专利名称：光分插复用器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光分插复用器，特别是一种应用于光纤通讯系统，由带通滤波器等组件构成，从密集波分复用(DenseWavelength Division Multiplexer，DWDM)光纤线路的多波长传输信号中下载指定波长光信号，或将指定波长光信号上载至密集波分复用光纤线路的光分插复用器。
背景技术：
作为一种光纤通讯扩容技术，密集波分复用系统近年来发展很快。为了构建基于密集波分复用技术的全光网络，需要使用光分插复用器(Optical Add/Drop Multiplexer，OADM)来下载或上载指定波长光信号，以进行信息交换。目前，研发人员已提出多种光分插复用器技术方案。
一种现有光分插复用器可参阅美国专利第6,101,012号(图1参照)，该光分插复用器70包括和网络连接的输入光纤L2和输出光纤L3，自输入光纤L2输入的合波信号B进入解复用器71的输入端口711后，依波长不同分解为信号B1、B2、...、BL，传输至对应输出端口712、713、...、714，并经光纤L13(其它未示)连接至2×2光交换装置72，光交换装置72的另一输入端口连接携带上载信号A1的光纤L5，且其两输出端口分别连接传输信号的光纤L15和携带下载信号D1的光纤L6，特定波长光信号通过光交换装置72实现上、下载后传输至波分复用器73的输入端口732、733、...、734，经合波为信号C后由输出端口731输出至输出光纤L3。该光分插复用器还包括转换器74、控制器75、调制器76、衰减器77和转换器78，以实现相应功能。然而，由于需将所有信号分波，经光交换装置72上、下载后再行合波，易产生串扰，且解复用器71和波分复用器73通常通过多种光学器件构成，其成本较高、封装体积大、重量重，很难推广使用。另，该光分插复用器70中布设数量庞大的光纤L5、L6、L13、L15、L17～L23，组装时易发生搭错光纤或扯断光纤等失误，且每一连接处均会产生较大插入损耗。
另一种现有光分插复用器可参阅美国专利第5,822,095号(图2参照)该光分插复用器90由第一光环行器(Circulator)93、带通滤波器94和第二光环行器98组合而成。其中，该带通滤波器94具有一中心波长λ1，即仅允许波长为λ1的光信号透过而反射其余波长的光信号。工作时，自光纤91进来的合波信号经第一光环行器93的端口931传至端口932，再由光纤95传输至带通滤波器94，与带通滤波器94中心波长λ1相同的光信号透过带通滤波器94，由光纤99传输至第二光环行器98的端口981，最后经端口982下载至光纤96，其余波长的信号则被带通滤波器94反射回第一光环行器93，并经端口933输出至光纤92。自光纤97进来的波长为λ1的上载信号则经第二光环行器98的端口983传至端口981，透过带通滤波器94传输至第一光环行器93，最后经端口933输出至光纤92。此结构由于只对单一上、下载波长光信号进行处理，可减少信号之间的串绕。然而，当处理多波长信号的上、下载时，需串接多个光分插复用器90，造成封装体积过大，不利使用，且光环行器93、98亦通过多种光学器件构成，其价格昂贵；制造、串接多个光分插复用器90时，需连接较多光纤91、92、95、96、97和99，组装时若操作不慎，易发生搭错光纤或扯断光纤等失误，且每一连接处亦会产生较大插入损耗。
发明内容本发明的目的在于提供一种低成本、结构简单、体积小、可实现较多波长光信号上、下载且组装操作便捷的光分插复用器。
本发明是这样实现的，提供一种包括第一插针、第一准直透镜、两中心波长不同的带通滤波器、一光学晶体、第二准直透镜和第二插针的光分插复用器。该第一插针内置输入光纤、输出光纤与第三光纤，该第二插针内置两下载光纤与两上载光纤，该第一准直透镜、两带通滤波器、光学晶体和第二准直透镜依序置于第一插针与第二插针之间且相对定位，使得自输入光纤输入的第一波长光信号经第一带通滤波器传输至第一下载光纤，其余波长光信号经第三光纤传输至第二带通滤波器后，第二波长光信号进而传输至第二下载光纤，而剩余光信号则与第一、第二上载光纤输入的特定波长光信号耦合传输至输出光纤。
本发明另提供由多个光分插复用器串接构成的多波长光分插复用模组，其中各光分插复用器的带通滤波器均有不同的中心波长，预留第一个光分插复用器的输入光纤和最后一个光分插复用器的输出光纤，并将各光分插复用器的输出光纤依次与相邻光分插复用器的输入光纤连接。
本发明由于采用带通滤波器和准直透镜等结构简单的组件构成光分插复用器，可降低成本、减小封装体积，且由于光分插复用器内部无须使用光纤，可大为减少组装难度、节省工时。另外，通过使用光学晶体来调整光路，可使得插针中内置光纤的相对位置易于调校，且可减小上、下载信号的相互影响。
图1是一种现有光分插复用器的示意图。图2是另一种现有光分插复用器的示意图。图3A、3B是本发明光分插复用器第一、第二实施例的结构图。图4是本发明光分插复用器第一实施例的光路图。图5是本发明光分插复用器第一实施例串接的示意图。图6是本发明光分插复用器第三实施例的结构图。图7是本发明光分插复用器第三实施例串接的示意图。
具体实施方式
图3A为本发明光分插复用器第一实施例的结构图。该光分插复用器1包括第一插针10、第一准直透镜20、带通滤波器30、光学晶体40、第二准直透镜50和第二插针60。
第一插针10包括一端面13和两内孔14、15。该端面13磨成倾斜角大致为6至8度的倾斜面并镀有抗反射膜，两内孔14、15内分别置有输入光纤111和输出光纤112。该输入光纤111和输出光纤112的一端与端面13平齐。
该第一准直透镜20为自聚焦透镜(Graded Index Lens)，包括两端面21、22。该端面21紧邻第一插针10的端面13，且大致与其平行，端面22与带通滤波器30接合。该带通滤波器30可为薄膜滤波片，具有一特定中心波长(如λ1)。该第一插针10、第一准直透镜20和带通滤波器30相对定位，使得来自输入光纤111的合波信号经第一准直透镜20可准直至带通滤波器30，而经带通滤波器30反射的合波信号则准直至输出光纤112(详后述)。
该光学晶体40采用玻璃或其它材料制成，其剖面可为一正六边形，使得经过其内部的光信号方向发生偏折，而改变光路传输方向。然而，光学晶体40的剖面不限于正六边形，如图3B所示，本发明光分插复用器的第二实施例中，光分插复用器1B采用的光学晶体40’剖面即为宽度自两端向中间逐渐减小的六边形，同样，光学晶体之剖面也可为其它能达成相同功效的任意形状。
第二准直透镜50和第一准直透镜20的结构大体相同。第二插针60和第一插针10的结构大体相同，插有上载光纤611和下载光纤612。
图4是本发明光分插复用器1第一实施例的光路图。工作时，来自输入光纤111的合波信号经第一准直透镜20传输至带通滤波器30，与带通滤波器30中心波长λ1相同的光信号透过带通滤波器30传输至光学晶体40，光学晶体40使该光信号的方向发生偏折并经第二准直透镜50准直至下载光纤612，实现特定波长光信号的下载功能。其余波长光信号则被带通滤波器30反射并经第一准直透镜20准直至输出光纤112。来自上载光纤611的特定波长光信号经第二准直透镜50传输至光学晶体40，光学晶体40使该光信号的方向发生偏折并经第一准直透镜20汇聚至输出光纤112，实现特定波长光信号的上载功能。
图5是本发明光分插复用器1第一实施例串接的示意图。为达成任意1～N波长光信号的上、下载，可将N个如图3所示的光分插复用器1进行串接，各光分插复用器具有不同中心波长(λ1～λn)。串接时，预留第一个光分插复用器的输入光纤111和第N个光分插复用器的输出光纤1N2，分别将各光分插复用器的输出光纤112～1(N-1)2与相邻光分插复用器的输入光纤121～1N1连接，特定波长光信号的上载光纤611～6N1、下载光纤612～6N2分别上、下载波长为λ1～λn的光信号。
图6是本发明光分插复用器第三实施例的结构图。该光分插复用器1’包括第一插针100、第一准直透镜200、两带通滤波器301和302、光学晶体400、第二准直透镜500和第二插针600。
第一插针100包括一端面101与四内孔102、103、104和105，带有输入光纤1110、输出光纤1120和第三光纤1130。该端面101磨成倾斜角大致为6至8度的倾斜面并镀有抗反射膜，该输入光纤1110、输出光纤1120的一端和第三光纤1130的两端1131、1132分别插入内孔102、105、103和104，并与端面101平齐。
该第一准直透镜200为自聚焦透镜，包括两端面201、202，端面201紧邻端面101，亦磨成倾斜角大致为6至8度的倾斜面，端面202上粘贴带通滤波器301和302，该带通滤波器301和302可为薄膜滤波片，中心波长分别为λ1、λ2。
该第一插针100、第一准直透镜200和带通滤波器301、302相对定位，使得来自输入光纤1110的合波信号经该第一准直透镜200可准直至带通滤波器301，而经带通滤波器301反射的光信号则准直至第三光纤1130的一端1131，并经由第三光纤1130的另一端1132传输至该第一准直透镜200，从而准直至带通滤波器302，而被带通滤波器302反射的合波信号则准直至输出光纤1120(详后述)。
该第二插针600带有四根光纤6110、6120、6130和6140，其中，光纤6110、6130作为光分插复用器1’的第一、第二上载光纤，分别上载波长为λ1和λ2的光信号，光纤6120和6140作为光分插复用器1’的第一、第二下载光纤，分别下载波长为λ1、λ2的光信号。
工作时，来自输入光纤1110的合波信号经第一准直透镜200准直至带通滤波器301，与带通滤波器301中心波长λ1相同的光信号透过带通滤波器301传输至光学晶体400，光学晶体400使该光信号的方向发生偏折并经第二准直透镜500聚焦至第一下载光纤6120，其余波长光信号则被带通滤波器301反射并经第一准直透镜200聚焦至第三光纤1130的一端1131，通过第三光纤1130两端1131和1132的连接，光信号再次自光纤1130的另一端1132输入，经第一准直透镜200传输至带通滤波器302，与带通滤波器302中心波长λ2相同的光信号透过带通滤波器302传输至光学晶体400，光学晶体400使该光信号的方向发生偏折并经第二准直透镜500聚焦至第二下载光纤6140，实现两特定波长光信号的下载功能。其余波长光信号则被带通滤波器302反射并经第一准直透镜200准直至输出光纤1120。来自第一上载光纤6110的波长为λ1的光信号经第二准直透镜500传输至光学晶体400，光学晶体400使该光信号的方向发生偏折并经第一准直透镜200准直至第三光纤1130的一端1131，通过第三光纤1130两端口1131和1132的连接，光信号再次经第一准直透镜200传输至带通滤波器302，被其反射后经第一准直透镜200准直至输出光纤1120，同时，来自第二上载光纤6130的波长为λ2的光信号经第二准直透镜500传输至光学晶体400，光学晶体400使该光信号的方向发生偏折并经第一准直透镜200准直至输出光纤1120，实现两特定波长光信号上载的功能。
图7是本发明光分插复用器1’第三实施例串接的示意图。为实现任意2～2N波长光信号的上下载，可将N个如图6所示的光分插复用器1’串接，各光分插复用器1’具有不同的中心波长(λ2n-1～λ2n)。串接时，预留第一个光分插复用器的输入光纤1110和第N个光分插复用器的输出光纤，分别将各光分插复用器的输出光纤1120～1(N-1)20与相邻光分插复用器的输入光纤1210～1N10连接，特定波长光信号的上载光纤6110～6N10、6130～6N30和下载光纤6120～6N20、6140～6N40分别上、下载波长为λ1～λ2n-1和λ2～λ2n的光信号。
权利要求
1.一种光分插复用器，依序包括第一插针、第一准直透镜、第二准直透镜和第二插针，第一插针内置输入光纤、输出光纤和第三光纤，第二插针内置第一上载光纤、第一下载光纤和第二上载光纤、第二下载光纤，其特征在于该光分插复用器还包括具有第一中心波长的第一带通滤波器与具有第二中心波长的第二带通滤波器、一位于带通滤波器和第二准直透镜之间的光学晶体，且上述光学组件相对定位固定，从而自输入光纤输入的第一波长光信号能经第一带通滤波器传输至第一下载光纤，其余波长光信号经第三光纤传输至第二带通滤波器后，第二波长光信号进而传输至第二下载光纤，而剩余光信号则与第一、第二上载光纤输入的特定波长光信号耦合传输至输出光纤。
2.如权利要求1所述的光分插复用器，其特征在于该第一、第二带通滤波器是薄膜滤波片。
3.如权利要求1或2所述的光分插复用器，其特征在于该第一、第二带通滤波器粘贴于第一准直透镜上。
4.如权利要求1所述的光分插复用器，其特征在于该光学晶体的剖面为正六边形。
5.如权利要求1所述的光分插复用器，其特征在于该光学晶体的剖面为宽度自两端向中间逐渐减小之六边形。
6.如权利要求1所述的光分插复用器，其特征在于该第一插针具有四内孔，两特定内孔分别插有输入光纤和输出光纤，而其余两内孔则插入第三光纤的两端，该第二插针具有四内孔，第一、第二上载光纤及第一、第二下载光纤分别插入内孔中。
7.一种由多个如权利要求1所述的光分插复用器串接而成的多波长光分插复用模组，其特征在于各光分插复用器的带通滤波器均有不同的中心波长，且仅预留第一个光分插复用器的输入光纤和最后一个光分插复用器的输出光纤，而各光分插复用器的输出光纤依次与邻近光分插复用器的输入光纤连接在一起。
8.一种光分插复用器，依序包括第一插针、第一准直透镜、第二准直透镜和第二插针，第一插针内置多根光纤，其中两特定光纤分别作为光分插复用器的输入、输出端口第二插针内置多根光纤，且一部分光纤作为光分插复用器的上载端口，其余部分光纤作为光分插复用器的下载端口，其特征在于该光分插复用器还包括分别具有不同中心波长的多个带通滤波器、一位于多个带通滤波器和第二准直透镜之间的光学晶体，且上述光学组件相对定位固定，从而自输入端口输入的特定波长光信号能传输至对应下载端口，其余波长光信号则与自上载端口输入的特定波长光信号耦合传输至输出端口。
9.如权利要求8所述的光分插复用器，其特征在于该多个带通滤波器是薄膜滤波片。
10.如权利要求8或9所述的光分插复用器，其特征在于该多个带通滤波器粘贴于第一准直透镜上。
11.如权利要求8所述的光分插复用器，其特征在于该光学晶体的剖面呈正六边形。
12.如权利要求8所述的光分插复用器，其特征在于该第一插针具有多个内孔，两特定内孔各插有一特定光纤，而其余每两内孔则插入一光纤的两端。
13.如权利要求12所述的光分插复用器，其特征在于该第二插针具有多个内孔，其数目与第一插针的内孔数目相等，且每内孔中分别插入一光纤。
14.一种由多个如权利要求8所述的光分插复用器串接而成的多波长光分插复用模组，其特征在于各光分插复用器的带通滤波器均有不同的中心波长，且仅预留第一个光分插复用器的输入端口和最后一个光分插复用器的输出端口作为光信号输入、输出端口，而各光分插复用器的输出端口依次与邻近光分插复用器的输入端口连接在一起。
全文摘要
一种光分插复用器主要包括第一插针、第一准直透镜、两带通滤波器、一光学晶体、第二准直透镜和第二插针。该第一插针内置输入光纤、输出光纤与第三光纤，该第二插针内置第一下载光纤、第一上载光纤与第二下载光纤、第二上载光纤，该第一准直透镜、两带通滤波器、光学晶体和第二准直透镜依序置于第一插针与第二插针之间且相对定位。多个光分插复用器串接构成多波长光分插复用模组时，各光分插复用器的带通滤波器均有不同的中心波长，预留第一个光分插复用器的输入光纤和最后一个光分插复用器的输出光纤，并将各光分插复用器的输出光纤依次与相邻光分插复用器的输入光纤连接。
文档编号G02B6/24GK1407738SQ0112774
公开日2003年4月2日 申请日期2001年8月14日 优先权日2001年8月14日
发明者戴书麟 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司