波分复用的制作方法

专利名称：波分复用的制作方法
技术领域：
本说明书涉及波分复用。
背景技术：
常规的波分复用(“wavelengthdivision multiplexing, WDM”)允许单个光纤 传送具有多个光流的信号，其中，每一个光流可以具有不同的波长。承载不同波长的多个光 流提高了信号的带宽，其中，总带宽是由每一个单独波长提供的带宽之和。通常，为了组合多个光流(例如分别具有波长λ 1、λ 2、λ 3、λ 4、λ 5、λ 6、λ 7禾口 λ 8的八个单独光流)，单独光流被递增组合以形成包括所有(例如八个)单独光流的波长 的单个信号。例如，组合分别具有波长λ 1和λ 2的光流以形成包括两个波长λ 1和λ 2 的单个光信号。类似地，具有波长λ 1和λ 2的光信号被与包括波长λ 3的第三光流再次 组合以形成包括三个波长入1、入2和λ 3的单个光信号。重复添加光流的这个过程，直到 形成了包括八个波长入1、入2、λ 3、λ 4、λ 5、λ 6、λ 7禾口 λ 8的单个光信号为止。作为结 果的具有多个波长的光流通常被称为波分复用信号。此外，波分复用信号也可以被分解以形成一个或更多个光流，每一个均包括一个 或更多个波长。分解复用信号通常被称为解复用。常规的解复用是复用的相反过程。被复 用的信号(例如包括八个波长入1、入2、λ 3、λ 4、λ 5、λ 6、λ 7禾口 λ 8的单个光流)被引 导至滤光器。滤光器透射具有单个波长，例如λ 1的光，并反射包括除了 λ 1以外的波长的 光。结果，当被复用的包括波长入1、入2、λ 3、λ 4、λ 5、λ 6、λ 7禾口 λ 8的光流入射到λ 1 的滤光器上时，滤光器使包括波长λ 1的光流通过，并反射只包括七个波长λ2、λ3、入4、 λ 5、λ 6、λ 7禾口 λ 8的第二复用光流。常规的解复用装置通常具有三个端口。包括多个波长的复用信号被输入第一端 口。第二端口输出被滤光器通过的光流(例如，只具有一个波长λ 1)，并且第三端口输出从 滤光器反射的光流(例如，具有七个波长λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7和λ8)。可以使用 多个滤光器结构来分离出具有其他波长的流。

发明内容
本说明书描述涉及波分复用的技术。—般来说，在一个方面，提供了一种波分复用(WDM)耦合器。所述WDM耦合器包 括包括第一管的输入块，所述第一管支承输入双光纤带尾纤毛细管(input dual fiber Pigtailed capillary)，所述毛细管支承输入光纤和反射光纤；包括支承第一内管和第二 内管的中心管的中心块，所述第一内管把第一透镜支承在所述第一内管内，并且所述第二 内管把第二透镜支承在所述第二内管内，所述中心块还包括被置于所述第一透镜和所述第 二透镜之间并紧固于所述第一或第二内管的端面的WDM滤光器；和包括支承输出单光纤带 尾纤毛细管(output single fiber pigtailed capillary)的第二管的输出块，所述毛细 管支承透射光纤。其中，所述耦合器从所述输入光纤输入信号，并通过所述透射光纤输出透射的信号，并通过所述反射光纤输出反射的信号。所述WDM耦合器的实施方案可以包括一个或更多个下列特征。所述输入毛细管、 所述输出毛细管、所述第一透镜和所述第二透镜围绕光轴可以具有不同的转动取向。所述 第一和第二透镜可以从由C透镜、GRIN透镜、D透镜、和在几何上被配置成装入透镜支承内 管的透镜构成的组中选择。所述WDM滤光器可以包括第一侧和第二侧，所述第一侧包括一 个或更多个薄膜涂层，并且其中，所述WDM滤光器的所述第一或第二侧被紧固于所述第一 内管的端面。所述中心块还可以包括耦合在所述WDM滤光器和所述第二内管之间的光学部 件。所述WDM滤光器可以包括第一侧和第二侧，所述第一侧包括一个或更多个薄膜涂层，并 且其中，所述WDM滤光器的所述第一或第二侧被紧固于所述第二内管的端面。所述中心块 还可以包括耦合在所述第一内管和所述WDM滤光器之间的光学部件。所述光学部件可以是 第二 WDM滤光器和/或光学隔离器。所述第一透镜或第二透镜可以包括角度研磨平坦表面 (angle-polished flat surface)。一般来说，在一个方面，提供了一种波分复用(WDM)耦合器。所述WDM耦合器包 括包括第一管的输入块，所述第一管支承输入双光纤带尾纤毛细管，所述毛细管支承输入 光纤和反射光纤；包括支承第一透镜、第二透镜和滤光器组件的中心管的中心块，所述滤光 器组件包括内管和WDM滤光器，其中，所述WDM滤光器被紧固于所述内管的端面，所述滤光 器组件被置于所述第一透镜和所述第二透镜之间；和包括支承输出单光纤带尾纤毛细管的 第二管的输出块，所述毛细管支承透射光纤。所述WDM耦合器的实施方案可以包括一个或更多个下列特征。所述输入毛细管、 所述输出毛细管、所述第一透镜和所述第二透镜围绕光轴可以具有不同的转动取向。所述 第一透镜、所述第二透镜和所述滤光器组件可以被相互不接触地置于所述中心管中。所述 滤光器组件还可以包括光学部件；所述光学部件可以是第二WDM滤光器和/或光学隔离器。 所述第一和第二透镜可以包括角度研磨平坦表面。一般来说，在一个方面，提供了一种波分复用(WDM)耦合器。所述WDM耦合器包括 输入毛细管和输出毛细管，其中，所述输入毛细管支承多个输入和反射光纤，并且所述输出 毛细管支承多个透射光纤。所述WDM耦合器的实施方案可以包括一个或更多个下列特征。每一组输入、反射 和输出光纤可以位于分离的平面中。光纤可以大致在相同平面中。一般来说，在一个方面，提供了一种波分复用(WDM)耦合器。所述WDM耦合器包括 输入毛细管和输出毛细管，其中，所述输入毛细管支承第一和第二输入光纤以及第一和第 二反射光纤，并且，所述输出毛细管支承第一和第二透射光纤。所述WDM耦合器的实施方案可以包括一个或更多个下列特征。第一输入光纤和第 一反射光纤可以在第一平面中，并且第二输入光纤和第二反射光纤可以在第二平面中，其 中，所述第一平面大致垂直于所述第二平面。所述第一透射光纤可以在第一平面中，并且所 述第二透射光纤可以在第二平面中，其中，所述第一平面大致垂直于所述第二平面。所有光 纤可以大致在相同的平面中。一般来说，在一个方面中，提供了一种方法。所述方法包括把第一透镜置于第 一管内；把第二透镜置于第二管内；把滤光器紧固于所述第一管或者所述第二管的端面； 和把所述第一管和所述第二管置于中心管内，包括调整所述第一管和所述第二管的相对位置，所述调整包括相对于光轴把所述第一管和所述第二管的位置转动到不同取向。[oo16] 在本说明书中描述的主题的具体实施例可以被实施，以实现一个或更多个下列优点。wDM耦合器可以被装配和对准。在对准以后，可以使用UV固化环氧树脂在例如室温下固定各部件，以使对准不受部件的固定的影响。还可以通过在装配后加热到规定的预定温度(例如110摄氏度)来进一步处理所述wDM耦合器，这提供了在各种温度和湿度条件下稳定的wDM耦合器，导致了无热平台光学装置(athermal platf。rm。ptiCal deViCe)。[oo17] 所述wDM耦合器的分离部件可以被相对于彼此转动以便减小离散效应(Walf一。ffeffeCt)从而基本上使插入损耗最小化并允许使用具有成角度的表面的部件(例如具有研磨角度表面的C透镜和毛细管)。[oo18] 所述wDM耦合器可以使用由具有相似的热膨胀系数(CTE)的材料形成的部件以便减小热相关损耗(TDL)。[oo19] 可以使用环氧树脂芯吸(ep。Xy WiCking)对准和固定所述wDM耦合器的同心部件，以便防止环氧树脂分散到wDM耦合器的光学路径上或扩散到wDM耦合器的光学路径中。所述wDM耦合器配备了大滤光器(例如大致1．9×1．9mm’)，这能够改善wDM耦合器的性能。
其中包括滤光器的中心块被首先装配1然后装配输入和输出块的wDM耦合器能够提供高性能和低插入损耗，同时简化制造。
在某些实施方案中，提供了两个滤光器以便相对于单个滤光器增强wDM耦合器的总体滤光性能。此外，在其他的实施方案中，在wDM耦合器中包括隔离器以便相对于外部隔离器减少成本和空间要求。此外，可以在具有单个wDM滤光器的wDM耦合器中包括额外的光纤。
把wDM耦合器的透镜固定在单独的玻璃管内改善了制造和性能。例如，与具有精确地垂直于管体的端面的管相比，具有精确内径的玻璃管更容易制造。因此，与把透镜固定在管的端部相比，透镜将被更好地支承(即，更好的对准和更强的连接)在玻璃管内部。
可以按简化制造同时提供高性能1低插入损耗的装置的顺序装配wDM耦合器。例如，可以仅利用主动对准的精细调整，将输入块和输出块紧固于已装配并已对准的中心块。
在下面的描述和[f,t~-]中给出了本说明书中描述的主题的一个或更多个实施例的细节。从所述描述1附图和权利要求，该主题的其他特征1方面和优点将变得清晰。


图l是示例常规解复用装置的框图。
图2是示例透镜和光纤端面的框图。
图3是示例波分复用(wDM)耦合器的框图。
图4是用于形成图3的wDM耦合器的示例方法的流程图。
图5是wDM耦合器的示例中心块的框图。
图6是wDM耦合器的示例中心块的框图。
图7是wDM耦合器的示例中心块的框图。
图8是wDM耦合器的示例中心块的框图。
图9示出了用于六端口wDM耦合器的示例输入和输出配置。
图lo示出了输入毛细管的示例剖面和输出毛细管的对应的剖面。
在各图中相同的参考数字和名称指示相同的元件。
具体实施例方式图1是示例常规解复用装置100的框图。解复用装置100包括第一光纤22、第二 光纤42、第三光纤50、第一透镜沈、第二透镜38和滤光器34。第一端口耦合到第一光纤22，第二端口耦合到第二光纤42，并且第三端口耦合到 第三光纤50。第一光纤22和第三光纤50光学耦合到第一透镜沈。类似地，第二光纤42 光学耦合到第二透镜38。滤光器34光学耦合在第一透镜沈和第二透镜38之间。具有八个波长λ 1、λ 2、λ 3、λ 4、λ 5、λ 6、λ 7禾口 λ 8的复用信号20可以通过第 一端口(被称为公共端口)被输入第一光纤22。复用信号20从位于第一透镜沈的前焦面 上的第一光纤22的光纤端部M离开第一光纤22。因此，离开第一光纤22的承载复用信 号20的光束观可以被第一透镜沈准直。在某些实施方案中，光纤端部M可被置于距第 一透镜沈的光轴30指定的距离d。结果，光束28通过第一透镜沈，作为相对于光轴30成 角度的准直光束32离开。例如，准直光束32与光轴30形成角度α。滤光器34可以被配置成使得以指定入射角(例如α )入射的指定波长(例如入1) 的光束通过。在某些实施方案中，可以通过在衬底(例如玻璃)上涂敷多个薄膜以产生薄 膜滤光器(TFF)来形成滤光器34。由于准直光束32以入射角α入射在滤光器34上，滤光 器34可以使得准直光束32的具有波长λ 1的部分通过，该部分变成经过滤光的准直光束 36。经过滤光的准直光束36可以被第二透镜38聚焦在第二光纤42的光纤端部40上。在某些实施方案中，透镜沈和38可以相同并且同轴，以使光纤端部40位于第二 透镜38的后焦面上，并位于距光轴30相同的距离d。但是，第一和第二透镜沈和38的其 他配置是可能的。最后，包括波长λ 1的光流44可以通过第二端口(被称为透射端口)离 开第二光纤42。入射在滤光器34上的准直光32的剩余部分被滤光器34以反射角α反射。由于 准直光32的包括波长λ 1的部分透射通过了滤光器34，所以反射的准直光46包括七个波 长λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7和λ8。反射的准直光46可以被第一透镜洸聚焦在第三 光纤50的光纤端部48上，第三光纤50的光纤端部48可以被置于与光纤端部M相同的平 面上，并位于距光轴30相同的距离d，但是位于跨过光轴30的相对侧上。然后，包括波长 λ 2-λ 8的光流52可以通过第三端口(被称为反射端口)离开第三光纤50。解复用装置100也可以被配置为复用装置。例如，波长λ 1的第一光流可以被输 入第二端口。此外，包括单个波长(λ 2)或多个波长(λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7和λ 8) 的第二光流可以从第三端口被输入。第一光流通过滤光器而第二光流从滤光器被反射。结 果，从第一端口可以输出具有波长λ 和λ2或者λ1-λ8的复用光流。尽管参照了包括 八个单独波长的复合信号，但是其他数量的信号可以被组合在源流中(例如至少两个)。图2是示例透镜和光纤端面200的框图。透镜在形状上通常是圆柱形的(例如杆 状的)以顺应管状的外壳。此外，光纤的端面通常被研磨(polish)以形成指定的研磨角。 例如，图2示出具有端面52的光纤M。端面52被研磨以形成研磨角β (例如大致等于8 度)。图2也示出了具有朝向光纤端面52的平坦表面56的透镜58。在某些实施方案中，透镜58的平坦表面56也可以被研磨以形成相同的研磨角β。结果，在光纤端部52的 部分反射光60和在透镜表面56的部分反射光62将不会传播回光纤M中。相反，如果光 纤端部52和透镜表面56不具有研磨角(即β = 0)，则反射光60和62可能传播回光纤 54中，并可能使位于光纤M的另一端的光源不稳定。在一侧上具有表面曲率、在另一侧上具有角度研磨平坦表面，并具有圆柱形(例 如杆状)的透镜可以被称为C透镜。此外，平行的角度研磨表面52和56可能导致来自光纤M的光流的主光线在透镜 58中偏离光轴。但是，由于光纤端部和透镜之间的间隙非常小，所以主光线的偏移也可能非常小。图3是示例波分复用(WDM)耦合器300的框图。术语WDM可以包括粗波分复用 (CffDM)和密集波分复用(DWDM)。WDM耦合器300包括输入块301、中心块302和输出块304。输入块301包括被配 置成支承双光纤带尾纤输入毛细管202的第一玻璃管200。双光纤带尾纤输入毛细管202 可以被配置成支承两个单独的光纤。输出块304包括被配置成支承单光纤带尾纤输出毛细 管216的第二玻璃管214。单光纤带尾纤输出毛细管216可以被配置成支承单个光纤。中心块302包括被配置成支承第一内玻璃管204和第二内玻璃管210的中心玻璃 管218。第一内玻璃管204可以被配置成支承第一透镜206。类似地，第二内玻璃管210可 以被配置成支承第二透镜212。WDM滤光器208可以光学耦合在第一透镜206和第二透镜 212之间。例如，WDM滤光器208可以被紧固于第一内玻璃管204的端面，朝向第一透镜206 的表面弯曲部分。在某些实施方案中，第一和第二透镜206和212可以是C透镜。或者，透镜206和 212可以是两个GRIN透镜，或者GRIN透镜和C透镜相组合。此外，可以使用D透镜或者其 他被配置成装入WDM耦合器300的透镜。此外，可以使用上面的透镜类型的任意组合。具有多个波长，例如λ 1、λ 2、λ 3、λ 4、λ 5、λ 6、λ 7禾口 λ 8的复用信号可以通过 第一端口(端口 1)输入双光纤带尾纤毛细管202的输入光纤220。承载从毛细管202的端 部输出的复用信号的光入射在透镜206上。透镜206准直从光纤220的端部输出的复用信 号。被准直的复用信号入射在WDM滤光器208上。WDM滤光器208透射具有指定波长(例 如λ )的光。透射的经滤光的具有指定波长的准直光可以被第二透镜212聚焦到单光纤 带尾纤毛细管216的透射光纤224的端部。因此，通过第二端口(端口幻从透射光纤224 输出具有指定波长的第一输出光信号。准直复用信号的具有除了指定波长以外的一个或更多个波长(例如λ2、入3、 λ 4、λ 5、λ 6、λ 7和λ 8)的部分被WDM滤光器208反射。作为结果的反射准直光可以被 第一透镜206聚焦到双光纤带尾纤毛细管202的反射光纤222的端部。因此，具有一个或 更多个波长的第二输出光信号通过第三端口(端口幻从反射光纤222输出。图4是流程图，示出了用于形成包括中心块(例如中心块302)的WDM耦合器(例 如图3的WDM耦合器300)的示例方法400。装配中心块包括把第一透镜(例如透镜206) 置于第一内玻璃管(例如，第一内玻璃管204)内402。第一透镜相对于第一内玻璃管的位置被固定404。例如，可以使用基于第一内玻璃 管的端点确定滤光器(例如WDM滤光器208)和第一透镜之间的指定距离的工具来固定该位置。第一透镜被紧固于第一内玻璃管内406。紧固可以包括填充第一透镜和第一内玻璃 管之间的间隙(例如，用环氧树脂)。例如，对于大致从0. 0到30微米的间隙，环氧树脂经受可以把环氧树脂均勻分散 遍及间隙的芯吸过程(wicking process)。结果，第一内玻璃管和第一透镜可以相对于彼此 同轴放置。在某些实施方案中，第一内玻璃管和第一透镜之间的间隙可以被配置成大约10 微米，以便能够发生芯吸过程。此外，芯吸过程可以防止环氧树脂泄漏到第一透镜的光学表 面中。在某些实施方案中，环氧树脂被UV固化(例如，在室温下)。WDM滤光器被紧固于支承第一透镜的第一内玻璃管的端面408。例如，可以使用UV 固化的环氧树脂把WDM滤光器紧固于第一内玻璃管。或者，可以使用粘合剂或者其他适当 的连接手段来紧固WDM滤光器。第二透镜(例如，第二透镜212)被置于第二内玻璃管(例如，第二内玻璃管210) 中410。可以按和上面针对第一透镜和第一内玻璃管描述的类似的方式，使用环氧树脂把第 二透镜紧固在第二内玻璃管中。当滤光器被放置在两个透镜之间时，滤光器改变了透镜之间的自由空间光路。在 某些实施方案中，光路被简单地偏移。但是，当光纤和透镜被角度研磨时，光路的变化可能 变得复杂。复杂变化的结果被称为“离散(walk-off)”，其增大了插入损耗。为了克服离散效应(即，使得插入损耗最小化)，光纤和透镜被围绕光轴相对于彼 此转动。结果，可以获得与改变研磨角度类似的效果。在某些实施方案中，可以执行理论光路分析来找到第一透镜206(p)、第二透镜 212 (q)、输入毛细管202 (r)和输出毛细管216(s)的最佳取向，以便基本上使在第二和第三 端口处由离散效应大致同时引起的插入损耗最小化。例如，可以使用例如由kmax提供的 光学设计软件执行光路分析。由于光纤和透镜的取向是相对的，ρ可以最初被设置为0度，并且可以从光路分析 确定q、r和s的值。例如，从透镜朝“上”(例如，如图2中所示，短侧在顶部并且长侧在底 部)时的位置测量透镜的取向。从毛细管朝“下”(例如，如图2中所示，长侧在顶部并且短 侧在底部)时的位置测量毛细管的取向。减小插入损耗(包括转动角度研磨透镜和角度研磨光纤)能够被施加于具有一个 或多个角度研磨透镜以及一个或多个角度研磨光纤的任何装置。如图4中所示，第一内玻璃管和第二内玻璃管被插入中心玻璃管(例如中心玻璃 管218)412。第一内玻璃管被转动到第一透镜被对准在取向ρ = 0°为止414。类似地，第 二内玻璃管被转动到第二透镜被对准在指定的取向(例如计算的q值)为止416。第一内玻璃管和第二内玻璃管的位置被紧固418。在某些实施方案中，环氧树脂 被施加在中心玻璃管与第一和第二内玻璃管之间。在某些实施方案中，环氧树脂经受上面 描述的芯吸过程。此外，环氧树脂不泄漏到WDM滤光器或者第一和第二透镜的光学表面上。 此外，可以使用UV固化来保持部件之间的转动对准。在中心块已被装配和UV固化后，中心块还可以被进一步地处理，包括把中心块加 热指定的时间(例如，在大约110°c，大约1小时)。加热中心块可以增强WDM耦合器在高 温和高湿度条件下的稳定性。可以使用主动对准过程对准输入块(例如输入块301)、输出块(例如输出块304)和中心块419。例如，中心块、第一玻璃管(例如第一玻璃管200)和第二玻璃管(例如第 二玻璃管214)可以被支承在装配台上。双光纤带尾纤毛细管(例如，双光纤带尾纤毛细管 202)可以被插入第一玻璃管，并且单光纤带尾纤毛细管(例如，单光纤带尾纤毛细管216) 可以被插入第二玻璃管中。起初在如上所述的理论分析之后，将毛细管置于指定的取向 (例如，分别是r和s)。然后，在主动对准中，毛细管的取向被精细调整，以使透射和反射端 口处的插入损耗最小化。然后，输入块和输出块被与中心块紧固在一起以形成WDM耦合器420。在执行了主 动对准过程以便大致上使第二和第三端口处的插入损耗最小化以后，双光纤带尾纤毛细管 和单光纤带尾纤毛细管被分别紧固于第一管和第二管。例如，可以使用被施加在第一管与 双光纤带尾纤毛细管之间、第二管与单光纤带尾纤毛细管之间、以及第一管与中心管的端 部之间、和中心管与第二管之间的环氧树脂来执行固化。所施加的环氧树脂然后被固化(例如，使用UV光)。同样，可以执行环氧树脂固化 而不改变毛细管相对于中心块的对准。在WDM耦合器被装配和固化后，整个WDM耦合器被 再次处理，包括把WDM耦合器加热指定的时间(例如，在110°C，1小时)。最后的热处理可 以进一步增强WDM耦合器在高温和高湿度环境中的稳定性。图5是另一个示例中心块500的框图。中心块500包括第一内管502、第一透镜 506,WDM滤光器510、第二透镜508、第二内管504和外管518。第一透镜506被置于第一内 管502内。类似地，第二透镜508被置于第二内管504内。WDM滤光器510被紧固于第二 内玻璃管504的端面。在某些实施方案中，第一和第二透镜506和508按照与上面针对图 4描述的类似的方式被放置并紧固于第一和第二内管502和504内。在某些实施方案中，WDM滤光器510可以具有以抗反射涂层涂敷的第一侧。此外， WDM滤光器510的第二侧可以用一个或更多个薄膜涂敷。所述一个或更多个薄膜可以提供 WDM滤光器510的指定波长滤光。在某些实施方案中，WDM滤光器510的抗反射涂层侧被紧 固于第二内玻璃管504，所以滤光器性能将不受影响，因为薄膜不被环氧树脂着色。在其他 的实施方案中，WDM滤光器510的薄膜侧被紧固于第二内玻璃管504，所以端口 2处的离散 效应将被降低，因为薄膜侧朝向第二透镜508。如上所述，第一和第二内玻璃管被放置并紧 固于外管518内。图6是另一个示例中心块600的框图。中心块600包括第一内管602、第一透镜 606,WDM滤光器610、第二透镜608、第二内管604、外管618和光学元件620。第一透镜606 被置于第一内管602内。类似地，第二透镜608被置于第二内管604内。在中心块600中，WDM滤光器610被紧固于第一内管602的端部的表面，以使WDM 滤光器610被置于第一和第二内管602和604之间。光学元件620被附着于第二内管610 的端部的表面，以使光学元件620也被置于第一和第二内管602和604之间。此外，光学元 件620可以被放置成使得WDM滤光器610朝向光学元件620。或者，WDM滤光器610可以被 紧固于第二内管604，并且光学元件620可以被紧固于第一内管602。第一和第二内管602 和604可以被放置并紧固于外管618内，以形成中心块600。光学元件620可以是第二 WDM滤光器、隔离器，或者其他的光学部件。例如，当光 学元件620是第二 WDM滤光器时，级联的滤光器允许第二滤光器对通过第一滤光器的已经 被滤光的光流进行进一步滤光，改善由中心块600提供的滤光。或者，当光学元件620是隔离器时，隔离器可以防止光通过中心块600反向传播。例如，使用中心块600的解复用装置 可以使通过第一透镜606的进入复用信号入射在滤光器610上。使用隔离器作为光学部件 620防止光流通过第二透镜608进入中心块并入射在WDM滤光器610上。图7是示例中心块700的框图。中心块700包括第一透镜702、第二透镜704、滤 光器组件705和外管710。滤光器组件705包括WDM滤光器706和内管708。WDM滤光器 706被紧固于内管708的端面。第一透镜702、内管708和第二透镜704被放置并紧固于外 管710内。具体来说，内管708被置于第一透镜702和第二透镜704之间。在中心块700 中，第一透镜702和第二透镜704被放置并紧固于外管710内而不是像上面图6中那样置 于单独的内管内。在某些实施方案中，内管708不把任何光学部件支承在内管708内。相反，WDM滤 光器706被附着于内管708的端部。内管708可以被配置成装入外管710内，以使WDM滤光 器706能够被相对第一透镜702和第二透镜704放置。在某些实施方案中，第一透镜702、 第二透镜704和内管708(带有紧固的WDM滤光器706)在外管710内不接触。图8示出了中心块800的示例框图。中心块800和图7的中心块700类似，并包 括第一透镜702、第二透镜704、包括WDM滤光器706和内管708的滤光器组件705，以及外 管 710。此外，滤光器组件705还包括光学元件802。光学元件802可以被紧固于内管708 的端面(例如，内管708的与紧固WDM滤光器706的端部相反的端部)。光学元件802可以 是第二 WDM滤光器、光学隔离器，或者另一个光学部件。上面的中心块结构可以被用于具有多端口配置的WDM耦合器。例如，三端口复用 或解复用装置可以包括具有两个端口的输入块和具有一个耦合到中心块的端口的输出块， 以提供复用或解复用功能。可以按和上面针对图4描述的类似的方式装配耦合器。端口的 数量也可以缩放。例如，可以提供六端口复用/解复用装置。图9示出了用于六端口装置的输入和输出配置。图9包括输入毛细管902的剖面 和输出毛细管904的剖面。输入毛细管902沿y轴支承输入光纤906和反射光纤912，以 及沿χ轴支承额外的输入光纤910和反射光纤908。输出毛细管904沿y轴支承透射光纤 914，并沿χ轴支承额外的透射光纤916。在某些实施方案中，每一组输入、反射和透射光纤 位于单独的平面中。在某些实施方案中，这些单独的平面大致垂直。通过给上面所示的中心块配置提供输入毛细管902和输出毛细管904作为输入和 输出块，形成了六端口 WDM耦合器。因此，上面所示的每一个中心块配置可以被配置成提供 六端口 WDM耦合器。在六端口 WDM耦合器中，第一光流被输入光纤906，被滤光的光从光纤 914输出，并且反射光从光纤912输出。类似地，第二光流被输入光纤910，其被滤光的光从 光纤916输出，并且对应的反射光从光纤908输出。在某些实施方案中，可以提供三的倍数个端口。在三的倍数个端口(例如6、9、 12...)耦合器中，输入毛细管支承多个输入和反射光纤，并且输出毛细管支承对应的多个 透射光纤。每一组输入、反射和透射光纤位于与位于其他平面上的其他组分离的平面上。或者，所有光纤可以在同一平面中。图10示出了输入毛细管1002的示例剖面和 输出毛细管1004的对应剖面。被输入毛细管1002和输出毛细管1004支承的所有光纤位 于剖面的相同平面(例如y轴)中。输入毛细管1002沿y轴支承输入光纤906和反射光纤912，并且也沿y轴支承输入光纤910和反射光纤908。输出毛细管1004沿y轴支承透 射光纤914，并且沿y轴支承额外的透射光纤916。在某些实施方案中，也可以提供三的倍数个端口。在三的倍数个端口(例如6、9、 12...)耦合器中，输入毛细管支承多个输入和反射光纤，并且输出毛细管支承对应的多个 透射光纤。所有光纤大致位于相同平面中。虽然本说明书包含很多细节，但是这些细节不应该被理解为限制任何发明或者可 以要求保护的东西的范围，而是作为可能特定于具体发明的具体实施例的特征的描述。在 本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实施。 反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中被分离地实施，或 者以任何适当的子组合实施。而且，尽管在上面特征可能被描述为以某些组合作用，并且甚 至起初被如此要求保护，但是，来自所要求保护的组合的一个和更多个特征在某些情况下 可以从该组合去除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变化。类似地，虽然在附图中按特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为为了获得期 望的结果，要求这些操作应该被按示出的特定顺序或者按顺次顺序执行，或者，要求所有示 出的操作应该被执行。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有益的。而且，在上面描述 的实施例中各种系统部件的分离不应该被理解为在所有的实施例中要求这种分离。已经描述了在本说明书中描述的主题的具体实施例。其他的实施例在下列权利要 求的范围内。例如，在权利要求中记载的动作可以按不同的顺序执行，并仍获得期望的结 果。作为一个例子，为了获得期望的结果，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序 和顺次顺序。在某些实施方案中，多任务和并行处理可能是有益的。
权利要求
1.一种波分复用WDM耦合器，包含包括第一管的输入块，所述第一管支承输入双光纤带尾纤毛细管，所述毛细管支承输 入光纤和反射光纤；包括支承第一内管和第二内管的中心管的中心块，所述第一内管把第一透镜支承在所 述第一内管内，并且所述第二内管把第二透镜支承在所述第二内管内，所述中心块还包括 被置于所述第一透镜和所述第二透镜之间并紧固于所述第一或第二内管的端面的WDM滤 光器；和包括支承输出单光纤带尾纤毛细管的第二管的输出块，所述毛细管支承透射光纤，其中，所述耦合器从所述输入光纤输入信号，并且通过所述透射光纤输出透射信号并 通过所述反射光纤输出反射信号。
2.如权利要求1所述的耦合器，其中，所述输入毛细管、所述输出毛细管、所述第一透 镜和所述第二透镜围绕光轴具有不同的转动取向。
3.如权利要求1所述的耦合器，其中，所述第一和第二透镜选自由下述构成的组C透 镜、GRIN透镜、D透镜、以及在几何上被配置成装入透镜支承内管的透镜。
4.如权利要求1所述的耦合器，其中，所述WDM滤光器包括第一侧和第二侧，所述第一 侧包括一个或更多个薄膜涂层，并且其中，所述WDM滤光器的所述第一或第二侧被紧固于 所述第一内管的所述端面。
5.如权利要求4所述的耦合器，所述中心块还包含耦合在所述WDM滤光器和所述第二 内管之间的光学部件。
6.如权利要求1所述的耦合器，其中，所述WDM滤光器包括第一侧和第二侧，所述第一 侧包括一个或更多个薄膜涂层，并且其中，所述WDM滤光器的所述第一或第二侧被紧固于 所述第二内管的所述端面。
7.如权利要求6所述的耦合器，所述中心块还包含耦合在所述第一内管和所述WDM滤 光器之间的光学部件。
8.如权利要求5所述的耦合器，其中，所述光学部件是第二WDM滤光器。
9.如权利要求5所述的耦合器，其中，所述光学部件是光学隔离器。
10.如权利要求1所述的耦合器，其中，所述第一透镜或第二透镜包括角度研磨平坦表
11.一种波分复用WDM耦合器，包含包括第一管的输入块，所述第一管支承输入双光纤带尾纤毛细管，所述输入双光纤带 尾纤毛细管支承输入光纤和反射光纤；包括支承第一透镜、第二透镜和滤光器组件的中心管的中心块，所述滤光器组件包括 内管和WDM滤光器，其中，所述WDM滤光器被紧固于所述内管的端面，所述滤光器组件被置 于所述第一透镜和所述第二透镜之间；和包括支承输出单光纤带尾纤毛细管的第二管的输出块，所述毛细管支承透射光纤。
12.如权利要求11所述的耦合器，其中，所述输入毛细管、所述输出毛细管、所述第一 透镜和所述第二透镜围绕光轴具有不同的转动取向。
13.如权利要求11所述的耦合器，其中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述滤光器组 件被相互不接触地置于所述中心管中。
14.如权利要求11所述的耦合器，所述滤光器组件还包含光学部件。
15.如权利要求14所述的耦合器，其中，所述光学部件是第二WDM滤光器。
16.如权利要求14所述的耦合器，其中，所述光学部件是光学隔离器。
17.如权利要求11所述的耦合器，其中，所述第一和第二透镜包括角度研磨平坦表面。
18.一种波分复用WDM耦合器，包含输入毛细管和输出毛细管，其中，所述输入毛细管 支承多个输入和反射光纤，并且所述输出毛细管支承多个透射光纤。
19.如权利要求18所述的耦合器，其中，每一组输入、反射和输出光纤位于分离的平面中。
20.如权利要求18所述的耦合器，其中，所有光纤大致在相同平面中。
21.一种波分复用WDM耦合器，包含输入毛细管和输出毛细管，其中，所述输入毛细管 支承第一和第二输入光纤以及第一和第二反射光纤，并且，所述输出毛细管支承第一和第 二透射光纤。
22.如权利要求21所述的耦合器，其中，第一输入光纤和第一反射光纤在第一平面中， 并且第二输入光纤和第二反射光纤在第二平面中，其中，所述第一平面大致垂直于所述第 二平面。
23.如权利要求22所述的耦合器，其中，所述第一透射光纤在第一平面中，并且所述第 二透射光纤在第二平面中，其中，所述第一平面大致垂直于所述第二平面。
24.如权利要求21所述的耦合器，其中，所有光纤大致在相同的平面中。
25.一种方法，包含 把第一透镜置于第一管内； 把第二透镜置于第二管内；把滤光器紧固于所述第一管或者所述第二管的端面；和把所述第一管和所述第二管置于中心管内，包括调整所述第一管和所述第二管的相对 位置，所述调整包括相对于光轴把所述第一管和所述第二管的位置转动到不同取向。
全文摘要
本发明提供了涉及波分复用的技术。在一个实施方案中，提供了一种波分复用(WDM)耦合器。所述WDM耦合器包括包括第一管的输入块，所述第一管支承输入双光纤带尾纤毛细管，所述毛细管支承输入光纤和反射光纤；包括支承第一内管和第二内管的中心管的中心块，所述第一内管把第一透镜支承在所述第一内管内，并且所述第二内管把第二透镜支承在所述第二内管内，所述中心块还包括被置于所述第一透镜和所述第二透镜之间并紧固于所述第一内管的端面的WDM滤光器；和包括支承输出单光纤带尾纤毛细管的第二管的输出块，所述毛细管支承透射光纤。
文档编号H04B10/12GK102119350SQ200880127469
公开日2011年7月6日 申请日期2008年1月3日 优先权日2008年1月3日
发明者孙延林, 季贵进 申请人:奥普林克通信公司