专利名称：波长分割复用器及波长分割方法
技术领域：
本发明是关于一种波长分割复用器及波长分割方法，特别关于一种使用滤波器与反射元件的波长分割复用器及波长分割方法。
背景技术：
近年来，由于网际网路的快速发展，在网际网路中传输的资料量大增，结果，网路传输的速度已经无法满足许多用户的需求，于是使数位资料传输方式从过去传统的双绞铜线发展到光纤。与传统使用双绞铜线传输电气信号相比，光纤具有通信容量大、信号耗损小、不受电磁干扰、原料便宜、重量轻、体积小等优点。
在早期利用光纤传输信息时，是利用一特定波长光线来代表一种信息，然而，光纤只能同时通过一束光源，因此，光纤所提供的频宽便显得不足，所以人们又想到利用波长合并(Wavelength Combination)和波长分割(Wavelength Division)的概念，使一段光纤中可以同时通过数道光源，以便代表多数个信息，光纤的频宽也就可以在瞬间扩增数倍。目前，最常用于波长分割的光无源元件之一就是波长分割复用器(WDM；Wavelength DivisionMultiplexer)，它能够在单一的光纤中利用传送不同波长的激光光波来增加可用的频宽，例如使用四个波长来携带信号，则可使原来可使用的频宽增加四倍。波长分割复用器可分为传统光栅(Bulk Grating)型波长分割复用器、滤色片(Filter)型波长分割复用器、光纤光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)型波长分割复用器、平面光波导(Planar Lightwave circuit，PLC)型波长分割复用器等。
波长分割复用器(DWDM；Dense Wavelength Division Multiplexing)的波长间距仅在0.4～3.2nm间，而由于波长分割复用器的频道频宽(channelspacing)小，扩展频宽最为方便，例如可以利用波长分割复用器的技术在一条光纤中载送8个OC-48系统，使得总传输速度可以从OC-48原有的2.5Gbps的频宽增加8倍到20Gbps。
例如，一种公知波长分割复用器是以对称系统作通道构成，亦即是，如图1所示，波长分割复用器1包括一个滤波器11、对称设置于滤波器11两侧的一个第一透镜12与一个第二透镜13、位于第一透镜12一侧的一个双光纤模块14、以及位于第二透镜13一侧的一个单光纤模块15。如上所述，滤波器11为窄带滤波器(narrow band filter)，第一透镜12与第二透镜13为渐变折射率透镜(GRIN Lens)；双光纤模块14具有一个第一141与一个第二光纤142，第一光纤141是作为一多波长光信号60的输入端，第二光纤142作为一个第一输出端；单光纤模块15具有一个第三光纤151，其作为一个第二输出端。
在波长分割复用器1中，多波长光信号60会经过第一光纤141射入第一个透镜12，第一透镜12准直多波长光信号60至滤波器11，滤波器11能透射多波长光信号60中的一第一波长光信号61并反射一第二波长光信号62，因此，第一波长光信号61会经由第二透镜13的准直射入第三光纤151(第二输出端，而第二波长光信号62会经由第一透镜12的准直射入第二光纤142(第一输出端)。
如上所述，波长分割复用器1包括两个渐变折射率透镜，然而此类透镜的价格昂贵，因此，如何能够减少使用此类透镜的数量以降低制造成本和组装波长分割复用器所需调整的自由度，正是当前重要的课题之一。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的为提供一种只使用一个准直元件的波长分割复用器，以便能够降低波长分割复用器的制造成本，以及降低组装波长分割复用器所需调整的自由度，以利波长分割复用器的自动化量产。
为达上述目的，依本发明的波长分割复用器包括一个光输入端(opticalinput port)、一个第一个光输出端(first optical output port)、一个第二光输出端、一个准直元件、一个滤波器以及一个反射元件。在本发明中，一多波长光信号从光输入端射入至滤波器，接着滤波器透射(transmit)多波长光信号中的一第一波长光信号，并将其他波长的光信号反射至第二光输出端，第一波长光信号则在被滤波器透射之后，被反射元件反射(reflect)回到滤波器，然后滤波器将第一波长光信号透射至第一光输出端，而准直元件进行准直多波长光信号、第一波长光信号和第二波长光信号，在本发明中，准直元件是设置于各光输出入端与滤波器之间，以便准直多波长光信号至滤波器、准直第一波长光信号至第一光输出端、准直第二波长光信号至第二光输出端。
本发明还提供一种波长分割方法，包括以下步骤，首先射入多波长光信号，然后透射多波长光信号中的第一波长光信号至反射元件，并反射多其他波长的光信号至第二光输出端，最后将第一波长光信号反射至第一光输出端。
如上所述，本发明是利用多个光输出入端、一个准直元件、一个滤波器以及一个反射镜等光学元件搭配组合，将所需的波长分离出来，换言之，本发明只使用一个准直元件所以能够降低波长分割复用器的制造成本，以及组装波长分割复用器所需调整的自由度，以利波长分割复用器的自动化批生产。
图1是表示一种公知的波长分割复用器的示意图。
图2是表示依据本发明较佳实施例的波长分割复用器的示意图。
图3是表示本发明较佳实施例的波长分割复用器的组合的示意图。
图4是表示依据本发明较佳实施例的波长分割方法的流程图。
图中符号说明1波长分割复用器11滤波器12第一透镜13第二透镜14双光纤模块141第一光纤142第二光纤15单光纤模块151第三光纤21光输入端21′第二光输入端221′第一光输出端221′第三光输出端222第二光输出端222′第四光输出端
23准直元件23′准直元件24滤波器24′滤波器25反射元件25′反射元件3波长分割方法31～33波长分割方法的步骤60多波长光信号61第一波长光信号61′多波长光信号62第二波长光信号62′多波长光信号63第三波长光信号具体实施方式
以下将参照附图，说明依本发明较佳实施例的波长分割复用器，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
如图2所示，依据本发明较佳实施例的波长分割复用器包括一个光输入端21、一个第一光输出端221、一个第二光输出端222、一个准直元件23、一个滤波器24和一个反射元件25。
在本实施例中，光输入端21、一个第一光输出端221以及一个第二光输出端222分别可以是光纤(fiber)，所以能够长距离传送光信号且保持光信号的强度。
准直元件23可以是具有准直作用的各式透镜，例如非球面透镜，或是任意一种准直器(collimator)，以便将透射过准直元件23的光信号聚光并射至预定的位置，例如第一光输出端221、第二光输出端222等。
滤波器24可以是一个窄带滤波器(narrow band filter)，其是用多层(数十层至上百层)的二氧化硅(SiO2)与二氧化钛(TiO2)等介电层制造而成，而窄带滤波器只透射射入窄带滤波器的多波长光信号的一特定波长，其他波长均被反射。
反射元件25可以是一个反射镜(mirror)。
如上所述，一个多波长光信号60会经由光输入端21输入，其中，多波长光信号60包括波长为λ1～λn的光信号，然后经过准直元件23将多波长光信号60准直射入滤波器24，滤波器24能够透射波长为λ1的第一波长光信号61，并反射波长为λ2～λn的多波长光信号61′至准直元件23，第一波长光信号61则射入反射元件25，并被反射至滤波器24，滤波器24再次透射第一波长光信号61至准直元件23，准直元件23接着将波长为λ2～λn的多波长光信号61′准直射入第二光输出端222，以及将第一波长光信号61准直射入第一光输出端221。
在本实施例中，滤波器24与多波长光信号60具有一不为零的入射角，也就是说，多波长光信号60射入滤波器24的方向与滤波器24的轴向不垂直，所以，被反射的多波长光信号61′的行进方向不会是朝向多波长光信号60射入的方向，而能够经过准直元件23的准直作用射入第二光输出端222，换句话说，将滤波器24倾斜一特定角度，使得多波长光信号61′能够反射聚焦于第二光输出端222；同理，反射元件25与多波长光信号60具有一不为零的入射角，所以被反射的第一波长光信号61的行进方向不会是朝向原行进方向，而能够经过准直元件23的准直作用射入第一光输出端221，也就是说，将反射元件25倾斜一特定角度，使得第一波长光信号61能够被全反射至第一光输出端221。
在本发明的另一实施例中，波长为λ2～λn的多波长光信号61′还射入另一波长分割复用器，如图3所示，多波长光信号61′经由第二光输入端11′射入，如前所述，经过准直元件23′的准直、滤波器24′的滤光、及反射元件25′的反射，波长为λ2的第二波长光信号62会被准直射入第三光输出端221′，而波长为λ3～λn的多波长光信号62′可被准直射入第四光输出端222′。以此类推，利用n个本实施例的波长分割复用器就可以组成能够将多波长光信号60中的各波长(λ1～λn)分别输出的高密度波长分割复用器。
为使本发明的内容更容易理解，以下将举一实例，说明依据本发明较佳实施例的波长分割方法的流程。
参照图4所示，在本发明较佳实施例的波长分割方法3中，步骤31先接收多波长光信号，如前述的λ1～λn的多波长光信号60。
然后在步骤32中，透射第一波长光信号并反射其他波长光信号，以便将第一波长光信号从多波长光信号中分离出来，在本实施例中，是利用将第一波长光信号透射并将其他波长的光信号反射，来完成第一波长光信号的分离。例如利用特定的窄带滤波器让波长为λ1的第一波长光信号61透射，并反射波长为λ2～λn的多波长光信号61′。
最后，在步骤33中，第一波长光信号会被反射。而经由前述准直元件23的准直可以将第一波长光信号61射至第一光输出端221，以及将波长为λ1～λn的多波长光信号61′射至第二光输出端222。
综上所述，本发明只使用一个准直元件所以能够降低波长分割复用器的制造成本，以及组装波长分割复用器所需调整的自由度，以利波长分割复用器的自动化量产。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。例如，上述的滤波器可以是高通滤波器(High-pass filter)或是低通滤波器(Low-pass filter)。因此，任何未脱离本发明的精神和范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的权利要求书中。
权利要求
1.一种波长分割复用器，其特征在于，包括一个接收一多波长光信号的光输入端；一个第一光输出端；一个第二光输出端；一个滤波器，该滤波器将该多波长光信号中的一第二波长光信号反射至该第二光输出端，并透射该多波长光信号中的一第一波长光信号；一个用以反射该第一波长光信号的反射元件，该第一波长光信号透过该滤波器射至该第一光输出端；以及一个用以准直该多波长光信号、该第一波长光信号和该第二波长光信号的准直元件。
2.如权利要求1所述的波长分割复用器，其特征在于该准直元件是一个透镜或一个准直器。
3.如权利要求1所述的波长分割复用器，其特征在于该滤波器是一个窄带滤波器。
4.如权利要求1所述的波长分割复用器，其特征在于该反射元件为一个反射镜。
5.一种波长分割复用器，其特征在于，包括一个接收一多波长光信号的光输入端；一个第一光输出端；一个第二光输出端；一个将该多波长光信号中的一第二波长光信号反射至该第二光输出端，并透射该多波长光信号中的一第一波长光信号的滤波器；以及一个反射该第一波长光信号的反射元件，该第一波长光信号透过该滤波器射至该第一光输出端。
6.如权利要求5所述的波长分割复用器，其特征在于还包括一个准直该多波长光信号的准直元件，该第一波长光信号以及该第二波长光信号。
7.如权利要求6所述的波长分割复用器，其特征在于该准直元件是一个透镜或一个准直器。
8.如权利要求1所述的波长分割复用器，其特征在于该滤波器是一个窄带滤波器。
9.如权利要求1所述的波长分割复用器，其特征在于该反射元件是一个反射镜。
10.一种波长分割方法，其特征在于，包括接收一多波长光信号，该多波长光信号包含一第一波长光信号和一第二波长光信号；用一个准直元件准直该多波长光信号；用一个滤波器透射该第一波长光信号至一个反射元件，并反射该第二波长光信号至该准直元件，该准直元件准直该第二波长光信号至一个第二光输出端；以及用该反射元件反射该第一波长光信号至该准直元件，该准直元件准直该第一波长光信号至一个第一个光输出端。
11.如权利要求10所述的波长分割方法，其特征在于该反射元件是一个反射镜。
12.如权利要求10所述的波长分割方法，其特征在于该准直元件是一个透镜或一个准直器。
13.如权利要求10所述的波长分割方法，其特征在于该滤波器是一个窄带滤波器。
14.如权利要求10所述的波长分割方法，其特征在于包括将该滤波器倾斜一特定角度，使得该第二波长光信号反射聚焦至该第二光输出端。
15.如权利要求10所述的波长分割方法，其特征在于包括将该反射元件倾斜一特定角度，使得该第二波长光信号全反射至该第一光输出端。
全文摘要
本发明提供一种波长分割复用器，它包括一个光输入端、一个第一光输出端、一个第二光输出端、一个准直元件、一个滤波器和一个反射元件。在本发明中，光输入端接收一个多波长光信号，滤波器透射多个波长光信号中的一个第一波长光信号，并反射多波长光信号中的一个第二波长光信号至第二光输出端，第一波长光信号再被反射元件反射，经过滤波器至第一光输出端，准直元件是准直多个波长光信号、第一波长光信号和第二波长光信号。本发明还提供一种分离多波长光信号的方法。
文档编号H04B10/02GK1420641SQ01138590
公开日2003年5月28日 申请日期2001年11月19日 优先权日2001年11月19日
发明者陈煌坤, 张世杰 申请人:台达电子工业股份有限公司