专利名称：光学器件的调频的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学器件，更具体地说，涉及诸如交错器(interleaver)和解交错器(deinterleaver)之类光学器件的调谐。
光学器件和元件及有关网络通常具有比有线元件和网络更大的带宽。使光学元件和网络能够具有比有线元件和网络更大的带宽的技术之一是波分多路复用技术(WDM)，这种技术提供增大的光缆容量。密集波分多路复用技术(DWDM)是WDM的进一步改进。
WDM和DWDM技术通过在不同的光学波长或光通道上传送不同的信号，把多个光学信号结合到单个光纤中。可以多种方式实现交错和解交错。当通道间距变得更为紧凑时，光学元件通常必须变得更小，并且生产必须更精确。对于一些应用来说，满意的性能所需的精度超过了可达到的制造容限。对于这些应用来说，所需的是一种用于和仅通过制造规范和容限相比，把光学器件调整到更高的精度的技术。
因此，本发明涉及一种方法，该方法包括确定光学部件的频率响应；和利用具有厚度和光轴取向的调谐板改变光学部件的频率响应。
本发明的另一方面涉及一种设备，它包括确定光学部件的频率响应的装置；和利用具有厚度和光轴取向的调谐板改变光学部件的频率响应的装置。
在附图中以举例而不是限定的方式说明了本发明，其中相同的附图标记表示相似的组件。
图1是从具有100GHz间距的光通道方案到具有200GHz间距的光通道方案的转变的原理图。
图2是用于实现从具有50GHz间距的光通道方案到具有200GHz间距的光通道方案的转变的光学解交错器的一个实施例的方框图。
图3是用于实现从具有200GHz间距的光通道方案到具有50GHz间距的光通道方案的转变的光学交错器的一个实施例的方框图。
图4图解说明了利用调谐板调谐的双折射元件的一个实施例。
图5图解说明了具有石英板的调谐元件的频率灵敏性。
图6图解说明了双程折叠式交错器/解交错器的一个实施例的顶视图。
图7图解说明了双程折叠式交错器/解交错器的另一实施例的侧视图。
图8图解说明了根据本发明的三程折叠式解交错器/交错器的顶视图。
图9图解说明了根据图8的三程折叠式解交错器/交错器的侧视图。
图10图解说明了根据本发明的单程折叠式解交错器/交错器的顶视图。
图11a和11b分别图解说明了根据本发明的单程折叠式解交错器/交错器的顶视图和侧视图。
下面将说明调谐光学器件的方法和设备。在下面的说明中，为了说明起见，陈述了许多具体细节，以便彻底地理解本发明。但是，对于本领域中的技术人员来说，显然可在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其它情况下，为了避免使本发明模糊不清，以方框图的形式表现结构和器件。
说明书中，“一个实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中不同地方中术语“在一个实施例中”的出现，并不一定都指的是同一实施例。
可通过把调谐板插入光学器件的光程中，调整光学器件。调谐板可以是，例如石英板。通过选择恰当的厚度和光轴取向，调谐板可用于把光学器件调整到仅仅借助该光学器件的元件的制造规范和容限是不能实现的精度。由于石英具有相当小的双折射率，石英制成的调谐板可较厚，因此，和光学器件的元件相比，制造精度更高。
图1是从具有100GHz间距的光通道方案到具有200GHz间距的光通道方案的转变的原理图。图1的转变可用于，例如使用来与具有200GHz通道间距的光通道方案一起工作的光学器件能够与用来和具有100GHz通道间距的光通道方案一起工作的其它器件或网络相互配合。100GHz通道间距和200GHz通道间距之间的转变允许，例如在不对与该网络相互配合的所有器件升级的情况下，增大网络带宽。
在一个实施例中，图1的转换器是把具有偶通道和奇通道(例如ITU通道)的光学信号分离成包括偶通道的第一光学信号和包括奇通道的第二光学信号的解交错器。在信号被解交错之后，奇通道具有200GHz间距，偶通道具有200GHz间距。可借助交错器把偶通道和奇通道重新组合成单个信号。换句话说，具有200GHz间距的偶通道和奇通道可被组合(交错)成具有100GHz信号间距的光学信号。类似的交错可用于在间距100GHz的通道和间距50GHz的通道之间转变，以及在多组通道间距方案之间转变。
图2是用于实现从具有50GHz间距的光通道方案到具有200GHz间距的光通道方案的转变的光学解交错器的一个实施例的方框图。一般地，解交错器200包括解交错器210，以便从一组间距50GHz的通道转变成两组间距100GHz的通道。解交错器210还包括两个解交错器(220和230)，这两个解交错器分别把两组间距100GHz的通道中的一组转变为两组间距200GHz的通道。解交错器200允许用于间距200GHz的通道的器件与用于间距50GHz的通道的器件或网络相互配合。
光纤205带有具有50GHz间距的一组光学通道i。解交错器210把该组光学通道分离成多组偶通道2(j+1)和奇通道2j+1。偶通道被输入解交错器230，奇通道被输入解交错器220。偶通道和奇通道具有100GHz间距。
解交错器220和230用于进一步分离该组光学通道。原理上，解交错器220和230作用于相应的间距100GHz的通道，从而把输入通道分成“偶”和“奇”通道。解交错器220和230输入的多组通道具有200GHz间距。
解交错器220把奇通道分离成两组通道，由光纤240输出的奇-奇通道4k+1和由光纤250输出的奇-偶通道4k+2。解交错器230把偶通道分离成两组通道，由光纤260输出的偶-奇通道4k+3和由光纤270输出的偶-偶通道4(k+1)。
解交错器200输出的这四组通道是间距200GHz的通道。这样，解交错器200可用于使用于作用于间距200GHz的通道的一个或多个器件与用于作用于间距50GHz的通道的一个或多个器件或网络面接。
图3是用于实现从具有200GHz间距的光通道方案到具有50GHz间距的光通道方案的转变的光学交错器的一个实施例的方框图。一般来说，交错器300包括交错器310，以便从两组间距200GHz的通道转变成一组间距100GHz的通道。类似地，交错器320把两组间距200GHz的通道转变为一组100GHz通道。交错器330把两组间距为100GHz的通道转变为一组间距50GHz的通道。交错器300使用于间距200GHz的通道的器件可以和用于间距50GHz的通道的器件或网络相互配合。
借助光纤340，具有200GHz间距的奇-奇通道4k+1被输入交错器310。通过光纤350，具有200GHz间距的奇-偶通道4k+2被输入交错器310。交错器310交错奇-奇通道和奇-偶通道，产生一组具有100GHz间距的奇通道2j+1。
通过光纤360，具有200GHz间距的偶-奇通道4k+3被输入交错器320。通过光纤370，具有200GHz间距的偶-偶通道4(k+1)被输入交错器320。交错器320交错器偶-奇通道和偶-偶通道，产生一组具有100GHz间距的偶通道2(j+1)。
交错器330交错偶通道和奇通道，产生一组具有50GHz间距的通道i。这样，交错器300允许用于作用于具有200GHz间距的光通道的器件与用于作用于具有50GHz间距的光通道的器件相互配合。还可支持其它通道间距。
图4图解说明了利用调谐板调谐的双折射元件的一个实施例。也可利用调谐板调谐其它类型的光学元件。在一个实施例中，双折射元件400包括TiO2晶体420和YVO4晶体410。其它晶体材料也可用于构成双折射元件。在一个实施例中，TiO2晶体420和YVO4晶体410均垂直取向于，或者近似于垂直取向于信号通过该元件的光程。
通过在光程中，把调谐板430插入双折射元件400内，调谐双折射元件400。选择调谐板430的厚度，以便提供所需的频率偏移。在一个实施例中，调谐板430是石英(SiO2)；但是，也可使用其它材料。由于双折射元件400的晶体垂直于光程，由角度调整引起的离散效应被降低或被消除。
图5图解说明了具有石英板的调谐元件的频率灵敏性。上图表示了随调谐板厚度(微米)而变的频率方面的变化(0-70℃)。中图表示了随调谐板厚度(微米)而变的频率方面的变化(在ITU通道1940上)。第三个图表示了随调谐板厚度(微米)而变的频率方面的变化的10倍情况。
正的调谐板厚度对应于调谐板的光轴平行于YVO4晶体410的光轴时的构型。负的调谐板厚度对应于调谐板的光轴垂直于YVO4晶体410的光轴时的构型。
图6图解说明了双程折叠式交错器/解交错器的一个实施例的顶视图。图6的箭头对应起解交错器作用的双程折叠式交错器/解交错器。换句话说，在多个频率上带有信息的光学信号，例如波分多路复用(WDM)信号被接收并被分离成两个光学信号，每个光学信号包括来自于输入光学信号的一个预定的频率子集(例如，偶通道和奇通道)。
简而言之，在首次通过双折射元件之前，光学信号被水平偏振。在首次通过过程中，通过利用半波偏振片和双折射元件，偶通道和奇通道被交替偏振。为二次通过该双折射元件分离，反射并旋转偶通道和奇通道，从而在首次通过之后，当偶通道和奇通道离开双折射元件时，对于第二次通过来说，它们具有不同的偏振。
通过端口600接收光学信号。在一个实施例中，端口600是具有使光线准直的GRIN透镜和分离光学信号的水平偏振分量和垂直偏振分量的离散晶体的准直组件。也可使用其它类型的透镜，或者可接收预先准直的光线。端口600接收经过光纤的光学信号，并利用GRIN透镜使光学信号准直。
在一个实施例中，端口600还包括用于旋转光学信号的垂直偏振分量或水平偏振分量的半波偏振片602。在一个实施例中，半波偏振片602具有相对于端口600从光纤604接收的光学信号呈45°的方位角。在一个实施例中，端600的离散晶体偏移光学信号的垂直偏振分量，半波偏振片602使垂直偏振分量被水平偏振，以致当光学信号的各个分量通过偏振器605时，垂直偏振分量和水平偏振分量均被水平偏振。
准直后的光学信号通过离散晶体680和离散晶体682之间的通孔射向偏振器605。在一个实施例中，偏振器605为从端600达到双折射元件620的光学信号提供0°-15°范围内(例如2.6°)的偏振，但是根据，例如一个或多个半波偏振片的方位角，也可提供其它偏振。
通过偏振器605之后，光学信号射向双折射元件620。在一个实施例中，双折射元件620由晶体624和626组成，晶体624和626被选择成和单个双折射晶体相比，在工作温度范围内提供改进的热稳定性。在一个实施例中，晶体624是厚度2毫米的TiO2晶体，晶体626是厚度9.5毫米的YVO4晶体；但是，也可使用其它的尺寸。也可使用其它双折射元件，例如，如果热稳定性不重要，则可使用单个晶体，或者可使用其它的双晶体双折射元件。
通过双折射元件620后，光学信号被反射元件650反射。在一个实施例中，反射元件650是一个90°反射晶体；但是根据，例如，交错器/解交错器的物理布置，也可使用其它反射元件。在一个实施例中，光学信号的接收面和/或反射面具有用于补偿相应晶体中的相移的低价补偿器(图8中的元件840和842)。在备选实施例中，低价补偿器可被忽略。
反射元件650反射的光学信号通过双折射元件620射向反射元件652。在被反射元件652反射之后，光学信号通过半波偏振片630。在一个实施例中，半波偏振片630具有相对于从反射元件652到达双折射元件620的光学信号为0°至-15°，例如-6.5°的方位角。半波偏振片630的其它方位角可用于不同的滤光特性或物理构型。半波偏振片630在光学信号的普通分量和异常分量之间引入180°的相对相差。
在被反射元件652反射的情况下，在通过双折射元件620之后，光学信号通过半波偏振片634。在一个实施例中，半波偏振片634具有相对于从双折射元件620到离散晶体660的光学信号为15°-30°(例如22.5°)的方位角。半波偏振片634的其它方位角可用于不同的滤光特性或物理构型。
调谐板635用于调谐交错器/解交错器。调谐板635的厚度被选择成使交错器/解交错器的通带以要求的频率为中心。在一个实施例中，调谐板635由石英(SiO2)制成；但是，也可使用其它材料。调谐板635可被布置在交错器/解交错器内的其它位置。
当光学信号离开双折射元件620时，光学信号在半波偏振片636a和636b之间通过。在一个实施例中，相对于从离散晶体660到双折射元件620的光学信号，半波偏振片636a和636b的方位角为40°-50°(例如45°)；但是，在恰当地改变一个或多个其它半波偏振片和/或偏振器605的方位角的情况下，方位角可不同。
光学信号通过半波偏振片670，并被四分之一波长镜672反射。在一个实施例中，相对于从离散晶体660到四分之一波长镜672的光学信号，半波偏振片670的方位角为40°-50°(例如45°)；但是，在恰当地改变一个或多个其它半波偏振片和/或偏振器605的方位角的情况下，方位角可不同。四分之一波长镜672反射光学信号，使之重新通过离散晶体660。四分之一波长镜672还向光学信号的普通分量和异常分量引入90°的相移。
半波偏振片636a和636b使光学信号分量改变为正交偏振。在通过半波偏振片636a和636b之后，光学信号通过双折射元件620，通过半波偏振片630，并经过双折射元件620被反射元件652反射给反射元件650。反射元件650使光学信号反射通过双折射元件620和偏振器605，到达离散晶体680和682。离散晶体680和682分别把光学信号射向端口690和692。
端口690包括半波偏振片696，端口692包括半波偏振片694。在一个实施例中，半波偏振片694和696都具有相对于分别从离散晶体682和离散晶体680接收的光学信号呈45°的方位角。半波偏振片694和696旋转接收的光学分量，以致端口692和690分别均接收一个垂直偏振分量和一个水平偏振分量，结合所述垂直偏振分量和水平偏振分量，并分别射向光纤693和695。
对于起交错器作用的图6的光学器件来说，两组光学信号被输入端口690和692。按照和上面描述的解交错器功能的相反方式结合这两组光学信号。结合(交错)后的光学信号通过端口600被输出。这样，图6中图解说明的设备可用作交错器或者可用作解交错器。
图7图解说明了类似于图6的双程折叠式交错器/解交错器的本发明的一个实施例的侧视图。离散晶体660偏移光学信号，并且如上所述，四分之一波长镜672反射光学信号，使之反向通过双折射元件620。但是，在本实施例中，半波偏振片636a和636b被省略，从而分离后的光学信号在其偏振正交于它们离开双折射元件620时的偏振的情况下，重新进入双折射元件620。这种安排消除了由第一次通过双折射元件620引起的离散。按照和上面描述的类似方式，光学信号被反射，反向通过双折射元件620，到达离散晶体680和685，离散晶体680和685分别使光学信号偏移到端口690和692。
图8图解说明了多程光学交错器/解交错器的一个实施例的顶视图。在图8的多程光学交错器/解交错器中，光学信号按照和图6的交错器/解交错器相同的方式完成通过交错器/解交错器到达四分之一波长镜872的首次通过。调谐板835用于调谐图8的交错器/解交错器。在一个实施例中，调谐板835是石英板；但是，也可使用其它材料。如上所述，选择调谐板835的厚度和光轴取向，以便把交错器/解交错器的输出信号调整到要求的频率。调谐板835可被布置在交错器/解交错器内的其它位置。
除了不被离散晶体880和882接收和偏移之外，四分之一波长镜872按照和图6的交错器/解交错器相同的方式反射光学信号，使之反向通过双折射元件820，光学信号通过半波偏振片810和偏振器805，并被四分之一波长镜883反射。四分之一波长镜883和半波偏振片810旋转光学信号。按照和上面描述的相似方式，反射光学信号，使之反向通过双折射元件820，经过半波偏振片834，到达端口890和892。
端口890/892(端口892在端口890后面，从而在图8的图解说明中被遮蔽)分别包括半波偏振片896/894。在一个实施例中，相对于从离散晶体860接收的光学信号，半波偏振片896和894都具有为45°的方位角。半波偏振片896和894旋转接收的光学分量，从而端口890和892分别均接收一个垂直偏振分量和一个水平偏振分量，所述垂直偏振分量和水平偏振分量被结合，并被射向光纤。
为了起交错器的作用，两组光学信号被输入端口890和892。按照和上面描述的解交错器功能的相反方式结合这两组光学信号。结合(交错)后的光学信号通过端口800被输出。这样，图8中图解说明的设备可用作交错器或者可用作解交错器。
图9图解说明了图8的多程光学交错器/解交错器的侧视图。如上所述，光学信号按照和图6的交错器/解交错器相同的方式完成通过交错器/解交错器到达四分之一波长镜872的首次通过。
图10图解说明了在器件的公共侧面具有输入端口和输出端口的单程折叠式交错器/解交错器的一个实施例。图10的箭头对应于起解交错器作用的单程折叠式交错器/解交错器。换句话说，在多个频率上带有信息的光学信号，例如波分多路复用(WDM)信号被接收并被分离成两个光学信号，每个光学信号包括来自于输入光学信号的一个预定的频率子集(例如，偶通道和奇通道)。
通过端口1000接收光学信号。在一个实施例中，端口1000是具有使光线准直的GRIN透镜的准直组件。也可使用其它类型的透镜，或者可接收预先准直的光线。端口1000接收经过光纤的光学信号，并利用GRIN透镜使光学信号准直。
在一个实施例中，端口1000还包括用于旋转光学信号的垂直偏振分量或水平偏振分量的半波偏振片1002。在一个实施例中，半波偏振片602具有相对于端口1000从光纤1004接收的光学信号呈45°的方位角。在一个实施例中，端口1000的离散晶体偏移光学信号的垂直偏振分量，半波偏振片1002使垂直偏振分量被水平偏振，以致垂直偏振分量和水平偏振分量均被水平偏振。
准直后的光学信号射向反射元件1010。在一个实施例中，反射元件1010是一个90°反射晶体；但是根据，例如，交错器/解交错器的物理布置，也可使用其它反射元件。在一个实施例中，光学信号的接收面和/或反射面具有用于补偿相应晶体中的相移的低价补偿器1080。如果反射元件不会引起相移，则可省略低价补偿器1080。
反射元件1010反射的光学信号射向并通过半波偏振片1030。半波偏振片1030在光学信号的普通分量和异常分量之间引入180°的相对相差。在一个实施例中，半波偏振片1030按照第一预定方位角取向。在一个实施例中，相对于从反射元件1010到达双折射元件1020的光学信号，第一方位角为0°-10°(例如3.5°)；但是，在恰当地改变一个或多个其它半波偏振片的角度的情况下，方位角可不同。
在通过半波偏振片1030之后，光学信号射向双折射元件1020。在一个实施例中，双折射元件1020由晶体1024和1026组成，晶体1024和1026被选择成和单个双折射晶体相比，在工作温度范围内提供改进的热稳定性。在一个实施例中，晶体1024是厚度约2毫米的TiO2晶体，晶体1026是厚度约9.5毫米的YVO4晶体。在一个实施例中，双折射元件1020具有为5mm×8mm的横截面；但是，也可使用其它尺寸。也可使用其它的双折射组件，例如，如果热稳定性不重要，则可使用单个晶体，或者可使用其它的双晶体双折射组件。
通过双折射元件1020之后，光学信号被反射元件1012反射，反向通过双折射元件1020。在一个实施例中，反射元件1012是一个90°反射晶体；但是，也可使用其它反射元件。在一个实施例中，光学信号的接收面和反射面具有用于补偿相应晶体中的相移的低价补偿器1082。如果反射元件不会引起相移，则可省略低价补偿器1082。
在被反射元件1012反射的情况下，在通过双折射元件1020之后，光学信号通过半波偏振片1032。在一个实施例中，相对于从双折射元件1020到反射元件1014的光学信号，半波偏振片1032按照第一方位角(例如3.5°)取向。半波偏振片1032或半波偏振片1032和1030的其它方位角可用于不同的滤光特性或物理构型。
在通过半波偏振片1032之后，光学信号被反射元件1014反射。在一个实施例中，反射元件1014是一个90°反射晶体；但是，也可使用其它反射元件。在一个实施例中，光学信号的接收面和反射面具有用于补偿相应晶体中的相移的低价补偿器1084。如果反射元件不会引起相移，则可省略低价补偿器1084。
反射元件1014反射的光学信号射向并通过半波偏振片1034。在一个实施例中，半波偏振片1034按照第二预定方位角取向。在一个实施例中，相对于从反射元件1014到达双折射元件1020的光学信号，第二方位角为0°至-10°(例如-9°)；但是，在恰当地改变一个或多个其它半波偏振片的方位角的情况下，方位角可不同。
在通过双折射元件1020之后，光学信号被反射元件1016反射通过双折射元件1020。在一个实施例中，反射元件1016是一个90°反射晶体；但是，也可使用其它反射元件。在一个实施例中，光学信号的接收面和反射面具有用于补偿相应晶体中的相移的低价补偿器1086。如果反射元件不会引起相移，则可省略低价补偿器1086。
在被反射元件1016反射的情况下，在通过双折射元件1020之后，光学信号通过半波偏振片1036。在一个实施例中，相对于从双折射元件1020到反射元件1018的光学信号，半波偏振片1036按照第二方位角(例如-9°)取向。半波偏振片1036或半波偏振片1036和1034的其它方位角可用于不同的滤光特性或物理构型。
在通过半波偏振片1036之后，光学信号被反射元件1018反射。在一个实施例中，反射元件1018是一个90°反射晶体；但是，也可使用其它反射元件。在一个实施例中，光学信号的接收面和反射面具有用于补偿相应晶体中的相移的低价补偿器1088。如果反射元件不会引起相移，则可省略低价补偿器1088。
反射元件1018反射的光学信号射向并通过半波偏振片1038。在一个实施例中，半波偏振片1038按照第三预定方位角取向。在一个实施例中，相对于从反射元件1018到双折射元件1020的光学信号，第三方位角为22.5°。在一个备选实施例中，相对于从反射元件1018到双折射元件1020的光学信号，半波偏振片1038的方位角为-22.5°。
通过双折射元件1020之后，光学信号通过调谐板1090到达半波偏振片1040。在一个实施例中，相对于从双折射元件1020到光束分离器1050的光学信号，半波偏振片1040按照第三预定方位角(例如22.5°)取向。在一个备选实施例中，相对于从双折射元件1020到光束分离器1050的光学信号，半波偏振片1040的方位角为-22.5°。
调谐板1090用于调谐图10的交错器/解交错器。在一个实施例中，调谐板1090是石英板；但是，也可使用其它材料。如前所述，调谐板1090的厚度和光轴取向635的厚度被选择成把交错器/解交错器的输出信号调整到要求的频率。调谐板1090可被布置在交错器/解交错器内的其它位置。
在一个实施例中，半波偏振片1038和1040的方位角确定光学信号将射向哪个端口。如果半波偏振片1038和1040的方位角为22.5°，则第一组光学信号(例如，偶通道)射向端口1070，第二组光学信号(例如，奇通道)射向端口1072。如果方位角为-22.5°，则第一个光学信号射向端口1070，第二组光学信号射向端口1072。这样，半波偏振片1038和1040可用于提供转换功能。在一个实施例中，半波偏振片1038和1040是可机械移动的组件。在一个备选实施例，半波偏振片1038和1040是电压控制液晶组件，电压可用于控制组件的开关状态。
随后，光学信号通过偏振光束分离器1050。偏振光束分离器向两个输出准直器提供输出信号。偏振光束分离器1050基于偏振分离光学信号。光学信号被分成水平偏振信号和垂直偏振分量。一个输出信号(例如，水平偏振分量)射向端口1070，另一输出信号(例如，垂直偏振分量)射向反射元件1060，反射元件1060把所述另一输出信号反射给端口1072。也可使用其它光束分离组件。
端口1070包括半波偏振片1075，端口1072包括半波偏振片1077。在一个实施例中，相对于从偏振光束分离器1050接收的光学信号，半波偏振片1077和1075都具有为45°的方位角。半波偏振片1077和1075旋转接收的光学分量，以致端口1072和1070分别均接收一个垂直偏振分量和一个水平偏振分量，所述垂直偏振分量和水平偏振分量被结合并分别被射向光纤1079和1079。
在一个实施例中，端口1070和1072之后接收偶ITU通道，另一端口接收奇ITU通道。还可提供其它滤光特性。例如，第一组通道(例如1-4)可被引向一个端口，另一组通道(例如5-8)可被引向另一端口。
为了起交错器的作用，两组光学信号被输入端口1070和1072。按照和上面描述的解交错器功能的相反方式结合这两组光学信号。结合(交错)后的光学信号通过端口1000被输出。这样，图10中图解说明的设备可用作交错器或者可用作解交错器。
图11a图解说明了模块化交错器/解交错器的一个实施例的顶视图。图11b图解说明了模块化交错器/解交错器的一个实施例的侧视图。为了便于根据图11a和11b进行说明，规定x轴在图11a和11b的页面平面内，并且正方向指向图11a和11b的顶部，y轴垂直于图11a和11b的页面平面，并且正方向进入页面，z轴正交于x轴和y轴，并且正方向指向图11a和11b的右侧。
当起解交错器的作用时，包括偶通道和奇通道的光学信号被端口1100接收。在一个实施例中，端口1100是具有使光线准直的GRIN透镜和分离光学信号的水平偏振分量和垂直偏振分量的离散晶体的准直组件。也可使用其它类型的透镜，或者可接收预先准直的光线。端口110接收经过光纤的光学信号，并利用GRIN透镜使光学信号准直。
离散晶体1110分离光学信号的普通光束和异常光束。在图11中图解说明的实施例中，该分离位于正交于图11的页面的平面上(y轴)。也可使用其它分离。在一个实施例中，偏振器1120向光学信号提供2.6°的偏振；但是，也可使用其它偏振。
光学信号随后通过双折射元件1130。在一个实施例中，双折射组件1130由晶体1132和1134组成，晶体1132和1134被选择成和单个双折射晶体相比，在工作温度范围内提供改进的热稳定性。在一个实施例中，晶体1132是厚度2毫米的TiO2晶体，晶体1134是厚度9.5毫米的YVO4晶体；但是，也可使用其它的尺寸。也可使用其它双折射元件，例如，如果热稳定性不重要，则可使用单个晶体，或者可使用其它的双晶体双折射组件。在一个实施例中，相对于在图11中从左到右通过的光学信号，双折射元件1130按照0°至-20°(例如-13°)的方位角取向。也可使用其它方位角。
在一个实施例中，双折射元件1140包括四个晶体，两个为TiO2晶体(1142和1146)，两个为YVO4晶体(1144和1148)。在一个实施例中，TiO2晶体的厚度为2毫米，YVO4晶体的厚度为9.5毫米；但是，也可使用其它厚度。也可使用其它双折射元件。在一个实施例中，相对于在图11中从左到右通过光学信号，双折射元件1130和1140按照-11°--15°(例如-13.5°)和40°-50°(例如45°)的方位角取向。也可使用其它方位角。
离散晶体1150在图11的页面平面内(x轴)分离光学信号。Wollaston光束分离器1170沿x方向分离光学信号。
半波偏振片1180以45°的方位角取向；但是，也可使用其它方位角。离散晶体1190沿x方向偏移光学信号，以使光学信号更接近。光学信号被射向端口1195。在一个实施例中，端口1195是把光学信号射向两个光纤的双光纤准直器。在备选实施例中，可用偏振光束分离器替换Wollaston光束分离器1170，以及用两个单光纤准直器替换端口1195。
当起交错器的作用时，进行反向过程。由端口1195接收两个光学信号(例如偶通道和奇通道)。当光学信号通过交错器/解交错器时，光学信号被结合成具有偶通道和奇通道的单个光学信号。结合后的信号通过端口1100被输出。
调谐板1200用于调谐图11的交错器/解交错器。在一个实施例中，调谐板1200是石英板；但是，也可使用其它材料。如上所述，调谐板1200的厚度和光轴取向被选择为把交错器/解交错器的输出信号调整到要求的频率。调谐板1200可被布置在交错器/解交错器内的其它位置。
在上面的说明中，已参考本发明的具体实施例描述了本发明。但是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，显然可对本发明做出各种修改和改变。因此，说明书和附图应被看作对本发明的举例说明，而不是对本发明的限制。
权利要求
1．一种调谐光学部件的方法，所述光学部件包括一个双折射元件，所述方法包括下述步骤确定光学部件的频率响应；和利用具有厚度和光轴取向的调谐元件改变光学部件的频率响应。
2．按照权利要求1所述的方法，其中调谐元件包括石英板。
3．按照权利要求1所述的方法，其中和该光学部件的至少一个其它子部件相比，调谐元件具有小的双折射率。
4．按照权利要求1所述的方法，其中改变光学部件的频率响应包括把调谐元件插入交错器或解交错器的光程中。
5．按照权利要求1所述的方法，还包括改变该部件的角度。
6．一种设备，它包括包括双折射元件的光学部件；和利用具有厚度和光轴取向的调谐元件改变光学部件的频率响应的调谐装置。
7．按照权利要求6所述的设备，其中调谐装置包括石英板。
8．按照权利要求6所述的设备，其中和该光学部件的至少一个其它子部件相比，调谐装置具有小的双折射率。
9．按照权利要求6所述的设备，其中调谐装置被插入光程中，以便改变交错器或解交错器的频率响应。
10．按照权利要求6所述的设备，还包括改变该部件的角度的装置。
全文摘要
描述了用于调谐光学器件的方法和设备。通过把调谐板插入光学器件的光程中,可调谐光学器件。调谐板可以是,例如石英板。通过选择恰当的厚度和光轴取向,调谐板可用于把光学器件调整到仅仅借助制造规范和光学器件的部件的容限是不能实现的精度。由于石英具有较小的双折射率,石英制成的调谐板可较厚,于是和光学器件的部件相比,制造精度更高。
文档编号H03M13/27GK1312627SQ01110929
公开日2001年9月12日 申请日期2001年3月2日 优先权日2000年3月3日
发明者戴国仇, 张国威 申请人:E－Tek动力学公司