CN102621642A - 波分复用的光收发器 - Google Patents

Abstract

本发明揭露了一种波分复用的光收发器，包括双光纤毛细管、第一准直透镜和滤光片和第二准直透镜，滤光片只允许波长在特定范围内的光信号通过。从双光纤毛细管的A端输入的光信号经过第一准直透镜后抵达滤光片，其中波长范围属于不能从滤光片通过的部分光信号被滤光片反射回来后经过第一准直透镜汇聚后从双光纤毛细管的B端输出，能被滤光片通过的部分光信号经过第二准直透镜汇聚后输出。从第二准直透镜的光信号抵达滤光片后，光信号中波长范围属于能通过滤光片的部分光信号经过第一准直透镜的汇聚后从双光纤毛细管B输出。上述光信号的方向均可逆。

Description

波分复用的光收发器

技术领域

本发明涉及波分复用的光纤通信传输器件，特别涉及波分复用的光收发器。

背景技术

随着光传输研究的发展，波分复用技术（Wavelength Division Multiplexing）对网络的扩容升级，发展宽带业务，挖掘光纤带宽能力，实现超高速通信等均具有十分重要的意义。 其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。

在光信号发射的传输中，发送端的复用功能通常用MUX（复用器，Multiplexer）来实现，接收端的解复用功能通过DMUX（解复用器，De-Multiplexer）来实现。由于采用了昂贵的MUX和DMUX部件，整体方案成本太高，不利于大规模的市场应用。

发明内容

针对现有技术中波分复用中MUX和DMUX器件成本高的原因，本发明提出一种利用成本低廉的光收发器，实现多个波长的波分复用的功能。

本发明揭露了一种波分复用的光收发器，包括双光纤毛细管、第一准直透镜和滤光片和第二准直透镜，滤光片只允许波长在特定范围内的光信号通过。从双光纤毛细管的A端输入的光信号经过第一准直透镜后抵达滤光片，其中波长范围属于不能从滤光片通过的部分光信号被滤光片反射回来后经过第一准直透镜汇聚后从双光纤毛细管的B端输出，能被滤光片通过的部分光信号经过第二准直透镜汇聚输出。从第二准直透镜的光信号抵达滤光片后，光信号中波长范围属于能通过滤光片的部分光信号经过第一准直透镜的汇聚后从双光纤毛细管B输出。上述光信号的方向均可逆。

附图说明

图1是本发明所揭露的波分复用的光发射器的原理图。

图2为图1所示原理生成复用成具有3个波长信号的合成信号的原理图。

图3是本发明所揭露的波分复用的光接收器的原理图。

图4是图1中光学元件第一准直透镜和滤光片的三种形式。

具体实施方式

图1是本发明所揭露的波分复用的光发射器的原理图。光发射器包括具有A端和B端的双光纤毛细管102、第一准直透镜103、滤光片104和第二准直透镜106； 其中，选择可通过滤光片104的光波长的参数范围，使得只有特定光波长的光信号通过。在本实施例中，滤光片104准许通过波长为λ2的光信号通过，而反射其他波长的光信号。光信号λ1经由A端经过第一准直透镜103准直后抵达滤光片104，由于滤光片104只能通过光波长为λ2的光信号，因此，抵达滤光片104的光信号λ1被反射回来，再经由第一准直透镜103汇聚后经过双光纤毛细管102的B端输出。另一路波长λ2的光信号经过第二准直透镜106准直后抵达滤光片104，波长为λ2的光信号通过滤光片104后，再经由第一准直透镜103汇聚后，也经过双光纤毛细管102的B端输出。从原理图上可看出，从两个不同输入端输入的单波长信号λ1和λ2经过简单的光学元件的反射和透射，从输出端B输出的光信号为具有光波长λ1+λ2的合波信号，实现了两个不同波长光信号的复用。

图2所示，为图1所示原理生成将3个单波光信号复用成具有3个波长信号的合波信号的原理图。把图1中的双光纤毛细管102、第一准直透镜103和106、滤光片104作为一组光器件串联使用，前一组的双光纤毛细管202的B端连接到后一组双光纤毛细管202的A端，从双光纤毛细管102的B端输出的合波信号输入到双光纤毛细管202的A端。选择每一组滤光片204准许通过波长范围的参数，使得波长为λ3的光信号能过通过滤光片204，而其他波长的光信号被发射回去。光信号λ3从第二准直透镜206输入后通过滤光片204经过第一准直透镜203汇聚后抵达双光纤毛细管202的B端，并与从双光纤毛细管102的A端输入的合波信号λ1+λ2经过第一准直透镜203和滤光片204准直又被反射回来后抵达双光纤毛细管202 B端的合波信号λ1+λ2相汇合，形成具有多个波长有λ1+λ2+λ3的合波信号。

依此类推，通过多套双光纤毛细管、准直透镜和滤光片的组合应用，还可以形成λ1+λ2+λ3+λ4、……、λ1+λ2+λ3+λ4+λ5+……+λn的合波信号，实现了发射端光信号的复用功能。

     图3是本发明所揭露的波分复用的光接收器的原理图。其为图1所示的光发射器的逆向应用过程。双光纤毛细管302的A端和B端此时分别用作输出端和输入端，滤光片304只能透过光波长为λ2的光信号。合波信号λ1+λ2从B端输入后，其中波长为λ1的部分光信号经过第一准直透镜303准直、滤光片304反射回来后，被准直透镜303汇聚后再抵达双光纤毛细管302的A端输出，波长为λ2的部分光信号通过滤光片304后经由第二准直透镜306汇聚后输出波长为λ2的单波信号。

而由图2所示的波分复用的光发射器的逆向过程就实现将λ1+λ2+λ3的合波信号解复用成波长为λ1、λ2和λ3的解复用功能。依此类推，多组双光纤毛细管、准直透镜和滤光片的组合应用，就可以将λ1+λ2+λ3+λ4、λ1+λ2+λ3+λ4+λ5 、……、λ1+λ2+λ3+λ4+λ5+……+λn等合波信号解复用成λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、……、λn等单波长光信号 ，实现了接收端光信号的解复用功能。

    图4所示是图1中光学元件第一准直透镜103和滤光片104的三种形式。第一种方式为，准直透镜403和滤光片404位置上分开，光信号经过准直透镜403后到达滤光片404，滤光片404只允许特定波长范围的光信号通过，其他波长的光信号反射回去；此方案中准直透镜403和滤光片404的相对位置可以调整，得到最佳的光耦合效率。第二种方式为准直透镜503和滤光片504组合在一起，光信号经过准直透镜503后到达滤光片504，滤光片504只允许特定波长范围的光透过，其他波长的光反射回去；此方案不能调整透镜和滤光片的相对位置，但结构和工艺较简单。第三种方式将滤光片简化滤光膜604，直接镀在准直透镜603的后表面，光信号经过透镜后到达滤光膜，滤光膜只允许特定波长范围的光透过，其他波长的光反射回去；此方案直接在透镜上镀膜，不需要滤光片，进一步降低成本。

Claims (9)

1.一种波分复用的光收发器，包括双光纤毛细管、第一准直透镜和滤光片，其特征在于，所述波分复用的光收发器还包括第二准直透镜，所述滤光片允许波长在特定范围内的光信号通过；所述从双光纤毛细管的A端输入的光信号经过第一准直透镜后抵达滤光片，其中波长范围属于不能从滤光片通过的部分光信号被滤光片反射回来后经过第一准直透镜汇聚后从双光纤毛细管的B端输出，能被滤光片通过的部分光信号经过第二准直透镜汇聚后输出；从第二准直透镜输入的光信号抵达滤光片后，波长范围属于能通过滤光片的部分光信号经过第一准直透镜的汇聚后从双光纤毛细管B输出；所述光信号的方向可逆。

2.如权利要求1所述的波分复用的光收发器，其特征在于，所述从双光纤毛细管B端进入的光信号经过第一准直透镜抵达滤光片后，其中能通过滤光片的部分光信号从所述第二准直透镜汇聚后输出，不能透过滤光片的部分光信号经滤光片反射回来从所述第一准直透镜汇聚后经过双光纤毛细管的A端输出。

3.如权利要求1或权利要求2所述的波分复用的光收发器，其特征在于，所述双光纤毛细管、第一准直透镜、第二准直透镜和滤光片作为一组光器件串联使用时候，前一组的双光纤毛细管的B端连接到后一组双光纤毛细管的A端；选择每一组光器件中可通过滤光片波长范围的参数，可以完成将多个单波光信号的输入复用成具有多个波长信号的合波信号，或者完成将具有多个波长信号的合波信号解复用成多个单波长的光信号。

4.如权利要求3所述的波分复用的光收发器，其特征在于，将多个不同波长的单波光信号从第一组光器件的双光纤毛细管的A端、以及每组第二准直透镜输入时，选择可通过每一组光器件中滤光片波长范围与该组中从第二准直透镜输入的光信号的波长范围相匹配，从最后一组的B端输出一个具有上述多个波长信号的合波信号。

5.如权利要求3所述的波分复用的光收发器，其特征在于，将具有多个波长的合波信号从最后一组光器件的双光纤毛细管的B端输入，其中一组光器件的第二准直透镜输出的光信号为该组中滤光片所允许通过的波长范围的光信号。

6.如权利要求5所述的波分复用的光收发器，其特征在于，所述从双光纤毛细管A端输入的光信号可以为单波光信号，也可以为含有多个波长的合波信号。

7.如权利要求4或5所述的波分复用的光收发器，其特征在于，所述从第一准直透镜和滤光片为相对独立的两个部分，其相对位置可以调整，以便得到最佳光耦合效率。

8.如权利要求4或5中任一项所述的波分复用的光收发器，其特征在于，所述第一准直透镜和滤光片为组合在一起，两者之间的位置不能调整。

9.如权利要求4或5中任一项所述的波分复用的光收发器，其特征在于，所述滤光片简化成滤光膜镀在第一准直透镜的后表面。

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