一种带宽压缩的光滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明提出一种带宽压缩的光滤波器，本发明属于光通信领域和光传感领域。
【背景技术】
[0002] 随着光通信技术的发展，特别是DWDM技术的成熟和不断进步，窄信道，高速率的 通信系统不断诞生。光学滤波器是光通信和光传感的基础器件，是实现复杂功能的基本技 术。光学滤波器成为了该些技术或者系统中不可或缺的部分。精准的波长滤出能力，将帮 助实现对系统运行状况的监控，W及准确完成多波长交换等复杂高难度功能。
[0003] 而随着通信要求提升，信号速率增大，信道容量提升，信道宽度、密度都提出了更 严苛的标准。因此需要滤波器实现更窄带宽，即更好的滤波能力的要求。窄带滤波器当带 宽实现进一步压缩时，能呈现出更精准的波长选择能力、更精细的能量分布空间，更趋近于 理论上的冲击函数，也就允许了在同样光谱范围内拥有更多的采样点，为更精准和广泛的 应用提供了实现可能。
[0004] 目前常见的带宽压缩技术基本都是基于级联原理。通常是多个滤波器外部连接， 拼接成一个大的滤波单元。或者在滤波器中重复设置滤波单元即分光元件，实现分光的顺 序拼接。
[0005] 但是同一光束多次往返分光元件时，由于高斯光束对禪合条件的约束非常强，横 向位移和角度的失配都会引起非常大的损耗。
[0006] 根据高斯光束禪合效率的描述：
[0007]
n为禪合效率，wl和w2为相互禪合的高斯光束束腰半径，zl和z2为轴向传输距离，入为 波长，0为两束高斯光束形成的夹角，n为折射率。
[0008] 当存在角度偏差时，光束禪合的损耗是成指数增长的。对于想采用同一光束多次 往返的做法，很难做到将光束都进行完美禪合。故目前市面上看到的多为多个器件直接连 接的级联方式，W避开多次往返的光束控制问题。
[0009] 国内专利CN103257404A描述的就是一种通过利用输出端与输入端直接相连两次 经过滤波元件的级联方案，该方案在压缩带宽的效果上由于仅能完成两次级联效果有限且 不具备更高阶的扩展性，在可推广性上不具备简易的可移植性，因此仅能作为单一器件的 有限带宽压缩方案。其在效果和适用性上具有很大的局限性。
【发明内容】
[0010] 为了克服现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出了一种宽压缩的光滤波器，能 够强化其滤波能力，通过本发明的技术革新，可w实现在不改变滤波结构和光学元件的基 础上实现对带宽该一核屯、指标的优化。
[0011] 本发明采用如下技术方案实现：
[0012] 一种带宽压缩的光滤波器，包括光输入输出单元、分光单元、反射单元，所述光输 入输出单元包括由偶数根光纤形成的光纤簇，所有光纤呈中屯、对称分布，形成相互隔离的 多个光通道，每一对沿中屯、对称的光纤相对于对称中屯、具有相同的相对位置和角度形成对 称的光通道，每对所述对称的光通道中有一路光纤用于输入光信号，而另一路光纤用于输 出光信号，并且一个对称的光通道中用于输出光信号的光纤与另一个对称的光通道中用于 输入光信号的光纤相连W将所有对称的光通道级联起来，分光单元位于光输入单元、反射 单元之间，反射单元与光输入单元通道为光禪合设置。
[0013] 所述光纤簇粘接有G-LENS透镜。
[0014] 所述光纤簇的光路方向独立设置有准直作用的透镜，所述透镜采用G-lens透镜 或者球面透镜或者非球面透镜。
[0015] 所述光纤簇由4根光纤成中屯、对称分布组成，其中第一入射光纤与第一出射光纤 对称，第二入射光纤与第二出射光纤对称；第一入射光纤与第二入射光纤是入通道，第一出 射光纤与第二出射光纤是出通道，第二入射光纤与第一出射光纤烙接相连。
[0016] 所述光纤簇由8根光纤按照圆环状等分分布，第一光纤与第二光纤、第=光纤与 第四光纤、第五光纤与第六光纤、第走光纤与第八光纤为几何对称的一对光纤而形成一对 光进出通道；其中第二光纤与第=光纤相连，第四光纤与第五光纤相连。
[0017] 所述反射单元采用MEMS型反射镜或者固定反射镜。
[0018] 所述MEMS型反向镜包括娃基板、活动反射镜、第一电极、第二电极，所述娃基板采 用娃材质底板，第一电极、第二电极对活动反射镜加电使其沿中轴受控转动。
[0019] 采用烙接方式或者反射端子禪合连接方式将所有对称的光通道级联起来，所述反 射端子包括玻璃管和高反射镜面，所述玻璃管内固定两根光纤的尾端，所述玻璃管末端设 置有高反射镜面。
[0020] 所述分光单元采用衍射元件或者干设元件，将光按照波长在空间中分散开，使各 波长的光被选择性的禪合进光通道。
[0021] 所述衍射元件采用衍射光栅或者所述干设元件采用F-P标准具。
[002引本发明的优点为：
[0023] 1、本发明装置体积小巧：实现方便，本发明装置在原有滤波器基础上进行修改，主 要在光输入端进行集成，并没有进行器件或元件级级联，方便实现小体积的带宽压缩；
[0024] 2、本发明装置成本低廉：通过对核屯、元件的高度的复用，多次利用相同的结构和 部分，自身修改部分原料简单，结构易操作，性能提升相对成本优势明显；
[0025] 3、本发明装置性能指标优越；由于采用了二维中屯、对称结构，每一个通道间的禪 合误差被减小到很低的程度，多次级联后的插入损耗近似可认为是中屯、元件多次经过的积 累，输入端的复用影响不大，而带宽指标则具有非常大的压缩；
[0026] 4、本发明装置在光通信的监控、复用，光纤传感等领域有着显著作用和应用前景。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的工作原理示意图；
[0028] 图2是本发明的输入单元正视图；
[0029] 图3是本发明的输入单元截面图；
[0030] 图4是本发明的一种分光元件光栅工作原理图；
[003。图5是本发明的一种反射单元，MEMS反射镜工作原理图；
[0032] 图6是本发明的优选案例工作光路图；
[0033] 图7是本发明的滤波图谱对比图；
[0034] 图8是本发明的一种光纤连接方式举例；
[00巧]图9是本发明的输入单元光纤簇二维对称分布举例；
[0036] 图10是本发明的一种输入单元举例；
[0037] 图11是本发明的一种分光元件F-P标准的工作原理
[0038]图12是本发明的一种反射单元，固定反射镜的工作原理 [003引其中；
[0040] 1-1、光输入输出单元； 1-2、分光单元；
[0041] 1-3、反射单元； 2-1、光纤簇；
[0042] 2-2、G-LENS透镜； 2-3、第一入射光纤；
[0043] 2-4、第二入射光纤； 2-5、第一出射光纤；
[0044] 2-6、第二出射光纤； 4-1、入射混合光束；
[0045] 4-2、衍射光栅； 4-3、经衍射分开的光束；
[0046] 5-1、娃基板； 5-2、活动反射镜；
[0047] 5-3、第一电极； 5-4、第二电极；
[0048] 7-1、单次滤波光谱； 7-2、多次滤波光谱；
[0049] 8-1、反射端子； 10-1、透镜；
[0050] 11-UF-P标准具； 11-2、干设输出光；
[0051] 12-1、固定反射镜；
【具体