CN106664152B - 光学梳状滤波器 - Google Patents

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Abstract

一种相位延迟器(10)及光学梳状滤波器(100)，包括偏振分束器(11)、第一空气臂及第二空气臂，其中，偏振分束器(11)用于将从第一侧壁入射的光束分解为沿第一方向传输的第一光分量及沿第二方向传输的第二光分量，第一方向垂直于所述第二方向，第一光分量的偏振态垂直于第二光分量的偏振态；第一空气臂，设置于偏振分束器(11)的第二侧壁，用于接收第一光分量，并将第一光分量反射回偏振分束器；第二空气臂，设置于偏振分束器(11)的第三侧壁，用于接收第二光分量，并将第二光分量反射回偏振分束器(11)，以与第一光分量发生干涉后形成干涉光，并使得所述干涉光从所述偏振分束器(11)的第四侧壁射出。

Description

光学梳状滤波器
技术领域
本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种相位延迟器及其光学梳状滤波器。
背景技术
在带宽就是资源的时代，为了充分利用有限的带宽资源，小波道间隔已成为发展趋势。为了满足迅速增长的带宽需求，更有效地使用当前技术成熟的掺铒光纤放大器(EDFA)的增益带宽，密集型波分复用系统必须提供更多的复用波道数，由此波道间隔变得越来越窄。40波100GHz间隔的密集型波分复用系统已经得到广泛商用。为了更进一步提高带宽利用率，波道间隔已从100GHz向50GHz或更窄的方向发展。然而，波道间隔越窄，对密集型波分复用系统的复用/解复用器的要求就越高，对传统制作工艺的难度也越大。用作解复用器的100GHz及更窄带通的滤波器的成品率很低，导致窄带滤波器价格极高。
波长交错复用技术(Interleaver)的运用大大降低了密集型波分复用系统的成本，缓解密集型波分复用系统对滤波器件的压力，其通过把一列频率间隔为f的信号光分成两列频率间隔为2f的信号光，并分别从两个通道输出，其中，一个通道为奇通道，另外一个为偶通道，通常人们将Interleaver技术制作的器件也称之为Interleaver，或者光学梳状滤波器。
目前已有若干光学梳状滤波器的设计方案，然而这些光学梳状滤波器往往存在隔离度低、工艺制造难度大、通道间隔不能动态可调、不易升级及温漂效应难以控制等缺点，无法满足使用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种通道间隔动态可调的光学梳状滤波器，通过设计一个光程可调的相位延迟器，实现通道间隔的动态可调。
第一方面，提供一种相位延迟器，包括偏振分束器、第一空气臂及第二空气臂，其中，
所述偏振分束器，用于将从所述偏振分束器的第一侧壁入射的光束分解为沿第一方向传输的第一光分量及沿第二方向传输的第二光分量，其中，所述第一方向垂直于所述第二方向，所述第一光分量的偏振态垂直于所述第二光分量的偏振态；
所述第一空气臂，设置于所述偏振分束器的第二侧壁，用于接收所述第一光分量，并将所述第一光分量反射回所述偏振分束器；
所述第二空气臂，设置于所述偏振分束器的第三侧壁，用于接收所述第二光分量，并将所述第二光分量反射回所述偏振分束器，以与所述第一光分量发生干涉后形成干涉光，并使得所述干涉光从所述偏振分束器的第四侧壁射出；其中，所述第一空气臂的第一光程不等于所述第二空气臂的第二光程，且所述第一侧壁与所述第三侧壁相对设置，所述第二侧壁与所述第四侧壁相对设置。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一空气臂包括第一偏振片及第一反射镜，所述第一偏振片设置于所述第二侧壁与所述第一反射镜之间，其中，
所述第一偏振片，用于改变从所述第二侧壁射出的第一光分量的偏振态，其中，所述第一光分量透射所述第一偏振片后传输至所述第一反射镜；
所述第一反射镜，用于将接收到的所述第一光分量反射至所述第一偏振片，使得所述第一偏振片再次改变所述第一光分量的偏振态后，传输所述第一光分量至所述第一偏振分束器，以使所述第一光分量在所述第一方向上传输。
在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第二空气臂包括第二偏振片及第二反射镜，所述第二偏振片设置于所述第三侧壁与所述第二反射镜之间，其中，
所述第二偏振片，用于改变从所述第三侧壁射出的第二光分量的偏振态，其中，所述第二光分量透射所述第二偏振片后传输至所述第二反射镜；
所述第二反射镜，用于将接收到的所述第二光分量反射至所述第二偏振片，使得所述第二偏振片再次改变所述第二光分量的偏振态后，传输所述第二光分量至所述偏振分束器，以使所述第二光分量在所述第一方向上传输。
在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第一反射镜为可调微镜，并用于调节所述第一光程。
在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述第二反射镜为可调微镜，并用于调节所述第二光程。
在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述可调微镜通过微机电系统或者压电技术控制微镜的位移或旋转实现光程的调节。
在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述第一空气臂包括第一标准具及第一偏振片，所述第一标准具具有第一空气腔及第一反射面，所述第一偏振片设置于所述第一空气腔内，其中，
所述第一偏振片，用于改变从所述第二侧壁射出的第一光分量的偏振态，其中，所述第一光分量透射所述第一偏振片后传输至所述第一反射面；
所述第一反射面，用于将接收到的所述第一光分量反射至所述第一偏振片，使得所述第一偏振片再次改变所述第一光分量的偏振态后，传输所述第一光分量至所述第一偏振分束器，以使所述第一光分量在所述第一方向上传输。
在第一方面的第七种可能的实现方式中，第二空气臂包括第二标准具及第二偏振片，所述第二标准具具有第二空气腔及第二反射面，所述第二偏振片设置于所述第二空气腔内，其中，
所述第二偏振片，用于改变从所述第三侧壁射出的第二光分量的偏振态，其中，所述第二光分量透射所述第二偏振片后传输至所述第二反射面；
所述第二反射面，用于将接收到的所述第二光分量反射至所述第二偏振片，使得所述第二偏振片再次改变所述第二光分量的偏振态后，传输所述第二光分量至所述偏振分束器，以使所述第二光分量在所述第一方向上传输。
在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述第一空气臂还包括第一光补偿片，所述第一光补偿片设置于所述第一标准具的第一空气腔内，并位于所述第一偏振片与所述第一反射面之间，以通过旋转调节所述第一光程；所述第二空气臂还包括第二光补偿片，所述第二光补偿片设置于所述第二标准具的第二空气腔内，并位于所述第二偏振片与所述第二反射面之间，以通过旋转调节所述第二光程。
在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述第一标准具的第一反射面的内表面及设置于所述第二侧壁上的前壁的内表面为具有预定角度的斜面；所述第二标准具的第二反射面的内表面及设置于所述第三侧壁上的前壁的内表面为具有预定角度的斜面。
第二方面，提供一种光学梳状滤波器，包括第一分光组件、第一相位延迟器及第二分光组件，其中，
所述第一分光组件，用于将一组光束发射至所述第一相位延迟器；
所述第一相位延迟器，包括第一偏振分束器、第一空气臂及第二空气臂，其中，
所述第一偏振分束器，用于将从所述第一偏振分束器的第一侧壁入射的一组光束分解为沿第一方向传输的第一光分量及沿第二方向传输的第二光分量，其中，所述第一方向垂直于所述第二方向，所述第一光分量的偏振态垂直于所述第二光分量的偏振态；
所述第一空气臂，设置于所述第一偏振分束器的第二侧壁，用于接收所述第一光分量，并将所述第一光分量反射回所述第一偏振分束器；
所述第二空气臂，设置于所述第一偏振分束器的第三侧壁，用于接收所述第二光分量，并将所述第二光分量反射回所述第一偏振分束器，以与所述第一光分量发生干涉后形成干涉光，并使得所述干涉光从所述第一偏振分束器的第四侧壁射出；其中，所述第一空气臂的第一光程不等于所述第二空气臂的第二光程，且所述第一侧壁与所述第三侧壁相对设置，所述第二侧壁与所述第四侧壁相对设置，
所述第二分光组件，用于将所述第一相位延迟器输出的干涉光反射回所述第一相位延迟器及第一分光组件，使得所述第一分光组件射出第一输出光及第二输出光。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述光学梳状滤波器还包括输入准直器，所述输入准直器用于将入射的信号光准直后，传输至所述第一分光组件。
在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述第一分光组件包括第一双折射晶体、第一半波片及第二半波片，所述第一双折射晶体用于接收所述信号光，并将信号光分解成第一子信号光和第二子信号光，所述第一半波片用于接收所述第一子信号光，并使所述第一子信号光的偏振方向转过预定角度，所述第二半波片用于接收所述第二子信号光，并使所述第二子信号光的偏振方向转过预定的角度，其中，所述第一半波片及第二半波片输出的第一子信号光和第二子信号光构成所述一组光束，并传输至所述第一偏振分束器。
在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述第一偏振分束器用于将从第一侧壁入射的第一子信号光分解为沿第一方向传输的第一子光分量及沿第二方向传输的第二子光分量，将第二子信号光分解为沿第一方向传输的第二子光分量及沿第三方向传输的第四子光分量，其中，所述第一及第三子光分量构成所述第一光分量，所述第二及第四子光分量构成所述第二光分量。
在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述第一分光组件还包括第三光补偿元件，所述第三光补偿元件设置于所述第一半波片与所述第一偏振分束器之间，用于补偿所述第一半波片出射的第一子信号光的光程。
在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述第一空气臂包括第一偏振片及第一反射镜，所述第一偏振片设置于所述第二侧壁与所述第一反射镜之间，其中，
所述第一偏振片，用于改变从所述第二侧壁射出的第一光分量的偏振态，其中，所述第一光分量透射所述第一偏振片后传输至所述第一反射镜；
所述第一反射镜，用于将接收到的所述第一光分量反射至所述第一偏振片，使得所述第一偏振片再次改变所述第一光分量的偏振态后，传输所述第一光分量至所述第一偏振分束器，以使所述第一光分量在所述第一方向上传输。
在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述第二空气臂包括第二偏振片及第二反射镜，所述第二偏振片设置于所述第三侧壁与所述第二反射镜之间，其中，
所述第二偏振片，用于改变从所述第三侧壁射出的第二光分量的偏振态，其中，所述第二光分量透射所述第二偏振片后传输至所述第二反射镜；
所述第二反射镜，用于将接收到的所述第二光分量反射至所述第二偏振片，使得所述第二偏振片再次改变所述第二光分量的偏振态后，传输所述第二光分量至所述第一偏振分束器，以使所述第二光分量在所述第一方向上传输。
在第二方面的第七种可能的实现方式中，所述第一反射镜为可调微镜，并用于调节所述第一光程。
在第二方面的第八种可能的实现方式中，所述第二反射镜为可调微镜，并用于调节所述第二光程。
在第二方面的第九种可能的实现方式中，所述可调微镜通过微机电系统或者压电技术控制微镜的位移或旋转实现光程的调节。
在第二方面的第十种可能的实现方式中，所述第一空气臂包括第一标准具及第一偏振片，所述第一标准具具有第一空气腔及第一反射面，所述第一偏振片设置于所述第一空气腔内，其中，
所述第一偏振片，用于改变从所述第二侧壁射出的第一光分量的偏振态，其中，所述第一光分量透射所述第一偏振片后传输至所述第一反射面；
所述第一反射面，用于将接收到的所述第一光分量反射至所述第一偏振片，使得所述第一偏振片再次改变所述第一光分量的偏振态后，传输所述第一光分量至所述第一偏振分束器，以使所述第一光分量在所述第一方向上传输。
在第二方面的第十一种可能的实现方式中，第二空气臂包括第二标准具及第二偏振片，所述第二标准具具有第二空气腔及第二反射面，所述第二偏振片设置于所述第二空气腔内，其中，
所述第二偏振片，用于改变从所述第三侧壁射出的第二光分量的偏振态，其中，所述第二光分量透射所述第二偏振片后传输至所述第二反射面；
所述第二反射面，用于将接收到的所述第二光分量反射至所述第二偏振片，使得所述第二偏振片再次改变所述第二光分量的偏振态后，传输所述第二光分量至所述偏振分束器，以使所述第二光分量在所述第一方向上传输。
在第二方面的第十二种可能的实现方式中，所述第一空气臂还包括第一光补偿片，所述第一光补偿片设置于所述第一空气腔内，并位于所述第一偏振片与所述第一反射面之间，以通过旋转调节所述第一光程；所述第二空气臂还包括第二光补偿片，所述第二光补偿片设置于所述第二空气腔内，并位于所述第二偏振片与所述第二反射面之间，以通过旋转调节所述第二光程。
在第二方面的第十三种可能的实现方式中，所述第一标准具的第一反射面的内表面及设置于所述第二侧壁上的前壁的内表面为具有预定角度的斜面；所述第二标准具的第二反射面的内表面及设置于所述第三侧壁上的前壁的内表面为具有预定角度的斜面。
在第二方面的第十四种可能的实现方式中，所述光学梳状滤波器还包括第二相位延迟器，所述第二相位延迟器位于所述第一相位延迟器与所述第二分光组件之间，以对所述第一相位延迟器输出的干涉光的图谱进行修正，其中，所述干涉光包括第一干涉光及第二干涉光，所述第一子光分量与所述第二子光分量干涉形成所述第一干涉光，所述第三子光分量及所述第四子光分量干涉形成所述第二干涉光。
在第二方面的第十五种可能的实现方式中，所述第二相位延迟器包括第二偏振分束器、第三空气臂及第四空气臂，其中，
所述第二偏振分束器，用于将从所述第二相位延迟器的第五侧壁入射的第一干涉光分解为沿第一方向传输的第五子光分量及沿第二方向传输的第六子光分量，将所述第二干涉光分解为沿第一方向传输的第七子光分量及沿第二方向传输的第八子光分量；
所述第三空气臂，设置于所述第二偏振分束器的第六侧壁，用于接收所述第五子光分量及第七子光分量，并将所述第五子光分量及第七子光分量反射回所述第二偏振分束器；
所述第四空气臂，设置于所述第二偏振分束器的第七侧壁，用于接收所述第六子光分量及第八子光分量，并将所述第六子光分量及第八子光分量反射回所述第二偏振分束器，其中，所述第五子光分量与所述第六子光分量干涉形成第三干涉光，所述第七子光分量与所述第八子光分量干涉形成第四干涉光，所述第三及第四干涉光从所述第二偏振分束器的第八侧壁射出至所述第二分光组件，且所述第五侧壁与所述第七侧壁相对设置，所述第六侧壁与所述第八侧壁相对设置。
在第二方面的第十六种可能的实现方式中，所述第三空气臂的第三光程不等于所述第四空气臂的第四光程，且所述第三光程与第四光程的差为所述第一光程与所述第二光程的差的两倍，
在第二方面的第十七种可能的实现方式中，所述第三空气臂包括第三偏振片及第三反射镜，所述第三偏振片设置于所述第六侧壁与所述第三反射镜之间，其中，
所述第三偏振片，用于改变从所述第六侧壁射出的第五及第七子光分量的偏振态，其中，所述第五及第七子光分量透射所述第三偏振片后传输至所述第三反射镜；
所述第三反射镜，用于将接收到的所述第五及第七子光分量反射至所述第三偏振片，使得所述第三偏振片再次改变所述第五及第七子光分量的偏振态后，传输所述第五及第七子光分量至所述第二偏振分束器，以使所述第五及第七子光分量在所述第二方向上传输。
在第二方面的第十八种可能的实现方式中，所述第四空气臂包括第四偏振片及第四反射镜，所述第四偏振片设置于所述第七侧壁与所述第四反射镜之间，其中，
所述第四偏振片，用于改变从所述第七侧壁射出的第六及第八子光分量的偏振态，并将第六及第八子光分量传输至所述第四反射镜；
所述第四反射镜，用于将接收到的所述第六及第八子光分量反射至所述第四偏振片，使得所述第四偏振片再次改变所述第六及第八子光分量的偏振态后，传输所述第六及第八子光分量至所述第二偏振分束器，以使所述第六及第八子光分量在所述第二方向上传输。
在第二方面的第十九种可能的实现方式中，所述第三反射镜为可调微镜，并用于调节所述第三光程。
在第二方面的第二十种可能的实现方式中，所述第四反射镜为可调微镜，并用于调节所述第四光程。
在第二方面的第二十一种可能的实现方式中，所述可调微镜通过微机电系统或者压电技术控制微镜的位移或旋转实现光程的调节。
在第二方面的第二十二种可能的实现方式中，所述第三空气臂包括第三标准具及第三偏振片，所述第三标准具具有第三空气腔及第三反射面，所述第三偏振片设置于所述第三空气腔内，其中，
所述第三偏振片，用于改变从所述第六侧壁射出的第五及第七子光分量的偏振态，其中，所述第五及第七子光分量透射所述第三偏振片后传输至所述第三反射面；
所述第三反射面，用于将接收到的所述第五及第七子光分量反射至所述第三偏振片，使得所述第三偏振片再次改变所述第五及第七子光分量的偏振态后，传输所述第五及第七子光分量至所述第二偏振分束器，以使所述第五及第七子光分量沿所述第二方向传输。
在第二方面的第二十三种可能的实现方式中，所述第四空气臂包括第四标准具及第四偏振片，所述第四标准具具有第四空气腔及第四反射面，所述第四偏振片设置于所述第四空气腔内，其中，
所述第四偏振片，用于改变从所述第七侧壁射出的第六及第八子光分量的偏振态，其中，所述第六及第八子光分量透射所述第四偏振片后传输至所述第四反射面；
所述第四反射面，用于将接收到的所述第六及第八子光分量反射至所述第四偏振片，使得所述第四偏振片再次改变所述第六及第八子光分量的偏振态后，传输所述第六及第八子光分量至所述第二偏振分束器，以使所述第六及第八子光分量沿所述第二方向传输。
在第二方面的第二十四种可能的实现方式中，所述第三空气臂还包括第三光补偿片，所述第三光补偿片设置于所述第三空气腔内，并位于所述第三偏振片与所述第三反射面之间，以通过旋转调节所述第三光程；所述第四空气臂还包括第四光补偿片，所述第四光补偿片设置于所述第四标准具的第四空气腔内，并位于所述第四偏振片与所述第四反射面之间，以通过旋转调节所述第四光程。
在第二方面的第二十五种可能的实现方式中，所述第三标准具的第三反射面的内表面及设置于所述第二侧壁上的前壁的内表面为具有预定角度的斜面；所述第四标准具的第四反射面的内表面及设置于所述第三侧壁上的前壁的内表面为具有预定角度的斜面。
在第二方面的第二十六种可能的实现方式中，所述光学梳状滤波器还包括第三半波片，所述第三半波片设置于所述第一相位延迟器与所述第二相位延迟器之间。
在第二方面的第二十七种可能的实现方式中，所述光学梳状滤波器还包括第四半波片，所述第四半波片设置于所述第二相位延迟器与所述第二分光组件之间。
在第二方面的第二十八种可能的实现方式中，所述第二分光组件包括第二双折射晶体及后反射棱镜，所述第二双折射晶体位于所述第四半波片与所述后反射棱镜之间，其中，
所述第二双折射晶体用于将所述第二相位延迟器出射的第三干涉光分解为o光与e光，将所述第二相位延迟器出射的第四干涉光分解为o光与e光；
所述后反射棱镜用于将所述o光与e光反射回所述第二双折射晶体，其中，所述后反射棱镜反射的光束从经所述第二相位延迟器、第一相位延迟器后，传输至所述第一双折射晶体，并经所述第一双折射晶体合并为第一输出光及第二输出光。
在第二方面的第二十九种可能的实现方式中，所述光学梳状滤波器还包括第五半波片及第六半波片，所述第五半波片与所述第六半波片设置于所述第四半波片与所述第二双折射晶体之间。
在第二方面的第三十种可能的实现方式中，所述光学梳状滤波器还包括第七半波片及第八半波片，所述第七半波片及第八半波片设置于第三光补偿元件与所述第一相位延迟器之间。
在第二方面的第三十一种可能的实现方式中，所述光学梳状滤波器还包括第一输出准直器及第二输出准直器，所述第一输出准直器用于准直所述第一双折射晶体输出的第一输出光，所述第二输出准直器用于接收所述第一双折射晶体输出的第二输出光。
在第二方面的第三十二种可能的实现方式中，所述光学梳状滤波器还包括第一斜方棱镜及第二斜方棱镜，所述第一斜方棱镜用于将所述第一双折射晶体输出的第一输出光传输至所述第一输出准直器，所述第二斜方棱镜用于将所述第一双折射晶体输出的第二输出光传输至所述第二输出准直器。
本发明实施例光学梳状滤波器，通过设计一光程差可调的第一相位延迟器，实现了通道间隔的可调节性，克服了双折射晶体型光学梳状滤波器难以升级的缺点，可以实现100GHz→50GHz→25GHz或者更密通道的梳状滤波。此外，由于所述相位延迟器采用了空气臂的结构设计，温漂效应非常小，插损低，隔离度高，在透射谱的滤波通道范围内，色散非常低，满足更高速率的密集波分复用系统的传输应用场景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的光学梳状滤波器的结构示意图。
图2是光束在第一双折射晶体处的光路示意图。
图3是本发明第一实施例提供的第一相位延迟器的结构示意图。
图4是本发明第二实施例提供的第一相位延迟器的结构示意图。
图5是本发明第三实施例提供的第一相位延迟器的结构示意图。
图6是图5所示的第一光补偿片及第二光补偿片的调节示意图。
图7是图5所示的第一相位延迟器的另一种结构示意图。
图8是光束在第二双折射晶体和后反射棱镜的光路示意图。
图9是光学梳状滤波器的透射谱线示意图。
图10是光学梳状滤波器的温漂效应示意图。
图11(a)是奇通道的色散曲线图。
图11(b)是偶通道的色散曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供一种光学梳状滤波器100，用于在波长交错复用技术中，把一列频率间隔为f的信号光分成两列具有2f频率间隔的信号光。所述光学梳状滤波器100包括第一分光组件、第一相位延迟器10及第二分光组件，其中，所述第一分光组件接收输入准直器21传输的信号光600，并输出两束光至所述第一相位延迟器10，所述第一相位延迟器10接收这两束光后，产生并输出第一干涉光及第二干涉光，所述第二分光组件接收所述第一干涉光及第二干涉光，并对所述第一干涉光及第二干涉光进行分解后，将分解得到的光束反射回所述第一相位延迟器10，并传输至所述第一分光组件，所述第一分光组件接收所述第一相位延迟器10传输过来的光束，生成从第一输出准直器22出射的第一输出光617及从第二输出准直器23出射的第二输出光627，其中，所述第一输出光617及第二输出光627为在空间上分开的，并具有2f频率间隔的信号光。
请一并参阅图2，图2是光束在第一双折射晶体处的光路示意图。在本发明实施例中，所述输入准直器21用于将入射的信号光600准直后，传输至所述第一分光组件。所述第一分光组件包括第一双折射晶体31，其中，所述第一双折射晶体31可为YVO4晶体或其他具有双折射效应的晶体，当所述信号光600沿不平行于所述第一双折射晶体31的光轴(光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴)入射进所述第一双折射晶体31时，由于双折射效应，所述信号600在所述第一双折射晶体31内传播时，将形成在空间分离的两束线偏振光，即第一子信号光610(物理上为o光，即寻常光)和第二子信号光620(物理上为e光，即非寻常光)，其中，所述o光将遵循折射定律传输，而e光一般不遵从折射定律，即e光与所述o光不重合。其中，所述o光与所述e光的偏振方向互相垂直。
在本发明实施例中，所述第一分光组件还包括所述第一半波片32及第二半波片33，所述第一半波片32及第二半波片33为两个光轴方向相同的半波片，所述第一半波片32用于接收所述第一子信号光610，并使所述第一子信号光610的偏振方向转过预定角度，所述第二半波片33用于接收所述第二子信号光620，并使所述第二子信号光620的偏振方向转过预定的角度，其中，所述第一半波片32及第二半波片33输出的第一子信号光610和第二子信号光620构成所述一组光束，并传输至所述第一相位延迟器10。其中，所述第一半波片32及第二半波片33可为22.5°或者67.5°半波片，即所述第一子信号光610入射时的振动面与第一半波片32晶体主截面之间的夹角为22.5°或者67.5°，所述第二子信号光620入射时的振动面与第二半波片33的晶体主截面之间的夹角为22.5°或者67.5°，此时，所述第一子信号光610与第二子信号光620经所述第一半波片32及第二半波片33后，其偏振方向将发生45°旋转，从而所述第一子信号光光610和第二子信号光620将变成偏振方向平行的两束光，且偏振方向均为45°。
需要说明的是，由于所述第一子信号光610与第二子信号光620的偏振方向本来是垂直的，为了使得它们的偏振方向平行，所述第一半波片32使所述第一子信号光610的偏振方向旋转的方向应与所述第二半波片33使所述第二子信号光620的偏振方向旋转的方向相反，例如，所述第一半波片32使所述第一子信号光610的偏振方向顺时针旋转45°，则所述第二半波片33应使所述第二子信号光620的偏振方向逆时针旋转45°(或者顺时针旋转135°)，以保证旋转后的所述第一子信号光610与第二子信号光620的偏振方向是平行的。即当所述第一半波片32为22.5°半波片时，所述第二半波片为67.5°半波片，或者当所述第一半波片32为67.5°半波片时，所述第二半波片为22.5°半波片。
请一并参阅图1和图3，图3是本发明第一实施例提供的第一相位延迟器的结构示意图。在本发明实施例中，所述第一相位延迟器10包括第一偏振分束器11、第一空气臂及第二空气臂，所述第一偏振分束器11具有第一分光面112。所述第一空气臂包括第一偏振片12及第一反射镜13，所述第一偏振片12设置于所述第一偏振分束器11的第二侧壁与所述第一反射镜13之间，且所述第一偏振分束器11的第二侧壁与所述第一反射镜13之间的光程为第一光程L1；所述第二空气臂包括第二偏振片14及第二反射镜15，所述第二偏振片14设置于所述第一偏振分束器11的第三侧壁与所述第二反射镜15之间，且所述第一偏振分束器11的第三侧壁与所述第二反射镜43之间的光程为第二光程L2，其中，所述第二侧壁与所述第三侧壁相邻。所述第一光程L1及所述第二光程L2不相等，并具有第一光程差ΔL1，即(L1－L2)的绝对值为ΔL1。所述第一偏振片12及第二偏振片14可为45°的1/4波片，此时，当一线偏振光穿过所述第一偏振片12或第二偏振片14后，将变成圆偏振光，而当所述圆偏振光再次穿过所述第一偏振片12或第二偏振片14后，将重新变回线偏振光，且其偏振方向相对于原来的线偏振光将发生90°旋转。
在本发明实施例中，所述第一子信号光610透射所述第一半波片32后，从所述第一偏振分束器11的第一侧壁入射进所述第一相位延迟器10，并在所述第一分光面112处分解为沿第一方向(即图1中的z方向，这里将沿z正向和沿z负向传输均定义为在第一方向上传输)传播的第一子光分量(即偏振方向与入射面平行的s光将在所述第一分光面112发生反射)和沿第二方向(即图1中的x方向，这里将沿x正向和沿x负向传输均定义为在第二方向上传输)传播的第二子光分量(即偏振方向与入射面垂直的p光将在所述第一分光面112发生透射)，其中，所述第一子光分量进入所述第一空气臂，并透射所述第一偏振片12后到达所述第一反射镜13，所述第一反射镜13反射所述第一子光分量，使得所述第一子光分量再次透射所述第一偏振片12后，返回至所述第一偏振分束器11，并传输至所述第一分光面112，由于所述第一子光分量经历了两次所述第一偏振片12，因而其偏振方向将旋转90°(即偏振方向从平行于入射面旋转至垂直于入射面)。所述第二子光分量透射所述第一分光面112后传输至所述第二空气臂，并透射所述第二偏振片14后到达所述第二反射镜15，所述第二反射镜15反射所述第二子光分量，使得所述第二子光分量再次透射所述第二偏振片14后，返回至所述第一偏振分束器11，并传输至所述第一分光面112，由于所述第二子光分量经历了两次所述第二偏振片14，因而其偏振方向将旋转90°(即偏振方向从垂直于入射面旋转至平行于入射面)。此时，所述第一子光分量与所述第二子光分量经所述第一分光面112后的传播方向均沿所述第一方向。由于所述第一光程L1与所述第二光程L2不相等，因而所述第一子光分量与所述第二子光分量将在所述第一分光面112处产生干涉，并生成所述第一干涉光611。
需要说明的是，在本发明的实施例中，当入射进所述第一相位延迟器10的光束为一束时，如本实施例的第一子信号光610，则所述第一相位延迟器10可用于使入射的第一子信号光610产生预定的相位延时，并通过设置第一光程差ΔL1，获得所需的干涉光。由于所述第一相位延迟器10采用了空气臂的设计结构，因而其第一光程差ΔL1具有温度稳定性，即在温度变化明显时，第一光程差ΔL1也不会产生大的改变。空气臂的设计结构还大大方便了所述第一光程差ΔL1的调节(只需移动所述第一反射镜13及第二反射镜15即可实现第一光程差ΔL1的调节)。此外，空气臂的设计结构还具有插损低，在透射谱的滤波通道范围内，色散非常低等优点，利于应用到各种不同的光学器件中，具有较高的适用性。
在本发明实施例中，所述第二子信号光620在所述第一相位延迟器10内的光路传播过程与所述第一子信号光610在所述第一相位延迟器10内的光路传播过程大致相同，所述第二子信号光620在所述第一相位延迟器10内被分解为沿第一方向传输的第三子光分量及沿第二方向传输的第四子光分量，并经第一空气臂及第二空气臂后，在所述第一分光面112处发生干涉，并生成沿第一方向传输的第二干涉光621。具体的光路分析请参考上面的陈述，在此不再赘述。
在本发明实施例，当入射进行所述第一相位延迟器10的光束为两束，如本实施例的第一子信号光610与第二子信号光620，则所述第一相位延迟器10的作用为使得入射的第一子信号光610与第二子信号光620获得所需的干涉周期或者自由光谱区(FreeSpectralRange，FSR)，进而使得第一子信号光610与第二子信号光620具有预定的频率间隔，其中，FSR＝c/(2n＊ΔL1)，c为光束，n为光在空气中的折射率。如此可知，通过设计所述第一光程L1与所述第二光程L2的之间的第一光程差ΔL1，即可获得所需的干涉周期或者FSR。
请一并参阅图4，图4是本发明第二实施例提供的第一相位延迟器的结构示意图。在本发明实施例中，第一相位延迟器210包括上述的第一实施例的第一偏振分束器11、第一偏振片12、第一反射镜13、第二偏振片14及第二反射镜15，且这些元件的连接放置关系也基本相同，这里不再赘述。所不同的是，在本发明实施例中，所述第一反射镜13和/或第二反射镜15为可调微镜，并可通过调节所述可调微镜实现不同通道间隔的切换或实现中心波长的动态调节，如可通过可调微镜大幅度调节所述第一光程L1和/或第二光程L2，从而获得不同的第一光程差ΔL1，实现不同通道间隔的动态切换。例如通过大幅度调节第一光程差ΔL1，来实现100GHz→50GHz→52GHz，或者75GHz的通道间隔的动态切换；或者通过可调微镜小幅度调节第一光程差ΔL1，实现中心波长动态调节。需要说明的是，所述可调微镜可以用微机电系统(Micro－Electro－Mechanical Systems，MEMS)技术实现，例如把可调微镜做成MEMS镜(mirror)的形式，通过精确控制MEMS mirror的前后移动，来实现所述第一相位延迟器210的第一光程差ΔL1动态可调，进而实现通道间隔的动态调节功能。此外，所述可调微镜的位移调节，也可以通过压电技术实现，如通过加电来控制压电晶体的伸缩，进而来动态调节两个空气臂的长度。这种动态可调的结构，免去了人为的调节过程，省时省力，而且可以远程控制，能更好的满足未来动态光网络的发展需求。可以理解的是，上述的可调微镜，除了MEMS技术，压电技术，还有其他可能实现的技术，这些实现技术都在本方案保护范围内，在此不再赘述。
请一并参阅图5，图5是本发明第三实施例提供的第一相位延迟器的结构示意图。在本发明实施例中，第一相位延迟器310除了包括上述的第一实施例的第一偏振分束器11、第一偏振片12及第二偏振片14外，还进一步包括第一标准具316及第二标准具317，其中，所述第一标准具316具有第一空气腔3161及第一反射面3162，所述第二标准具317具有第二空气腔3171及第二反射面3172。所述第一偏振片12收容于所述第一空气腔3161内，并位于所述第二侧壁与所述第一反射面3162之间。所述第二偏振片14收容于所述第二空气腔3171内，并位于所述第三侧壁与所述第二反射面3172之间。所述第一标准具316具有预设的第一光程L1，所述第二标准具317具有预设的第二光程L2。
请一并参阅图6，图6是图5所示的第一光补偿片及第二光补偿片的调节示意图。在本发明实施例中，所述第一空气臂还包括第一光补偿片318，所述第二空气臂还包括第二光补偿片319，所述第一光补偿片318设置于所述第一标准具316的第一空气腔3161内，并位于所述第一标准具316的前壁3163与所述第一反射面3162之间，所述第二光补偿片319设置于所述第二标准具317的第二空气腔3171内，并位于所述第二标准具317的前壁3173与所述第二反射面3172之间。由于所述第一偏振分束器11、所述标准具的臂长及前壁的厚度在加工过程可能存在误差，导致所述第一偏振分束器11、两个空气臂和前壁的玻璃块厚度不一致，就使得所述第一相位延迟器310两个空气臂的第一光程差ΔL1不再是由理论上的空气臂的长度差决定，所述第一偏振分束器11和前壁的玻璃块厚度也对所述第一相位延迟器310的第一光程差ΔL1产生影响，导致实际的FSR与理论FSR有偏差，进而导致所述光学梳状滤波器100的透射谱的中心波长漂移。所述第一光补偿片318及第二光补偿片319可用于补偿所述第一相位延迟器310的两个空气臂的光程，从而调整透射谱的中心波长。具体为，如果第一空气臂的第一光程小于理论设计的光程，则旋转所述第一光补偿片318，如图6所示，由于斜入射，光在所述第一光补偿片318中发生折射，而第二空气臂的第二光补偿片319保持与入射光垂直放置，利用Ls－Lp的微小差量(如图6所示)，来精确调节两个空气臂之间的第一光程差ΔL1，进而精确调节透射谱的中心波长。同样，如果第二空气臂的光程小于理论设计光程，则保持第一空气臂的第一光补偿片318与光路垂直，旋转第二空气臂上的第二光补偿片319，以调节透射谱的中心波长。
请一并参阅图7，图7是图5所示的第一相位延迟器的另一种结构示意图。在本发明的实施例中，所述第一标准具316的前壁3163的内表面与所述第一反射面3162的内表面可设计为具有预定角度θ的斜面，且较佳的，两个斜面互相平行；所述第二标准具317的前壁3173的内表面与所述第二反射面3172的内表面还可设置为具有预定角度θ的斜面，如此可避免在所述前壁的内表面与所述反射面上产生不需要的干涉现象，从而提高所述光学梳状滤波器100的光学性能。
请参阅图1，在本发明实施例中，所述光学梳状滤波器100还包括第三光补偿元件34，所述第三光补偿元件34设置于所述第一半波片32与所述第一相位延迟器10之间。所述第三光补偿元件34可为偏振模色散(Polarization Mode Dispersion，PMD)补偿片，其用于补偿所述第一子信号光610在所述第一双折射晶体31内传输时与第二子信号光620在所述第一双折射晶体31内传输时的光程差。由于所述第一子信号光610与第二子信号光620在所述第一双折射晶体10内经历的光程不同，且所述第二子信号光620经历的光程较大，因而通过设置所述第三光补偿元件34，补偿所述第一子信号光610的光程，从而所述第一子信号光610和第二子信号光620在进入所述第一相位延迟器10前，具有相同的相位。
在本发明实施例中，所述光学梳状滤波器100还包括第二相位延迟器40，所述第二相位延迟器40的结构设计与上述第一实施例至第三实施例任一实施例提供的第一相位延迟器10的结构基本相同。以第一实施例为例，所述第二相位延迟器40具有第二偏振分束器41、第三空气臂及第四空气臂，所述第三空气臂具有第三光程L3，所述第四空气臂具有第四光程L4，且(L4－L3)的值为(L2－L1)的两倍。所述第一干涉光611从所述第二偏振分束器41的第五侧壁入射，并被所述第二偏振分束器41分解为沿第一方向传输的第五子光分量及沿第二方向传输的第六子光分量，所述第二干涉光621从所述第二偏振分束器41的第五侧壁入射，并被所述第二偏振分束器41分解为沿第一方向传输的第七子光分量及沿第二方向传输的第八子光分量。所述第三空气臂接收所述第五子光分量及第七子光分量，并通过第三反射镜43将所述第五子光分量及第七子光分量反射回所述第二偏振分束器41，由于在第三空气臂内，所述第五子光分量及第七子光分量来回经历了两次第三偏振片42，因而所述第五子光分量及第七子光分量的偏振方向发生90°旋转。同理，所述第四空气臂接收所述第六子光分量及第八子光分量，并通过第四反射镜45将所述第六子光分量及第八子光分量反射回所述第二偏振分束器41，由于在第四空气臂内，所述第六子光分量及第八子光分量来回经历了两次第四偏振片44，因而所述第六子光分量及第八子光分量的偏振方向发生90度旋转。此后，在所述第二偏振分束器41内，所述第五子光分量与所述第六子光分量发生干涉并生成第三干涉光612，所述第七子光分量与所述第八子光分量发生干涉并生成第四干涉光622。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述第二相位延迟器40的结构还可为上述第二实施例及第三实施例所述的第一相位延迟器10的结构，在此不再赘述。
需要说明的是，在本发明的实施例中，所述第二相位延迟器40用于对所述第一相位延迟器10输出的第一干涉光611和第二干涉光621的谱线的形状进行修正，使得谱线的形状更加矩形化，平坦化。可以理解的是，在本发明的其他实施例中，所述光学梳状滤波器100还可级联更多的相位延迟器，如第三相位延迟器、第四相位延迟器等。理论上来说，叠加的谐波项越多(即级联越多的相位延迟器)，谱线的形状越接近方波，即可获得具有更好波形的图谱。
需要说明的是，在本发明实施例中，在所述第一相位延迟器10与所述第二相位延迟器40之间，还设置有第三半波片46，所述第三半波片46可为28.5°半波片，其用于调节透射谱形状及隔离度等。可以理解的是，在本发明的其他实施例中，根据实际的需要，所述第三半波片46也可为其他度数的半波片，即入射光的振动面与第三半波片46的晶体主截面的夹角可根据实际需求进行设计，本发明不做具体限定。
需要说明的是，在本发明实施例中，在所述第二相位延迟器40与所述第二分光组件之间，还设置有第四半波片51，所述第四半波片51可为8°半波片，其用于调节透射谱形状及隔离度等。可以理解的是，在本发明的其他实施例中，根据实际的需要，所述第四半波片51也可为其他度数的半波片，本发明不做具体限定。
请参阅图8，图8是光束在第二双折射晶体和后反射棱镜的光路示意图。在本发明实施例中，所述第二分光组件包括第二双折射晶体61及后反射棱镜62，所述第三干涉光612及第四干涉光622透射所述第四半波片51后入射进所述第二双折射晶体61，所述第二双折射晶体61将所述第三干涉光612分解成o光613和e光614，将所述第四干涉光622也分解成o光623和e光624，这两束o光和两束e光传输至所述后反射棱镜62，并被所述后反射棱镜62反射回所述第二双折射晶体61后输出至所述第二相位延迟器40。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述光学梳状滤波器100还包括第五半波片71及第六半波片72，所述第五半波片71及第六半波片72设置于所述第二双折射晶体61与所述第四半波片51之间，其中，所述第五半波片71用于接收所述第二分光组件反射的o光613及o光623，以使所述o光613及o光623的偏振方向转过预定的角度，所述第六半波片72用于接收所述第二分光组件反射的e光614及e光624，以使所述e光614及e光624的偏振方向转过预定的角度，例如，较佳的，所述第五半波片52及第六半波片53可为45°半波片，所述预定的角度为90°。所述第五半波片71与所述第六半波片72通过调整o光613、e光614、o光623及e光624的偏振方向，从而调节透射的图谱形状。
在本发明实施例中，o光613、e光614、o光623及e光624经所述第五半波片71及第六半波片72后，再次透射所述第四半波片51，并经所述第二相位延迟器40、所述第三半波片46后，变成光束615、光束616、光束625及光束626，所述光束615、光束616、光束625及光束626进入所述第一相位延迟器10，并透射所述第一相位延迟器10后，所述光束615及光束625从所述第一偏振分束器11的靠底部位置出射，所述光束616及光束626从所述第一偏振分束器11的靠顶部位置出射。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述光学梳状滤波器100还包括第七半波片81及第八半波片82，所述第七半波片81及第八半波片82设置于所述第三光补偿元件34与所述第一相位延迟器10之间，其中，所述第七半波片81及第八半波片82可为0°半波片。所述光束615及光束625从所述第一相位延迟器10出射时，将透射所述第七半波片81、第三光补偿元件34及第一半波片32后传输至所述第一双折射晶体31，所述光束616及光束626从所述第一相位延迟器10出射后，将透射所述第八半波片82、第三光补偿元件34及第二半波片33后传输至所述第一双折射晶体10。
在本发明实施例中，光束615、光束616、光束625及光束626入射进所述第一双折射晶体10，在所述第一双折射晶体10内，光束615与光束625，由于双折射晶体的特性，所述光束615与光束625会发生合光，并最终形成第一输出光617，所述光束616与光束626，由于双折射晶体的特性，所述光束616与光束626会发生合光，并最终形成第二输出光627。所述第一输出光617及第二输出光627即为所需的具有预定频率间隔的两列信号光。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述输入准直器21设置于所述第一输出准直器22及第二输出准直器23之间，所述第一输出准直器22用于接收所述第一双折射晶体31输出的第一输出光617，所述第二输出准直器23用于接收所述第一双折射晶体31输出的第二输出光627。需要说明的是，所述准直器的工作距离应该等于或略大于光在光学梳状滤波器100中走过的光程。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述光学梳状滤波器100还包括第一斜方棱镜91及第二斜方棱镜92，所述第一斜方棱镜91对准所述第一输出准直器22，并用于将所述第一双折射晶体31输出的第一输出光617传输至所述第一输出准直器22，所述第二斜方棱镜92对准所述第二输出准直器23，并用于将所述第一双折射晶体31输出的第二输出光627传输至所述第二输出准直器23。所述第一斜方棱镜91及第二斜方棱镜92可用于增加所述第一输出光617及第二输出光627在空间中的距离，防止所述第一输出光617及第二输出光627因为在空间上离得太近，而使得所述第一输出准直器22和第二输出准直器23不便于摆放。
请参阅图9，图9是上述光学梳状滤波器100的透射图谱，本发明通过精确控制所述第一相位延迟器10的第一光程差ΔL1，来实现所需要的FSR，同时通过精确控制所述第二相位延迟器40的光程差，来修正透射图的形状，使之更加矩形化和平坦化。
如表1所示，本发明实施例的光学梳状滤波器100可通过控制空气臂的光程来获得所需的第一光程差ΔL1，进而实现不同的FSR和不同的通道间隔。
表1，不同通道间隔所需的光程差对照表
名称 FSR(GHz) L<sub>2</sub>－L<sub>1</sub>(mm) L<sub>4</sub>－L<sub>3</sub>(mm)
100GHz 200 0.75 1.5
50GHz 100 1.5 3
25GHz 50 3 6
如表1所示，通过更改L2－L1及L4－L3的值，可以实现100GHz→50GHz→25Ghz，甚至更密通道间隔。可以理解的是，随着光网络的发展，加强网络灵活性，提高频谱利用效率，弹性的网络架构越来越受到人们的重视。一些特殊通道间隔的光学梳状滤波器可能受到人们的青睐，例如通道间隔为75GHz的光学梳状滤波器。此时，只需调整所述L2－L1＝2mm及L4－L3＝4mm，就可以实现75GHz的光学梳状滤波器。
请参阅图10，在本发明实施例中，通过调节空气臂的光程，来控制光学梳状滤波器的FSR，由于空气是良好的热绝缘体，且空气的折射率随温度变化非常微小，所以温度带来的影响非常小，可以忽略不计。当然由于PBS，etalon等加工的误差，PBS两臂的玻璃误差也参与贡献了光程差。如表2所示，表2是空气和熔石英的热光系数和热膨胀系数。从图10可以看出，对于工作温度在0℃到65℃的范围，由于温度变化而造成的漂移变化趋势，只有5.2×10-4GHz，这样微小的漂移，可以忽略不计，由此可表明本发明实施例的光学梳状滤波器具有良好的温漂效应。
表2：空气和熔石英的参数表
1550nm 折射率n 热光系数dt 膨胀系数α
空气 1.00027 0 0
融石英 1.4596 9.6×10<sup>－6</sup> 0.55×10<sup>－6</sup>
此外，当高速密集波分复用系统的传输速率达到40Gbit/s以上时，通信系统中的色散问题就将变得非常的重要。一般在40Gbit/s系统积累色散量要小于50ps/nm，而160Gbit/s系统则要小于5ps/nm，致使系统色散容纳的数值减少，系统总色散的微小波动都可能引起传输质量的劣化。图11(a)及图11(b)是本发明实施例中，通道间隔为50GHz时，光学梳状滤波器的奇通道与和偶通道的色散曲线。其中曲线713和曲线715分别是奇通道与和偶通道单独去程的色散曲线，曲线711和曲线714分别是奇通道与和偶通道单独回程的色散曲线，而曲线712，曲线714分别是奇通道与和偶通道总的出射色散曲线。从图11(a)及图11(b)中可以看到，奇通道与和偶通道在ITU±25Hz的范围内，色散值基本上为0，表现出了优越的色散特性。而造成这种现象的原因是，去程色散曲线711与回程色散曲线713，或者是曲线715与曲线716，在ITU±25Hz的范围内，色散值表现出了良好的互补相消现象。即信号光在器件内走往返后，在滤波通道范围内，色散相消了。
综上所述，本发明实施例的光学梳状滤波器100，通过设计一光程差可调的第一相位延迟器10及第二相位延迟器40，实现了通道间隔的可调节性，克服了双折射晶体型光学梳状滤波器难以升级的缺点，可以实现100GHz→50GHz→25GHz或者更密通道的梳状滤波。此外，由于所述第一相位延迟器10及第二相位延迟器40均采用了空气臂(或空气腔)的结构设计，温漂效应非常小，插损低，隔离度高，在透射谱的滤波通道范围内，色散非常低，满足更高速率的密集波分复用系统的传输应用场景。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (23)

1.一种光学梳状滤波器，其特征在于，包括第一分光组件、第一相位延迟器、第二相位延迟器及第二分光组件，其中，
所述第一分光组件，用于接收信号光，并将所述信号光分解成第一子信号光和第二子信号光；
所述第一相位延迟器，包括第一偏振分束器、第一空气臂及第二空气臂，其中，
所述第一偏振分束器，用于将从第一侧壁入射的所述第一子信号光分解为沿第一方向传输的第一子光分量及沿第二方向传输的第二子光分量，将从第一侧壁入射的所述第二子信号光分解为沿第一方向传输的第三子光分量及沿第二方向传输的第四子光分量，其中，所述第一及第三子光分量构成第一光分量，所述第二及第四子光分量构成第二光分量，所述第一方向垂直于所述第二方向，所述第一光分量的偏振态垂直于所述第二光分量的偏振态；
所述第一空气臂，设置于所述第一偏振分束器的第二侧壁，用于接收所述第一光分量，并将所述第一光分量反射回所述第一偏振分束器，所述第一空气臂包括第一偏振片及第一反射镜，所述第一偏振片设置于所述第二侧壁与所述第一反射镜之间，其中，
所述第一偏振片，用于改变从所述第二侧壁射出的第一光分量的偏振态，其中，所述第一光分量透射所述第一偏振片后传输至所述第一反射镜；
所述第一反射镜，用于将接收到的所述第一光分量反射至所述第一偏振片，使得所述第一偏振片再次改变所述第一光分量的偏振态后，传输所述第一光分量至所述第一偏振分束器，以使所述第一光分量在所述第一方向上传输；
所述第一偏振分束器的第二侧壁与所述第一反射镜之间的光程为第一光程；
所述第二空气臂，设置于所述第一偏振分束器的第三侧壁，用于接收所述第二光分量，并将所述第二光分量反射回所述第一偏振分束器，以与所述第一光分量发生干涉后形成干涉光，并使得所述干涉光从所述第一偏振分束器的第四侧壁射出；所述第二空气臂包括第二偏振片及第二反射镜，所述第二偏振片设置于所述第三侧壁与所述第二反射镜之间，其中，
所述第二偏振片，用于改变从所述第三侧壁射出的第二光分量的偏振态，其中，所述第二光分量透射所述第二偏振片后传输至所述第二反射镜；
所述第二反射镜，用于将接收到的所述第二光分量反射至所述第二偏振片，使得所述第二偏振片再次改变所述第二光分量的偏振态后，传输所述第二光分量至所述第一偏振分束器，以使所述第二光分量在所述第一方向上传输；
所述第一偏振分束器的第三侧壁与所述第二反射镜之间的光程为第二光程；
其中，所述第一光程不等于所述第二光程，且所述第一侧壁与所述第三侧壁相对设置，所述第二侧壁与所述第四侧壁相对设置，
所述第二分光组件，用于将所述第一相位延迟器输出的干涉光反射回所述第一相位延迟器及第一分光组件，使得所述第一分光组件射出第一输出光及第二输出光；
所述第二相位延迟器，位于所述第一相位延迟器与所述第二分光组件之间，以对所述第一相位延迟器输出的干涉光的图谱进行修正，其中，所述干涉光包括第一干涉光及第二干涉光，所述第一子光分量与所述第二子光分量干涉形成所述第一干涉光，所述第三子光分量及所述第四子光分量干涉形成所述第二干涉光；
所述第二相位延迟器包括第二偏振分束器、第三空气臂及第四空气臂，其中，
所述第二偏振分束器，用于将从所述第二相位延迟器的第五侧壁入射的所述第一干涉光分解为沿第一方向传输的第五子光分量及沿第二方向传输的第六子光分量，将所述第二干涉光分解为沿第一方向传输的第七子光分量及沿第二方向传输的第八子光分量；
所述第三空气臂，设置于所述第二偏振分束器的第六侧壁，用于将所述第五子光分量及第七子光分量反射回所述第二偏振分束器；
所述第四空气臂，设置于所述第二偏振分束器的第七侧壁，用于将所述第六子光分量及第八子光分量反射回所述第二偏振分束器，其中，所述第五子光分量与所述第六子光分量干涉形成第三干涉光，所述第七子光分量与所述第八子光分量干涉形成第四干涉光，所述第三及第四干涉光从所述第二偏振分束器的第八侧壁射出至所述第二分光组件，且所述第五侧壁与所述第七侧壁相对设置，所述第六侧壁与所述第八侧壁相对设置；
所述第三空气臂的第三光程不等于所述第四空气臂的第四光程，且所述第三光程与第四光程的差为所述第一光程与所述第二光程的差的两倍。
2.根据权利要求1所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第一分光组件包括第一双折射晶体、第一半波片及第二半波片，所述第一双折射晶体用于接收所述信号光，并将信号光分解成所述第一子信号光和所述第二子信号光，所述第一半波片用于接收所述第一子信号光，并使所述第一子信号光的偏振方向转过预定角度，所述第二半波片用于接收所述第二子信号光，并使所述第二子信号光的偏振方向转过预定的角度，其中，所述第一半波片及第二半波片输出的第一子信号光和第二子信号光构成一组光束，并传输至所述第一偏振分束器。
3.根据权利要求2所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第一分光组件还包括第三光补偿元件，所述第三光补偿元件设置于所述第一半波片与所述第一偏振分束器之间，用于补偿所述第一半波片出射的第一子信号光的光程。
4.根据权利要求1所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第一反射镜为可调微镜，并用于调节所述第一光程。
5.根据权利要求1所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第二反射镜为可调微镜，并用于调节所述第二光程。
6.根据权利要求4或5所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述可调微镜通过微机电系统或者压电技术控制微镜的位移或旋转实现光程的调节。
7.根据权利要求1所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第一空气臂包括第一标准具及第一偏振片，所述第一标准具具有第一空气腔及第一反射面，所述第一偏振片设置于所述第一空气腔内，其中，
所述第一偏振片，用于改变从所述第二侧壁射出的第一光分量的偏振态，其中，所述第一光分量透射所述第一偏振片后传输至所述第一反射面；
所述第一反射面，用于将接收到的所述第一光分量反射至所述第一偏振片，使得所述第一偏振片再次改变所述第一光分量的偏振态后，传输所述第一光分量至所述第一偏振分束器，以使所述第一光分量沿所述第一方向传输。
8.根据权利要求7所述的光学梳状滤波器，其特征在于，第二空气臂包括第二标准具及第二偏振片，所述第二标准具具有第二空气腔及第二反射面，所述第二偏振片设置于所述第二空气腔内，其中，
所述第二偏振片，用于改变从所述第三侧壁射出的第二光分量的偏振态，其中，所述第二光分量透射所述第二偏振片后传输至所述第二反射面；
所述第二反射面，用于将接收到的所述第二光分量反射至所述第二偏振片，使得所述第二偏振片再次改变所述第二光分量的偏振态后，传输所述第二光分量至所述第一偏振分束器，以使所述第二光分量在所述第一方向上传输。
9.根据权利要求8所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第一空气臂还包括第一光补偿片，所述第一光补偿片设置于所述第一空气腔内，并位于所述第一偏振片与所述第一反射面之间，以通过旋转调节所述第一光程；所述第二空气臂还包括第二光补偿片，所述第二光补偿片设置于所述第二空气腔内，并位于所述第二偏振片与所述第二反射面之间，以通过旋转调节所述第二光程。
10.根据权利要求9所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第一标准具的第一反射面的内表面及设置于所述第二侧壁上的前壁的内表面为具有预定角度的斜面；所述第二标准具的第二反射面的内表面及设置于所述第三侧壁上的前壁的内表面为具有预定角度的斜面。
11.根据权利要求1所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第三空气臂包括第三偏振片及第三反射镜，所述第三偏振片设置于所述第六侧壁与所述第三反射镜之间，其中，
所述第三偏振片，用于改变从所述第六侧壁射出的第五及第七子光分量的偏振态，其中，所述第五及第七子光分量透射所述第三偏振片后传输至所述第三反射镜；
所述第三反射镜，用于将接收到的所述第五及第七子光分量反射至所述第三偏振片，使得所述第三偏振片再次改变所述第五及第七子光分量的偏振态后，传输所述第五及第七子光分量至所述第二偏振分束器，以使所述第五及第七子光分量沿所述第二方向传输。
12.根据权利要求11所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第四空气臂包括第四偏振片及第四反射镜，所述第四偏振片设置于所述第七侧壁与所述第四反射镜之间，其中，
所述第四偏振片，用于改变从所述第七侧壁射出的第六及第八子光分量的偏振态，并将第六及第八子光分量传输至所述第四反射镜；
所述第四反射镜，用于将接收到的所述第六及第八子光分量反射至所述第四偏振片，使得所述第四偏振片再次改变所述第六及第八子光分量的偏振态后，传输所述第六及第八子光分量至所述第二偏振分束器，以使所述第六及第八子光分量沿所述第二方向传输。
13.根据权利要求12所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第三空气臂包括第三标准具及第三偏振片，所述第三标准具具有第三空气腔及第三反射面，所述第三偏振片设置于所述第三空气腔内，其中，
所述第三偏振片，用于改变从所述第六侧壁射出的第五及第七子光分量的偏振态，其中，所述第五及第七子光分量透射所述第三偏振片后传输至所述第三反射面；
所述第三反射面，用于将接收到的所述第五及第七子光分量反射至所述第三偏振片，使得所述第三偏振片再次改变所述第五及第七子光分量的偏振态后，传输所述第五及第七子光分量至所述第二偏振分束器，以使所述第五及第七子光分量沿所述第二方向传输。
14.根据权利要求13所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第四空气臂包括第四标准具及第四偏振片，所述第四标准具具有第四空气腔及第四反射面，所述第四偏振片设置于所述第四空气腔内，其中，
所述第四偏振片，用于改变从所述第七侧壁射出的第六及第八子光分量的偏振态，其中，所述第六及第八子光分量透射所述第四偏振片后传输至所述第四反射面；
所述第四反射面，用于将接收到的所述第六及第八子光分量反射至所述第四偏振片，使得所述第四偏振片再次改变所述第六及第八子光分量的偏振态后，传输所述第六及第八子光分量至所述第二偏振分束器，以使所述第六及第八子光分量在所述第二方向上传输。
15.根据权利要求14所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第三空气臂还包括第三光补偿片，所述第三光补偿片设置于所述第三空气腔内，并位于所述第三偏振片与所述第三反射面之间，以通过旋转调节所述第三光程；所述第四空气臂还包括第四光补偿片，所述第四光补偿片设置于所述第四标准具的第四空气腔内，并位于所述第四偏振片与所述第四反射面之间，以通过旋转调节所述第四光程。
16.根据权利要求15所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第三标准具的第三反射面的内表面及设置于所述第六侧壁上的前壁的内表面为具有预定角度的斜面；所述第四标准具的第四反射面的内表面及设置于所述第七侧壁上的前壁的内表面为具有预定角度的斜面。
17.根据权利要求1所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述光学梳状滤波器还包括第三半波片，所述第三半波片设置于所述第一相位延迟器与所述第二相位延迟器之间。
18.根据权利要求2所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述光学梳状滤波器还包括第四半波片，所述第四半波片设置于所述第二相位延迟器与所述第二分光组件之间。
19.根据权利要求18所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第二分光组件包括第二双折射晶体及后反射棱镜，所述第二双折射晶体位于所述第四半波片与所述后反射棱镜之间，其中，
所述第二双折射晶体用于将所述第二相位延迟器出射的第三干涉光分解为o光与e光，将所述第二相位延迟器出射的第四干涉光分解为o光与e光；
所述后反射棱镜用于将所述o光与e光反射回所述第二双折射晶体，其中，所述后反射棱镜反射的光束从经所述第二相位延迟器、第一相位延迟器后，传输至所述第一双折射晶体，并经所述第一双折射晶体合并为第一输出光及第二输出光。
20.根据权利要求19所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述光学梳状滤波器还包括第五半波片及第六半波片，所述第五半波片与所述第六半波片设置于所述第四半波片与所述第二双折射晶体之间。
21.根据权利要求19所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述第一分光组件还包括第三光补偿元件，所述第三光补偿元件设置于所述第一半波片与所述第一偏振分束器之间，用于补偿所述第一半波片出射的第一子信号光的光程，所述光学梳状滤波器还包括第七半波片及第八半波片，所述第七半波片及第八半波片设置于第三光补偿元件与所述第一相位延迟器之间。
22.根据权利要求21所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述光学梳状滤波器还包括第一输出准直器及第二输出准直器，所述第一输出准直器用于准直所述第一双折射晶体输出的第一输出光，所述第二输出准直器用于接收所述第一双折射晶体输出的第二输出光。
23.根据权利要求22所述的光学梳状滤波器，其特征在于，所述光学梳状滤波器还包括第一斜方棱镜及第二斜方棱镜，所述第一斜方棱镜用于将所述第一双折射晶体输出的第一输出光传输至所述第一输出准直器，所述第二斜方棱镜用于将所述第一双折射晶体输出的第二输出光传输至所述第二输出准直器。
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