专利名称：光学梳状滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光纤通信技术领域，特别是涉及对光信号进行滤波的干涉介质薄膜型滤波器的改进。
背景技术：
随着信息通信的迅猛发展，语音、图像、数据的信息交流的日益增多，尤其是因特网的广泛应用，人们对宽带通信提出了更高的要求。为了在尽可能短的时间内，能够以低成本高质量系统满足人们对宽带的需求，波分复用(WDM)和密集型波分复用(DWDM)技术被发展了，WDM和DWDM扩大光纤通信容量不需要敷设新的光纤线路，降低了网络建设费用。WDM和DWDM技术是将多路光信号(以波长区分)耦合到一根光纤中传播，目前，普遍使用的是干涉介质薄膜型WDM和DWDM。然而，随着信道数的增加，干涉介质薄膜型WDM和DWDM的成本和结构复杂程度将增加。
提高光纤传输容量的另一途径是进一步减小信道间隔。比如，200GHz信道间隔被采用时，WDM和DWDM按200GHz信道间隔设计。随着通信业务量的增长和技术的进步，100GHz信道间隔被采用，WDM和DWDM由需按100GHz信道间隔设计，并取代200GHz信道间隔的WDM和DWDM。同时，这种升级需要增加部分昂贵的光纤设备。而且，在对其它信道间隔(如信道间隔100GHz到50GHz)升级时，仍会碰到类似问题。
光学梳状滤波器是将一路多波长光信号分成两路，一路包含奇数路波长，另一路包含偶数路波长，信道间隔变为原来的两倍。目前光学梳状滤波器技术有多种，如光纤马赫-曾得(Mach-Zehnder)干涉仪型，偏振光干涉型等。FM-Z干涉仪型属于全光纤设计，插入损耗小，信道均匀性高，偏振相关损耗低。但光纤耦合器在拉制工艺方面还存在问题，使得其分束比较难控制，限制了这种器件开发。偏振型Interleaver是利用晶体的双折射效应和偏振光干涉原理，其插入损耗大，并且由于双折射晶体较长，需要温度补偿，增加了制作难度。
详细内容本实用新型的目的是从光学梳状滤波器总体结构着手解决背景技术结构复杂；减小信道间隔升级所需光纤设备昂贵、有温度补偿使制作难度大等方面的问题，将提出一种新的光学梳状滤波器结构。
本实用新型如图1所示包括分光器1、反射镜2、反射镜3、反射镜4、反射镜5、反射镜6、准直器7和准直器8，准直器8输出端面与分光器1成一定角度近邻放置；反射镜2置于分光器1反射光一侧，并且反射镜2的法线与分光器1成一定角度；反射镜3置于反射镜2的后面，且反射镜3的法线与反射镜2的法线平行，同时反射镜2与反射镜3之间的间隔可根据信道间隔的实际需要来选定；反射镜4置于反射镜3的后面，且反射镜4的法线与反射镜3的法线平行，同时反射镜3与反射镜4之间的间隔可根据信道间隔的实际需要来选定；反射镜5置于分光器1透射光一侧，分光器1使反射镜5与准直器8相互对应放置，且反射镜5法线与分光器1成一定角度；反射镜6置于反射镜5的后面，且反射镜6的法线与反射镜5的法线平行，同时反射镜5与反射镜6之间的间隔可根据信道间隔的实际需要来选定；准直器7置于分光器1的另一侧，且准直器7法线与分光器1成一定角度。反射镜2的反射率可选用≤0.1％，反射镜3的反射率可在55％～65％范围选择，反射镜4的反射率可选用≥99.98％，反射镜5的反射率可在5％～12％范围选择，反射镜6的反射率可选用≥99.98％。
本实用新型工作过程例如当通讯系统中的多波长信号由准直器8出射变成平行光经分光器1后被分成两束光E1和E2，光束E1经由反射镜5和反射镜6构成谐振腔调相后被沿原路返回到分光器1，另一路光束E2经由反射镜2、反射镜3和反射镜4构成的谐振腔调相并获得高精细度的光束后也沿原路返回到分光器1，这两束光在分光器1上实现Michelson干涉则得到梳状谱的滤波输出光信号既一路奇数信道波长光信号Etrans耦合到准直器7，另一路偶数信道波长光信号Eref耦合到准直器8，从而实现了将一束光信号(λ1，λ2，λ3，λ4，λ5，λ6，…)分成了奇数波长(λ1，λ3，λ5，…)和偶数波长(λ2，λ4，λ6，…)的两束光信号，使信道间隔变为原来的两倍，此时则完成如图2所示。反之则可将两束奇数波长(λ1，λ3，λ5，…)和偶数波长(λ2，λ4，λ6，…)光信号合波成一束光信号(λ1，λ2，λ3，λ4，λ5，λ6，…)。
本实用新型提供了一种新的光学梳状滤波器结构，采用的Michelson干涉结构使得滤波器输出的滤波信号隔离度高、信道平坦性好、信道一致性好、结构简单；采用谐振腔调相的结构达到更好的光学滤波的效果。利用本实用新型间隔升级时不需增加昂贵的光纤设备，即可提高光纤传输容量。本实用新型采用零膨胀系数的材料则不需要温度补偿使制作大大减少，本实用新型可应用于光通讯中波分复用系统、光上/下路复用器及光交叉互连，还可用于光学滤波等。
图1是本实用新型实施例的结构示意图具体实施方式
如图1所示分光器1可采用光学玻璃或石英作基底，在基底上镀制50∶50强度的分光膜，例如分光器1采用直角立方棱镜或其它器件；准直器8与分光器1的角度可采用42°或45°或48°；反射镜2、反射镜3、反射镜4、反射镜5和反射镜6均采用平面反射镜。反射镜2的法线与分光器1的角度可采用42°或45°或48°；反射镜2与反射镜3之间保持的间隔可根据信道间隔的实际需要来选定，当选择信道间隔为100Ghz时，反射镜2与反射镜3之间的光程可选择为0.75mm；当选择信道间隔为50Ghz时，反射镜2与反射镜3之间的光程可选择为1.5mm；当选择信道间隔为25Ghz时，反射镜2与反射镜3之间的光程可选择为3mm。反射镜3与反射镜4之间保持的间隔可根据信道间隔的实际需要来选定，当选择信道间隔为100Ghz时，反射镜3与反射镜4之间的光程可选择为1.5mm；当选择信道间隔为50Ghz时，反射镜3与反射镜4之间的光程可选择为3mm；当选择信道间隔为25Ghz时，反射镜3与反射镜4之间的光程可选择为6mm。反射镜5法线与分光器1成的角度可采用42°或45°或48°；反射镜5与反射镜6之间保持的间隔可根据信道间隔的实际需要来选定，当选择信道间隔为100Ghz时，反射镜5与反射镜6之间的光程可选择为为1.5mm；当选择信道间隔为50Ghz时，反射镜5与反射镜6之间的光程可选择为为3mm；当选择信道间隔为25Ghz时，反射镜5与反射镜6之间的可选择为光程为6mm。
反射镜2的反射率可选用0.01％或0.05％或0.1％，反射镜3的反射率可在55％或60％或65％范围选择，反射镜4的反射率可选用99.99％或99.985％或99.98％，反射镜5的反射率可在5％或10％或12％范围选择，反射镜6的反射率可选用99.99％或99.985％或99.98％。
反射镜2与反射镜3之间的间隔层材料可采用光纤通信波段透明超低膨胀材料(ULE)或空气，反射镜3与反射镜4之间的间隔层的材料可采用光纤通信波段透明超低膨胀材料(ULE)或空气，反射镜5与反射镜6之间的间隔层的材料可采用光纤通信波段透明超低膨胀材料(ULE)或空气。准直器7和准直器8采用光纤准直器。
权利要求1.光学梳状滤波器，包括准直器(7)和准直器(8)，其特征在于还包括有分光器(1)、反射镜(2)、反射镜(3)、反射镜(4)、反射镜(5)、反射镜(6)，准直器(8)输出端面与分光器 1成一定角度近邻放置；反射镜(2)置于分光器(1)反射光一侧，并且反射镜(2)的法线与分光器(1)成一定角度；反射镜(3)置于反射镜(2)的后面，且反射镜(3)的法线与反射镜(2)的法线平行，同时反射镜(2)与反射镜(3)之间的间隔可根据信道间隔的实际需要来选定；反射镜(4)置于反射镜(3)的后面，且反射镜(4)的法线与反射镜(3)的法线平行，同时反射镜(3)与反射镜(4)之间的间隔可根据信道间隔的实际需要来选定；反射镜(5)置于分光器(1)透射光一侧，分光器(1)使反射镜(5)与准直器(8)相互对应放置，且反射镜(5)法线与分光器(1)成一定角度；反射镜(6)置于反射镜(5)的后面，且反射镜(6)的法线与反射镜(5)的法线平行，同时反射镜(5)与反射镜(6)之间的间隔可根据信道间隔的实际需要来选定；准直器(7)置于分光器(1)的另一侧，且准直器(7)法线与分光器(1)成一定角度。
2.根据权利要求1所述的光学梳状滤波器，其特征在于反射镜(2)的反射率可选用≤0.1％，反射镜(3)的反射率可在55％-65％范围选择，反射镜(4)的反射率可选用≥99.98％，反射镜(5)的反射率可在5％-12％范围选择，反射镜(6)的反射率可选用≥99.98％。
专利摘要一种光学梳状滤波器，包括准直器、分光器、反射镜(2、3、4、5、6)，准直器输出端面与分光器成一定角度近邻放置；反射镜(2)置于分光器反射光一侧，并且反射镜(2)的法线与分光器成一定角度；反射镜(3)置于反射镜(2)的后面，且反射镜(3)的法线与反射镜(2)的法线平行；反射镜(4)置于反射镜(3)的后面，且反射镜(4)的法线与反射镜(3)的法线平行；反射镜(5)置于分光器透射光一侧，分光器使反射镜(5)与准直器相互对应放置，且反射镜(5)法线与分光器成一定角度；反射镜(6)置于反射镜(5)的后面，且反射镜(6)的法线与反射镜(5)的法线平行；准直器置于分光器的另一侧，且准直器法线与分光器成一定角度。
文档编号G02B6/27GK2591651SQ0224114
公开日2003年12月10日 申请日期2002年7月2日 优先权日2002年7月2日
发明者邵永红, 姜耀亮, 钱龙生 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所