专利名称：一种光学结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学领域，尤其涉及光纤通讯领域的光学结构。
背景技术：
波长选择开关是波分多路复用器的一个重要光学元件，同时也是构造光学网状网络和可重构光学分插复用器的核心组成器件，可任意选l奪输入的波分复用光信号，并将该信号输出到任意一个输出端口。为了实现这种功能，有的釆
用硅基液晶、MEMS微镜阵列或平面光波电路等器件来实现，但是一般这样的
方案往往带来较大的插入损^^和过分复杂的结构。
实用新型内容
本实用新型针对上述问题，提出一种光学结构解决，该技术方案是
本实用新型的光学结构，包括准直器阵列、偏振转换单元、波长色散元件、反射棱镜阵列、波长选择开关；入射光经过所述的偏振转换单元和波长色散元件并被所述的波长色散元件在空间上将入射光分为各个波长光，相对每个波长在空间分开后加入反射棱镜阵列再次将光路在空间分开较大间隙，再插入波长选择光开关，将光路平移至所需层面，光路原路返回再通过所述的波长色散元件将各光路束合束到准直器阵列的对应准直器。
进一步的，所述的偏振转换单元是由work-off晶体及1/2波片构成。
进一步的，所述的波长色散元件是反射式光栅或透射式光栅或色散棱镜或色散棱镜组。
更进一步的，在所述的反射式光栅前加扩束棱镜。
进一步的，所述的反射式光栅是掠入射反射式光栅，包括光路上依次排列的反射式光栅、柱透镜、微柱透镜阵列。
进一步的，所述的波长选择开关是由斜方棱镜组及角锥反射棱镜组构成，所述的斜方棱镜组受驱连接于集电器。
本实用新型所述的光学结构可以设置于波分复用器系统中。本实用新型采用如上技术方案，具有结构简单合理，且插入损耗小。可以
用以构成多波长选择开关，另一个应用是直接用准直器接受空间已分开各光束
构成波分复用器。
图1 (a)是本实用新型的结构示意图；图1 (b)是本实用新型的波长选择开关的结构示意图；图2 (a)是本实用新型的掠入射反射式光栅的结构示意图；图2 (b)是本实用新型的扩束棱镜的结构示意图；图3是本实用新型的实施结构二示意图；图4是本实用新型的实施结构三示意图；图5是本实用新型采用透射式光栅示意图。
具体实施方式
现结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。本实用新型利用光栅或棱镜色散特点在空间上将入射光分为各个波长光，在空间上各波长已分开处，顺着光路逐个加入反射镜或反射棱镜，使光束传播方向改变，进一步从空间上分开各个波长，使其间隔加大，再在每个波长处加入斜方棱镜，将光路平移至所需层面，采用角锥全反射镜，原光路返回以消去温度带来的角度变化，并实现多波长选择。再通过光栅将各光束合束到不同准直器，构成多波长选择开关。另一个应用是直接用准直器接受空间已分开各束构成波分复用器。
如图l(a)所示，本实用新型的结构包括n组准直器阵列101n, work-off晶体102及l/2波片103组成的偏振转换单元，可使输入光变成线偏振光，反射式色散光栅104将m个波长光色散成m束光；反射棱镜阵列105n，各反射镜在空间上按一定方向排列，相互之间间隔一定距离AL，斜方棱镜组组成的1 xn波长选择开关106,其具体结构如图l(b)所示，其中10711, 10712，…，1071n…107ml, 107m2，... 107mn为集电器驱动的斜方棱镜阵列10811,10812,…，1081n,...108ml， 108m2，…108mn为角锥反射镜阵列。
输入的随机偏振光首先被偏振转换单元转换为线偏振光，色散光栅104将入射光按波长分开，且使光束传输方向发生改变，各光束在空间传输一定距离后，相互之间分开一定距离Ad。在各波长空间分开后，顺着各光路在适当位置逐个加入反射镜或反射棱镜1051、 1052、 1053……105n,使光束传播方向再次改变，并使其间隔加大，进一步从空间上分开各个波长。在每个波长处加入带集电器驱动的斜方棱镜阵列1071、 1072、 1073……107n，选择性地将所需光路平移至所需层面，并采用角锥全反射镜10811， 10812，…，1081n， ... 108ml,108m2，…108mn反射光束，使各光束可原光路返回，并可消去温度带来的角度变化，实现多波长选择，再通过光栅104将各不同波长光束合束并由准直器阵列101n输出。
本实用新型可采用掠入射反射式光栅，以获得较高色散，图2 (a)显示反射式光栅的一种掠入射结构，可用于实现光波分复用。其中201为反射式光栅，202为柱透镜，其焦距为力，203为微柱透镜阵列，其焦距为力，对于n路的波长采用n个微柱透镜，204为准直器阵列。on为入射角，Pi为出射角，dl为入射光束宽，d2为出射光束宽，则该光栅不仅用于做高分辨率地色散元件，同时也是光变束元件，其放大倍数m-d2/dl。
入射光以大角度(Xi掠入射到光栅上，然后以小衍射角Pi出射，经柱透镜202聚焦后，又经微柱透镜203变为平行光，进入准直器后实现输出。其中&/& = 111,使光斑大小还原为输入dl。
图2 (a)结构也可在准直器后面再接其它元件，如集电器驱动的斜方棱镜阵列和角锥全反射镜构成多波长选择开关。若各微柱透镜组分开光束的空间间隔较小，亦可采用如图l结构，加入反射镜拉开各波长之间的空间间隔。
对反射式光栅，也可采用扩束棱镜对其进行扩束，此时光束入射角度可较小，结构如图2(b)所示，其中205A、 205B为扩束棱lt,光扩束的作用是展宽入射到光栅的光束宽度，以提高光栅分辨率。
如图3所示结构，包括准直器阵列301，透射式光栅302,反射棱镜303,斜方棱镜及角锥反射棱镜组成的1 xn波长选择开关106。采用透射光栅将入射光束分开，各反射棱镜在空间上的排列与图1 (a)所示结构不同，主要是为缩小棱镜与准直器所占空间。根据分开光束的传输特点，反射棱镜交叉放置，使光束在空间传输最短距离后即可被反射而偏转，并在各光束传输处加带角度反射的106。
如图4所示，包括准直器401，透射式色散光栅402，反射棱镜403,反射棱镜403在空间上按一定角度和间隔排列，使经光栅402分开的各光束进一步在空间上分开，采用接受准直器阵列404将各个光束分别准直用于制作波分复用器件。
采用透射式光片册，如Kaiser公司生产的超高色散的VPH衍射栅其狭缝为1350线/mm,色散为0. 2°/nm,插入损耗为0. 5dB,偏振相关损耗为0. 3dB。对于通道数为128个，各波长间隔为0. 4nm的入射信号光，其总线宽为0. 4nm x128=51. 2nm，总的分开角度为0. 2。 x 128=25. 6°。对于光斑直径为d的光束，在空间上相互分开时所经历的长度为L，如图5所示，其中501为准直透镜，502为透射光栅。
^口(1 = 0. 5mm，贝寸丄=-^- 358wm
0.2x0.4x丄180
如d=lmm，则L = 716mm。
由于色散棱镜或色散棱镜组亦有波长色散功能，本实用新型部分条件下亦可采用色散棱镜或色散棱镜组代替光栅作为色散元件，并采用上述结构获得多波长选择开关和波分复用结构，该结构已申请专利，于此不再赘述。
本实用新型利用顺光路方向逐步加入反射镜或反射棱镜，使光束传播方向改变，可较容易使各波长在空间分开，可这样保证有足够空间装配斜方棱镜，准直器组件及其它光学元件。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种光学结构，其特征在于包括准直器阵列、偏振转换单元、波长色散元件、反射棱镜阵列、波长选择开关；入射光经过所述的偏振转换单元和波长色散元件并被所述的波长色散元件在空间上将入射光分为各个波长光，相对每个波长在空间分开后加入反射棱镜阵列再次将光路在空间分开较大间隙，再插入波长选择光开关，将光路平移至所需层面，光路原路返回再通过所述的波长色散元件将各光路束合束到准直器阵列的对应准直器。
2. 如权利要求1所述的光学结构，其特征在于所述的偏振转换单元是由 work-off晶体及1/2波片构成。
3. 如权利要求1所述的光学结构，其特征在于所述的波长色散元件是反射式 光栅或透射式光栅或色散棱镜或色散棱镜组。
4. 如权利要求3所述的光学结构，其特征在于在所述的反射式光栅前加扩束 棱镜。
5. 如权利要求3所述的光学结构，其特征在于所述的反射式光栅是掠入射反 射式光栅，包括光路上依次排列的反射式光栅、柱透镜、微柱透镜阵列。
6. 如权利要求1所述的光学结构，其特征在于所述的波长选择开关是由斜方 棱镜组及角锥反射棱镜组构成，所述的斜方棱镜组受驱连接于集电器。
7. 如权利要求1-6任一所述的光学结构，其特征在于所述的光学结构可以设 置于波分复用器系统中。
专利摘要本实用新型涉及光学领域，尤其涉及光纤通讯领域的光学结构。本实用新型的光学结构，包括准直器阵列、偏振转换单元、波长色散元件、反射棱镜阵列、波长选择开关；入射光经过所述的偏振转换单元和波长色散元件并被所述的波长色散元件在空间上将入射光分为各个波长光，相对每个波长在空间分开后加入反射棱镜阵列再次将光路在空间分开较大间隙，再插入波长选择光开关，将光路平移至所需层面，光路原路返回再通过所述的波长色散元件将各光路束合束到准直器阵列的对应准直器。本实用新型采用如上技术方案，具有结构简单合理，且插入损耗小。
文档编号G02B6/293GK201364399SQ200920137079
公开日2009年12月16日 申请日期2009年3月10日 优先权日2009年3月10日
发明者凌吉武, 砺 吴, 孙朝阳, 胡豪成, 英 邱, 陈燕平 申请人:福州高意通讯有限公司