CN1169317C

CN1169317C - 光学群组滤波器

Info

Publication number: CN1169317C
Application number: CNB021402744A
Authority: CN
Inventors: 邵永红; 姜耀亮; 钱龙生
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2022-07-02
Also published as: CN1389992A

Abstract

本发明属于光纤通信中的光学群组滤波器，包括分光器、准直器2和9，由两组反射镜组成两个级联F-P谐振腔产生Michelson干涉，充分利用带宽，减小了信道间隔，具有畸变小、一致性好、平坦带宽宽和高隔离度。根据信道间隔的需要选择带宽，当输入的多波长光信号间隔为50GHz时，实现两路信道间隔为100GHz的输出，一路带宽60GHz，传输速率40Gb/s；另一路带宽40GHz，传输速率10Gb/s；在100GHz带宽的信道上实现了平均传输速率50Gb/s，与背景技术比(带宽100GHz分成两组带宽50GHz)提高10Gb/s。用于光通讯中波分复用系统、光上/下路复用器及光交叉互连、光学滤波。

Description

光学群组滤波器

技术领域：本发明属于光纤通信技术领域，特别是涉及对光信号进行等带宽梳状滤波的光学梳状滤波器的改进。

背景技术：随着信息通信的迅猛发展，语音、图像、数据的信息交流的日益增多，尤其是因特网的广泛应用，人们对宽带通信提出了更高的要求。为了以低成本高质量系统满足人们对宽带的需求，波分复用(WDM)和密集型波分复用(DWDM)技术被发展了。为了进一步减小信道间隔，发展了光学梳状滤波器技术。光学梳状滤波器是将一路多波长光信号分成两路，一路包含奇数路波长，另一路包含偶数路波长，信道间隔变为原来的两倍。目前光学梳状滤波器技术有多种，如光纤马赫-曾得(Mach-Zehnder)干涉仪型，偏振光干涉型等。其中一种光学梳状滤波器包括分光器、全反射镜、准直器及两片反射镜构成一个G-T谐振腔。但是我们注意到由光学梳状滤波器分成的两路光信号中每个信道带宽都相等(如100GHz，50GHz，25GHz，…)，因此，对传输速率40Gb/s时，带宽利用不充分。

详细内容：本发明的目的是针对光学梳状滤波器的等信道带宽滤波特点，在传输速率为40Gb/s的系统中，不能充分利用带宽的问题，将提供一种新的光学群组滤波器结构。

本发明如图1所示包括分光器1、准直器2和准直器9，由反射镜3、反射镜4和反射镜5组成一个级联F-P谐振腔，由反射镜6、反射镜7和反射镜8组成另一个级联F-P谐振腔，准直器2输出端面与分光器1成一定角度近邻放置；反射镜3置于分光器1反射光一侧，并且反射镜3的法线与分光器1成一定角度；反射镜4置于反射镜3的后面，且反射镜4的法线与反射镜3的法线平行，同时反射镜4与反射镜3之间的光程为1.5±0.03mm；反射镜5置于反射镜4的后面，且反射镜5的法线与反射镜4的法线平行，同时反射镜5与反射镜4之间的光程为3±0.05mm；反射镜6置于分光器1透射光一侧，分光器1使反射镜6与准直器2相互对应放置，且反射镜6法线与分光器1成一定角度；反射镜7置于反射镜6的后面，且反射镜7的法线与反射镜6的法线平行，同时反射镜7与反射镜6之间的光程为1.5±0.03mm；反射镜8置于反射镜7的后面，且反射镜8的法线与反射镜7的法线平行，同时反射镜8与反射镜7之间的光程为1.5±0.03mm；准直器9置于分光器1另一侧，且其法线与分光器1成一定角度。反射镜3的反射率可选用≤0.12％，反射镜4的反射率可在0.3％～7％范围选择，反射镜5的反射率可选用≥99.98％，反射镜6的反射率可选用≤1％，反射镜7的反射率可在20％～31％范围选择，反射镜8的反射率可选用≥99.98％。

本发明工作过程：由准直器2出射的平行光经分光器1被分成两束光E1和E2，光束E1经由反射镜6、反射镜7和反射镜8构成的谐振腔调相后被沿原路返回到分光器1，另一路光束E2经由反射镜3、反射镜4和反射镜5构成的谐振腔调相后也沿原路返回到分光器1，这两束光在分光器1上实现Michelson干涉则得到两束不等带宽的梳状谱的滤波输出光信号，一路奇数信道波长光信号E_trans耦合到准值器9，另一路偶数信道波长光信号E_ref耦合到准值器2，从而实现了将一束光信号(λ₁，λ₂，λ₃，λ₄，λ₅，λ₆，…)分成了奇数波长(λ₁，λ₃，λ₅，…)和偶数波长(λ₂，λ₄，λ₆，…)两束不等带宽的光信号，信道间隔倍增，且其中一路适合于传输速率40Gb/s，另一路适合于传输速率10Gb/s，信道波形如图2所示。反之则可将两束奇数波长(λ₁，λ₃，λ₅，…)和偶数波长(λ₂，λ₄，λ₆，…)光信号合波成一束光信号(λ₁，λ₂，λ₃，λ₄，λ₅，λ₆，…)。

采用本发明的含有两个级联法布里-珀罗腔(F-P谐振腔)的Michelson干涉结构解决了背景光学梳状滤波器，不能充分利用带宽的问题。本发明可根据实际信道间隔的不同需要选择带宽，当输入的多波长光信号间隔为50GHz时，能够实现两路信道间隔为100GHz的光信号输出，其中一路带宽为60GHz，用于实现传输速率40Gb/s，另一路带宽为40GHz，用于实现传输速率10Gb/s，这样在100GHz带宽的信道上实现了平均传输速率50Gb/s，比一般的光学梳状滤波器(带宽100GHz分成两组带宽50GHz)提高10Gb/s。这样既有效的减小了信道间隔，又充分的利用了带宽。该结构具有畸变小、一致性好、平坦带宽宽和高隔离度等优点。本发明可应用于光通讯中波分复用系统、光上/下路复用器及光交叉互连，还可用于光学滤波等。

附图说明：图1是本发明实施例的结构示意图

图2是本发明的信道波形图

具体实施方式如图1所示：

分光器1可采用光学玻璃或石英作基底，在基底上镀制50∶50强度的分光膜，例如分光器1采用直角立方棱镜或其它器件；准直器2和准直器9与分光器1的角度可采用42°或45°或48°；反射镜3、反射镜4、反射镜5、反射镜6、反射镜7和反射镜8均采用平面反射镜。反射镜3的法线与分光器1的角度可采用42°或45°或48°；反射镜6法线与分光器1成的角度可采用42°或45°或48°；反射镜3、反射镜4和反射镜5分别采用满足一定反射率要求的介质薄膜或其他反射镜。且反射镜3和反射镜4间的光程可采用1.47mm或1.5mm或1.53mm，反射镜4和反射镜5间的光程可采用2.95mm或3mm或3.05mm，其间隔层选用光纤通信波段透明超低膨胀材料(ULE)或空气，以及一个腔间隔层用空气作介质，另一个间隔层用ULE材料。反射镜6、反射镜7、反射镜8分别采用满足一定反射率要求的介质薄膜或其他反射镜，且反射镜6和反射镜7间的光程可采用1.47mm或1.5mm或1.53mm，反射镜7和反射镜8间的光程可采用1.47mm或1.5mm或1.53mm，其间隔层选用光纤通信波段透明超低膨胀材料(ULE)或空气，以及一个腔间隔层用空气作介质，另一个间隔层用ULE材料。

反射镜3的反射率可选用0.12％或0.05％或0，反射镜4的反射率可选用0.3％或2％或7％，反射镜5的反射率可选用99.99％或99.985％或99.98％，反射镜6的反射率可选用1％或0.5％或0.1％，反射镜7的反射率可选用20％或25％或31％，反射镜7的反射率可选用99.99％或99.985％或1。

Claims

1、光学群组滤波器，包括分光器1、准直器2和准直器9，其特征在于还包括：由反射镜3、反射镜4和反射镜5组成一个级联F-P谐振腔，由反射镜6、反射镜7和反射镜8组成另一个级联F-P谐振腔，反射镜3置于分光器1反射光一侧，并且反射镜3的法线与分光器1成一定角度；反射镜4置于反射镜3的后面，且反射镜4的法线与反射镜3的法线平行，同时反射镜4与反射镜3之间的光程为1.5±0.03mm；反射镜5置于反射镜4的后面，且反射镜5的法线与反射镜4的法线平行，同时反射镜5与反射镜4之间的光程为3±0.05mm；反射镜6置于分光器1透射光一侧，分光器1使反射镜6与准直器2相互对应放置，且反射镜6法线与分光器1成一定角度；反射镜7置于反射镜6的后面，且反射镜7的法线与反射镜6的法线平行，同时反射镜7与反射镜6之间的光程为1.5±0.03mm；反射镜8置于反射镜7的后面，且反射镜8的法线与反射镜7的法线平行，同时反射镜8与反射镜7之间的光程为1.5±0.03mm。

2、根据权利要求1所述的光学群组滤波器，其特征在于：反射镜3的反射率可选用≤0.12％，反射镜4的反射率可在0.3％～7％范围选择，反射镜5的反射率可选用≥99.98％，反射镜6的反射率可选用≤1％，反射镜7的反射率可在20％～31％范围选择，反射镜8的反射率可选用≥99.98％。