專利名稱：一種新型的折衍混合波分復(fù)用結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種實現(xiàn)波分復(fù)用的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
波分復(fù)用是不同波長的光載波同在一根光纖上傳輸，它的本質(zhì)就是光纖頻分復(fù)用技術(shù)，即每個通路通過頻域的分割實現(xiàn)復(fù)用，每個通路占用光纖的一段帶寬。波分復(fù)用/解復(fù)用器件是波分復(fù)用系統(tǒng)的重要組成部分，是實現(xiàn)波分復(fù)用通信的關(guān)鍵器件，它將攜帶不同波長信息的光從多根光纖匯合到一根光纖中或從一根光纖分離到多根光纖中。依據(jù)實現(xiàn)原理，光波分復(fù)用器主要可分成四類第一類是光柵型波分復(fù)用器，它采用光柵分光原理實現(xiàn)分、合波；第二類是干涉薄膜型波分復(fù)用器，它采用干涉薄膜的濾波原理實現(xiàn)分、合波；第三類是平面波導(dǎo)型波分復(fù)用器，它采用光波導(dǎo)中光的干涉原理實現(xiàn)分、合波；第四類是光纖光柵型波分復(fù)用器，它采用光纖光柵的濾波原理實現(xiàn)分、合波。如圖1所示在傳統(tǒng)的光柵型波分復(fù)用器中，主要是由輸入光纖陣列1、準(zhǔn)直/聚焦透鏡2、閃耀光柵3和輸出光纖陣列4構(gòu)成。為降低插入損耗，普遍才用閃耀光柵作為分光器件，這類器件的主要缺點是閃耀光柵的制造困難，分光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。
本實用新型的詳細(xì)內(nèi)容本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中閃耀光柵制造困難，分光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的缺點，為此本實用新型提出一種結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、成本低的波分復(fù)用結(jié)構(gòu)。
本實用新型是由輸入光纖、輸入光纖耦合裝置、折衍混合光學(xué)元件、透鏡、自聚焦透鏡陣列和尾纖構(gòu)成，輸入光纖和輸入光纖耦合裝置的中心軸線與折衍混合光學(xué)元件的光軸重合，并且光纖的出射端面位于折衍混合光學(xué)元件中平凸透鏡的焦點處；折衍混合光學(xué)元件中平凸折射透鏡與透鏡的焦點、光軸重合構(gòu)成望遠(yuǎn)系統(tǒng)；望遠(yuǎn)系統(tǒng)對折衍混合光學(xué)元件衍射出的光束進行光束口徑變換，形成不同波長的光經(jīng)一定的自由空間傳播后，在空間分離并分別進入自聚焦透鏡陣列，每個自聚焦透鏡將空間中不同波長的光引入到與其相連的尾纖中。折衍混合光學(xué)元件是由平凸折射透鏡，二元光學(xué)衍射光柵和像差校正部分組成，二元光學(xué)衍射光柵和像差校正部分與平凸折射透鏡的平面固定連接。
本實用新型的動態(tài)工作過程是當(dāng)復(fù)合光信號進入光纖經(jīng)輸入光纖耦合裝置入射到折衍混合光學(xué)元件進行準(zhǔn)直、分光，再經(jīng)透鏡進行光束口徑變換、然后自由傳播到自聚焦透鏡陣列導(dǎo)入到尾纖中實現(xiàn)光的分波，反向使用即可實現(xiàn)光的合波。
本實用新型的優(yōu)點是二元光學(xué)衍射光柵采用光刻工藝制造，制造中需控制二元光學(xué)衍射光柵中臺階的寬度和深度，目前專用于制造二元光學(xué)衍射光柵的光刻工藝已成熟，二元光學(xué)衍射光柵便于大量生產(chǎn)，成品率高，成本低。本實用新型在一個基片上制備了平凸折射透鏡、二元光學(xué)衍射光柵和像差校正組合成折衍混合光學(xué)元件，解決了背景技術(shù)中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減小器件尺寸；并利用二元光學(xué)制造技術(shù)制造二元光學(xué)衍射光柵，以回避閃耀光柵制造中的困難，降低光柵型波分復(fù)用結(jié)構(gòu)的制造難度及成本。
利用本實用新型研制的波分復(fù)用器件的信道間隔可以達到ITU-T推薦的波分復(fù)用最小間隔100GHz，可以制造出與傳統(tǒng)的以閃耀光柵為基礎(chǔ)的波分復(fù)用器件技術(shù)水平相當(dāng)?shù)钠骷?。本實用新型主要用于光通訊、光譜儀器等領(lǐng)域。


圖1是背景技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本實用新型折衍元件的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖2、圖3所示
本實用新型的結(jié)構(gòu)由光纖1、輸入光纖耦合裝置2、折衍混合光學(xué)元件3、透鏡4、自聚集透鏡陣列部件5和尾纖6構(gòu)成。整個系統(tǒng)工作在紅外區(qū)(1.55μm波長附近)，光纖1、輸入光纖耦合裝置2、透鏡4、自聚集透鏡陣列部件5和尾纖6可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的要求確定其型號直接購買。
參照圖2，系統(tǒng)中的折衍混合光學(xué)元件3宜選用1.55μm波長紅外光透過率大的材料制作，如丙烯酸、苯乙烯、聚碳酸脂塑料等聚合物材料，并鍍增透膜。折衍混合光學(xué)元件3是由平凸折射透鏡7，二元光學(xué)衍射光柵8和像差校正部分9組成，其中二元光學(xué)衍射光柵8采用臺階數(shù)為2n的周期型光柵，n為整數(shù)，根據(jù)實際使用要求設(shè)計周期和臺階高度，用于控制二元光學(xué)衍射光柵8的閃耀波長。二元光學(xué)衍射光柵8是采用半導(dǎo)體光刻工藝制造。
本實用新型首先讓輸入光纖經(jīng)光纖耦合裝置輸出多個波長的光信號經(jīng)折衍混合元件進行準(zhǔn)直、衍射分光，再由透鏡對衍射出的光束進行口徑變換，最后將空間分離的不同波長的光由聚焦透鏡引入到相應(yīng)的光纖中，實現(xiàn)多波長光信號的波、分復(fù)用。
權(quán)利要求1.一種新型的折衍混合波分復(fù)用結(jié)構(gòu)，包括輸入光纖1、尾纖6，其特征在于還包括輸入光纖耦合裝置2、折衍混合光學(xué)元件3、透鏡4、自聚焦透鏡陣列5，輸入光纖1和輸入光纖耦合裝置2的中心軸線與折衍混合光學(xué)元件3的光軸重合，并且光纖1的出射端面位于折衍混合光學(xué)元件3中平凸透鏡的焦點處；折衍混合光學(xué)元件3中平凸折射透鏡7與透鏡4的焦點、光軸重合構(gòu)成望遠(yuǎn)系統(tǒng)；望遠(yuǎn)系統(tǒng)對折衍混合光學(xué)元件3衍射出的光束進行光束口徑變換，形成不同波長的光經(jīng)一定的自由空間傳播后，在空間分離并分別進入自聚焦透鏡陣列5，每個自聚焦透鏡將空間中不同波長的光引入到與其相連的尾纖6中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折衍混合波分復(fù)用結(jié)構(gòu)，其特征在于折衍混合光學(xué)元件3是由平凸折射透鏡7，二元光學(xué)衍射光柵8和像差校正部分9組成，二元光學(xué)衍射光柵8和像差校正部分9與平凸折射透鏡7的平面固定連接。
專利摘要本實用新型屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型的折衍混合波分復(fù)用結(jié)構(gòu)。為解決閃耀光柵制造困難，分光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的問題，本實用新型采用輸入光纖1、輸入光纖耦合裝置2、折衍混合光學(xué)元件3、透鏡4、自聚焦透鏡陣列5、尾纖6。首先讓輸入光纖經(jīng)光纖耦合裝置輸出多個波長的光信號經(jīng)折衍元件進行準(zhǔn)直、分光，再由透鏡對衍射光束進行口徑變換，最后將不同波長的光引入到相應(yīng)的光纖中，實現(xiàn)多波長光信號的波、分復(fù)用。本實用新型利用二元光學(xué)光刻工藝制造技術(shù)制造二元光學(xué)衍射光柵，便于大量生產(chǎn)，成品率高?；乇芰碎W耀光柵制造的困難，降低光柵型波分復(fù)用器件的制造難度及成本。本實用新型主要用于光通訊、光譜儀器等領(lǐng)域。
文檔編號H04J14/02GK2588391SQ02280468
公開日2003年11月26日 申請日期2002年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月10日
發(fā)明者于斌, 于秉熙 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所