專利名稱：可調(diào)諧光纖光柵分插復(fù)用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種可調(diào)諧光纖光柵分插復(fù)用器，是光纖通信領(lǐng)域里的一種新設(shè)計(jì)，利用懸臂梁調(diào)諧光纖光柵中心波長(zhǎng)，使其與多個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)光中的某一個(gè)波長(zhǎng)相匹配并被光纖布喇格光柵反射，即可在光信號(hào)通信信道中完成上、下載的傳輸任務(wù)。
背景技術(shù)：
隨著信息科學(xué)和信息高速公路的飛速發(fā)展，對(duì)光通信不斷提出更高、更新、更快的要求。為了滿足超快速、越大容量的通信要求，人們一直在不斷探索和創(chuàng)新更高的通信制式和方法，其中光網(wǎng)絡(luò)中波長(zhǎng)的上下載(分插復(fù)用器)問(wèn)題是近年來(lái)研究最為廣泛的內(nèi)容之一，國(guó)內(nèi)外先后提出過(guò)多種解決方法和技術(shù)。一般而言，目前光波長(zhǎng)分插復(fù)用器主要有四種構(gòu)成方法，即電介質(zhì)薄膜干涉濾波器、陣列波導(dǎo)光柵、聲光可調(diào)濾波器和光纖光柵等。
使用光纖光柵制作的波長(zhǎng)分插復(fù)用器(WADM)是一種全光纖構(gòu)成的光波長(zhǎng)分插復(fù)用器(Optical Add/Drop Multiplexer)，故稱OADM。OADM是全光網(wǎng)的核心，具有使所需波長(zhǎng)上下載，而其它波長(zhǎng)無(wú)阻塞通過(guò)的功能。它勿需經(jīng)過(guò)光-電-光的變換，而且由于光纖光柵與通信光纖完全兼容，因此具有較低的插入損耗和較強(qiáng)的抗干擾能力，近年來(lái)得到了廣泛的研究和應(yīng)用?，F(xiàn)行的OADM實(shí)現(xiàn)方案主要有如下幾種基本形式(1)分波點(diǎn)+波長(zhǎng)交換單元+合波器型，關(guān)鍵器件為光開關(guān)，其優(yōu)點(diǎn)是任意波長(zhǎng)可上下載，缺點(diǎn)是開關(guān)延時(shí)，實(shí)時(shí)性較差；(2)耦合單元+濾波單元+合波器型，關(guān)鍵器件為濾波單元，其優(yōu)點(diǎn)是光信號(hào)沒(méi)有斷路，幾乎沒(méi)有延時(shí)，缺點(diǎn)是調(diào)諧能力較差；(3)聲光可調(diào)諧濾波器型，優(yōu)點(diǎn)是調(diào)諧范圍大，缺點(diǎn)是串話率高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，本新型提出如下技術(shù)方案可調(diào)諧光纖光柵分插復(fù)用器(OADM)是在兩個(gè)光環(huán)行器中間通過(guò)光纖與光纖布喇格光柵連接，此光纖布喇格光柵粘接在靠近懸臂梁的固定端一邊，由布喇格條件，得λB＝2Λneff其中，λB為光纖光柵的工作波長(zhǎng)，Λ為光纖光柵的周期，neff為光纖光柵的有效折射率。根據(jù)材料力學(xué)原理，當(dāng)懸臂梁彎曲時(shí)，其內(nèi)側(cè)材料因被壓縮而縮短，外側(cè)被拉伸而伸長(zhǎng)，中間層不受力，長(zhǎng)度保持不變。懸臂梁的自由端采用雙螺紋差動(dòng)調(diào)節(jié)器進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)。在該懸臂梁的自由端施力后，可方便地對(duì)光纖光柵進(jìn)行波長(zhǎng)調(diào)諧。包含多個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)光從OADM輸入端口輸入，經(jīng)第一個(gè)光環(huán)行器傳至光纖布喇格光柵，通過(guò)調(diào)諧光纖布喇格光柵的中心波長(zhǎng)，使其與多個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)光中的某一個(gè)波長(zhǎng)相匹配并被光纖布喇格光柵反射，由解復(fù)用(Drop)端口下載，而其余波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)光纖布喇格光柵后，與上載(Add)端口的光信號(hào)經(jīng)第二個(gè)光環(huán)行器由輸出端口輸出，從而完成多個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)在通信信道中的上、下載傳輸任務(wù)。
本實(shí)用新型的有益效果是具有良好的濾波特性、波長(zhǎng)可調(diào)、較低的插入損耗(理論上約1dB)、很低的偏振相關(guān)度和很高的反射率。


圖1是OADM單元原理圖圖2是光纖光柵懸臂梁調(diào)諧裝置示意圖(a)光纖光柵調(diào)諧機(jī)構(gòu)(b)懸臂梁調(diào)諧具體實(shí)施方式
OADM的結(jié)構(gòu)如圖1所示1.單模光纖，2.光環(huán)行器，3.可調(diào)諧光纖布喇格光柵機(jī)構(gòu)組成?？烧{(diào)諧光纖布喇格光柵機(jī)構(gòu)4.光纖光柵，5.矩形懸臂梁，6.固定端，7.位移(撓度)步進(jìn)機(jī)構(gòu)。其中，中心波長(zhǎng)應(yīng)處于1550nm附近(波長(zhǎng)范圍符合ITU-TG692規(guī)定)，要求光柵反射率大于≥95％，隔離度≥25dB，通道間隔100GHz(0.8nm)，通帶寬度≥0.3nm，鄰道串?dāng)_≤-35dB，溫度穩(wěn)定性在-20～+60℃范圍內(nèi)，≤0.01nm/℃。
光纖光柵懸臂梁調(diào)諧裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。位移(撓度)步進(jìn)機(jī)構(gòu)采用差動(dòng)螺紋調(diào)節(jié)器進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)諧懸臂梁自由端的位移(撓度)，使粘貼其表面的光纖光柵的柵格周期發(fā)生變化，從而達(dá)到對(duì)光纖光柵中心反射波長(zhǎng)調(diào)諧目的。在調(diào)諧過(guò)程中，要求懸臂梁調(diào)諧裝置的線性調(diào)諧范圍≥6nm，如此可以滿足8個(gè)以上波長(zhǎng)復(fù)用系統(tǒng)的使用。
連接方式第一個(gè)光環(huán)行器2的端口①與單模光纖1連接作為信號(hào)輸入端，端口②與可調(diào)諧光纖布喇格光柵機(jī)構(gòu)3連接，端口③與另一單模光纖1連接作為下載信號(hào)Drop端；第二個(gè)光環(huán)行器2的端口①與可調(diào)諧光纖布喇格光柵機(jī)構(gòu)3的另一端連接，端口②與另一單模光纖1連接作為上載信號(hào)Add端，端口③與另一單模光纖1連接作為信號(hào)輸出端?？烧{(diào)諧光纖布喇格光柵機(jī)構(gòu)的連接光纖布喇格光柵4粘貼在懸臂梁5的表面上，并由固定端6固定住，自由端與步進(jìn)機(jī)構(gòu)7連接，通過(guò)差動(dòng)螺紋調(diào)節(jié)器進(jìn)行位移(撓度)的微調(diào)諧。
本使用新型的插入損耗≤0.8dB，隔離度≥50dB，串?dāng)_≤-50dB，工作溫度0～60℃，存放溫度-40～+85℃，封裝外形尺寸為56×5.6×5.6mm，其波長(zhǎng)調(diào)諧范圍在1550nm通信窗口的某一波長(zhǎng)(如1553.28nm)處，向長(zhǎng)波或短波雙方向可調(diào)諧±3nm。
實(shí)施例包含多個(gè)波長(zhǎng)(λ1，2，3，4，...，)的信號(hào)光從OADM輸入端口輸入，經(jīng)第一個(gè)光環(huán)行器傳至光纖光柵，其中波長(zhǎng)(如λ1)與光纖布喇格光柵中心波長(zhǎng)一致的光信號(hào)被光纖布喇格光柵反射并經(jīng)由第一個(gè)光環(huán)行器的Drop端口下載；其余波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)光纖布喇格光柵后和從Add端口上載的光信號(hào)(λ1)一起經(jīng)第二個(gè)光環(huán)行器由出光端口輸出，從而可方便地完成光信號(hào)在通信信道中上、下載的傳輸任務(wù)。
權(quán)利要求1.一種可調(diào)諧光纖光柵分插復(fù)用器，其特征在于它包括單模光纖(1)、光環(huán)行器(2)、可調(diào)諧光纖布喇格光柵機(jī)構(gòu)(3)；可調(diào)諧光纖布喇格光柵機(jī)構(gòu)(3)由光纖光柵(4)、矩形懸臂梁(5)、固定端(6)和位移撓度步進(jìn)機(jī)構(gòu)(7)構(gòu)成，其中，第一個(gè)光環(huán)行器2的端口①與單模光纖1連接作為信號(hào)輸入端，端口②與可調(diào)諧光纖布喇格光柵機(jī)構(gòu)3連接，端口③與另一單模光纖1連接作為下載信號(hào)Drop端；第二個(gè)光環(huán)行器2的端口①與可調(diào)諧光纖布喇格光柵機(jī)構(gòu)3的另一端連接，端口②與另一單模光纖1連接作為上載信號(hào)Add端，端口③與另一單模光纖1連接作為信號(hào)輸出端；可調(diào)諧光纖布喇格光柵機(jī)構(gòu)的連接光纖布喇格光柵4粘貼在懸臂梁5的表面上，并由固定端6固定住，自由端與步進(jìn)機(jī)構(gòu)7連接，通過(guò)差動(dòng)螺紋調(diào)節(jié)器進(jìn)行位移撓度的微調(diào)諧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧光纖光柵分插復(fù)用器，其特征在于所述的可調(diào)諧光纖光柵是光纖布拉格光柵，其光譜圖具有良好的平頂寬度和較陡直的前后沿邊緣，具有較寬的線寬，并經(jīng)較好的切趾處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧光纖光柵分插復(fù)用器，其特征在于所述的光環(huán)行器應(yīng)具有至少3個(gè)端口，工作范圍為1310～1550±30nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧光纖光柵分插復(fù)用器，其特征在于所述的矩形懸臂梁是一端固定、另一端自由，自由端在壓力下可自由彎曲的矩形片狀體，外形尺寸范圍長(zhǎng)(60～80)×寬(3～5)×厚(1～1.5)mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧光纖光柵分插復(fù)用器，其特征在于所述的可調(diào)諧光纖光柵是沿矩形懸臂梁的軸線方向粘貼于表面上，且粘貼劑應(yīng)具有耐低溫-40℃以下、耐高溫+80℃以上并長(zhǎng)期不變質(zhì)的特性。
專利摘要本實(shí)用新型是一種波長(zhǎng)可調(diào)諧的光分插復(fù)用器(OADM)，是復(fù)用器的一種新設(shè)計(jì)，屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域。它是在兩個(gè)光環(huán)行器中間通過(guò)單模光纖與光纖布喇格光柵連接，此光纖布喇格光柵粘接在一彈性良好的懸臂梁表面上，通過(guò)改變?cè)搼冶哿褐畵隙?，即可?duì)光纖光柵進(jìn)行波長(zhǎng)調(diào)諧。包含多個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)光從OADM輸入端口輸入，經(jīng)第一個(gè)光環(huán)行器傳至光纖布喇格光柵，通過(guò)調(diào)諧光纖布喇格光柵的中心波長(zhǎng)，使其與多個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)光中的某一個(gè)波長(zhǎng)相匹配并被光纖布喇格光柵反射，由解復(fù)用(Drop)端口下載，而其余波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)光纖布喇格光柵后，與上載(Add)端口的光信號(hào)經(jīng)第二個(gè)光環(huán)行器由輸出端口輸出，從而完成多個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)在通信信道中的上、下載傳輸任務(wù)。
文檔編號(hào)H04J14/02GK2650160SQ0324465
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2003年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月15日
發(fā)明者開桂云, 董孝義, 張偉剛, 袁樹忠 申請(qǐng)人:南開大學(xué)