专利名称：一种扩展型波带开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及波长交叉复用器领域，尤其涉及开关切换式的波长交叉复用器 领域。
技术背景 目前，各种类型的波长交叉复用器件(Interieaver)在光通信网络中得到了广泛 的应用，其基本功能是把从输入端输入的信道间隔为f的光信号分成信道间隔为2f的奇偶两 路信号，并把该奇偶两路信号分别在两个输出端口输出。AVANEX公司在2006年3月7号 申请的专禾!j号为7009770的《Multi-functional optical device utilizing multiple polarization beam splitters and non-linear interferometers (利用多偏振束分离器和非线性干涉计的多功能光学器 件)》的美国发明专利就公开了一种波长交叉复用器，如图1所示，其主要包括分束器IOI、 1/2波片102、 PBS棱镜103、 1/8波片104、 1/4波片105、 G-T镜106、法拉弟旋转片107和 合束器108，其工作原理如下
从器件输入端109输入的信号，经分束器101分束，再由系统奇偶分开后，分别从输出 端110和输出端111输出。在此过程中，法拉第旋转片107和在法拉弟旋转片107之间的1/2 波片102的功能为法拉第旋转片107把入射偏振光旋转45° ，再经过l/2波片102反向旋 转45° ，与原入射光振动一致。如此，经过1/8波片104、 1/4波片105和G-T镜106的系统 反射后，奇偶通道以互相垂直的偏振态方式分离，并经过后部的合束器108，分别从两个输 出端110、 111出射。
但随着光通信网络的发展，人们又提出了对该类型器件的新的附加功能要求该器件不 仅能实现上述的波长交叉复用功能，而且其中的一路输出信号可转移到另一路信号的输出端 口输出，而不影响此输出端口原信号的正常传输。这两种工作状态可由一个开关控制来切换， 整个切换过程要求切换平滑，不会产生信号的突变。这就是波带开关(BandSwitch)的概念。 目前已有的几种不同工作方式的交叉波分复用器，从其光路结构上来说，都不能实现该功能。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种通过开关控制切换的方式使一路通道的输出信 号可在两个输出端口间进行切换输出，而另外一路通道的输出信号则不受影响的波长交叉复 用器。
为实现上述目的，本实用新型可以是插入式的结构，即在波长交叉复用器的光路中插入 或不插入一组光学器件，使一路通道的输出信号在两个输出端口间进行切换输出，另外一路 通道的输出信号不受影响，该组光学器件的插入或不插入状态是通过开关控制件进行状态切换。
本实用新型的目的还可通过另一嵌入式的结构来实现在波长交叉复用器的光路中嵌入一个或一个以上光学器件，通过该光学器件改变或不改变光路，使一路通道的输出信号在两 个输出端口间进行切换输出，另外一路通道的输出信号不受影响，该光学器件改变或不改变 光路的状态是通过开关控制件进行状态切换。
当采用上述结构后，本实用新型通过以现有的波长交叉复用器为基础，增加了额外的光 学元件，从而改变了整体波长交叉复用器的工作状态，其简单的工作原理如下所述
为说明方便，将现有的波长交叉复用器简称为A，本实用新型增加的光学器件简称为B。
B可插入或不插入A的光路中，或者B加入A的光路中来控制改变或不改变A的原光路， 使本实用新型在两种工作状态间切换
1、 B不插入A的光路中，或者B在A的光路中但不改变A的原光路，本实用新型实现 普通的波长交叉复用器功能；
2、 B插入A的光路中，或者B改变其在A的光路中的状态，从而改变A的光路，使其 中一路通道的输出光路从原光路返回，由于光路可逆，通常情况下其返回的偏振态与入射偏 振态一致，因此本实用新型的一个输出端口的信号可转移到另外一个输出端口输出，即与另 外一路信号合并在同一个端口输出，实现合束功能。具体实施中，输出端口的选择可由B在 A的光路中的位置来确定。
在插入式的结构中，本实用新型的光学器件组可以是反射镜组，或是棱镜与反射镜的组 合，其主要实现光路反射的功能。
在嵌入式的结构中，本实用新型的光学器件可以是光学晶体、偏振控制元件、平面镜或 棱镜之一、之二、之三或全部的组合，其主要实现改变光路的功能。为实现偏振控制，本实用新型的偏振控制元件可以是波片、液晶或自带磁场旋转片 (latching garnet)之一、之二或全部的组合。
为更好地控制本实用新型的不同工作状态，该插入的光学器件由开关控制件进行状态切
换
为改善本实用新型的偏振模式色散，可以在光路中加入一个或一个以上色散补偿器。 综上所述，本实用新型通过改进现有的交叉波分复用器结构来实现本实用新型的目的，
其实现的原理简单，技术也十分的简单成熟，可方便、快捷的用于现有的交叉波分复用器结构中。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详述
图1是现有的AVANEX公司的交叉波分复用器专利技术的结构示意图； 图2是本实用新型的插入式实施例一的结构示意图； 图3是本实用新型的插入式实施例二的结构示意图；图4是本实用新型的插入式实施例三的结构示意图5是本实用新型的嵌入式实施例四的结构示意图6是本实用新型的二级型交叉波分复用器的结构示意图7是本实用新型在图6基础上的插入式实施例五的结构示意图。
具体实施方式请参阅图2所示，本实用新型的插入式实施例是在AVANEX公司公开的 交叉波分复用器专利技术的结构中通过开关控制的方式插入一平面反射镜201和一斜方棱镜 202组成的插入式光学元件组203。当该插入式光学元件组203不插入时，整个器件保持原 AVANEX公司的交叉波分复用器结构，实现波长交叉复用功能，奇偶通道的两路信号分别从 两个输出端U0、 Ul输出；当该插入式光学元件组203插入时，该插入式光学元件组203把 该通道的信号光从原光路反射回去。由于光路可逆，其反射光经过G-T镜106后，其偏振态 与另一信号的偏振态一致，故可与另一信号光沿同一光路输出，实现两路信号在同一端口 111 输出的功能。该插入式光学元件组也可以是由其他棱镜和反射镜组成的能实现光线原路返回 的组合。
在本实用新型中，该插入式光学元件组203还可以是各种能实现光线原路返回的反射镜 组。图3是该插入式光学元件组203为单反射镜301的结构，图4是该插入式光学元件组203 为两个反射镜401、 402组成双反射镜组的结构，这些反射镜组都可将AVANEX公司公开的 交叉波分复用器专利技术的结构的两路信号在同一端口 111输出。
请参阅图5所示，本实用新型的嵌入式实施例是AVANEX公司公开的交叉波分复用器专 利技术的结构中嵌入一个通过开关控制的反射单元，该反射单元由偏振控制器501、 Woric-off 晶体502和反射镜503组成。由于该可控制反射单元为嵌入式结构，能有效地控制插入式实 施例的机械插入方式所带来的机械抖动，使本实用新型的工作状态更稳定。该嵌入式实施例 的工作原理如下
当实现波长交叉复用功能时，通过偏振控制器501的输出光偏振态不发生变化，其对应 于Walk-off晶体502为o光，故不改变光路，两束相同偏振的光经1/2波片102和合束器108 后从输出端IIO、 111输出；当需要把输出端110的输出信号光合并到另外一个输出端111输 出时,偏振控制器501工作，偏振振动方向改变90。，从而经过偏振控制器501后对于Walk-off 晶体502为e光，光路发生偏转射出Walk-off晶体502，并经反射镜503反射后沿原光路返 回，其后，由于光路可逆，其反射光经过G-T镜106后，其偏振态与另一信号的偏振态一致， 故可与另一信号光沿同一光路输出，实现两路信号在同一输出端111输出的功能。
在本实施例中，通过Walk-off晶体502的光，也可以选择e光的光路，从而，反射回去 的光在Walk-off晶体502中为o光传输。对于本实用新型的嵌入式结构的可控制反射单元，可以是如上所述的偏振控制元件，还 可以是光学晶体、偏振控制元件、平面镜或棱镜之一、之二、之三或全部的组合；而该偏振 控制元件可以是波片、液晶或自带磁场旋转片之一、之二或全部的组合。
以上所述为本实用新型的单级型结构，实际应用中，为了更好的保证信道的隔离度，往 往采用2级或者2级以上的结构，器件的结构也相应复杂。请参阅图6、图7所示的二级型 交叉波分复用器，其第一 PBS棱镜1031与第二 PBS棱镜1032、第三PBS棱镜1033的放置 方式有所不同，其转向90° ，等同p光反射，而s光透过，其对应的p、 s光正好与第二PBS 棱镜1(B2、第三PBS棱镜1033相反；由第一G-T镜1061、第一 1/4波片1051和第一 1/8波 片1041组成第一偏振分离器件6011，第二偏振分离器件6012、第三偏振分离器件6013依次 类推，第一偏振分离器件6011与第二偏振分离器件6012、第三偏振分离器件6013不同，其 改变偶通道信号的偏振方向卯° ，而不改变奇通道信号的偏振方向，正好与第二偏振分离器 件6012、第三偏振分离器件6013的工作相反；反射镜601可将光路从第一偏振分离器件6011 反射回去。图6为实现波长交叉复用功能状态的光路，为方便区分不同的光路，用单线代表 奇通道光路，双线代表偶通道光路，光线折返前后用不同状态的实线和虚线表示，实际光路 中入射与折返光应重合。图7是在二级型交叉波分复用器中通过开关控制的方式插入一平面 反射镜201和一斜方棱镜202组成的插入式光学元件组203，其光路为把奇通道切换入偶通 道端口输出的光路状态。由图6、图7的光路分析可知，本实施例中，由奇通道输出端输出 的信号两次经过标准具，由偶通道输出端输出的信号三次经过标准具，所以在奇通道输出端 加入二级色散补偿，在偶通道输出端加入三级色散补偿，既可得到满意的色散补偿效果。
本实用新型可用于其他结构的波长交叉复用器上，并广泛应用于光纤通信网络中。
权利要求1、一种扩展型波带开关，其包含波长交叉复用器，该波长交叉复用器把从输入端输入的信道间隔为f的光信号分成信道间隔为2f的奇偶两路信号，并把该奇偶两路信号分别在两个输出端口输出，其特征在于在波长交叉复用器的光路中插入或不插入一组光学器件，使一路通道的输出信号在两个输出端口间进行切换输出，另外一路通道的输出信号不受影响，该组光学器件的插入或不插入状态是通过开关控制件进行状态切换。
2、 如权利要求1所述的一种扩展型波带开关，其特征在于在波长交叉复用器的光路中 嵌入一个或一个以上光学器件，通过该光学器件改变或不改变光路，使一路通道的输出信号 在两个输出端口间进行切换输出，另外一路通道的输出信号不受影响，该光学器件改变或不 改变光路的状态是通过开关控制件进行状态切换。
3、 如权利要求1所述的一种扩展型波带开关，其特征在于该组光学器件是反射镜组， 或是棱镜与反射镜的组合。
4、 如权利要求2所述的一种扩展型波带开关，其特征在于该光学器件是光学晶体、偏 振控制元件、平面镜或棱镜之一、之二、之三或全部的组合。
5、 如权利要求4所述的一种扩展型波带开关，其特征在于该偏振控制元件是波片、液 晶或自带磁场旋转片之一、之二或全部的组合。
6、 如权利要求1 5之一所述的一种扩展型波带开关，其特征在于在光路中加入一个或 一个以上色散补偿器。
专利摘要本实用新型公开一种扩展型波带开关，其是在波长交叉复用器的光路中插入或不插入一组光学器件，或者在波长交叉复用器的光路中嵌入一个或一个以上光学器件，使一路通道的输出信号在两个输出端口间进行切换输出，另外一路通道的输出信号不受影响。这样，本实用新型通过以现有的波长交叉复用器为基础，增加了额外的光学元件，从而改变了整体波长交叉复用器的工作状态，其实现的原理简单，技术也十分的简单成熟，可方便、快捷的用于现有的交叉波分复用器结构中。
文档编号G02B6/35GK201060287SQ20072000736
公开日2008年5月14日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日
发明者凌吉武, 砺 吴, 斌 林, 胡豪成, 蒋友山 申请人:福州高意通讯有限公司