專利名稱：功能集成型可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能集成型可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊，利用多個(gè)具有濾波和光開(kāi)關(guān)的雙重功能的濾波片對(duì)，實(shí)現(xiàn)復(fù)用/解復(fù)用和光開(kāi)關(guān)三種器件的功能集成，適用于光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。
OADM分為非重構(gòu)型和可重構(gòu)型。非重構(gòu)型的OADM多用于WDM線性傳輸系統(tǒng)，可重構(gòu)型的OADM能夠動(dòng)態(tài)地提供服務(wù)和波長(zhǎng)管理功能，可用于較為復(fù)雜的多波長(zhǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)。目前，可重構(gòu)型OADM一直處在研究開(kāi)發(fā)和示范應(yīng)用階段。在知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況方面，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)檢索Derwent Data Available onDelphion專利庫(kù)，檢索“Optical add-drop multiplexer”(光分插復(fù)用器)條目和“OADM”條目，并對(duì)其中與OADM較吻合的專利進(jìn)行了仔細(xì)分析(重點(diǎn)分析了它們的功能和結(jié)構(gòu))，發(fā)現(xiàn)可重構(gòu)型的OADM大多采用光柵、光環(huán)形器等器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，成本較高，且實(shí)用性不強(qiáng)。另外，在公開(kāi)發(fā)表的論文中有一些基本的OADM結(jié)構(gòu)和功能描述。結(jié)果表明，大多數(shù)OADM都包括波分復(fù)用器、解復(fù)用器、光開(kāi)關(guān)和其它無(wú)源器件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，成本較高。另一些OADM雖然結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)難度較大，成本較高。因此研究實(shí)用化、模塊化和低成本的可重構(gòu)OADM一直是光通信研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的功能集成型可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊，采用了具有濾波和光開(kāi)關(guān)的雙重功能的濾波片對(duì)，來(lái)替代普通薄膜干涉濾波型解復(fù)用器中的薄膜濾光片，構(gòu)成可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊；濾波片對(duì)的位置通過(guò)可伸縮元件來(lái)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)上/下路光信號(hào)波長(zhǎng)可調(diào)。這種由多個(gè)位置可調(diào)的濾波片對(duì)構(gòu)成的可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊，實(shí)現(xiàn)了復(fù)用器、解復(fù)用器和光開(kāi)關(guān)三種器件的功能在一種器件中的功能集成。
本發(fā)明的功能集成型可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊包括任意個(gè)濾波片對(duì)，每個(gè)濾波片對(duì)都由固定在同一基片上的全反射濾波片和帶通濾波片組成并連接在一個(gè)可伸縮元件上，模塊中濾光片對(duì)的數(shù)目由需要上下路波長(zhǎng)的數(shù)目決定。其中全反射濾波片反射所有信號(hào)光波長(zhǎng)，帶通濾波片分別透射WDM系統(tǒng)中的每一個(gè)信號(hào)光波長(zhǎng)λ1，λ2，…，λn。每對(duì)濾波片具有帶尾纖的四個(gè)端口，即輸入、輸出和上、下路端口，每一對(duì)濾波片的輸出端口通過(guò)光纖與后一對(duì)濾波片的輸入端口相連。
當(dāng)濾波片對(duì)中的全反射濾波片處于光通道中時(shí)，從入射端口來(lái)的信號(hào)光被全部反射，并通過(guò)輸出端口輸出；當(dāng)濾波片對(duì)中的帶通濾波片(透射波長(zhǎng)為λi，λi∈λ1，λ2，…，λn)處于光通道中時(shí)，波長(zhǎng)為λi的信號(hào)通過(guò)濾波片從下路端口下路，其他信號(hào)光被反射，從輸出端口輸出。可伸縮元件用于調(diào)節(jié)全反射濾波片和帶通濾波片在光通道中的位置，從而實(shí)現(xiàn)光分插復(fù)用模塊的可重構(gòu)的功能。當(dāng)所有濾波片對(duì)中都是帶通濾波片處于光通道中時(shí)，波長(zhǎng)為λ1，λ2，…，λn的WDM輸入信號(hào)入射到第一個(gè)濾波片對(duì)后，λ1透過(guò)濾波片并下路到本地，同時(shí)，本地λ1透過(guò)濾波片上路并與被反射的λ2，…，λn信道一起入射到第二個(gè)濾波片。在第二個(gè)濾波片對(duì)，λ2透過(guò)濾波片并下路到本地，同時(shí)本地信號(hào)λ2透過(guò)濾波片上路并與被反射的λ1，…，λn信號(hào)一起進(jìn)入第三個(gè)濾波片，…，依次類推。如某個(gè)信道不需要上/下路，則通過(guò)調(diào)節(jié)可伸縮元件將相應(yīng)濾波片對(duì)中的全反射濾波片切換到光通道中，使原本在該濾波片對(duì)處透射的波長(zhǎng)被反射。這樣就實(shí)現(xiàn)了光分插復(fù)用器上/下路波長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)可調(diào)，即實(shí)現(xiàn)了光分插復(fù)用器的可重構(gòu)功能。
本發(fā)明采用具有濾波和光開(kāi)關(guān)雙重功能的濾波片對(duì)，實(shí)現(xiàn)復(fù)用器、解復(fù)用器和光開(kāi)關(guān)三種器件的功能集成，調(diào)諧過(guò)程實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且速度較快(ms量級(jí))，并且可以利用目前比較成熟的薄膜干涉濾波型解復(fù)用器技術(shù)，模塊實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，易于集成，因此可以實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)光分插復(fù)用器的小型化和模塊化并降低成本。


圖1中所示是一個(gè)8通道的可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊結(jié)構(gòu)，其通道數(shù)目可根據(jù)需要按圖中結(jié)構(gòu)增加或減少。此8通道可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊由8個(gè)濾波片對(duì)5組成，每對(duì)濾波片具有帶尾纖的四個(gè)端口，即輸入端口1、輸出端口2和上路端口3、下路端口4，每一對(duì)濾波片的輸出端口2通過(guò)光纖與后一對(duì)濾波片的輸入端口1相連。
圖2為本發(fā)明的濾波片對(duì)結(jié)構(gòu)及濾波片對(duì)實(shí)現(xiàn)上下路波長(zhǎng)調(diào)諧過(guò)程示意圖。
如圖2所示，每對(duì)濾波片具有帶尾纖的四個(gè)端口，即輸入端口1、輸出端口2和上路端口3、下路端口4，帶通濾波片6和全反射濾波片7固定在濾波片對(duì)5的同一基片上并與可伸縮元件8相連，9代表可伸縮元件的位移方向。
圖2(a)所示為濾波片對(duì)中的帶通濾波片6處于光通道中，這是帶通濾波片6透射的波長(zhǎng)信號(hào)需要上下路時(shí)濾波片對(duì)在光通道中的位置；圖(b)所示為濾波片對(duì)中的全反射濾波片7處于光通道中，這是帶通濾波片6透射的波長(zhǎng)信號(hào)不需要上下路時(shí)濾波片對(duì)在光通道中的位置。濾波片對(duì)的位置變化由可伸縮元件來(lái)調(diào)節(jié)。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中濾波片對(duì)具體組成結(jié)構(gòu)示意圖。濾波片對(duì)5的基片上固定帶通濾波片6和全反射濾波片7，帶通濾波片6和全反射濾波片7分別由高折射率材料H和低折射率材料L組成。
在本實(shí)施例中，一種8通道的功能集成型可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊可以實(shí)現(xiàn)8個(gè)WDM信號(hào)光波長(zhǎng)的上下路可調(diào)，其中8個(gè)WDM信號(hào)光波長(zhǎng)分別為λ1，…，λ8(1538.15，1541.35，1544.55，1547.75，155 0.95，1556.1 5，1559.35，1562.5nm)，信號(hào)光入射角為5度。
一種8通道的功能集成型可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括8個(gè)光濾波片對(duì)，每個(gè)濾波片對(duì)具有帶尾纖的四個(gè)端口，即輸入輸出和上下路端口，其中，每一個(gè)濾波片對(duì)的輸出端口2與后一個(gè)濾波片對(duì)的輸入端口1相連。每個(gè)濾波片對(duì)實(shí)現(xiàn)上下路波長(zhǎng)調(diào)諧過(guò)程如圖2所示，每個(gè)光濾波片對(duì)5都由固定在同一基片上的帶通濾波片6和全反射濾波片7組成并連接在一個(gè)可伸縮元件8上，其中帶通濾波片6分別透射每一個(gè)信號(hào)光波長(zhǎng)λ1，λ2，…，λ8，全反射濾波片7反射所有信號(hào)光波長(zhǎng)。波長(zhǎng)為λ1，λ2，…，λ8的WDM輸入信號(hào)入射到第一個(gè)濾波片后，如果λ1(1538.15nm)需要上下路，可將第一個(gè)濾波片對(duì)中的帶通濾波片(透射波長(zhǎng)為λ1)切換到光通道中，則λ1透過(guò)此濾波片下路到本地；同時(shí)，本地上路波長(zhǎng)λ1透過(guò)濾波片與被反射的其他信號(hào)波長(zhǎng)(λ2，…，λ8)一起入射到第二個(gè)濾波片對(duì)。其他波長(zhǎng)需要上下路時(shí)，可以此類推。如果某個(gè)波長(zhǎng)不需要上下路，可通過(guò)調(diào)節(jié)可伸縮元件將相應(yīng)的濾波片對(duì)中的全反射濾波片切換到光通道中，使原本在該濾波片對(duì)處透射的波長(zhǎng)被反射。
濾波片對(duì)組成結(jié)構(gòu)如圖3所示，圖中左半部分的帶通濾光片6和右半部分的全反射濾光片7，共用同一片基片。帶通濾光片膜系結(jié)構(gòu)為Glass/(HL)^6H4LH(LH)^6 L(HL)^7 H4LH(LH)^7 L(HL)^7 H4LH(LH)^7L(HL)^6H4LH(LH)^6/Air，其中H為高折射率材料(折射率為2.16)，L為低折射率材料(折射率為1.45)，每層膜光學(xué)厚度均為透射波長(zhǎng)的四分之一與每層膜的入射角的余弦函數(shù)的比值，膜系3dB帶寬為0.8nm。全反射濾光片膜系結(jié)構(gòu)為Glass/(LH)^14/Air，所用高折射率材料和低折射率材料與帶通濾光片相同，每層膜光學(xué)厚度均為中心波長(zhǎng)的四分之一，全反射帶寬為100nm。
利用本發(fā)明，使光開(kāi)關(guān)與濾波片合而為一，可以十分簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的上下路波長(zhǎng)可調(diào)諧，從而，實(shí)現(xiàn)了光分插復(fù)用器的小型化和模塊化，降低了成本。
權(quán)利要求
1.一種功能集成型可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊，其特征在于包括任意個(gè)光濾波片對(duì)(5)，每個(gè)濾波片對(duì)具有帶尾纖的四個(gè)端口，即輸入端口(1)、輸出端口(2)和上路端口(3)、下路端口(4)，每一個(gè)濾波片對(duì)的輸出端口(2)通過(guò)光纖與后一個(gè)濾波片對(duì)的輸入端口(1)相連，每個(gè)濾波片對(duì)(5)中，帶通濾波片(6)和全反射濾波片(7)固定在同一基片上并與可伸縮元件(8)相連，通過(guò)可伸縮元件(8)調(diào)節(jié)全反射濾波片(7)和帶通濾波片(6)在光通道中的位置。
全文摘要
一種功能集成型可重構(gòu)光分插復(fù)用模塊，由任意個(gè)光濾波片對(duì)組成，每個(gè)濾波片對(duì)具有帶尾纖的輸入、輸出和上路、下路端口，每個(gè)濾波片對(duì)的輸出端口通過(guò)光纖與后一個(gè)濾波片對(duì)的輸入端口相連，每個(gè)濾波片對(duì)中，帶通濾波片和全反射濾波片固定在同一基片上并與可伸縮元件相連，通過(guò)可伸縮元件調(diào)節(jié)全反射濾波片和帶通濾波片在光通道中的位置，實(shí)現(xiàn)上/下路光信號(hào)波長(zhǎng)可調(diào)。本發(fā)明采用任意個(gè)具有濾波和光開(kāi)關(guān)雙重功能的濾波片對(duì)，實(shí)現(xiàn)了可重構(gòu)光分叉復(fù)用模塊中復(fù)用器、解復(fù)用器和光開(kāi)關(guān)三種器件的功能集成，具有小型化、低成本的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B10/12GK1416236SQ02150778
公開(kāi)日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月28日
發(fā)明者王悅, 胡衛(wèi)生, 姜淳, 金耀輝 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)