专利名称：混合结构的波分复用光合波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及波分复用传输系统；具体地说，涉及波分复用传输系统与光分插复用传输系统的合波部分。
背景技术：
所谓波分复用(WDM)传输系统就是在一根光纤中利用不同的光波长相互独立互不干扰的原理，来传输多路不同信源的信号，以达到扩展传输容量的目的。为了实现稳定的传输，就需要对各信道进行适当的频道划分，正如高速公路上的车道划分一样，使各条信道上跑的信号各自独立，顺利到达传输终点。同时还需约束各信道的信号光波长，使其足够稳定，以避免串行到其它信道。而且在发送端还需利用合波器将由各自独立光发送单元送来的各个信道的光信号整合到一根光纤中传输，而在接收端则以分波器将在一根光纤中传输的光信号分解开来，再传输到各自的光接收单元。由此可见合波器是WDM系统中十分重要的一个器件。
此前的合波器一般采用的是阵列光波导技术、薄膜光学滤波片技术或耦合器技术。阵列光波导技术为集成光学技术，它具有集成度高、插入损耗小、便于批量生产等优势；薄膜光学滤波片技术则具有温度稳定性好、插入损耗小、波长组合灵活等特色；耦合器技术则具有成本低廉、波长不相关的特点。
发明内容
本实用新型的目的是以较低的成本和适宜的插损，为WDM传输系统提供提供一种混合结构的波分复用光合波器。具体地说，就是综合薄膜光学滤波片插入损耗小、波长组合灵活的特点，以及耦合器谱宽大，成本低的特点，用这两种器件来构成混合结构的光合波器。
本实用新型的目的是这样实现的在实际WDM系统应用中，由于掺铒光纤放大器的特性，并不能随意地制造出各种符合增益要求的光放大器成品。为工程器件的互换性，也不能在一个系统中配置各种不同增益的光放大器器件，所以光合波的小插损就并不是总会给设备带来性能上的提高，通常情况下，还需要适当地在光合波器的上话端或合路输出端增加一定的光衰减器来进行光功率匹配。而用耦合器技术来构建光合波器又存在插损过大，会给系统的光信噪比带来负面影响。所以在提高系统性能与降低设备成本这对矛盾上，还存在有一定的挖掘潜力。本实用新型的主要思路就是在保证工程要求的器件插损技术指标的限制条件下，以光学薄膜滤光片和光耦合器相结合的技术方案，针对不同的光分插复用波数，以薄膜光学滤波片技术和光耦合器技术，结合各种可行的器件互联方案，来实现光波分复用的合波，以降低设备成本，为光放大器提供适宜的光功率。
光合波器的具体实施原则，是在不限制合波波长通道组合关系的前提和一定的通道插入损耗限制的条件下，尽量以低成本的耦合器进行合波，当要求的合波通道数较多，仅用耦合器合波会带来较大的通道插损时，则根据已合波的波道数选择4跳0或4跳1、8跳1、8跳2等不同类型的多波长光学薄膜滤波片进行合波，或先用单波的光学薄膜滤波片进行合波再用耦合器进行合波，或者用这两种方法的组合来降低插损，并控制成本。当采用以上方法后在合波序列中存在有缺波情况时，再以单波薄膜滤波片进行合波，将缺波补齐。
本实用新型具有以下优点和积极效果1)成本较目前主流的光合波技术方案的成本低得多。
2)插入损耗较纯耦合器方案的插损小。
3)设计出的合波器插损与常用的光功率放大器的增益具有较好的匹配关系。
图1.1-8波光合波方案一的组成图；图1.2-8波光合波方案二的组成图；图2.1-16波光合波方案一的组成图；图2.2-16波光合波方案二的组成图；图2.3-16波光合波方案三的组成图；图3.1-32波光合波方案一的组成图；
图3.2-32波光合波方案二的组成图；图3.3-32波光合波方案三的组成图；图4-40波光合波方案的组成图；其中1-光学薄膜滤光片，简称滤光片；2-光耦合器，简称耦合器；3-级联端；4-32波合波方案；5-8波合波方案。
具体实施方式
以下结合附图和实施例详细说明。
如图1.1所示，8波光合波器或为4个单通道滤光片1并联，进入两个并联的耦合器2，再输出给一个耦合器2组成。耦合器的分光比为均分光光，分光比的分光范围为50∶50～45∶55。以后除特别说明，耦合器的分光比与上述相同。
如图1.2所示，8波光合波器或为4个并联的耦合器2输出给2个并联的耦合器2，再输出给一个4跳0或4跳1的滤波片1组成。
如图2.1所示，16波光合波器或为8个并联的耦合器2输出给4个并联的耦合器2，再分别进入4个串联4跳0滤波片1组成。
如图2.2所示，16波光合波器或为6个并联的耦合器2输出给3个并联的耦合器2，再分别进入3个串联4跳0或4跳1的滤波片1，最后进入4个串联的单通道滤波片1组成。
如图2.3所示，16波光合波器或为8个并联的滤波片1输出给4个并联的耦合器2，再分别进入2个并联的耦合器2，最后以一个耦合器2合成。
如图3.1所示，32波光合波器或为16个耦合器2并联，进入到第二级的8个并联的耦合器2，再输出给4个并联的4跳0或4跳1光滤波片1，再输出给2个并联的8跳1或8跳2的滤波片1，最后以一个耦合器2合成。
如图3.2所示，32波光合波器或为16个并联的滤波片1，输出给8个并联的耦合器2，再输出给4个并联的耦合器2，然后输出给两个并联的8跳1或8跳2的滤波片1，最后以一个耦合器2合成。
如图3.3所示，32波光合波器或为16个并联的滤波片1，输出给8个并联的耦合器2，再输出给4个并联的4跳0或4跳1的滤波片1，然后输出给2个并联的耦合器2，最后以一个耦合器2合成。
如图4所示，40波光合波器为一个上述的32波合波器，与一个上述的8波合波器，用一个耦合器2合并。
注意上述的单通道滤波片可以采用100GHz的滤波片，也可以采用200GHz的滤波片。
具体工作原理以图2.1为例，第一级并联的8个并联的滤波片具有将某个特定波长的单个波分复用信号透射传输，而对其它波长信号反射传输的特性，这里将符合其透射波长的光信号作透射输入，另一种波长的光信号由反射输入，并使它们的输出信号合并再一起，这样每个滤波片的输出信号就包含了两个光信号。然后利用耦合器的宽带光信号合并功能，每个第二级合波器件-4个并联的耦合器的每个输入端都有两个光信号，这样它们的输出光信号经耦合器合并后就包含了4个光信号。以此类推，第三级的2个耦合器的每个输出信号中就包含了8个光信号，最后一级的耦合器输出就包含了16个光信号，从而完成16波的合波功能。
权利要求1.一种混合结构的波分复用光合波器，其特征是或为8波时，光合波器或为4个单通道滤光片(1)并联，进入2个并联的耦合器(2)，再输出给一个耦合器(2)组成；或为4个并联的耦合器(2)输出给2个并联的耦合器(2)，再输出给一个4跳0或4跳1的滤波片(1)组成；或为16波时，光合波器或为8个并联的耦合器(2)输出给4个并联的耦合器(2)，再分别进入4个串联4跳0滤波片(1)组成；或为6个并联的耦合器(2)输出给3个并联的耦合器(2)，再分别进入3个串联4跳0或4跳1的滤波片(1)，最后进入4个串联的单通道滤波片(1)组成；或为8个并联的滤波片(1)输出给4个并联的耦合器(2)，再分别进入2个并联的耦合器(2)，最后以一个耦合器(2)合成；或为32波时，光合波器或为16个耦合器(2)并联，进入到第二级的8个并联的耦合器(2)，再输出给4个并联的4跳0或4跳1滤波片(1)，再输出给2个并联的8跳1或8跳2的滤波片(1)，最后以一个耦合器(2)合成；或为16个并联的滤波片(1)，输出给8个并联的耦合器(2)，再输出给4个并联的耦合器(2)，然后输出给两个并联的8跳1或8跳2的滤波片(1)，最后以一个耦合器(2)合成；或为16个并联的滤波片(1)，输出给8个并联的耦合器(2)，再输出给4个并联的4跳0或4跳1的滤波片(1)，然后输出给2个并联的耦合器(2)，最后以一个耦合器(2)合成；或为40波时，光合波器为一个上述的32波合波器(4)，与一个上述的8波合波器(5)，用一个耦合器(2)合成。
专利摘要本实用新型公开了一种混合结构的波分复用光合波器，涉及波分复用传输系统，尤其涉及光合波部分。本实用新型是综合薄膜光学滤波片插入损耗小、波长组合灵活以及光耦合器谱宽大、成本低的特点，用这两种器件来构成混合结构的波分复用光合波器。本实用新型分别为8波、16波、32波、40波时，由滤波片、耦合器的不同组合来实现。如为8波时，光合波器或为4个单通道滤光片(1)并联，进入2个并联的耦合器(2)，再输出给一个耦合器(2)组成；或为4个并联的耦合器(2)输出给2个并联的耦合器(2)，再输出给一个4跳0或4跳1的滤波片(1)组成；其它从略。本实用新型具有成本低、插损匹配好等优点和积极效果。
文档编号H04J14/02GK2676225SQ03255040
公开日2005年2月2日 申请日期2003年8月5日 优先权日2003年8月5日
发明者雷非, 王红启, 孙渊军, 吴珊 申请人:烽火通信科技股份有限公司