一种基于mems的可调谐平顶窄带型光学滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于MEMS的可调谐平顶窄带型光学滤波器，包括双芯光纤准直器、扩束棱镜、透射式相位光栅、缩束棱镜和MEMS微镜，其中双芯光纤准直器的一根尾纤为单模光纤，另一根尾纤为多模光纤或者少模光纤。DWDM光信号从双芯光纤准直器的单模光纤输入，变成准直光束，经扩束棱镜扩束后，被透射式相位光栅色散分光，再经缩束棱镜压缩后，入射至MEMS微镜，只有垂直入射的信道光信号才能沿原路返回至双芯光纤准直器，从多模光纤或者少模光纤输出。通过改变MEMS微镜的转角，就可以输出不同波长的光信号，实现可调谐滤波功能。由于采用多模光纤或者少模光纤作为输出端，可以实现平顶光谱响应，应用于DWDM系统中的波长下路探测。
【专利说明】-种基于MEMS的可调谐平顶窄带型光学滤波器
【技术领域】
[0001] 本发明属于光通信【技术领域】，更具体地，涉及一种基于微机电系统（Micro Electro Mechanical System, MEMS)的可调谐平顶窄带型光学滤波器，特别地涉及一种单 模光纤输入/多模光纤（或者少模光纤）输出的可调谐平顶窄带型光学滤波器，可广泛应 用于密集波分复用（Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM)系统中的波长下路 探测。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着DWDM技术的发展，光通信系统中所用波段被不断拓宽，信道间隔变 得越来越小，这要求可调谐光学滤波器不仅是大调谐范围、窄带宽的，还希望它能具有平顶 响应特性，从而实现信道波长的快速精确对准。
[0003] 现有的平顶可调谐光学滤波器的实现方式多种多样，按照结构原理主要可以分为 法布里-珀罗干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪和光栅结构等三种类型。这些滤波器均采用单 模光纤作为输入/输出端，能够获得较好的平顶响应，但很难同时满足大调谐范围和窄带 宽的要求，并且往往制作工艺复杂、成本较高。
[0004] 在一些应用场合，DWDM系统中的信道光信号被滤波下路，直接接入到光电探测器， 此时则允许滤波器采用多模光纤（或者少模光纤）作为输出端。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的缺陷，本发明提出一种基于MEMS，以单模光纤输入，多模光纤（或 者少模光纤）输出的光学滤波器结构，可实现平顶和窄带的光谱响应；本发明的目的在于 克服现有技术存在的不足，提供一种大调谐范围、窄带宽、平顶响应、低成本的光学滤波器， 旨在解决DWDM系统中的波长下路探测问题。
[0006] 本发明提出了一种基于MEMS的可调谐平顶窄带型光学滤波器，包括有沿光路依 次设置的双芯光纤准直器、扩束棱镜、透射式相位光栅、缩束棱镜和MEMS微镜；所述双芯光 纤准直器用于对其输入端接收的DWDM光信号进行准直处理并输出准直光束；所述扩束棱 镜用于对所述准直光束进行扩束处理；所述透射式相位光栅用于对所述扩束棱镜输出的光 进行色散分光处理；所述缩束棱镜用于对所述透射式相位光栅输出的光进行压缩处理；所 述MEMS微镜用于接收所述缩束棱镜输出的光，当所述缩束棱镜输出的光垂直入射至所述 MEMS微镜时，该光信号可沿原路返回至所述双芯光纤准直器，并由所述双芯光纤准直器的 输出尾纤输出；工作时，通过调节所述MEMS微镜的转角使得不同波长的光信号输出，实现 可调谐滤波功能。
[0007] 其中，所述双芯光纤准直器包括输入尾纤、输出尾纤、双孔管和准直透镜；所述输 入尾纤的端面和所述输出尾纤的端面位于所述准直透镜的前焦平面，所述MEMS微镜位于 所述准直透镜的后焦平面；所述双孔管用于容纳所述输入尾纤和所述输出尾纤。
[0008] 其中，采用单模光纤作为所述输入尾纤、多模光纤或者少模光纤作为所述输出尾 纤。
[0009] 其中，所述准直透镜为C-Lens准直透镜。
[0010] 其中，从所述扩束棱镜透射出来的光束在所述透射式相位光栅上的入射角
【权利要求】
1. 一种基于MEMS的可调谐平顶窄带型光学滤波器，其特征在于，包括有沿光路依次设 置的双芯光纤准直器（1)、扩束棱镜（2)、透射式相位光栅（3)、缩束棱镜（4)和MEMS微镜 (5)； 所述双芯光纤准直器（1)用于对其输入端接收的DWDM光信号进行准直处理并输出准 直光束； 所述扩束棱镜（2)用于对所述准直光束进行扩束处理； 所述透射式相位光栅（3)用于对所述扩束棱镜（2)输出的光进行色散分光处理； 所述缩束棱镜（4)用于对所述透射式相位光栅（3)输出的光进行压缩处理； 所述MEMS微镜（5)用于接收所述缩束棱镜（4)输出的光，当所述缩束棱镜（4)输出的 光垂直入射至所述MEMS微镜（5)时，该光信号可沿原路返回至所述双芯光纤准直器（1)，并 由所述双芯光纤准直器（1)的输出尾纤输出； 工作时，通过调节所述MEMS微镜（5)的转角使得不同波长的光信号输出，实现可调谐 滤波功能。
2. 如权利要求1所述的可调谐平顶窄带型光学滤波器，其特征在于，所述双芯光纤准 直器⑴包括输入尾纤（6)、输出尾纤（7)、双孔管⑶和准直透镜（9); 所述输入尾纤（6)的端面和所述输出尾纤（7)的端面位于所述准直透镜（9)的前焦平 面，所述MEMS微镜（5)位于所述准直透镜（9)的后焦平面；所述双孔管（8)用于容纳所述 输入尾纤（6)和所述输出尾纤（7)。
3. 如权利要求2所述的可调谐平顶窄带型光学滤波器，其特征在于，采用单模光纤作 为所述输入尾纤（6)、多模光纤或者少模光纤作为所述输出尾纤（7)。
4. 如权利要求2所述的可调谐平顶窄带型光学滤波器，其特征在于，所述准直透镜（9) 为C-Lens准直透镜。
5. 如权利要求1所述的可调谐平顶窄带型光学滤波器，其特征在于，从所述扩束棱镜 (2)透射出来的光束在所述透射式相位光栅（3)上的入射角
；其中λ。为 信号光的中心波长，d为光栅常数。
6. 如权利要求1所述的可调谐平顶窄带型光学滤波器，其特征在于，所述扩束棱镜（2) 和所述缩束棱镜（4)均为直角棱镜，所述扩束棱镜（2)的扩束比*
1其中α 为直角棱镜的顶角、η为折射率；扩束棱镜水平翻转可得到缩束棱镜。
7. 如权利要求1所述的可调谐平顶窄带型光学滤波器，其特征在于，所述扩束棱镜（2) 和所述缩束棱镜（4)均镀有增透膜。
8. 如权利要求1所述的可调谐平顶窄带型光学滤波器，其特征在于，所述缩束棱镜（4) 和所述MEMS微镜（5)由限制因子大于1.5的MEMS微镜替代，位于所述准直透镜（9)的后 焦平面。
【文档编号】G02B26/00GK104090362SQ201410362340
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】万助军, 王涵, 罗志祥 申请人:华中科技大学