专利名称：一种偏振光干涉型的梳状滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通讯器件技术领域，特别涉及一种低成本的偏振光干渉型的梳状滤波器。
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増加。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、高质量的系统满则人们对宽带通信的需求，波分复用(WDM)技术被广泛应用，波分复用是通过不同波长可在同一根光线中传输的原理来増加信道数量，可使信号的传输成倍提高，波分复用可以扩大光纤通信容量，而不需要设立新的光纤数路。降低了网络建设费用。提高光纤传输容量的另一途径是进一步减小信道间隔。目前，根据国际通信联盟(ITU)的规定，信道的间隔都在IOOHz或200Hz，若想要对原系统进行低价扩容，人们首选光学梳状滤波器，因为它可以再不改变原有设备和系统的基础上，通过改变信道间隔的方法来进行。即对信道间隔为200Hz的原系统，可以使用IOOGHz的光学梳状滤波器；对信道间隔为IOOGHz的原系统，可以使用50GHz的光学梳状滤波器。该梳状滤波器的功能是将一列等间隔的光波信号通过扩大信道间隔而交替分为奇数和偶数信道两列信号，信道间隔变为原来的两倍，即解复用；或将两列信号通过缩小信道间隔而复用为一列。由于光学梳状滤波器可以再不更换原有设备的基础上进行扩容，节省了开支。因此，光学梳状滤波器对现有光通信波分复用系统的升级，有着十分重要的作用，目前常用的光学梳状滤波器有光纤光栅型、双折射晶体型、马赫-曾德干涉型、共振腔型等。现有技术的双折射晶体型的光学梳状滤波器，都是利用反射镜的紧凑型结构的 光学梳状滤波器，美国专利US6697198揭露了这种反射式结构的晶体型的光学梳状滤波器,如图I所不从第一端ロ 400入射的第一信号光束经过第一光路径Dl借由第一偏离晶体415分离成上下两束光，后通过ー干渉晶体组418后经过第二偏离晶体430将第一信号光束分离成第二、第三信号光束借由反射镜450反射回来第二偏离晶体430分别经由第二路径D2、第三路径D3借由上述干涉晶体组418后借由第二端ロ的准直器495、第三端ロ输的准直器490输出，由于第一信号光束经由第一光路径在第二偏离晶体430分离成第二信号光束、第三信号光束分别经由第二光路径、第三光路径，所述第二光路径、第三光路径与第一光路径的两条路径再次经过干渉晶体组418后通过准直器495、准直器490耦合输出，这样，干渉晶体组418包括上述第一、ニ、三光路径的六路光束，从而需要干渉晶体组418具有较大体积容纳上述六路光束，从而增加器件的成本。
发明内容
本发明提供一种节约成本、体积小型化的偏振光干渉型的梳状滤波器。为了实现所述目的，本发明ー种偏振光干渉型的梳状滤波器，包括第一端ロ传输
第一光信号通过第一光路径传输；第二端ロ传输第二光信号；第三端ロ传输第三光信号；第一光信号借由第一光路径经由第一、二分/合光晶体以及干渉晶体组分成第二、三光信号，其中，所述干涉晶体组介于第一、二分/合光晶体之间，一反射镜用以接收第二、三光信号使其返回，后分别通过第二、三端ロ输出，其特征在干反射镜反射的第二光信号沿第一光信号的第一光路径传输通过干涉晶体组，后借由光束偏离器件偏离第一光路径借由第二端ロ输出，反射镜反射的第三光信号沿第二光路径传输通过干涉晶体组后借由第三端ロ输出。优选方案为所述光束偏离器件为双折射晶体或者PBS棱镜，将返回来的第二光
信号偏离第一光路径，借由第二端ロ输出。本发明的优点在干由于本发明的光信号通过第一分/合光晶体分离，经干涉晶体组、波片、法拉第旋转器组合后，通过反射镜再次通过返回干涉晶体组；其中一路被反射镜原路返回，沿入射光的路径再次通过干涉晶体组，这样，干渉晶体组中只有四束光，可使干渉晶体组的体积大大减小，成本降低。
下面结合附图和实施例对本发明的结构进ー步说明。图I为现有技术偏振型的梳状滤波器的结构原理图。图2为本发明一种光偏振光干渉型的梳状滤波器的第一实施例的侧视图。图3为本发明一种光偏振光干涉型的梳状滤波器的第一实施例的俯视图。图4为干涉晶体组15的分解图。 图5为本发明一种光偏振光干涉型的梳状滤波器的第二实施例的偏振态变化图。图6为本发明一种光偏振光干涉型的梳状滤波器的第二实施例的侧视图。图7为本发明一种光偏振光干渉型的梳状滤波器的第二实施例的俯视图。图8为干涉晶体组55的分解图。图9为本发明一种光偏振光干涉型的梳状滤波器的第二实施例的偏振态变化图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明ー种光偏振光干渉型的梳状滤波器的工作原理做进ー步说明。图2、图3为本发明一种光偏振光干涉型的梳状滤波器的第一实施例的结构原理图，如图2、图3所示本发明梳状滤波器I包括第一端ロ 11，用以输入第一光信号LI，第一端ロ 11为ー准直器包括GRIN透镜准直光束到第一分/合光晶体12，所述第一光信号LI通过第一光路径Dl传输，在空间分成偏振态相互垂直的寻常光和非寻常光，所述相互垂直的寻常光和非寻常光经由第一二分之一波片121转变成相互平行的两束光束，经过一双折射晶体13后，经由法拉第旋转器14逆时针旋转45°，经由干渉晶体组15以及第二分/合光晶体16将第一光信号分成第二光信号L2、第三光信号L3,其中,第三光信号L3借反射镜17反复两次经过一四分之一波片18旋转90°经由第二光路径D2反射回经过第二分/合光晶体16、干涉晶体组15、法拉第旋转器14以及第一二分之一波片21后借由第三端ロ 22输出，第二光信号L2沿着第一光路径Dl返回经过双折射晶体13、第三二分之一波片31后借由双折射晶体13偏离第一光路径Dl由第二端ロ 32输出。
其中，所述第一二分之一波片121、第二二分之一波片21以及第三二分之一波片31之后包括第一、ニ、三偏振片191、192、193以确保从第一二分之一波片121、第二二分之一波片21以及第三二分之一波片31输入输出的光束偏振态为所需偏振态。图4为干涉晶体组15的分解图。如图4所示所述干涉晶体组15沿着第一、ニ光路径Dl、D2位于第一分/合光晶体12和第二分/合光晶体16之间，其中，干渉晶体组15进ー步包括第一双折射晶体151和第二双折射晶体152，其中，第一双折射晶体151有两块晶体组成，一起具有光路径长L，该晶体的相互组合为了相对于单个晶体具有更高温度稳定性。在本实施列中，其中一块晶体1511为YVO4晶体，另ー块晶体1512为LiNO 3晶体，而晶体1511和晶体1512的厚度满足所需的通道；第二双折射晶体152，同样所述第二双折射晶体152由两块晶体组成具有光路径长度2L，在本实施列中，其中一块晶体1521为YVO 4晶体，另ー块晶体1522为LiNO 3晶体，所述第一双折射晶体151和第二双折射晶体152之间设有第三二分之一波片153，以及所述第二双折射晶体152与第二分/合光晶体16之间设有第四二分之一波片154。图5为本发明的偏振态的转变过程，如图5所示第一入射光束LI经由分/合光晶体12分成偏振态相互垂直的寻常光和非寻常光的两束光L11、L12，后经由第一二分之一波片11旋转光束L12的偏振态使光束Lll和光束L12的偏振态相互平行，后经由法拉第旋转器14统ー顺时针旋转45° ,第一光信号LI后借由分/合光晶体16分离成第二光信号L2和第三光信号L3,即,借由分/合光晶体16分离成相互垂直的寻■常光和非寻■常光的光束L21、L22以及L31、L32，其中，光束L21、L22沿原有第一光信号LI的第一光路径Dl返回，经过干渉晶体组15偏振态顺时针旋转45°，后经过法拉第旋转器14顺时针旋转45°后；光束L21、L22的偏振态相互平行且成平行偏振态，后经由双折射晶体13偏离原来的第一光路径D1，光束L21经过第二二分之一波片31将偏振态转变成垂直偏振态和光束L22的偏振态相互垂直，而借由分/合光晶体12合成第二光信号L2从第二端ロ 22输出；光束L31、L32借由反射镜24反射再次经过四分之一波片18回第二分/合光晶体16，其中，两次经过四分之一波片18将光束L31、L32的偏振态旋转90°，是光束L31、L32的偏振态都转变成垂直偏振态，经过干渉晶体组15偏振态逆时针旋转45°，后再经过法拉第旋转器14顺时针旋转45°，又回到垂直偏振态，后经过第三二分之一波片21旋转光束L32的偏振态成水平状态，使光束L31和光束L32的偏振态相互垂直借由第一分/合光晶体12合光从第三端ロ32输出。图6，图7为本发明一种光偏振光干涉型的梳状滤波器的第二实施例的结构原理图，如图6，图7所示本发明梳状滤波器5包括第一端ロ 51，用以输入第一光信号LI，第一端ロ 51为ー准直器包括GRIN透镜准直光束到第一分/合光晶体52，所述第一光信号LI通过第一光路径Dl传输，在空间分成偏振态相互垂直的寻常光和非寻常光，所述相互垂直的寻常光和非寻常光经由第一二分之一波片521转变成相互平行的两束光束，经过ー PBS棱镜53后，经由干渉晶体组55后，经由偏振态旋转装置54逆时针旋转90°，其中，偏振态旋转装置54由旋转45°法拉第旋转器和二分之一波片组成，借由第二分/合光晶体56将第一光信号分成第二光信号L2、第三光信号L3,第三光信号L3借反射镜57反复两次经过 一四分之一波片58旋转90°经由第二光路径D2反射回经过第二分/合光晶体56、偏振态旋转装置54、干涉晶体组55以及第二二分之一波片531后借由第三端ロ 532输出，第二光信号L2沿着第一光路径Dl返回经过PBS棱镜53偏离第一光路径Dl借由第二端ロ 534输出。图8为干涉晶体组55的分解图。如图8所示所述干涉晶体组55沿着第一、ニ光路径Dl、D2位于第一分/合光晶体52和第二分/合光晶体56之间，其中，干涉晶体组55进ー步包括第一双折射晶体551和第二双折射晶体552，其中，第一双折射晶体551有两块晶体组成，一起具有光路径长L，该晶体的相互组合为了相对于单个晶体具有更高温度稳定性。在本实施列中，其中一块晶体5511为YVO4晶体，另ー块晶体5512为LiNO 3晶体，而晶体5511和晶体5512的厚度满足所需的通道；第二双折射晶体552，同样所述第二双折射晶体552由两块晶体组成具有光路径长度2L，在本实施列中，其中一块晶体5521为YVO 4晶体，另ー块晶体5522为LiNO 3晶体，所述第一双折射晶体551和第二双折射晶体552之间设有第三二分之一波片553，以及所述第二双折射晶体552与第二分/合光晶体56之间设有第四二分之一波片554。图9为本发明的偏振态的转变过程，如图9所示第一入射光束LI经由分/合光晶体52分成偏振态相互垂直的寻常光和非寻常光的两束光L11、L12，后经由第一二分之一 波片521旋转光束L12的偏振态使光束Lll和光束L12的偏振态相互平行且都成垂直偏振态，经由PBS棱镜53透射后由干涉晶体组55，将其中一信号光旋转90°，偏振态旋转装置54统ー顺时针旋转90° ,第一光信号LI后借由分/合光晶体56分离成第二光信号L2和第三光信号L3,即，借由分/合光晶体56分离成相互垂直的寻■常光和非寻■常光的光束L21、L22以及L31、L32，其中，光束L21、L22沿原有第一光信号LI的第一光路径Dl返回，经过干渉晶体组55偏振态顺时针旋转90°后；光束L21、L22的偏振态相互平行且成平行偏振态，后经由PBS棱镜53反射偏离原来的第一光路径Dl,光束L21经过第二二分之一波片533将偏振态转变成垂直偏振态和光束L22的偏振态相互垂直,而借由分/合光晶体12合成第二光信号L2从第二端ロ 534输出；光束L31、L32借由反射镜57反射再次经过四分之一波片58回第二分/合光晶体56，其中，两次经过四分之一波片18将光束L31、L32的偏振态旋转90°，是光束L31、L32的偏振态都转变成垂直偏振态，后经过第三二分之一波片531旋转光束L32的偏振态成水平状态，使光束L31和光束L32的偏振态相互垂直借由第一分/合光晶体52合光从第三端ロ 532输出。本发明的优点在干由于本发明的光信号通过第一分/合光晶体分离，经干涉晶体组、波片、法拉第旋转器组合后，通过反射镜再次通过返回干涉晶体组；其中一路被反射镜原路返回，沿入射光的路径再次通过干涉晶体组，这样。干渉晶体组中只有四束光，可使干渉晶体组的体积大大减小，成本降低。以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。
权利要求
1.一种偏振光干涉型的梳状滤波器,包括第一端口传输第一光信号通过第一光路径传输；第二端口传输第二光信号；第三端口传输第三光信号；第一光信号借由第一光路径经由第一、二分/合光晶体以及干涉晶体组分成第二、三光信号，其中，所述干涉晶体组介于第一、二分/合光晶体之间，一反射镜用以接收第二、三光信号使其返回，后分别通过第二、三端口输出，其特征在于反射镜反射的第二光信号沿第一光信号的第一光路径传输通过干涉晶体组，后借由光束偏离器件偏离第一光路径借由第二端口输出，反射镜反射的第三光信号沿第二光路径传输通过干涉晶体组后借由第三端口输出。
2.如权利要求I所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于所述光束偏离器件为双折射晶体，将返回来的第二光信号偏离第一光路径，借由第二端口输出。
3.如权利要求I所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于所述光束偏离器件为PBS棱镜，将返回的第二光信号偏离第一光路径，借由第二端口输出。
4.如权利要求I所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于还包括一偏振态旋转装置置于所述第一分/合光晶体与干涉晶体组之间，旋转第一、二、三光信号的偏振态。
5.如权利要求4所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于所述偏振态旋转装置为法拉第旋转器。
6.如权利要求4所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于所述偏振态旋转装置置于干涉晶体组与第二分/合光晶体之间的第一光路径上，改变第一、二光信号的偏振态。
7.如权利要求6所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于所述偏振态旋转装置由法拉第旋转器和一二分之一波片组成，使其正向通过偏振态旋转装置的第一光信号偏振态旋转90°，反向通过偏振态旋转装置的第二光信号偏振态不变。
8.如权利要求I所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于所述第一分/合光晶体接收置于第一、二、三端口前端，分离第一光信号，合成第二、三光信号借由第二、三端口传输。
9.如权利要求8所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于所述第一分/合光晶体为分/合晶体组分别置于第一、二、三端口前端，分离第一光信号，合成第二、三光信号借由第二、三端口传输。
10.如权利要求8所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于第一、二、三二分之一波片分别置于所述第一分/合光晶体的后端，改变第一、二、三信号的一路的偏振态。
11.如权利要求10所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于还包括第一、二、三偏振片分别置于所述第一、二、三二分之一波片后，滤过不同偏振态的光束。
12.如权利要求I所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于还包括一四分之一波片置于反射镜和第二分/合光晶体之间的第二光路径上，旋转第三光信号的偏振态。
13.如权利要求I所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于所述干涉晶体组包括第一双折射晶体和第二双折射晶体，其中，第一双折射晶体的长度为L，第二双折射晶体的长度为2L。
14.如权利要求13所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于所述第一双折射晶体、第二双折射晶体后分别设有第三、四二分之一波片，改变进入干涉晶体组的光束的偏振态。
15.如权利要求13或14所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于所述第一、二双折射晶体包括至少两个材质不同的晶体。
16.如权利要求15所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于其中，一个晶体为为YVO4晶体，另一块晶体为LiNO 3晶体。
17.如权利要求15所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于其中，一个晶体为YVO4晶体，另一个晶体为Ti02。
18.如权利要求15所述的偏振光干涉型的梳状滤波器，其特征在于其中，一个晶体为a-BBO晶体，另一晶体为YVO4晶体。
全文摘要
本发明一种偏振光干涉型的梳状滤波器，包括第一端口传输第一光信号通过第一光路径传输；第二端口传输第二光信号；第三端口传输第三光信号；第一光信号借由第一光路径经由第一、二分/合光晶体以及干涉晶体组分成第二、三光信号，其中，所述干涉晶体组介于第一、二分/合光晶体之间，一反射镜用以接收第二、三光信号使其返回，后分别通过第二、三端口输出，其特征在于反射镜反射的第二光信号沿第一光信号的第一光路径传输通过干涉晶体组，后借由光束偏离器件偏离第一光路径借由第二端口输出，反射镜反射的第三光信号沿第二光路径传输通过干涉晶体组后借由第三端口输出本发明干涉晶体组中只有四束光，可使干涉晶体组的体积大大减小，成本降低。
文档编号G02B6/27GK102681096SQ20111006518
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者张威威, 王则钦, 谢红, 黄 俊 申请人:昂纳信息技术(深圳)有限公司