专利名称：光塞取多工器的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种光塞取多工器，特别是关于一种利用滤波器与棱镜的光学原理所构成的可配置型光塞取多工器。
背景技术：
光塞取多工器(Optical Add/Drop Multiplexer；OADM)，是将特定波长的光讯号，从主干线撷取(Drop)下来至局域网络外，再加入(Add)局域网络同一波长但不同讯号的光讯号传入主干线中，使其系统的应用更具弹性。
光塞取多工器可分为两种型式。一为固定波长型光塞取多工机，其对于欲塞入或取出的波道必须事先设定；另一种称为可配置型(Configurable)的光塞取多工机，则可由外部指令对于欲塞入或取出的波道作任意的指配。
现有的光塞取多工器的基本原理如图1所示，利用滤波器(filter)81来筛选取出光纤85中特定波长的光讯号82，再以合波器(Multiplexer)83将所欲加入的特定波长的光讯号84与其余的输入光讯号耦合在一起而输出，如此即可将讯号在光传输网络中塞入或取出特定波长的光讯号。因此光波长的使用，变为可调度、可管理，而且变得很有弹性。
发明内容
本发明的目的是提供一种光塞取多工器，其利用滤波器与棱镜的光学原理和机构作用，以及准直器、合波器该光纤被动组件，加以整合所构成的光塞取多工器。
为达上述目的，本发明提供一种光塞取多工器，包含一第一输入端、一第二输入端、一第一输出端、一第二输出端、一滤波器、一光学组件以及一合波器。第一输入端接收第一光讯号，其包含一波长为λi的第一子讯号以及其余波长为(λ1+λ2+…+λn-λi)的第二子讯号。第二输入端接收一波长为λi’的第二光讯号，其中i可为1或2或…n。滤波器分离第一子讯号与第二子讯号。光学组件的位置可位于第一位置或第二位置，当光学组件位于第一位置时，第一子讯号与第二子讯号自第一输出端输出，且第二光讯号自第二输出端输出；当光学组件位于第二位置时，第二光讯号与第一子讯号的光行进路线被改变，且一合波器耦合第二子讯号与第二光讯号，使第二子讯号与第二光讯号自第一输出端输出，且第一子讯号从该第二输出端输出。
在本发明的一实施例中，光学组件可包括一棱镜及一全反射镜，当位于第二位置时，全反射镜是以全反射方式改变第二光讯号与第一子讯号的光行进路线。全反射镜镀于棱镜的第一表面，滤波器则镀于棱镜一第二表面。第一光讯号自第一输入端入射至第二表面，并被滤波器分解为第一子讯号与第二子讯号。第二子讯号被滤波器反射，并于合波器与来自第二输入端的第二光讯号耦合后，入射至第一表面，由全反射镜反射至第一输出端，第一子讯号则穿透滤波器，并由全反射镜反射至第二输出端。
在本发明的另一实施例中，光学组件可包括一棱镜，当位于第二位置时，棱镜以折射方式改变第二光讯号与第一子讯号的光行进路线。第一光讯号自第一输入端入射至滤波器，并由滤波器分解为第一子讯号与第二子讯号。第二子讯号被滤波器反射，并于合波器与来自第二输入端的第二光讯号耦合后，入射至棱镜，并经由棱镜折射后自第一输出端输出，第一子讯号则于穿透滤波器后入射至棱镜，并由棱镜折射后自第二输出端输出。
在本发明的又一实施例中，光学组件可包括一棱镜，当位于第二位置时，棱镜以折射方式改变第一光讯号与第二光讯号的光行进路线。第一光讯号自第一输入端入射至棱镜，并由棱镜折射后，入射至滤波器，再由滤波器分解为第一子讯号与第二子讯号。第二子讯号被滤波器反射，并于合波器与来自第二输入端的第二光讯号耦合后自第一输出端输出。第一子讯号则于穿透滤波器后，自第二输出端输出。
在本发明的再一实施例中，光学组件可包括一棱镜，当位于第二位置时，棱镜以折射方式改变第二光讯号与第一子讯号的光行进路线。第一光讯号自第一输入端入射至滤波器，并由滤波器分解为第一子讯号与第二子讯号。第一子讯号于被滤波器反射后入射至棱镜，并由棱镜折射后自第二输出端输出，第二光讯号入射至棱镜，并由棱镜折射后，于合波器与穿透滤波器的第二子讯号耦合，第二光讯号与第二子讯号耦合后自第一输出端输出。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明图1为一示意图，显示现有的光塞取多工器；图2A为一正视图，显示依本发明的第一实施例的光塞取多工器；图2B及2C为立体图，分别显示在第一实施例中，光学组件位于第一位置与第二位置的状况；图3A为一正视图，显示依本发明的第二实施例的光塞取多工器；图3B及3C为立体图，分别显示第二实施例中，光学组件位于第一位置与第二位置的状况；图4A为一正视图，显示依本发明的第三实施例的光塞取多工器；图4B及4C为立体图，分别显示第三实施例中，光学组件位于第一位置与第二位置的状况；图5A为一正视图，显示依本发明的第四实施例的光塞取多工器；图5B及5C为立体图，分别显示在第四实施例中，光学组件位于第一位置与第二位置的状况。
图中符号说明1光塞取多工器2第一输入端3第二输入端4第一输出端5第二输出端6滤波器7光学组件8全反射镜9棱镜
10合波器11致动机构12第一准直器13第二准直器14第三准直器15第四准直器22第一输入端23第二输入端25第二输出端26滤波器29棱镜30合波器31致动机构32第一准直器33第二准直器34第三准直器35第四准直器42第一输入端45第二输出端46滤波器49棱镜50合波器51致动机构52第一准直器53第二准直器54第三准直器55第四准直器56第五准直器62第一输入端63第二输入端64第一输出端
65第二输出端66滤波器69棱镜70合波器71致动装置72第一准直器73第二准直器74第三准直器75第四准直器76第五准直器77第六准直器81滤波器82光讯号83合波器84光讯号85光纤具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的一种光塞取多工器。其中相同的组件以相同的参照符号表示。
第一实施例请参照图2A，本发明的第一实施例的光塞取多工器1包含一第一输入端2、一第二输入端3、一第一输出端4、一第二输出端5、一滤波器6、一光学组件7以及一合波器10。其中，第一输入端2接收第一光讯号，其包含一波长为λi的第一子讯号以及其余波长为(λ1+λ2+…+λn-λi)的第二子讯号。第二输入端3接收一波长为λi’的第二光讯号，其中i可为1或2或…n。滤波器6用以分离第一子讯号与第二子讯号。
在本实施例中，光学组件7包含一全反射镜8以及一棱镜9。全反射镜8镀于棱镜9的一第一表面，滤波器6则镀于棱镜的一第二表面。当光学组件7位于第一位置时，第一子讯号与第二子讯号自第一输出端4输出，且第二光讯号自第二输出端5输出，当光学组件7位于第二位置时，其能够改变第二光讯号与第一子讯号的光行进路线，使第二子讯号与第二光讯号自第一输出端4输出，且第一子讯号从第二输出端5输出；当光学组件7位于第二位置时，合波器10耦合第二子讯号与第二光讯号。
光学组件7设置在一个可移动式的致动机构11上，致动机构11安装在两组交叉设置的准直器之间，其中，第一准直器12为一双光纤(Dual fiber)准直器，其设置于棱镜9的该第二表面之前，并使入射的光讯号与第二表面垂直。
如图2B所示，当致动机构11下降至一位置，使光讯号不会通过光学组件7时，此位置即为光学组件的「第一位置」；如图2C所示，当致动机构11上升至一位置，使光讯号能通过光学组件7时，此位置即为光学组件的「第二位置」。
请参照图2B，在本实施例中，当光学组件7位于第一位置时，第一光讯号由第一输入端2进入第一准直器12，再直接通过第三准直器14而输出，即光塞取多工器不作用，输入端/输出端网络与塞入/取出网络各自保持系统而不相互影响。
请参照图2C，在本实施例中，当光学组件7位于第二位置时，第一光讯号(λ1+λ2+…+λn)由第一输入端进入第一准直器12，垂直入射至滤波器6，使特定波长的光讯号λi(第一子讯号)通过，第二子讯号则被反射回第一准直器12。通过滤波器6的第一子讯号进入棱镜9，被全反射镜8反射至第四准直器15而被取出。加入(add)的第二光讯号λi’则与第二子讯号(λ1+λ2+…+λn-λi)一起进入合波器10(MUX)。在此，合波器10可为耦合器(Coupler)、双光纤准直器(Dual fiber collimator)或是平面波导装置(Planar Waveguidedevice)，其作用是将输入的光讯号耦合在一起。由合波器10输出的讯号通过第二准直器13后，再经由全反射镜8反射至第三准直器14而输出，如此，即可在光传输网络中塞入或取出特定波长的光讯号。
本实施例利用两组交叉摆设的准直器，以及一致动机构11，使其输入光讯号藉由光学组件7的上下往复移动而造成其光程路径的改变，来进行特定波长的光讯号的塞入或取出。
第二实施例请参照图3A，在本发明的第二实施例中，滤波器26与棱镜29设置于一致动机构31上。致动机构31安装于两组相对应的准直器之间，滤波器26则设置在第一准直器32与棱镜29之间。
如图3B所示，当致动机构31下降至一位置，使光讯号不会通过棱镜29时，此位置即为光学组件的「第一位置」；如图3C所示，当致动机构31上升至一位置，使光讯号能通过棱镜29时，此位置即为光学组件的「第二位置」。
请参阅图3B，当棱镜29位于第一位置时，第一输入端22接收第一光讯号(λ1+λ2+…+λn)，再进入第一准直器32中，之后直接通过第二准直器33而输出。第二输入端23接收的第二光讯号λi’则通过合波器30以及第三准直器34，再直接通过第四准直器35而从第二输出端25中输出，即光塞取多工器不作用，输入/输出网络与塞入/取出网络各自保持独立的系统，并不会相互影响。
请参阅图3C，当棱镜29位于第二位置时，第一子讯号与第二子讯号自第一输入端22传输至第一准直器32(双光纤准直器)，滤波器26使第一子讯号λi通过，而第二子讯号(λ1+λ2+…+λn-λi)则被反射回第一准直器32中，再经由光纤传至合波器30中。通过滤波器26的第一子讯号λi经由棱镜29折射至第四准直器35中而从第二输出端25中被取出。从第二输入端23中所加入的光讯号λi’则与由滤波器26反射至光纤的光讯号(λ1+λ2+…+λn-λi)一起进入合波器(MUX)30中。由合波器30输出的讯号通过第三准直器34后，再经由棱镜29折射至第二准直器33中而输出，如此即可在光传输网络中塞入或取出特定波长的光讯号。
本实施例利用一可使滤波器26与棱镜29一起移动的致动机构31，使其输入光讯号藉由滤波器26与棱镜29的上下往复移动而造成其光程路径的改变，来进行特定波长的光讯号的塞入或取出。
第三实施例如图4A所示，在本发明的第三实施例中，致动机构51安装在两组相对应的准直器之间，其中，棱镜49设置在致动机构51上。滤波器46设置在第二输出端45处，在本实施例中，滤波器46贴附或镀于第五准直器56(双光纤准直器)的表面。
如图4B所示，当致动机构51下降至一位置，即光讯号不会通过棱镜49时，此位置即为光学组件的「第一位置」；如图4C所示，当致动机构51上升至一位置，使光讯号能通过棱镜49时，此位置即为光学组件的「第二位置」。
请参阅图4C，当棱镜49位于第二位置时，第一输入端42接收的第一光讯号(λ1+λ2+…+λn)通过第一准直器52而进入棱镜49中，棱镜49折射第一光讯号至第四准直器55；而第四准直器55与第五准直器56连接(splicing)在一起，使第一光讯号直接进入第五准直器56(双光纤准直器)中。第一子讯号λi通过设置于第五准直器56的表面上的滤波器46，并由第二输出端45中取出，而第二子讯号(λ1+λ2+…+λn-λi)反射至合波器50中。第二光讯号λi’由第三准直器54中进入，再经由棱镜49折射至第二准直器53，而与第二子讯号一起进入合波器50，由合波器50所输出的光讯号即为输出讯号。
请参阅图4B，当棱镜49位于第一位置时，第一光讯号(λ1+λ2+…+λn)进入第一准直器52中，直接通过第二准直器53，在通过合波器50而输出；而第二光讯号λi’进入第三准直器54，直接通过第四准直器55后，经由光纤进入第五准直器56中，第二光讯号通过滤波器46后而输出，此表示光塞取多工器不作用，输入/输出网络与塞入/取出网络各自保持独立的系统，并不会相互影响。
本实施例利用两组准直器与一双光纤准直器56，以及一致动机构51，使其输入光讯号藉由棱镜49的上下往复移动而造成其光程路径的改变，来进行特定波长的光讯号的塞入或取出。
第四实施例如图5A所示，在本发明的第四实施例中，光塞取多工器包含三组准直器，致动装置71安装在两组相对应的准直器之间，且设置有一棱镜69。如图5B所示，当致动机构71下降至一位置，即光讯号不会通过棱镜69时，此位置即为光学组件的「第一位置」；如图5C所示，当致动机构71上升至一位置，使光讯号能通过棱镜69时，此位置即为光学组件的「第二位置」。
另外一组准直器中，第一准直器72为一双光纤准直器，而滤波器66贴附于第一准直器72的表面，或是将滤波器66以镀膜(coating)的方式，固定在第一准直器72之前。与第一较佳实施例中的滤波器6不同的处在于滤波器66是用以将第一子讯号反射，而让第二子讯号通过。
请参阅图5B，当棱镜69位于第一位置时，第一子讯号λi经由光纤通过第三准直器74后，再直接通过第四准直器75，而与通过第二准直器73的第二子讯号(λ1+λ2+…+λn-λi)一起进入合波器70后输出，而第二输入端63接收的第二光讯号λi’则通过第五准直器76后，再直接通过第六准直器77而从第二输出端65中输出，即光塞取多工器不作用，输入/输出网络与塞入/取出网络各自保持独立的系统，并不会相互影响。
请参阅图5C，由于滤波器66设置在第一准直器72之前，使第一输入端62接收的第一光讯号(λ1+λ2+…+λn)进入第一准直器72后，其第一子讯号λi被滤波器66反射回第一准直器72中，而进入第三准直器74中。当棱镜69位于第二位置时，第一子讯号λi经由棱镜69折射至第六准直器77，从第二输出端65中被取出。第二子讯号(λ1+λ2+…+λn-λi)则通过第一准直器72与滤波器66后，再通过第二准直器73。第二输入端63接收的第二光讯号λi’，经由第五准直器76进入，再经由棱镜69折射至第四准直器75，而与通过第二准直器73的第一子讯号一起进入合波器70中，而从第一输出端64中输出。
因此，本实施例利用三组准直器，以及一致动机构71提供一动力，使棱镜69上下移动，而造成输入讯号的光行进路线的改变，做特定波长讯号的塞入或取出，而构成一光塞取多工器。
以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含本专利的保护范围中。
权利要求
1.一种光塞取多工器，包含一第一输入端，其接收一第一光讯号，该第一光讯号包含一波长为λi的第一子讯号以及其余波长为(λ1+λ2+…+λn-λi)的第二子讯号；一第二输入端，其接收一波长为λi’的第二光讯号，其中i可为1或2或…n；一第一输出端；一第二输出端；一滤波器，其能够分离该第一子讯号与该第二子讯号；一光学组件，其位于一第一位置与一第二位置其中之一，当该光学组件位于该第一位置时，该第一子讯号与该第二子讯号自该第一输出端输出，且该第二光讯号自该第二输出端输出，当该光学组件位于该第二位置时，其能够改变该第二光讯号与该第一子讯号的光行进路线，使该第二子讯号与该第二光讯号自该第一输出端输出，且该第一子讯号从该第二输出端输出；以及一合波器，其当该光学组件位于第二位置时，耦合该第二子讯号与该第二光讯号。
2.根据权利要求1所述的光塞取多工器，其特征在于还包含一致动机构，用以驱动该光学组件，使该光学组件位于该第一位置与该第二位置其中之一。
3.根据权利要求1所述的光塞取多工器，其特征在于该光学组件包含一全反射镜，当位于该第二位置时，该全反射镜以全反射方式改变该第二光讯号与该第一子讯号的光行进路线。
4.根据权利要求3所述的光塞取多工器，其特征在于当该光学组件位于该第二位置时，该滤波器分离该第一子讯号与该第二子讯号，而当该光学组件位于该第一位置时，该滤波器不分离该第一子讯号与该第二子讯号。
5.根据权利要求3所述的光塞取多工器，其特征在于该光学组件还包含一棱镜，且该全反射镜镀于该棱镜的第一表面，该滤波器则镀于该棱镜的一第二表面。
6.根据权利要求5所述的光塞取多工器，其特征在于当该光学组件位于该第一位置时，该第一光讯号自该第一输入端入射至该第一输出端，该第二光讯号自该第二输入端入射至该第二输出端，当该光学组件位于该第二位置时，该第一光讯号自该第一输入端入射至该第二表面，并被该滤波器分解为该第一子讯号与该第二子讯号，该第二子讯号被该滤波器反射，并于该合波器与来自该第二输入端的该第二光讯号耦合后，入射至该第一表面，由该全反射镜反射至该第一输出端，该第一子讯号则穿透该滤波器，并由该全反射镜反射至该第二输出端。
7.根据权利要求1所述的光塞取多工器，其特征在于该光学组件包含一棱镜，当位于该第二位置时，该棱镜以折射方式改变该第二光讯号与该第一子讯号的光行进路线。
8.根据权利要求7所述的光塞取多工器，其特征在于当该光学组件位于该第二位置时，该滤波器分离该第一子讯号与该第二子讯号，而当该光学组件位于该第一位置时，该滤波器不分离该第一子讯号与该第二子讯号。
9.根据权利要求8所述的光塞取多工器，其特征在于该滤波器是随该光学组件位于该第一位置与该第二位置之一。
10.根据权利要求9所述的光塞取多工器，其特征在于当该光学组件位于该第一位置时，该第一光讯号自该第一输入端入射至该第一输出端，该第二光讯号自该第二输入端入射至该第二输出端，当该光学组件位于该第二位置时，该第一光讯号自该第一输入端入射至该滤波器，并由该滤波器分解为该第一子讯号与该第二子讯号，该第二子讯号被该滤波器反射，并于该合波器与来自该第二输入端的该第二光讯号耦合后，入射至该棱镜，并经由该棱镜折射后自该第一输出端输出，该第一子讯号则于穿透该滤波器后入射至该棱镜，并由该棱镜折射后自该第二输出端输出。
11.根据权利要求7所述的光塞取多工器，其特征在于该第一光讯号自该第一输入端入射至该滤波器，并由该滤波器分解为该第一子讯号与该第二子讯号。
12.根据权利要求11所述的光塞取多工器，其特征在于该滤波器设置于该第一输入端处。
13.根据权利要求12所述的光塞取多工器，其特征在于该第一输入端设有一双光纤准直器，且该滤波器镀于该双光纤准直器上。
14.根据权利要求13所述的光塞取多工器，其特征在于当该光学组件位于该第一位置时，该第一子讯号与该第二子讯号在该合波器耦合，并自该第一输出端输出，该第二光讯号则自该第二输入端入射至该第二输出端，当该光学组件位于该第二位置时，该第一子讯号于被该滤波器反射后入射至该棱镜，并由该棱镜折射后自该第二输出端输出，该第二光讯号入射至该棱镜，并由该棱镜折射后，于该合波器与穿透该滤波器的该第二子讯号耦合，该第二光讯号与该第二子讯号耦合后自该第一输出端输出。
15.根据权利要求7所述的光塞取多工器，其特征在于当该光学组件位于该第二位置时，该滤波器分离该第一子讯号与该第二子讯号，而当该光学组件位于该第一位置时，该滤波器不分离该第一子讯号与该第二子讯号。
16.根据权利要求15所述的光塞取多工器，其特征在于该滤波器设置于该第二输出端处。
17.根据权利要求16所述的光塞取多工器，其特征在于该第二输出端设有一双光纤准直器，且该滤波器镀于该双光纤准直器上。
18.根据权利要求17所述的光塞取多工器，其特征在于当该光学组件位于该第一位置时，该第一光讯号自该第一输入端入射至该第一输出端，该第二光讯号自该第二输入端入射至该第二输出端，当该光学组件位于该第二位置时，该第一光讯号自该第一输入端入射至该棱镜，并由该棱镜折射后，入射至该滤波器，再由该滤波器分解为该第一子讯号与该第二子讯号，该第二子讯号被该滤波器反射，并于该合波器与来自该第二输入端的该第二光讯号耦合后自该第一输出端输出，该第一子讯号则于穿透该滤波器后，自该第二输出端输出。
全文摘要
一种光塞取多工器，包含第一、二输入端，第一、二输出端，滤波器，光学组件及合波器。第一输入端接收第一光讯号，第一光讯号包含波长为λ
文档编号G02B6/24GK1422026SQ0113998
公开日2003年6月4日 申请日期2001年11月22日 优先权日2001年11月22日
发明者张绍雄, 陈育川 申请人:台达电子工业股份有限公司