光學梳狀濾波器單元及包含該單元的光學梳狀濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及光學梳狀濾波器單元及包含該單元的光學梳狀濾波器，其中光學梳狀濾波器，包括按光路依次設(shè)置的PBS偏振分光體、1/8波片、GT標準具以及設(shè)于GT標準具腔內(nèi)的1/4波片；所述偏振分光體包括一PBS面和一個與該PBS面平行的反射面，可將入射光分成兩路平行出射的偏振光。該結(jié)構(gòu)采用一個兩路偏振光平行出射的PBS偏振分光體作為偏振分光元件，同時又將該PBS偏振分光體作為通道偏振分離的檢偏器使用，實現(xiàn)了減小產(chǎn)品光路長度，同時又能保證反射后兩路同通道信號的合束，從而在單個梳狀濾波器單元中實現(xiàn)2合1甚至多合1的復用，有效的減小了光程，使雙光纖及多光纖準直的應(yīng)用成為可能；也因此大大降低了成本、減小了體積。
【專利說明】
光學梳狀濾波器單元及包含該單元的光學梳狀濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及光通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種光學梳狀濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]梳狀濾波器(Interleaver)是光通訊網(wǎng)絡(luò)中的重要光無源器件，但經(jīng)過多年的產(chǎn)品發(fā)展和應(yīng)用，市場對該器件的低成本和小型化要求越來越高。目前主流的Interleaver技術(shù)主要有晶體雙折射型(如JDSU、0plink的產(chǎn)品等)，MZI(馬赫-曾德干涉儀)型(如Finisar的產(chǎn)品)和GT標準具型(如Oclaro的產(chǎn)品等)。而這些技術(shù)平臺的interleaver，由于成本、體積等方面的問題，其市場前景越來越嚴峻。
[0003]目前主流的GT(Gires-Tournois)標準具型產(chǎn)品如BGTI(Birefringent Gires-Tournois Interferometer)型interleaver，其基本原理結(jié)構(gòu)如附圖1所示:包括依次設(shè)置的透鏡70'、雙折射晶體60'和 1/2波片50'、PBS(Polarizat1n beam splitter)分束器40'、1/8波片30和GT(Gires-Tournois)標準具10，以及設(shè)于GT標準具10腔內(nèi)的1/4波片20，還有設(shè)于PBS分束器40'出射面光路上的另一組1/2波片和雙折射晶體、透鏡。由于單級BGTI的隔離度不能滿足實際系統(tǒng)要求，在實際應(yīng)用的光路設(shè)計上常采用雙級的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)高隔離度，但因此也增加了更多的光學元件，產(chǎn)品的體積也不得不增大，如圖2所示為兩級復用的結(jié)構(gòu)，器件個數(shù)及體積增加了一倍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于，提出一種可利用及少量的器件實現(xiàn)多級復用的光學梳狀濾波器單元及其多合一、多級復用光學梳狀濾波器，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低。
[0005]為達到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為:一種光學梳狀濾波器單元，包括按光路依次設(shè)置的PBS偏振分光體、1/8波片、GT標準具以及設(shè)于GT標準具腔內(nèi)的1/4波片；所述偏振分光體包括一 PBS面和一個與該PBS面平行的反射面，可將入射光分成兩路平行出射的偏振光;信號光由PBS偏振分光體的入射面入射到其PBS面上，被PBS面分成偏振方向相互垂直的兩束線偏振光:一束線偏振光透射過PBS面后入射到1/8波片和設(shè)有1/4波片的GT標準具內(nèi)，并被反射回PBS面上；另一束線偏振光被PBS面反射至反射面并被反射面反射后與前一束線偏振光平行出射，同樣經(jīng)1/8波片和設(shè)有1/4波片的GT標準具內(nèi)，并被反射回PBS面上;被反射回的兩束線偏振光在該PBS面處實現(xiàn)偏振干涉，并最終被該PBS面分成兩路光輸出:一路光沿與入射光相反的方向輸出；另一路光則偏轉(zhuǎn)，沿與入射光垂直的方向輸出。
[0006]進一步的，在所述PBS偏振分光體與1/8波片之間設(shè)置一偏振模色散補償片，位于從PBS偏振分光體平行出射的兩束線偏振光其中的一束光路上。
[0007]進一步的，所述PBS偏振分光體的反射面為全反射面或鍍高反射膜面;所述鍍高反射膜面為直接鍍于PBS偏振分光體上，或者鍍于與PBS面平行的分離平面鏡上。
[0008]進一步的，還包括一個雙光纖準直器和一個單光纖準直器;雙光纖準直器位于I3BS偏振分光體入射面前面，其兩個端口一個作為輸入端口，一個作為接收端口一，分別用于輸入信號光至PBS偏振分光體內(nèi)和接收PBS偏振分光體的輸出光;單光纖準直器作為接收端口二，用于接收PBS偏振分光體輸出的另一路光。
[0009]本實用新型還提供了利用上述光學梳狀濾波器構(gòu)成的多合一光學梳狀濾波器，包括一個如上所述的光學梳狀濾波器單元，還包括一個2N光纖準直器和一個N光纖準直器;2N光纖準直器的N個端口分別作為輸入端口，用于輸入N束信號光至PBS偏振分光體內(nèi)，另外N個端口分別作為N路信號光各自的接收端口一，用于接收PBS偏振分光體輸出的N路信號光；N光纖準直器的N個端口分別作為N路信號光各自的接收端口二，用于接收PBS偏振分光體輸出的另N路信號光。
[0010]還提供了一種利用上述光學梳狀濾波器構(gòu)成的多路復用的光學梳狀濾波器，包括一個如上所述的光學梳狀濾波器單元和多個2N光纖準直器;所述光學梳狀濾波器單元中的1/8波片的個數(shù)與2N光纖準直器的個數(shù)相對應(yīng)，各1/8波片均垂直光路依次設(shè)于不同的高度，且各相鄰兩個1/8波片的快軸正交或平行設(shè)置;所述各2N光纖準直器各自的N個端口為輸入端口，另N個端口為接收端口，各接收端口分別對準相應(yīng)1/8波片的波片中心;所述多個2N光纖準直器中的一部分設(shè)于PBS偏振分光體的入射面前面；另一部分2N光纖準直器設(shè)于PBS偏振分光體另一偏轉(zhuǎn)輸出光的方向上。
[0011 ]進一步的，當所述多個1/8波片的快軸方向一致時，多個1/8波片由單個大的1/8波片替代，所述大的1/8波片為通光面與所述多個1/8波片組合的通光面相等的波片。
[0012]本實用新型的有益效果為:采用一個兩路偏振光平行出射的PBS偏振分光體作為偏振分光元件，同時又將該PBS偏振分光體作為通道偏振分離的檢偏器使用，實現(xiàn)了減小產(chǎn)品光路長度，同時又能保證反射后兩路同通道信號的合束，從而在單個梳狀濾波器單元中實現(xiàn)2合I甚至多合I的復用，有效的減小了光程，使雙光纖及多光纖準直的應(yīng)用成為可能；也因此大大降低了成本、減小了體積。
【附圖說明】

[0013]圖1為BGTI原理結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中雙級BGTI結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型梳狀濾波器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為在圖3所示基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上增加偏振模色散補償片的示意圖；
[0017]圖5為本實用新型單級梳狀濾波器實施例示意圖；
[0018]圖6為本實用新型二合一梳狀濾波器實施例示意圖；
[0019]圖7為兩個1/8波片不同快軸角度的濾波圖形比較示意圖；
[0020]圖8為本實用新型多路復用梳狀濾波器實施例示意圖；
[0021]圖9為圖8結(jié)構(gòu)A方向視圖；
[0022]圖10為圖8結(jié)構(gòu)的一種擴展方式示意圖。
[0023]附圖標示:10、GT標準具；20、I/4波片；30、I/8波片;40’、PBS分束器;50 / I/2波片；60丨、雙折射晶體;70'、透鏡；80'、波片;90丨、釩酸釔(YV04) ;40、偏振分光體;41、入射面;42、PBS面;43、反射面;50、偏振模色散補償片;60、輸入輸出單元;61、雙光纖準直器;62、單光纖準直器;63、四光纖準直器;64、雙光纖準直器;65、四光纖準直器一;66、四光纖準直器二。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型做進一步說明。
[0025]本實用新型采用一個兩路偏振光平行出射的PBS偏振分光體作為偏振分光元件，同時又將該PBS偏振分光體作為通道偏振分離的檢偏器使用，實現(xiàn)了減小產(chǎn)品光路長度，同時又能保證反射后兩路同通道信號的合束，從而在單個梳狀濾波器單元中實現(xiàn)2合I甚至多合I的復用，有效的減小了光程，使雙光纖及多光纖準直的應(yīng)用成為可能；也因此大大降低了成本、減小了體積。
[0026]如圖3所示，為本實用新型梳狀濾波器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括按光路依次設(shè)置的一PBS偏振分光體40、一個1/8波片30、GT標準具10以及設(shè)于GT標準具10腔內(nèi)的1/4波片20。其中，偏振分光體40包括一 PBS面42和一個與該PBS面42平行的反射面43，可將入射光分成兩路平行出射且偏振方向相互垂直的線偏振光，該結(jié)構(gòu)可保證被PBS面42分離的兩束偏振光能夠平行出射并返回，以保證返回光能很好地合束。
[0027]信號光由I3BS偏振分光體40的入射面41入射到其I3BS面42上，被PBS面42分成偏振方向相互垂直的兩束線偏振光:一束線偏振光透射過PBS面42后入射到1/8波片30和設(shè)有I/4波片20的GT標準具10內(nèi)，并被反射回PBS面42上；另一束線偏振光被PBS面42反射至反射面43并被反射面43反射后與前一束線偏振光平行出射，同樣經(jīng)1/8波片30和設(shè)有1/4波片20的GT標準具10內(nèi)，并被反射回PBS面42上;此時PBS面42充當檢偏器，被反射回的兩束線偏振光的每個波長光在此實現(xiàn)偏振干涉并根據(jù)各自傳輸中偏振分量的附加相位差選擇傳播路徑，并最終分成兩路光輸出:一路光沿與入射光相反的方向輸出；另一路光則偏轉(zhuǎn)，沿與入射光垂直的方向輸出。這里，PBS偏振分光體40既作為偏振分光兀件，同時又作為通道偏振分尚的檢偏器使用，實現(xiàn)了減小產(chǎn)品光路長度，同時又能保證反射后兩路同通道信號的合束，使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單化，大大降低了成本、減小了體積。
[0028]為補充偏振分光設(shè)計引起的偏振模式色散，在PBS偏振分光體40與1/8波片30之間設(shè)置一偏振模色散補償片50，位于從PBS偏振分光體40平行出射的兩束線偏振光其中的一束光路上，如圖4所不。
[0029]如圖5所示為本實用新型單級梳狀濾波器實施例，在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一個雙光纖準直器61和一個單光纖準直器62作為輸入輸出單兀60。其中，雙光纖準直器61位于PBS偏振分光體40入射面41前面，其兩個端口一個作為輸入端口( input)，一個作為接收端口一( out I)，分別用于輸入信號光至PBS偏振分光體40內(nèi)和接收PBS偏振分光體40的輸出光;單光纖準直器62作為接收端口二(out2)，用于接收PBS偏振分光體40輸出的另一路光。
[0030]同樣，也可以在圖3所示的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上增加該雙光纖準直器和單光纖準直器構(gòu)成單級梳狀濾波器。
[0031]如圖6所示的實施例為本實用新型二合一結(jié)構(gòu)的梳狀濾波器，是將上述實施例中的雙光纖準直器和單光纖準直器分別替換為四光纖準直器63和雙光纖準直器64，而無需再增加或改變其他元件，即可實現(xiàn)二合一的梳狀濾波器。類似地，將雙光纖準直器和單光纖準直器分別替換為對應(yīng)的多光纖準直器(如2N光纖準直器，N為正整數(shù))，即可實現(xiàn)多個梳狀濾波器的復用(多合一的復用)。而且使用元件少、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、體積小，能更好地滿足光通訊光路中對梳狀濾波器低成本、小體積、高集成度的要求。
[0032]上述各結(jié)構(gòu)中，如果使用兩個1/8波片，且其快軸角度分別設(shè)置在正交的兩個狀態(tài)，則其在同一接收端口的通道會發(fā)生交換，如圖7所示。
[0033]利用上述1/8波片快軸設(shè)置的特性，還可以構(gòu)成另一種復用結(jié)構(gòu)(多路復用)的梳狀濾波器，如圖8和9所示。與上述梳狀濾波器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相比，不同的是該實施例中設(shè)置了兩個1/8波片，并采用兩個四光纖準直器分別替代雙光纖準直器和單光纖準直器。兩個1/8波片垂直光路設(shè)于不同的高度，且兩個1/8波片的光軸正交，如分別設(shè)為45°和-45°，即將兩個1/8波片的快軸角度分別設(shè)置在正交的兩個狀態(tài)，則使得在同一接收端口的通道發(fā)生交換。兩個四光纖準直器的高度也不一致，分別對準兩個1/8波片的波片中心，如圖9所示。該濾波結(jié)構(gòu)中，兩個四光纖準直器的輸出端口將分別得到兩組通道的濾波信號，但通道正好交換，但是在同一個四光纖準直器上的兩組濾波通道相同。該結(jié)構(gòu)在二級濾波時可有效提高通道隔離度，還可用于集成諸如50-200G雙向梳狀濾波器模塊，可大量減少集成模塊的器件數(shù)量，從而獲得小體積的集成模塊，以更好地滿足市場要求。
[0034]類似的，可在上述多路復用結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步擴展，可增加多個四光纖準直器或多個2N光纖準直器(N為正整數(shù))，并相應(yīng)地增加1/8波片的個數(shù)。各四光纖準直器或2N光纖準直器的高度各不相同，相互錯開，且與對應(yīng)的1/8波片高度一致，如圖10所示。當然，需要相應(yīng)地擴展PBS偏振分光體、GT標準具和1/4波片的通光孔徑。
[0035]上述多路復用結(jié)構(gòu)中，1/8波片的快軸方向可根據(jù)實際需要設(shè)置，如果連續(xù)多個I/8波片快軸方向一致，則這些1/8波片可以由一個大的1/8波片替代。
[0036]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上對本實用新型做出的各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種光學梳狀濾波器單元，其特征在于:包括按光路依次設(shè)置的PBS偏振分光體、1/8波片、GT標準具以及設(shè)于GT標準具腔內(nèi)的1/4波片;所述偏振分光體包括一 PBS面和一個與該PBS面平行的反射面，可將入射光分成兩路平行出射的偏振光；信號光由PBS偏振分光體的入射面入射到其PBS面上，被PBS面分成偏振方向相互垂直的兩束線偏振光:一束線偏振光透射過PBS面后入射到1/8波片和設(shè)有1/4波片的GT標準具內(nèi)，并被反射回PBS面上；另一束線偏振光被PBS面反射至反射面并被反射面反射后與前一束線偏振光平行出射，同樣經(jīng)1/8波片和設(shè)有1/4波片的GT標準具內(nèi)，并被反射回PBS面上;被反射回的兩束線偏振光在該PBS面處實現(xiàn)偏振干涉，并最終被該PBS面分成兩路光輸出:一路光沿與入射光相反的方向輸出；另一路光則偏轉(zhuǎn)，沿與入射光垂直的方向輸出。2.如權(quán)利要求1所述光學梳狀濾波器單元，其特征在于:在所述PBS偏振分光體與1/8波片之間設(shè)置一偏振模色散補償片，位于從PBS偏振分光體平行出射的兩束線偏振光其中的一束光路上。3.如權(quán)利要求1或2所述光學梳狀濾波器單元，其特征在于:所述PBS偏振分光體的反射面為全反射面或鍍高反射膜面;所述鍍高反射膜面為直接鍍于PBS偏振分光體上，或者鍍于與PBS面平行的分離平面鏡上。4.如權(quán)利要求1或2所述光學梳狀濾波器單元，其特征在于:還包括一個雙光纖準直器和一個單光纖準直器;雙光纖準直器位于PBS偏振分光體入射面前面，其兩個端口 一個作為輸入端口，一個作為接收端口 一，分別用于輸入信號光至PBS偏振分光體內(nèi)和接收PBS偏振分光體的輸出光；單光纖準直器作為接收端口 二，用于接收PBS偏振分光體輸出的另一路光。5.—種多合一光學梳狀濾波器，其特征在于:包括一個如權(quán)利要求1-3所述的光學梳狀濾波器單元，還包括一個2N光纖準直器和一個N光纖準直器;2N光纖準直器的N個端口分別作為輸入端口，用于輸入N束信號光至PBS偏振分光體內(nèi)，另外N個端口分別作為N路信號光各自的接收端口 一，用于接收PBS偏振分光體輸出的N路信號光;N光纖準直器的N個端口分別作為N路信號光各自的接收端口 二，用于接收PBS偏振分光體輸出的另N路信號光。6.—種多路復用的光學梳狀濾波器，其特征在于:包括一個如權(quán)利要求1-3所述的光學梳狀濾波器單元和多個2N光纖準直器;所述光學梳狀濾波器單元中的1/8波片的個數(shù)與2N光纖準直器的個數(shù)相對應(yīng)，各1/8波片均垂直光路依次設(shè)于不同的高度，且各相鄰兩個1/8波片的快軸正交或平行設(shè)置;所述各2N光纖準直器各自的N個端口為輸入端口，另N個端口為接收端口，各接收端口分別對準相應(yīng)1/8波片的波片中心;所述多個2N光纖準直器中的一部分設(shè)于PBS偏振分光體的入射面前面;另一部分2N光纖準直器設(shè)于PBS偏振分光體另一偏轉(zhuǎn)輸出光的方向上。7.如權(quán)利要求6所述多路復用的光學梳狀濾波器，其特征在于:當所述多個1/8波片的快軸方向一致時，多個1/8波片由單個大的1/8波片替代，所述大的1/8波片為通光面與所述多個1/8波片組合的通光面相等的波片。
【文檔編號】G02B27/28GK205691875SQ201620557295
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月12日 公開號201620557295.7, CN 201620557295, CN 205691875 U, CN 205691875U, CN-U-205691875, CN201620557295, CN201620557295.7, CN205691875 U, CN205691875U
【發(fā)明人】胡豪成, 林江銘, 劉慶明
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