CN1095998C - 用于光通信的可调滤光装置 - Google Patents

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Abstract

一种可调滤光装置包括：第一和第二光导纤维，两者形成一光径；一可调滤光器，它安装在第一和第二光导纤维之间的光径上；一致动器；一分光镜，它安装在可调滤光器和第二光导纤维之间的光径上；一辅助光导纤维，；和一控制器，其中可调滤光装置包括一底板，第一和第二光导纤维安装在底板上，彼此对准并面朝面安装；分光镜和辅助光导纤维安装在底板上。

Description

用于光通信的可 调滤光装置
                        发明领域
本发明涉及一种用于光通信的可调滤光装置，更具体地说，涉及一种用于光通信的可调滤光装置，该装置可以从多个波长信号的光束中传输一选定波长的光束。
                        背景技术
在光通信中，为了增加单位时间的数据传送量，彼此不相干涉的具有不同波长的多个信号通过单根光导纤维传送。这样，通信时不仅可以用较少的通信系统，而且还可以使用较少的通信线路。
在使用不同波长的多个信号的光通信中，在大多数情况下，在接受端，需要有选择地接受或检测仅一个特定波长的信号。在这种情况下，使用一可调滤光装置有选择地传送一特定波长的光束。
这种用于光通信的可调滤光装置可能用于采用波长分隔多路传输(wavelength division multiplexer)、掺铒纤维放大器(EDFAs)或诸如此类的光通信系统中。
如图1所示，一种现有的用于光通信的可调滤光装置包括一可调滤光单元10和一分接单元30，它们分别安装在一第一底板1和一第二底板2上。可调滤光器单元10从各种波长的入射光中传送一特定波长的光束，分接单元30分解经可调滤光单元10传送的光束，将分解光束的一个用于控制可调滤光器单元10，另一个作为输出。
可调滤光器单元10包括：一线滤光器20，它有选择地传送从第一光导纤维11到第二光导纤维13的入射光束中一定波长的光束；和一致动器15，用于控制线滤光器20的位置。
一第一透镜21对准一发射光束，它安装在第一光导纤维11的输出端。一第二透镜23会聚来自线滤光器20的平行光束，它安装在第二光导纤维13的输入端。
线滤光器20根据线滤光器20和入射到其上的对准光束之间的夹角来传送一预定波长的光束。因此，需要传送的特定波长的光束通过使用致动器15控制线滤光器20和平行入射光束之间的夹角来选择。
分接单元30包括：一第三光导纤维35，来自第二光导纤维13的信号光束传到此处；一个分光镜40，用于传送和反射来自第三光导纤维35的入射光束；一第四光导纤维37，用于将分光镜40反射的光束传送到控制致动器15的控制器(未显示)；一第五光导纤维39，用于传送通过分光镜40传送来的光束。
第三光导纤维35通过一连接器25连接到第二光导纤维13上，对准发散光束的第三透镜45安装在第三光导纤维35的输出端。会聚从分光镜40反射的平行光束的第四透镜47安装在第四光导纤维37的输入端，会聚经过分光镜40传送的平行光束的第五透镜49安装在第五光导纤维39的输入端。
控制器根据通过第四光导纤维37传送的光束的检测信号来控制致动器15。换句话说，线滤光器20相对于入射光束的角度可以通过测量控制器的光检测器接受的光束量来确定。结果，可调滤光装置通过控制线滤光器20的角度可以仅传送一所需特定波长的信号光束。
然而，在以前的可调滤光装置中，由于可调滤光器单元10和用于分解入射光束从而控制可调滤光器单元10的分接单元30分别安装在不同底板上，需要连接两单元10和30的连接器25。而且，因为需要多个透镜和滤光器，它们之间的光对准很困难，所以，装置的结构复杂，并且各种光损也增加。
                           发明概述
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于光通信的可调滤光装置，其结构简单且提高了光传送效率。
因此，为了实现上述目的，本发明提供一种可调滤光装置包括：第一和第二光导纤维，两者形成一光径；一可调滤光器，它安装在第一和第二光导纤维之间的光径上，用于仅传输由第一光导纤维向第二光导纤维发射的光束中一定波长的光束；一致动器，用于驱动可调滤光器；一分光镜，它安装在可调滤光器和第二光导纤维之间的光径上，用于反射经可调滤光器传送的光束的一部分，并传输其余部分；一辅助光导纤维，用于接受从分光镜反射的光束，并进一步传输；一控制器，它用于检测经过辅助光导纤维传输的光束，并根据检测的光束控制致动器；一第一透镜，安装在第一光导纤维的输出端，用于使从第一光导纤维发射出的发散光束准直；一第二透镜，安装在第二光导纤维的输入端，用于会聚被准直的入射光束；和第三透镜，安装在辅助光导纤维的输入端，用于会聚被准直的入射光束，其中，可调滤光装置包括一底板，第一和第二光导纤维安装在底板上，彼此对准并面朝面安装；并且分光镜和辅助光导纤维安装在底板上。
这里，可调滤光器最好是一线滤光器，可以根据可调滤光器相对于入射光束的角度，有选择地传送一定波长的光束。
此时，致动器包括一DC伺服电机和一编码器，该电机用于根据来自控制器的信号来转动可调滤光器，该编码器通过测量DC伺服电机的转动位置来检测可调滤光器的角度。
另外，第一和第二光导纤维以及辅助光导纤维最好都安装在形成于底板上的槽中。
根据本发明的另一实施例，可调滤光器是一缓变线滤光器，它安装在与入射光束成固定角的位置上，用于根据水平和/或垂直位置有选择地传送一定波长的光束。
此时，致动器包括：一X-Y移动元件，用于移动处于水平和/或垂直方向的可调滤光器；和驱动电机，用于驱动X-Y移动元件。
                        附图的简要说明
参考附图，通过对本发明一优选实施例的详细介绍，本发明的上述目的和优点就更加明显了。附图中：
图1是一平面简图，示出了一种现有的用于光通信的可调滤光装置；
图2是一分解局部剖视图，示出了本发明用于光通信的可调滤光装置的一实施例；
图3是沿图2中III-III线的截面图；和
图4是一分解局部剖视图，示出了本发明用于光通信的可调滤光装置的另一实施例。
                  优选实施方式的详细描述
参考图2和图3，根据本发明的可调滤光装置的一个实施例，包括：第一和第二光导纤维51和73，两者相互面朝面对准；一可调滤光器55，它安装在第一和第二光导纤维51和73之间，用于有选择地传输一定波长的光束；和一光跟踪单元，它检测透过可调滤光器55的光束的一部分，以控制可调滤光器55。
光跟踪单元设有：一分光镜75，它安装在可调滤光器55和第二光导纤维73之间的光径上，用于按一预定方向反射入射光束的一部分；一辅助光导纤维71，用于传送从分光镜75上反射的反射光束；和一控制器63，用于控制一致动器60，该致动器根据来自辅助光导纤维71的信号光束来驱动可调滤光器55。
控制器63包括一光检测器(未显示)和一电路，光检测器用于检测通过辅助光导纤维71传送的光束，该电路用于根据检测到的光束来控制致动器60。
这里，第一和第二光导纤维51和73，辅助光导纤维71，可调滤光器55，分光镜75，致动器60，都安装在一个底板1上。
可调滤光器55最好是一线滤光器，它根据可调滤光器55相对于平行入射光束的角度来传送一定波长的光束。
控制可调滤光器55角度的致动器60设有：一直流(DC)伺服电机65，用于根据控制器63的控制信号来转动可调滤光器55；和一编码器，用于检测可调滤光器55相对于平行入射光束的角度。
最好，致动器60还包括一减速装置69，用于降低直流伺服电机65的转速。减速装置69使可调滤光器55可以得到精确控制。直流伺服电机65、编码器67和减速装置69的结构是众所周知的。可调滤光器55通过与致动器60的输出轴68端部的装配槽68a配合而被转动，从而控制可调滤光器55的角度。
分光镜75按一预定比率将一入射光束分成两束，例如，传送光束量和反射光束量比为90∶10。
第一和第二光导纤维51和73，和辅助光导纤维71都安装在底板1上。最好，第一和第二光导纤维51和73以及辅助光导纤维71分别插在形成于底板1上的槽5a，5b，5c中，从而支撑在各个槽上。而且，包括DC伺服电机65的致动器60最好安装在将装配到底板1上的底板盖7上。或者，致动器60也可安装在底板1下面。
一第一透镜61安装在第一光导纤维51的输出端，用于使从第一光导纤维51发射出的发散光束准直。另外，第二和第三透镜83和81分别安装在第二光导纤维73和辅助光导纤维71的输入端，用于会聚被准直的入射光束。这里，第一、第二和第三透镜61、83和81分别与第一、第二和辅助光导纤维51，73和71整体形成。最好，第一、第二和第三透镜61、83和81都是缓变指数(GRIN，gradient index)透镜，其折射率取决于它与光轴的距离，这种透镜具有高聚焦系数。
在上述结构的可调滤光器的操作过程中，当包含各种波长光信号的光束通过第一光导纤维51传送时，从第一光导纤维51发射出来的光束发散。发散的光束经过第一透镜61准直后进入可调滤光器55，可调滤光器55传送在一窄波长带范围内的一定波长的光束。结果，通过可调滤光器55传送的光束的一部分通过分光镜75反射，经第三透镜81聚焦，然后，通过辅助光导纤维71到达控制器63。
所以，DC伺服电机65根据由控制器63的光检测器检测到的光信号来控制可调滤光器55相对于入射光束的角度。此时，DC伺服电机65的转动位置，也就是，可调滤光器55相对于入射光束的角度，由编码器67测得。
同时，通过分光器75传送的光束经第二透镜83聚焦，然后，通过第二光导纤维73到达光通信系统的另一目的地，即可调滤光装置的最终输出端。
现在，参考图4介绍本发明用于光通信的可调滤光装置的另一实施例。这里，和图2和图3中相同的标号代表相似的元件，它们有相同的功能。
该实施例的可调滤光器155安装时与平行入射光束成一预定角度，并且是一缓变线滤光器，它根据其水平或垂直移动，有选择地传输一定波长的光束。在这种情况下，可调滤光器155的位置由一X-Y致动器160调整。一支撑元件168由X-Y移动元件165支撑，X-Y移动元件165通过水平和垂直驱动电机163和166来移动。
另外，可调滤光器155固定到支撑元件168的一装配槽168a上，可被水平和垂直地移动，并根据其位置传输一定波长的光束。其它部分的操作，如分光镜75，和上述实施例的相应部分相同。
根据本发明，因为第一和第二光导纤维，辅助光导纤维，可调滤光器，致动器和所有部分都安装在一块底板上，所以装置的结构可以简化，光损也可以降到最小。

Claims (10)

1.一种可调滤光装置包括：第一和第二光导纤维，两者形成一光径；一可调滤光器，它安装在第一和第二光导纤维之间的光径上，用于仅传输由第一光导纤维向第二光导纤维发射的光束中一定波长的光束；一致动器，用于驱动可调滤光器；一分光镜，它安装在可调滤光器和第二光导纤维之间的光径上，用于反射经可调滤光器传送的光束的一部分，并传输其余部分；一辅助光导纤维，用于接受从分光镜反射的光束，并进一步传输；一控制器，它用于检测经过辅助光导纤维传输的光束，并根据检测的光束控制致动器；一第一透镜，安装在第一光导纤维的输出端，用于使从第一光导纤维发射出的发散光束准直；一第二透镜，安装在第二光导纤维的输入端，用于会聚被准直的入射光束；和第三透镜，安装在辅助光导纤维的输入端，用于会聚被准直的入射光束，
其特征在于，可调滤光装置包括一底板，第一和第二光导纤维安装在底板上，彼此对准并面朝面安装；并且分光镜和辅助光导纤维安装在底板上。
2.如权利要求1所述的可调滤光装置，其中，滤光器是一线滤光器，它根据可调滤光器相对于入射光束的角度有选择地传输一定波长的光束。
3.如权利要求2所述的可调滤光装置，其中，致动器包括：一直流伺服电机，它根据来自控制器的信号来转动可调滤光器；和一编码器，它通过测量直流伺服电机的转动位置来检测可调滤光器的角度。
4.如权利要求3所述的可调滤光装置，其中，致动器还包括一减速装置，用于降低直流伺服电机的速度。
5.如权利要求1所述的可调滤光装置，其中，第一和第二光导纤维以及辅助光导纤维分别安装在形成于底板上的各槽中。
6.如权利要求5所述的可调滤光装置，其中，致动器安装在将装配到底板上的底板盖上。
7.如权利要求1所述的可调滤光装置，其中，可调滤光器是一缓变线滤光器，它安装成与入射光线成一固定角度，用于根据一水平或垂直位置，有选择地传输一定波长的光束。
8.如权利要求7所述的可调滤光装置，其中，致动器包括：一X-Y移动元件，用于按水平或垂直方向移动可调滤光器；和一驱动电机，用于驱动X-Y移动元件。
9.如权利要求8所述的可调滤光装置，其中，第一和第二光导纤维以及辅助光导纤维分别安装在形成于底板上的各槽中。
10.如权利要求9所述的可调滤光装置，其中，致动器安装在将装配到底板上的底板盖上。
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