CN102207586A - 四端口光学定向路由器 - Google Patents
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Abstract
公开了一种四端口光学定向路由器，四个端口由四个标准的光纤准直器C1，C2，C3和C4组成，所述准直器是将一个光纤Pigtail和准直透镜由外封套封装而成，其特征在于，四端口光学定向路由器的结构为：光纤准直器C1和C3在一侧而C2和C4在另外一侧，在C1、C3和C2、C4之间层叠着由薄膜滤波片F1和F3构成的薄膜层、单轴双折射晶体1B、由偏正元件G1、G2和90度偏振旋转片R1、R2构成的一层、单轴双折射晶体2B、法拉第旋转片FR、互易的半波片WP、单轴双折射晶体3B、由偏正元件G3、G4和90度偏振旋转片R3、R4构成的一层和单轴双折射晶体4B共九层结构层。这种四端口光学定向路由器有选择地分开光讯号，并把分开的光讯号从它的一个端口送到下一个指定的端口。
Description
【技术领域】
本发明涉及光学仪器光学配件，尤其涉及一种能把关讯号有选择地分开，并把分开的光讯号有选择地从一个端口送到下一个指定端口，本发明提出的光学模型可以直接应用在WDM-PON全光纤通信接入网中。
【背景技术】
所谓的WDM-PON，其中PON是指无源光纤网络，在光配网线中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由分光路器等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备，一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光纤路终端(OLT)，以及一批配套的安装于用户场合的光网络单元(ONU)，在OLT和ONU之间的光配线网包含了光纤以及无源分光器。当在系统中有多个不同的波长同时工作时，最直接的WDM-PON方案是OLT中有个多个不同的光源，没个ONU也使用特定的波长，如果波长数越多，需要的光源种类也越多，这样成本就是大幅提升，因此许多固定波长激光器来组成上行和下行光源的方案难以应用于商用的WDM-PON系统中。
WDM波分复用器是将两种或者多种不同波长的光载信号(携带各种信息)在发送端经复用器(也称合波器，Multipexer)回合在一起，并耦合到光线路中的同一根光纤中进行传输的技术。在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机做进一步处理以回复原信号，这种在同一根光纤中同时传输两个或者众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
在一种更高效、成本相对更低的WDM-PON系统架构中，需要一个重要的光学定向路由器来定向光源和沿一根单一的光纤传输线进行信号传输。这个光学器件必须具备以下四种功能：1)L-波段宽带光源沿上行传输至终端设备的反射式半导体光学放大器(RSOAs)，同时被反射回来，和载波信号一起完成调制；2)光学定向路由器将调制好的下行信号经由光纤传输线传输至光网络单元；3)同时，C-波段宽带光源沿下行传输至光网络单元，在光网络单元被RSOAs反射回来，和光网络单元的载波信号一起完成调试；4)经由同样的光纤传输线后，光 学定向路由器将调制好的上行信号经由光纤传输线传输至终端设备。目前还没有一种商业可用的光器件能同时完成这四种需求，可以的解决方案是用一个专门的四端口环形器连同一个L-波段透、一个C-波段反、一个C-波段透和一个L-波段反的薄膜型滤波片使用。
【发明内容】
本发明为解决上述问题而提供了一种能够从一组光讯号有选择地分开，并把分开的光讯号有选择地从它的一个端口送到下一个指定端口。
本发明解决上述问题的技术方案是：所述四端口光学定向路由器，四个端口由四个标准的光纤准直器C1，C2，C3和C4组成，所述准直器将一个光纤Pigtail和准直透镜由外封套封装而成，其特征在于，四端口光学定向路由器的结构为：光纤准直器C1和C3排列在一侧而C2和C4在另外一侧，在C1、C3和C2、C4之间层叠着由薄膜滤波片F1和F3构成的薄膜滤波片层、单轴双折射晶体1B、由偏正元件G1、G2和90度偏振旋转片R1、R2构成的一层、单轴双折射晶体2B、法拉第旋转片FR、互易的半波片WP、单轴双折射晶体3B、由偏正元件G3、G4和90度偏振旋转片R3、R4构成的一层和单轴双折射晶体4B共九层结构层。
所述C1，C2，C3和C4是标准光纤准直器，它包含典型的外径为1.8mm的透镜，或者用外径为1.0mm的透镜。
F1是一个L-波段透射，C-波段反射的薄膜滤波片，这种滤波片典型的传输损耗为0.10dB
F3是一个C-波段透射，L-波段反射的薄膜滤波片，这种短滤波片典型的传输损耗为0.15dB。
所述1B、2B、3B、4B为单轴双折射晶体，2B和4B的光轴方向与双折射晶体1B和2B的光轴方向成90度。双折射元件1B，2B，3B和4B由适当的双折射材料如方解石，红宝石，钒酸钇或铌酸锂
所述R1和R2为90度偏振旋转片，和四分之一波片。
G1和G2为偏振相关元件或玻璃。用来确保相位匹配以消除偏振模色散，G1和G2制成和R1和R2一样的光学长度。
所述法拉第旋转片FR是一个非互易的光学元件，沿着光传播的方向它使光的偏振态顺时钟旋转45度。
所述互易的半波片WP，沿着光传播的方向它使光的偏振态顺时钟旋转45度。最终按照偏振态顺时钟旋转45度传播光。当经过半波片时，沿着光传播的方向顺时钟旋转45度，而沿着光传播的方向法拉第旋转器将会逆时钟旋转45度。
本发明的有益效果是：这种四端口光学定向路由器有选择地分开光讯号，并把分开的光讯号从它的一个端口送到下一个指定的端口，本发明可以直接应用在WDM-PON全光纤通信接入网中。容易生产、低成本，小尺寸。因为减少了从自由空间耦合进光纤光路的数量，所以其插入损耗非常低，同时减少了光纤熔接的次数。
【附图说明】
图1是本发明一实施例结构示意图；
图2是本发明对于四端口定向光学路由器中每个元件的偏振特性。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
光学定向路由器提供光学定向功能，用很小的元件通过紧凑的设计实现波长选择回路。而且，路由器的调准和封装都很容易生产，路由器由4个标准的光纤准直器C1，C2，C3和C4组成。准直器由一个光纤Pigtail，一个准直透镜和一个外封管组成，路由器系统图如图5所示。
滤波片F1被装配在准直器C1上，以便只有L-波段的光透过滤波片。C-波段的光将被反射回来，被GRIN透镜聚焦在尾纤上，作为入射光反方向返回。在此，提供一种典型的调整准直器C1与滤波片F1的操作方法，其操作步骤如下：
1)将滤波片F1粘合并固定在准直透镜G1上；
2)用C-波段范围内的激光与50∶50的光分路器的光纤熔接；
3)F1和准直透镜G1的组合体放置于一个五维调节架上，尾纤放置于在另一个五维调节架上，同时调整这两个五维调节架，以确定滤波片F1和准直透镜G1的组合体和尾纤的相对位置，使其光通过50∶50的光分路器被光功率计探测到
4)通过上述的调整，使其光损耗最小时，固定滤波片F1和准直透镜G1的组合体和尾纤 的相对位置，并封装。
因此，使用上述同样的方法，被应用在调整准直器C3的滤波片F3，只是其用的波长是L-波段的激光来调节即可。
所述四端口光学定向路由器，四个端口由四个标准的光纤准直器C1，C2，C3和C4组成，所述准直器将一个光纤Pigtail和准直透镜由外封套封装而成，其特征在于，四端口光学定向路由器的结构为：光纤准直器C1和C3在一侧而C2和C4在另外一侧，在C1、C3和C2、C4之间层叠着由薄膜滤波片F1和F3构成的薄膜滤波片层、单轴双折射晶体1B、由偏正元件G1、G2和90度偏振旋转片R1、R2构成的一层、单轴双折射晶体2B、法拉第旋转片FR、互易的半波片WP、单轴双折射晶体3B、由偏正元件G3、G4和90度偏振旋转片R3、R4构成的一层和单轴双折射晶体4B共九层结构层。
所述C1，C2，C3和C4是标准光纤准直器，它包含典型的外径为1.8mm的透镜，或者用外径为1.0mm的透镜，。
F1是一个L-波段透射，C-波段反射的薄膜滤波片，这种滤波片典型的传输损耗为0.10dB
F3是一个C-波段透射，L-波段反射的薄膜滤波片，这种短滤波片典型的传输损耗为0.15dB。
所述1B、2B、3B、4B为单轴双折射晶体，2B和4B的光轴方向与双折射晶体1B和2B的光轴方向成90度。双折射元件1B，2B，3B和4B由适当的双折射材料如方解石，红宝石，钒酸钇或铌酸锂
所述R1和R2为90度偏振旋转片，和四分之一波片
G1和G2为偏振相关元件或玻璃。用来确保相位匹配以消除偏振模色散，G1和G2制成和R1和R2一样的光学长度
所述法拉第旋转片FR是一个非互易的光学元件，沿着光传播的方向它使光的偏振态顺时钟旋转45度。
所述互易的半波片WP，沿着光传播的方向它使光的偏振态顺时钟旋转45度。最终按照偏振态顺时钟旋转45度传播光。当经过半波片时，沿着光传播的方向顺时钟旋转45度，而沿着光传播的方向法拉第旋转器将会逆时钟旋转45度。
本发明的有益效果是：这种四端口光学定向路由器有选择地分开光讯号，并把分开的光讯号从它的一个端口送到下一个指定的端口，本实用新型可以直接应用在WDM-PON全光纤 通信接入网中。容易生产、低成本，小尺寸。因为减少了从自由空间耦合进光纤光路的数量，所以其插入损耗非常低，同时减少了光纤熔接的次数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种四端口光学定向路由器，四个端口由四个标准的光纤准直器C1，C2，C3和C4组成，所述准直器将一个光纤Pigtail和准直透镜由外封套封装而成，其特征在于，四端口光学定向路由器的结构为：光纤准直器C1和C3排列在一侧而C2和C4在另外一侧，在C1、C3和C2、C4之间层叠着由薄膜滤波片F1和F3构成的薄膜滤波片层、单轴双折射晶体1B、由偏正元件G1、G2和90度偏振旋转片R1、R2构成的一层、单轴双折射晶体2B、法拉第旋转片FR、互易的半波片WP、单轴双折射晶体3B、由偏正元件G3、G4和90度偏振旋转片R3、R4构成的一层和单轴双折射晶体4B共九层结构层。
2.根据权利要求1所述四端口光学定向路由器，其特征在于，所述C1，C2，C3和C4是标准光纤准直器，它包含典型的外径为1.8mm的透镜，或者用外径为1.0mm的透镜。。
3.根据权利要求1所述四端口光学定向路由器，其特征在于，所述F1是一个L一波段透射，C一波段反射的薄膜滤波片，这种滤波片典型的传输损耗为0.10dB。
4.根据权利要求1所述四端口光学定向路由器，其特征在于，所述F3是一个C-波段透射，L-波段反射的薄膜滤波片，这种短滤波片典型的传输损耗为0.15dB。
5.根据权利要求1所述四端口光学定向路由器，其特征在于，所述1B、2B、3B、4B为单轴双折射晶体，2B和4B的光轴方向与双折射晶体1B和2B的光轴方向成90度。
6.根据权利要求1或5所述四端口光学定向路由器，其特征在与，所述双折射元件1B，2B，3B和4B由方解石、红宝石、钒酸钇或铌酸锂。
7.根据权利要求1所述四端口光学定向路由器，其特征在与，所述R1和R2为90度偏振旋转片，和四分之一波片。
8.根据权利要求1所述四端口光学定向路由器，其特征在与，所述G1和G2为偏振相关元件或玻璃，G1和G2制成和R1和R2一样的光学长度。
9.根据权利要求1所述四端口光学定向路由器，其特征在与，所述法拉第旋转片FR是一个非互易的光学元件，是可以沿着光传播的方向，使光的偏振态顺时钟旋转45度的光学元件。
10.根据权利要求1所述四端口光学定向路由器，其特征在与，所述互易的半波片WP，是可以沿着光传播的方向，使光的偏振态顺时钟旋转45度的半波片。
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