英具有相當小的雙折射率，石英制成的調(diào)諧板可較厚，因此，和光學(xué)器件的元件相比，制造精度更高。
圖1是從具有100GHz間距的光通道方案到具有200GHz間距的光通道方案的轉(zhuǎn)變的原理圖。圖1的轉(zhuǎn)變可用于，例如使用來與具有200GHz通道間距的光通道方案一起工作的光學(xué)器件能夠與用來和具有100GHz通道間距的光通道方案一起工作的其它器件或網(wǎng)絡(luò)相互配合。100GHz通道間距和200GHz通道間距之間的轉(zhuǎn)變允許，例如在不對與該網(wǎng)絡(luò)相互配合的所有器件升級的情況下，增大網(wǎng)絡(luò)帶寬。
在一個實施例中，圖1的轉(zhuǎn)換器是把具有偶通道和奇通道(例如ITU通道)的光學(xué)信號分離成包括偶通道的第一光學(xué)信號和包括奇通道的第二光學(xué)信號的解交錯器。在信號被解交錯之后，奇通道具有200GHz間距，偶通道具有200GHz間距?？山柚诲e器把偶通道和奇通道重新組合成單個信號。換句話說，具有200GHz間距的偶通道和奇通道可被組合(交錯)成具有100GHz信號間距的光學(xué)信號。類似的交錯可用于在間距100GHz的通道和間距50GHz的通道之間轉(zhuǎn)變，以及在多組通道間距方案之間轉(zhuǎn)變。
圖2是用于實現(xiàn)從具有50GHz間距的光通道方案到具有200GHz間距的光通道方案的轉(zhuǎn)變的光學(xué)解交錯器的一個實施例的方框圖。一般地，解交錯器200包括解交錯器210，以便從一組間距50GHz的通道轉(zhuǎn)變成兩組間距100GHz的通道。解交錯器210還包括兩個解交錯器(220和230)，這兩個解交錯器分別把兩組間距100GHz的通道中的一組轉(zhuǎn)變?yōu)閮山M間距200GHz的通道。解交錯器200允許用于間距200GHz的通道的器件與用于間距50GHz的通道的器件或網(wǎng)絡(luò)相互配合。
光纖205帶有具有50GHz間距的一組光學(xué)通道i。解交錯器210把該組光學(xué)通道分離成多組偶通道2(j+1)和奇通道2j+1。偶通道被輸入解交錯器230，奇通道被輸入解交錯器220。偶通道和奇通道具有100GHz間距。
解交錯器220和230用于進一步分離該組光學(xué)通道。原理上，解交錯器220和230作用于相應(yīng)的間距100GHz的通道，從而把輸入通道分成“偶”和“奇”通道。解交錯器220和230輸入的多組通道具有200GHz間距。
解交錯器220把奇通道分離成兩組通道，由光纖240輸出的奇-奇通道4k+1和由光纖250輸出的奇-偶通道4k+2。解交錯器230把偶通道分離成兩組通道，由光纖260輸出的偶-奇通道4k+3和由光纖270輸出的偶-偶通道4(k+1)。
解交錯器200輸出的這四組通道是間距200GHz的通道。這樣，解交錯器200可用于使用于作用于間距200GHz的通道的一個或多個器件與用于作用于間距50GHz的通道的一個或多個器件或網(wǎng)絡(luò)面接。
圖3是用于實現(xiàn)從具有200GHz間距的光通道方案到具有50GHz間距的光通道方案的轉(zhuǎn)變的光學(xué)交錯器的一個實施例的方框圖。一般來說，交錯器300包括交錯器310，以便從兩組間距200GHz的通道轉(zhuǎn)變成一組間距100GHz的通道。類似地，交錯器320把兩組間距200GHz的通道轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M100GHz通道。交錯器330把兩組間距為100GHz的通道轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M間距50GHz的通道。交錯器300使用于間距200GHz的通道的器件可以和用于間距50GHz的通道的器件或網(wǎng)絡(luò)相互配合。
借助光纖340，具有200GHz間距的奇-奇通道4k+1被輸入交錯器310。通過光纖350，具有200GHz間距的奇-偶通道4k+2被輸入交錯器310。交錯器310交錯奇-奇通道和奇-偶通道，產(chǎn)生一組具有100GHz間距的奇通道2j+1。
通過光纖360，具有200GHz間距的偶-奇通道4k+3被輸入交錯器320。通過光纖370，具有200GHz間距的偶-偶通道4(k+1)被輸入交錯器320。交錯器320交錯器偶-奇通道和偶-偶通道，產(chǎn)生一組具有100GHz間距的偶通道2(j+1)。
交錯器330交錯偶通道和奇通道，產(chǎn)生一組具有50GHz間距的通道i。這樣，交錯器300允許用于作用于具有200GHz間距的光通道的器件與用于作用于具有50GHz間距的光通道的器件相互配合。還可支持其它通道間距。
圖4圖解說明了利用調(diào)諧板調(diào)諧的雙折射元件的一個實施例。也可利用調(diào)諧板調(diào)諧其它類型的光學(xué)元件。在一個實施例中，雙折射元件400包括TiO2晶體420和YVO4晶體410。其它晶體材料也可用于構(gòu)成雙折射元件。在一個實施例中，TiO2晶體420和YVO4晶體410均垂直取向于，或者近似于垂直取向于信號通過該元件的光程。
通過在光程中，把調(diào)諧板430插入雙折射元件400內(nèi)，調(diào)諧雙折射元件400。選擇調(diào)諧板430的厚度，以便提供所需的頻率偏移。在一個實施例中，調(diào)諧板430是石英(SiO2)；但是，也可使用其它材料。由于雙折射元件400的晶體垂直于光程，由角度調(diào)整引起的離散效應(yīng)被降低或被消除。
圖5圖解說明了具有石英板的調(diào)諧元件的頻率靈敏性。上圖表示了隨調(diào)諧板厚度(微米)而變的頻率方面的變化(0-70℃)。中圖表示了隨調(diào)諧板厚度(微米)而變的頻率方面的變化(在ITU通道1940上)。第三個圖表示了隨調(diào)諧板厚度(微米)而變的頻率方面的變化的10倍情況。
正的調(diào)諧板厚度對應(yīng)于調(diào)諧板的光軸平行于YVO4晶體410的光軸時的構(gòu)型。負的調(diào)諧板厚度對應(yīng)于調(diào)諧板的光軸垂直于YVO4晶體410的光軸時的構(gòu)型。
圖6圖解說明了雙程折疊式交錯器/解交錯器的一個實施例的頂視圖。圖6的箭頭對應(yīng)起解交錯器作用的雙程折疊式交錯器/解交錯器。換句話說，在多個頻率上帶有信息的光學(xué)信號，例如波分多路復(fù)用(WDM)信號被接收并被分離成兩個光學(xué)信號，每個光學(xué)信號包括來自于輸入光學(xué)信號的一個預(yù)定的頻率子集(例如，偶通道和奇通道)。
簡而言之，在首次通過雙折射元件之前，光學(xué)信號被水平偏振。在首次通過過程中，通過利用半波偏振片和雙折射元件，偶通道和奇通道被交替偏振。為二次通過該雙折射元件分離，反射并旋轉(zhuǎn)偶通道和奇通道，從而在首次通過之后，當偶通道和奇通道離開雙折射元件時，對于第二次通過來說，它們具有不同的偏振。
通過端口600接收光學(xué)信號。在一個實施例中，端口600是具有使光線準直的GRIN透鏡和分離光學(xué)信號的水平偏振分量和垂直偏振分量的離散晶體的準直組件。也可使用其它類型的透鏡，或者可接收預(yù)先準直的光線。端口600接收經(jīng)過光纖的光學(xué)信號，并利用GRIN透鏡使光學(xué)信號準直。
在一個實施例中，端口600還包括用于旋轉(zhuǎn)光學(xué)信號的垂直偏振分量或水平偏振分量的半波偏振片602。在一個實施例中，半波偏振片602具有相對于端口600從光纖604接收的光學(xué)信號呈45°的方位角。在一個實施例中，端600的離散晶體偏移光學(xué)信號的垂直偏振分量，半波偏振片602使垂直偏振分量被水平偏振，以致當光學(xué)信號的各個分量通過偏振器605時，垂直偏振分量和水平偏振分量均被水平偏振。
準直后的光學(xué)信號通過離散晶體680和離散晶體682之間的通孔射向偏振器605。在一個實施例中，偏振器605為從端600達到雙折射元件620的光學(xué)信號提供0°-15°范圍內(nèi)(例如2.6°)的偏振，但是根據(jù)，例如一個或多個半波偏振片的方位角，也可提供其它偏振。
通過偏振器605之后，光學(xué)信號射向雙折射元件620。在一個實施例中，雙折射元件620由晶體624和626組成，晶體624和626被選擇成和單個雙折射晶體相比，在工作溫度范圍內(nèi)提供改進的熱穩(wěn)定性。在一個實施例中，晶體624是厚度2毫米的TiO2晶體，晶體626是厚度9.5毫米的YVO4晶體；但是，也可使用其它的尺寸。也可使用其它雙折射元件，例如，如果熱穩(wěn)定性不重要，則可使用單個晶體，或者可使用其它的雙晶體雙折射元件。
通過雙折射元件620后，光學(xué)信號被反射元件650反射。在一個實施例中，反射元件650是一個90°反射晶體；但是根據(jù)，例如，交錯器/解交錯器的物理布置，也可使用其它反射元件。在一個實施例中，光學(xué)信號的接收面和/或反射面具有用于補償相應(yīng)晶體中的相移的低價補償器(圖8中的元件840和842)。在備選實施例中，低價補償器可被忽略。
反射元件650反射的光學(xué)信號通過雙折射元件620射向反射元件652。在被反射元件652反射之后，光學(xué)信號通過半波偏振片630。在一個實施例中，半波偏振片630具有相對于從反射元件652到達雙折射元件620的光學(xué)信號為0°至-15°，例如-6.5°的方位角。半波偏振片630的其它方位角可用于不同的濾光特性或物理構(gòu)型。半波偏振片630在光學(xué)信號的普通分量和異常分量之間引入180°的相對相差。
在被反射元件652反射的情況下，在通過雙折射元件620之后，光學(xué)信號通過半波偏振片634。在一個實施例中，半波偏振片634具有相對于從雙折射元件620到離散晶體660的光學(xué)信號為15°-30°(例如22.5°)的方位角。半波偏振片634的其它方位角可用于不同的濾光特性或物理構(gòu)型。
調(diào)諧板635用于調(diào)諧交錯器/解交錯器。調(diào)諧板635的厚度被選擇成使交錯器/解交錯器的通帶以要求的頻率為中心。在一個實施例中，調(diào)諧板635由石英(SiO2)制成；但是，也可使用其它材料。調(diào)諧板635可被布置在交錯器/解交錯器內(nèi)的其它位置。
當光學(xué)信號離開雙折射元件620時，光學(xué)信號在半波偏振片636a和636b之間通過。在一個實施例中，相對于從離散晶體660到雙折射元件620的光學(xué)信號，半波偏振片636a和636b的方位角為40°-50°(例如45°)；但是，在恰當?shù)馗淖円粋€或多個其它半波偏振片和/或偏振器605的方位角的情況下，方位角可不同。
光學(xué)信號通過半波偏振片670，并被四分之一波長鏡672反射。在一個實施例中，相對于從離散晶體660到四分之一波長鏡672的光學(xué)信號，半波偏振片670的方位角為40°-50°(例如45°)；但是，在恰當?shù)馗淖円粋€或多個其它半波偏振片和/或偏振器605的方位角的情況下，方位角可不同。四分之一波長鏡672反射光學(xué)信號，使之重新通過離散晶體660。四分之一波長鏡672還向光學(xué)信號的普通分量和異常分量引入90°的相移。
半波偏振片636a和636b使光學(xué)信號分量改變?yōu)檎黄?。在通過半波偏振片636a和636b之后，光學(xué)信號通過雙折射元件620，通過半波偏振片630，并經(jīng)過雙折射元件620被反射元件652反射給反射元件650。反射元件650使光學(xué)信號反射通過雙折射元件620和偏振器605，到達離散晶體680和682。離散晶體680和682分別把光學(xué)信號射向端口690和692。
端口690包括半波偏振片696，端口692包括半波偏振片694。在一個實施例中，半波偏振片694和696都具有相對于分別從離散晶體682和離散晶體680接收的光學(xué)信號呈45°的方位角。半波偏振片694和696旋轉(zhuǎn)接收的光學(xué)分量，以致端口692和690分別均接收一個垂直偏振分量和一個水平偏振分量，結(jié)合所述垂直偏振分量和水平偏振分量，并分別射向光纖693和695。
對于起交錯器作用的圖6的光學(xué)器件來說，兩組光學(xué)信號被輸入端口690和692。按照和上面描述的解交錯器功能的相反方式結(jié)合這兩組光學(xué)信號。結(jié)合(交錯)后的光學(xué)信號通過端口600被輸出。這樣，圖6中圖解說明的設(shè)備可用作交錯器或者可用作解交錯器。
圖7圖解說明了類似于圖6的雙程折疊式交錯器/解交錯器的本發(fā)明的一個實施例的側(cè)視圖。離散晶體660偏移光學(xué)信號，并且如上所述，四分之一波長鏡672反射光學(xué)信號，使之反向通過雙折射元件620。但是，在本實施例中，半波偏振片636a和636b被省略，從而分離后的光學(xué)信號在其偏振正交于它們離開雙折射元件620時的偏振的情況下，重新進入雙折射元件620。這種安排消除了由第一次通過雙折射元件620引起的離散。按照和上面描述的類似方式，光學(xué)信號被反射，反向通過雙折射元件620，到達離散晶體680和685，離散晶體680和685分別使光學(xué)信號偏移到端口690和692。
圖8圖解說明了多程光學(xué)交錯器/解交錯器的一個實施例的頂視圖。在圖8的多程光學(xué)交錯器/解交錯器中，光學(xué)信號按照和圖6的交錯器/解交錯器相同的方式完成通過交錯器/解交錯器到達四分之一波長鏡872的首次通過。調(diào)諧板835用于調(diào)諧圖8的交錯器/解交錯器。在一個實施例中，調(diào)諧板835是石英板；但是，也可使用其它材料。如上所述，選擇調(diào)諧板835的厚度和光軸取向，以便把交錯器/解交錯器的輸出信號調(diào)整到要求的頻率。調(diào)諧板835可被布置在交錯器/解交錯器內(nèi)的其它位置。
除了不被離散晶體880和882接收和偏移之外，四分之一波長鏡872按照和圖6的交錯器/解交錯器相同的方式反射光學(xué)信號，使之反向通過雙折射元件820，光學(xué)信號通過半波偏振片810和偏振器805，并被四分之一波長鏡883反射。四分之一波長鏡883和半波偏振片810旋轉(zhuǎn)光學(xué)信號。按照和上面描述的相似方式，反射光學(xué)信號，使之反向通過雙折射元件820，經(jīng)過半波偏振片834，到達端口890和892。
端口890/892(端口892在端口890后面，從而在圖8的圖解說明中被遮蔽)分別包括半波偏振片896/894。在一個實施例中，相對于從離散晶體860接收的光學(xué)信號，半波偏振片896和894都具有為45°的方位角。半波偏振片896和894旋轉(zhuǎn)接收的光學(xué)分量，從而端口890和892分別均接收一個垂直偏振分量和一個水平偏振分量，所述垂直偏振分量和水平偏振分量被結(jié)合，并被射向光纖。
為了起交錯器的作用，兩組光學(xué)信號被輸入端口890和892。按照和上面描述的解交錯器功能的相反方式結(jié)合這兩組光學(xué)信號。結(jié)合(交錯)后的光學(xué)信號通過端口800被輸出。這樣，圖8中圖解說明的設(shè)備可用作交錯器或者可用作解交錯器。
圖9圖解說明了圖8的多程光學(xué)交錯器/解交錯器的側(cè)視圖。如上所述，光學(xué)信號按照和圖6的交錯器/解交錯器相同的方式完成通過交錯器/解交錯器到達四分之一波長鏡872的首次通過。
圖10圖解說明了在器件的公共側(cè)面具有輸入端口和輸出端口的單程折疊式交錯器/解交錯器的一個實施例。圖10的箭頭對應(yīng)于起解交錯器作用的單程折疊式交錯器/解交錯器。換句話說，在多個頻率上帶有信息的光學(xué)信號，例如波分多路復(fù)用(WDM)信號被接收并被分離成兩個光學(xué)信號，每個光學(xué)信號包括來自于輸入光學(xué)信號的一個預(yù)定的頻率子集(例如，偶通道和奇通道)。
通過端口1000接收光學(xué)信號。在一個實施例中，端口1000是具有使光線準直的GRIN透鏡的準直組件。也可使用其它類型的透鏡，或者可接收預(yù)先準直的光線。端口1000接收經(jīng)過光纖的光學(xué)信號，并利用GRIN透鏡使光學(xué)信號準直。
在一個實施例中，端口1000還包括用于旋轉(zhuǎn)光學(xué)信號的垂直偏振分量或水平偏振分量的半波偏振片1002。在一個實施例中，半波偏振片602具有相對于端口1000從光纖1004接收的光學(xué)信號呈45°的方位角。在一個實施例中，端口1000的離散晶體偏移光學(xué)信號的垂直偏振分量，半波偏振片1002使垂直偏振分量被水平偏振，以致垂直偏振分量和水平偏振分量均被水平偏振。
準直后的光學(xué)信號射向反射元件1010。在一個實施例中，反射元件1010是一個90°反射晶體；但是根據(jù)，例如，交錯器/解交錯器的物理布置，也可使用其它反射元件。在一個實施例中，光學(xué)信號的接收面和/或反射面具有用于補償相應(yīng)晶體中的相移的低價補償器1080。如果反射元件不會引起相移，則可省略低價補償器1080。
反射元件1010反射的光學(xué)信號射向并通過半波偏振片1030。半波偏振片1030在光學(xué)信號的普通分量和異常分量之間引入180°的相對相差。在一個實施例中，半波偏振片1030按照第一預(yù)定方位角取向。在一個實施例中，相對于從反射元件1010到達雙折射元件1020的光學(xué)信號，第一方位角為0°-10°(例如3.5°)；但是，在恰當?shù)馗淖円粋€或多個其它半波偏振片的角度的情況下，方位角可不同。
在通過半波偏振片1030之后，光學(xué)信號射向雙折射元件1020。在一個實施例中，雙折射元件1020由晶體1024和1026組成，晶體1024和1026被選擇成和單個雙折射晶體相比，在工作溫度范圍內(nèi)提供改進的熱穩(wěn)定性。在一個實施例中，晶體1024是厚度約2毫米的TiO2晶體，晶體1026是厚度約9.5毫米的YVO4晶體。在一個實施例中，雙折射元件1020具有為5mm×8mm的橫截面；但是，也可使用其它尺寸。也可使用其它的雙折射組件，例如，如果熱穩(wěn)定性不重要，則可使用單個晶體，或者可使用其它的雙晶體雙折射組件。
通過雙折射元件1020之后，光學(xué)信號被反射元件1012反射，反向通過雙折射元件1020。在一個實施例中，反射元件1012是一個90°反射晶體；但是，也可使用其它反射元件。在一個實施例中，光學(xué)信號的接收面和反射面具有用于補償相應(yīng)晶體中的相移的低價補償器1082。如果反射元件不會引起相移，則可省略低價補償器1082。
在被反射元件1012反射的情況下，在通過雙折射元件1020之后，光學(xué)信號通過半波偏振片1032。在一個實施例中，相對于從雙折射元件1020到反射元件1014的光學(xué)信號，半波偏振片1032按照第一方位角(例如3.5°)取向。半波偏振片1032或半波偏振片1032和1030的其它方位角可用于不同的濾光特性或物理構(gòu)型。
在通過半波偏振片1032之后，光學(xué)信號被反射元件1014反射。在一個實施例中，反射元件1014是一個90°反射晶體；但是，也可使用其它反射元件。在一個實施例中，光學(xué)信號的接收面和反射面具有用于補償相應(yīng)晶體中的相移的低價補償器1084。如果反射元件不會引起相移，則可省略低價補償器1084。
反射元件1014反射的光學(xué)信號射向并通過半波偏振片1034。在一個實施例中，半波偏振片1034按照第二預(yù)定方位角取向。在一個實施例中，相對于從反射元件1014到達雙折射元件1020的光學(xué)信號，第二方位角為0°至-10°(例如-9°)；但是，在恰當?shù)馗淖円粋€或多個其它半波偏振片的方位角的情況下，方位角可不同。
在通過雙折射元件1020之后，光學(xué)信號被反射元件1016反射通過雙折射元件1020。在一個實施例中，反射元件1016是一個90°反射晶體；但是，也可使用其它反射元件。在一個實施例中，光學(xué)信號的接收面和反射面具有用于補償相應(yīng)晶體中的相移的低價補償器1086。如果反射元件不會引起相移，則可省略低價補償器1086。
在被反射元件1016反射的情況下，在通過雙折射元件1020之后，光學(xué)信號通過半波偏振片1036。在一個實施例中，相對于從雙折射元件1020到反射元件1018的光學(xué)信號，半波偏振片1036按照第二方位角(例如-9°)取向。半波偏振片1036或半波偏振片1036和1034的其它方位角可用于不同的濾光特性或物理構(gòu)型。
在通過半波偏振片1036之后，光學(xué)信號被反射元件1018反射。在一個實施例中，反射元件1018是一個90°反射晶體；但是，也可使用其它反射元件。在一個實施例中，光學(xué)信號的接收面和反射面具有用于補償相應(yīng)晶體中的相移的低價補償器1088。如果反射元件不會引起相移，則可省略低價補償器1088。
反射元件1018反射的光學(xué)信號射向并通過半波偏振片1038。在一個實施例中，半波偏振片1038按照第三預(yù)定方位角取向。在一個實施例中，相對于從反射元件1018到雙折射元件1020的光學(xué)信號，第三方位角為22.5°。在一個備選實施例中，相對于從反射元件1018到雙折射元件1020的光學(xué)信號，半波偏振片1038的方位角為-22.5°。
通過雙折射元件1020之后，光學(xué)信號通過調(diào)諧板1090到達半波偏振片1040。在一個實施例中，相對于從雙折射元件1020到光束分離器1050的光學(xué)信號，半波偏振片1040按照第三預(yù)定方位角(例如22.5°)取向。在一個備選實施例中，相對于從雙折射元件1020到光束分離器1050的光學(xué)信號，半波偏振片1040的方位角為-22.5°。
調(diào)諧板1090用于調(diào)諧圖10的交錯器/解交錯器。在一個實施例中，調(diào)諧板1090是石英板；但是，也可使用其它材料。如前所述，調(diào)諧板1090的厚度和光軸取向635的厚度被選擇成把交錯器/解交錯器的輸出信號調(diào)整到要求的頻率。調(diào)諧板1090可被布置在交錯器/解交錯器內(nèi)的其它位置。
在一個實施例中，半波偏振片1038和1040的方位角確定光學(xué)信號將射向哪個端口。如果半波偏振片1038和1040的方位角為22.5°，則第一組光學(xué)信號(例如，偶通道)射向端口1070，第二組光學(xué)信號(例如，奇通道)射向端口1072。如果方位角為-22.5°，則第一個光學(xué)信號射向端口1070，第二組光學(xué)信號射向端口1072。這樣，半波偏振片1038和1040可用于提供轉(zhuǎn)換功能。在一個實施例中，半波偏振片1038和1040是可機械移動的組件。在一個備選實施例，半波偏振片1038和1040是電壓控制液晶組件，電壓可用于控制組件的開關(guān)狀態(tài)。
隨后，光學(xué)信號通過偏振光束分離器1050。偏振光束分離器向兩個輸出準直器提供輸出信號。偏振光束分離器1050基于偏振分離光學(xué)信號。光學(xué)信號被分成水平偏振信號和垂直偏振分量。一個輸出信號(例如，水平偏振分量)射向端口1070，另一輸出信號(例如，垂直偏振分量)射向反射元件1060，反射元件1060把所述另一輸出信號反射給端口1072。也可使用其它光束分離組件。
端口1070包括半波偏振片1075，端口1072包括半波偏振片1077。在一個實施例中，相對于從偏振光束分離器1050接收的光學(xué)信號，半波偏振片1077和1075都具有為45°的方位角。半波偏振片1077和1075旋轉(zhuǎn)接收的光學(xué)分量，以致端口1072和1070分別均接收一個垂直偏振分量和一個水平偏振分量，所述垂直偏振分量和水平偏振分量被結(jié)合并分別被射向光纖1079和1079。
在一個實施例中，端口1070和1072之后接收偶ITU通道，另一端口接收奇ITU通道。還可提供其它濾光特性。例如，第一組通道(例如1-4)可被引向一個端口，另一組通道(例如5-8)可被引向另一端口。
為了起交錯器的作用，兩組光學(xué)信號被輸入端口1070和1072。按照和上面描述的解交錯器功能的相反方式結(jié)合這兩組光學(xué)信號。結(jié)合(交錯)后的光學(xué)信號通過端口1000被輸出。這樣，圖10中圖解說明的設(shè)備可用作交錯器或者可用作解交錯器。
圖11a圖解說明了模塊化交錯器/解交錯器的一個實施例的頂視圖。圖11b圖解說明了模塊化交錯器/解交錯器的一個實施例的側(cè)視圖。為了便于根據(jù)圖11a和11b進行說明，規(guī)定x軸在圖11a和11b的頁面平面內(nèi)，并且正方向指向圖11a和11b的頂部，y軸垂直于圖11a和11b的頁面平面，并且正方向進入頁面，z軸正交于x軸和y軸，并且正方向指向圖11a和11b的右側(cè)。
當起解交錯器的作用時，包括偶通道和奇通道的光學(xué)信號被端口1100接收。在一個實施例中，端口1100是具有使光線準直的GRIN透鏡和分離光學(xué)信號的水平偏振分量和垂直偏振分量的離散晶體的準直組件。也可使用其它類型的透鏡，或者可接收預(yù)先準直的光線。端口110接收經(jīng)過光纖的光學(xué)信號，并利用GRIN透鏡使光學(xué)信號準直。
離散晶體1110分離光學(xué)信號的普通光束和異常光束。在圖11中圖解說明的實施例中，該分離位于正交于圖11的頁面的平面上(y軸)。也可使用其它分離。在一個實施例中，偏振器1120向光學(xué)信號提供2.6°的偏振；但是，也可使用其它偏振。
光學(xué)信號隨后通過雙折射元件1130。在一個實施例中，雙折射組件1130由晶體1132和1134組成，晶體1132和1134被選擇成和單個雙折射晶體相比，在工作溫度范圍內(nèi)提供改進的熱穩(wěn)定性。在一個實施例中，晶體1132是厚度2毫米的TiO2晶體，晶體1134是厚度9.5毫米的YVO4晶體；但是，也可使用其它的尺寸。也可使用其它雙折射元件，例如，如果熱穩(wěn)定性不重要，則可使用單個晶體，或者可使用其它的雙晶體雙折射組件。在一個實施例中，相對于在圖11中從左到右通過的光學(xué)信號，雙折射元件1130按照0°至-20°(例如-13°)的方位角取向。也可使用其它方位角。
在一個實施例中，雙折射元件1140包括四個晶體，兩個為TiO2晶體(1142和1146)，兩個為YVO4晶體(1144和1148)。在一個實施例中，TiO2晶體的厚度為2毫米，YVO4晶體的厚度為9.5毫米；但是，也可使用其它厚度。也可使用其它雙折射元件。在一個實施例中，相對于在圖11中從左到右通過光學(xué)信號，雙折射元件1130和1140按照-11°--15°(例如-13.5°)和40°-50°(例如45°)的方位角取向。也可使用其它方位角。
離散晶體1150在圖11的頁面平面內(nèi)(x軸)分離光學(xué)信號。Wollaston光束分離器1170沿x方向分離光學(xué)信號。
半波偏振片1180以45°的方位角取向；但是，也可使用其它方位角。離散晶體1190沿x方向偏移光學(xué)信號，以使光學(xué)信號更接近。光學(xué)信號被射向端口1195。在一個實施例中，端口1195是把光學(xué)信號射向兩個光纖的雙光纖準直器。在備選實施例中，可用偏振光束分離器替換Wollaston光束分離器1170，以及用兩個單光纖準直器替換端口1195。
當起交錯器的作用時，進行反向過程。由端口1195接收兩個光學(xué)信號(例如偶通道和奇通道)。當光學(xué)信號通過交錯器/解交錯器時，光學(xué)信號被結(jié)合成具有偶通道和奇通道的單個光學(xué)信號。結(jié)合后的信號通過端口1100被輸出。
調(diào)諧板1200用于調(diào)諧圖11的交錯器/解交錯器。在一個實施例中，調(diào)諧板1200是石英板；但是，也可使用其它材料。如上所述，調(diào)諧板1200的厚度和光軸取向被選擇為把交錯器/解交錯器的輸出信號調(diào)整到要求的頻率。調(diào)諧板1200可被布置在交錯器/解交錯器內(nèi)的其它位置。
在上面的說明中，已參考本發(fā)明的具體實施例描述了本發(fā)明。但是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，顯然可對本發(fā)明做出各種修改和改變。因此，說明書和附圖應(yīng)被看作對本發(fā)明的舉例說明，而不是對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1．一種調(diào)諧光學(xué)部件的方法，所述光學(xué)部件包括一個雙折射元件，所述方法包括下述步驟確定光學(xué)部件的頻率響應(yīng)；和利用具有厚度和光軸取向的調(diào)諧元件改變光學(xué)部件的頻率響應(yīng)。
2．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)諧元件包括石英板。
3．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中和該光學(xué)部件的至少一個其它子部件相比，調(diào)諧元件具有小的雙折射率。
4．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中改變光學(xué)部件的頻率響應(yīng)包括把調(diào)諧元件插入交錯器或解交錯器的光程中。
5．按照權(quán)利要求1所述的方法，還包括改變該部件的角度。
6．一種設(shè)備，它包括包括雙折射元件的光學(xué)部件；和利用具有厚度和光軸取向的調(diào)諧元件改變光學(xué)部件的頻率響應(yīng)的調(diào)諧裝置。
7．按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中調(diào)諧裝置包括石英板。
8．按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中和該光學(xué)部件的至少一個其它子部件相比，調(diào)諧裝置具有小的雙折射率。
9．按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中調(diào)諧裝置被插入光程中，以便改變交錯器或解交錯器的頻率響應(yīng)。
10．按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包括改變該部件的角度的裝置。
全文摘要
描述了用于調(diào)諧光學(xué)器件的方法和設(shè)備。通過把調(diào)諧板插入光學(xué)器件的光程中,可調(diào)諧光學(xué)器件。調(diào)諧板可以是,例如石英板。通過選擇恰當?shù)暮穸群凸廨S取向,調(diào)諧板可用于把光學(xué)器件調(diào)整到僅僅借助制造規(guī)范和光學(xué)器件的部件的容限是不能實現(xiàn)的精度。由于石英具有較小的雙折射率,石英制成的調(diào)諧板可較厚,于是和光學(xué)器件的部件相比,制造精度更高。
文檔編號H03M13/27GK1312627SQ01110929
公開日2001年9月12日 申請日期2001年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月3日
發(fā)明者戴國仇, 張國威 申請人:E－Tek動力學(xué)公司