CN1561015A - 三波长光分插复用器件 - Google Patents

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刘�文
刘翠青
董旭光
梁庆华
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    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures

Abstract

本发明公开了一种三波长光分插复用器件，涉及一种光纤通讯用有源光电子器件。该器件将单纤双向收发合一器件和波分复用器(WDM)组合集成在一起，应用在光纤到户(FTTH)系统中。本发明的结构是：在主体0上，沿水平光轴线，从左至右，依次为光纤准直器1a、第一级滤波片4a、透镜5、第二级滤波片4b、光纤准直器1b；垂直于水平光轴线的激光器2、探测器3分别在水平光轴线的同侧或两侧，激光器2与第一级滤波片4a的法线相交45度，探测器3与第二级滤波片4b的法线相交45度。本发明具有单纤双向和波分复用的双重功能，可以将信号在光线路终端直接合波，而不需要另外的波分复用器，简化了系统结构，降低了成本。

Description

三波长光分插复用器件
技术领域
本发明涉及一种光纤通讯用有源光电子器件。该器件将单纤双向收发合一器件和波分复用器(WDM)组合集成在一起，应用在光纤到户(FTTH)系统中。
背景技术
光纤接入(FTTX)是满足用户端带宽需求的根本途径。为了降低光纤接入网络建设的成本，光纤接入网中大量应用单纤双向器件，为用户提供高速的数据(DATA)、话音(Voice)、有线电视(CATV)服务。
如图1所示，一种典型的网络结构——三波长无源光网络(PON)，由有线电视A、掺铒光纤放大器B、分路器C、收发合一器件D、波分复用器E组成。其工作原理是：有线电视端光信号，通过掺铒光纤放大器B放大输出，在局端通过一个分路器C分配给每个用户；然后通过一个收发合一器件D将每个用户端光信号和激光器端光信号合并；再用一个波分复用器E将有线电视端光信号合并进去。由此可见，在上述典型的网络结构中，除了需要一个收发合一器件D之外，还需要一个波分复用器E使用户端光信号、激光器端光信号、有线电视端光信号合波。
如图2所示，上述收发合一器件D由光纤准直器1、激光器2、探测器3、滤光片4、透镜5、光纤6、反射镜7组成；其工作原理是：激光器端光信号，通过一个倾斜45度的第一级滤波片4a反射耦合进入光纤6；用户端光信号通过光纤6进入，透过第一级滤波片4a，由倾斜45度的对用户端光信号全反射的反射镜7反射，进入探测器3。
由以上分析，该网络结构有两个光线路终端，一个是用于数据、话音信号的终端，另一个是用于有线电视系统的终端。数据、话音信号和有线有线电视端光信号需要一个波分复用器，将信号合波后，在光纤中传输。这个额外的波分复用器E为系统增加了成本。
发明内容
本发明的目的就在于解决现有技术存在着的问题，提供一种三波长光分插复用器件(OADM)。
本发明的目的是这样实现的：
设计一种同时具有单纤双向和波分复用功能的器件，可以将信号在光线路终端直接合波，而不需要另外的波分复用器。
由图3可知，本发明的结构是：
在主体0上，沿水平光轴线，从左至右，依次为光纤准直器1a、第一级滤波片4a、透镜5、第二级滤波片4b、光纤准直器1b；垂直于水平光轴线的激光器2、探测器3分别在水平光轴线的同侧或两侧，激光器2与第一级滤波片4a的法线相交45度，探测器3与第二级滤波片4b的法线相交45度。
第一滤波片4a为一种对激光器端光信号全反射，对用户端光信号、有线电视端光信号全透射的滤光片。
第二滤波片4b为一种对用户端光信号、激光器端光信号全反射，对有线电视端光信号全透射的滤光片。
由图4可知，本发明的工作原理如下：
用户端光信号通过光纤6进入，经第一光纤准直器1a，并透过第一级滤光片4a，在第二级滤波片4b处反射进入探测器3，供局端处理。
局端电信号通过激光器2变换成激光器端光信号，经第一级滤波片4a反射和光纤准直器1a准直，耦合进入光纤6传给用户。
有线电视端光信号，依次进入第二光纤准直器1b、第二级滤波片4b、透镜5、第一级滤波片4a、第一光纤准直器1a，耦合进入光纤6传给用户。
其中滤波片4针对器件在系统中具体应用镀膜：
第一滤波片4a面对激光器2的端面镀有针对激光器端光信号波段的分光膜，另一端面镀有与有线电视端光信号波段一致的增透膜。
第二滤波片4b面对探测器3端面镀有针对激光器端光信号波段和用户端光信号波段的分光膜，另一端面镀有与有线电视端光信号波段一致的增透膜。
本发明具有以下优点和积极效果：
本发明具有单纤双向和波分复用的双重功能，可以将信号在光线路终端直接合波，而不需要另外的波分复用器，简化了系统结构，降低了成本。
附图说明
图1为一种现有的三波长无源光网络工作原理图；
图2为图1中的收发合一器件工作原理图；
图3为本发明结构图；
图4为本发明工作原理图；
图5为应用本发明的三波长无源光网络工作原理图。
其中：
A—有线电视；
B—掺铒光纤放大器；
C—分路器；
D—收发合一器件；
E—波分复用器；
F—三波长光分插复用器件；
0—主体；
1—光纤准直器，包括第一光纤准直器1a、第二光纤准直器1b；
2—激光器；
3—探测器；
4—滤光片，包括第一滤波片4a、第二滤波片4b；
5—透镜；
6—光纤；
7—反射镜；
λ1—用户端光信号的波长；
λ2—激光器端光信号的波长；
λ3—有线电视端光信号的波长。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明。
由图3、图4可知，
实施例1  应用在1310/1490/1550nm三波长系统中，
即λ1＝1310nm，λ2＝1490nm，λ3＝1550nm；
则要求：
第一滤波片4a面对激光器2的端面镀有1310nm的分光膜，另一端面镀有1490nm、1550nm的增透膜。
第二滤波片4b面对探测器3端面镀有1310nm、1490nm的分光膜，另一端面镀有1550nm的增透膜。
本实施例的光路是：波长为1490nm的激光器2将电信号转换为光信号在第一滤波片4a半反射进入光纤准直器1a；第二光纤准直器1b将从分路器分配的波长为1550nm的有线电视端光信号引进准直，依次透过第二滤波片4b、透镜5、第一滤波片4a，耦合进入第一光纤准直器1b准直；从用户返回的波长为1310nm的用户端光信号通过第一光纤准直器1a进入器件，依次透过第一滤光片4a、透镜5，在第二滤波片4b反射进入探测器3。
实施例2  应用在双波长1310/1550nm系统中，
即λ1＝λ2＝1310nm，λ3＝1550nm；
则要求：
第一滤波片4a面对激光器2的端面镀有1310nm的分光膜，另一端面镀有1550nm的增透膜。
第二滤波片4b面对探测器3端面镀有1310nm的分光膜，另一端面镀有1550nm的增透膜。
本实施例的光路是：波长为1310nm的激光器2将电信号转换为光信号在第一滤波片4a半反射进入光纤准直器1a；第二光纤准直器1b将从分路器分配的波长为1550nm的有线电视端光信号引进准直，依次透过第二滤波片4b、透镜5、第一滤波片4a，耦合进入第一光纤准直器1b准直；从用户返回的波长为1310nm的用户端光信号通过第一光纤准直器1a进入器件，依次透过第一滤光片4a、透镜5，在第二滤波片4b反射进入探测器3。
透镜5为C透镜或为渐变折射率透镜，可以改善光束质量，利于光束耦合；
光纤准直器1也可以是具有准直光束作用的其它器件；
由图5可知，应用本发明的三波长无源光网络是将三波长光分插复用器件F取代了现有三波长无源光网络中的收发合一器件D和波分复用器E。

Claims (6)

1、一种三波长光分插复用器件，其特征在于：
在主体(0)上，沿水平光轴线，从左至右，依次为光纤准直器(1a)、第一级滤波片(4a)、透镜(5)、第二级滤波片(4b)、光纤准直器(1b)；垂直于水平光轴线的激光器(2)、探测器(3)分别在水平光轴线的同侧或两侧，激光器(2)与第一级滤波片(4a)的法线相交45度，探测器(3)与第二级滤波片(4b)的法线相交45度。
第一滤波片(4a)为一种对激光器端光信号全反射，对用户端光信号、有线电视端光信号全透射的滤光片。
第二滤波片(4b)为一种对用户端光信号、激光器端光信号全反射，对有线电视端光信号全透射的滤光片。
2、按权利要求1所述的三波长光分插复用器件，其特征在于：
第一滤波片(4a)面对激光器2的端面有针对λ2波段的分光膜，另一端面有与λ1、λ3波段一致的增透膜；
第二滤波片(4b)面对探测器3端面有针对λ2波段和λ1波段的分光膜，另一端面有与λ3波段一致的增透膜。
3、按权利要求1所述的三波长光分插复用器件，其特征在于：
当λ1＝1310nm，λ2＝1490nm，λ3＝1550nm时，
第一滤波片(4a)面对激光器(2)的端面有1310nm的分光膜，另一端面有1490nm和1550nm的增透膜；
第二滤波片(4b)面对探测器(3)端面有1310nm、1490nm的分光膜，另一端面有1550nm的增透膜。
4、按权利要求1所述的三波长光分插复用器件，其特征在于：
当λ1＝λ2＝1310nm，λ3＝1550nm时，
第一滤波片(4a)面对激光器(2)的端面有1310nm的分光膜，另一端面有1310nm、1550nm的增透膜；
第二滤波片(4b)面对探测器(3)端面有1310nm的分光膜，另一端面有1550nm的增透膜。
5、按权利要求1所述的三波长光分插复用器件，其特征在于：
透镜(5)为C透镜或为渐变折射率透镜。
6、按权利要求1所述的三波长光分插复用器件，其特征在于：
光纤准直器(1)也可由具有准直光束作用的元器件替代。
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