CN203069824U - 一种交叉波长波分复用器单元结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交叉波长波分复用器单元结构，包括：一基本单元和一光程差引入单元；所述基本单元包括一分光部件、一半波片和一合光部件；所述分光部件和合光部件均包括两个直角光学块和一平行四边形光学块，三者光胶或胶合成一长方体，其两胶合面镀有PBS膜；所述半波片光胶或胶合在分光部件的输出光面上；其特征在于：所述的光程差引入单元位于其中一个光路中，所述的光程差引入单元包括一YVO₄晶体和一BBO晶体，YVO₄晶体和BBO晶体粘结在一起，两晶体的厚度满足一定条件。本实用新型所述的交叉波长波分复用器单元结构，由其组成干涉型的交叉波长波分复用器，具有结构简单，扩展性强，温度稳定性好等优点。

Description

一种交叉波长波分复用器单元结构

技术领域

本实用新型涉及光学及光纤通讯中的光无源器件领域，尤其涉及一种交叉波长波分复用器（Inter leaver）单元结构。

背景技术

随着光纤通讯的迅猛发展，过去十年里，对信息容量及传输速度的需求以惊人的速度增长。自从1996年DWDM系统应用以来，各种DWDM器件也在不断的研制发展和完善中。Interleaver就是其中一种具有优异性的DWDM分波器件。Inter leaver器件是一种用于光纤通讯领域的交叉波长复用器，它能实现的基本功能是：相邻通道频率间隔C的信号从输入端输入后，通过交叉波长波分复用器Inter leaver器件分离成频率为2C的奇、偶两组信号，分别从两个端口输出。随着光纤通讯的快速发展，交叉波长波分复用器Inter leaver作为DWDM系统的核心器件，人们对其性能提出了更高的要求。目前，光通讯领域使用的交叉波长波分复用器Int er l eaver器件有三种类型，Mach-Zehnder（马赫曾德）干涉仪、法布里-泊罗干涉仪和晶体型三种。Mach-Zehnder干涉仪需精确控制两根光纤的长度，对其工艺提出了很高的要求；法布里-泊罗干涉仪采用谐振腔来改善线宽，效果有限，由于使用了标准具结构色散差，且对比度同时受到限制；而晶体型利用晶体较多，价格昂贵。

发明内容

为克服上述问题，本实用新型提出一种采用Mach-Zehnder干涉仪玻璃化的交叉波长波分复用器（Inter leaver）单元结构。

为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为：一种交叉波长波分复用器单元结构，包括：一基本单元和一光程差引入单元；所述基本单元包括一分光部件、一半波片和一合光部件；所述分光部件和合光部件均包括两个直角光学块和一平行四边形光学块，三者光胶或胶合成一长方体，其两胶合面镀有PBS膜；所述半波片光胶或胶合在分光部件的输出光面上；其特征在于：所述的光程差引入单元位于其中一个光路中，所述的光程差引入单元包括一YVO₄晶体和一BBO晶体，所述的YVO₄晶体和BBO晶体粘结在一起，两晶体的厚度满足：ΔL＝n₁l₁+n₂l₂-(l₁+l₂)，其中n₁、n₂分别是YVO₄和BBO的折射率，l₁、l₂分别是YVO₄晶体和BBO晶体的厚度，△L为光程差。

进一步的，所述交叉波长波分复用器单元结构还包括一温度补偿单元，所述温度补偿单元包括一对与分光部件材料相同的平行平板温度补偿片，分别置于两光路中。

采用上述技术方案，本实用新型所述的交叉波长波分复用器单元结构的有益效果：本实用新型的交叉波长波分复用器单元结构为基本的干涉单元，由其组成干涉型的交叉波长波分复用器，结构简单，扩展性强，温度稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型中等光程的一个基本单元；

图2为本实用新型所述的交叉波长波分复用器单元结构的示意图；

图3为本实用新型引入温度补偿片的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

本实用新型中所有实施例都使用到一个基本单元1，如图1所示，包括一个分光部件11、一个半波片13和一个合光部件12；所述分光部件11和合光部件12均包括两个直角光学块111，121，和一平行四边形光学块112，122，三者光胶或胶合成一长方体棱镜对，其两胶合面镀有PBS膜113，123，形成PBS棱镜对；所述半波片13光胶或胶合在分光部件11的输出光面上。其具体光路行进方式为：一束光入射到PBS棱镜对，即分光部件11上，在第一个PBS膜面113上光束发生分离，P偏振光沿着原光路传播，S偏振光反射到第二个PBS膜面113上，被第二个PBS膜面113反射，反射后S偏振光的传播方向与入射光束平行。两路光束射出分光部件11后即入射到半波片13上，经半波片13旋光后，其偏振态发生改变，原来的P偏振光转变为S偏振光，传播到合光部件12的第一个PBS膜面123上，被PBS膜面反射到第二个PBS膜面123，再经其反射后从合光部件12出射；原来的S偏振光经半波片后转变为P偏振光，传播到合光部件的第二个PBS膜面123，并透射过第二个PBS膜面从合光部件12出射。两束光都从合光部件的第二个PBS膜面出射，传播方向相同。

从图1可以看出，光束发生分离到最后重新合束，两光束的光程差为零，不能发生干涉，也就不能作为交叉波长波分复用器的单元结构。因此，需要在这个基本单元1上插入一个光程差引入单元。如图2所示，在这个基本单元1上其中一光路（我们暂称为上光路，对应的另外一个光路称为下光路）中插入一块YVO₄晶体211和一块BBO晶体212。与图1的光路相比，其中一个光路（上光路）比第二个光路（下光路）的光程多出一个光程，其光程差△L为：

ΔL＝n₁l₁+n₂l₂-(l₁+l₂)

其中n₁、n₂分别是YVO₄和BBO的折射率，l₁、l₂分别是YVO₄和BBO的厚度。以100GHz光程差为例，我们计算两种晶体的厚度，

$\frac{d}{\mathrm{dT}}[n_1(\mathrm{\λ},T)\·l_1(l_{10},T)+n_2(\mathrm{\λ},T)\·l_2(l_{20},T)-n_0\·(l_1(l_{10},T)+l_2(l_{20},T))]=0$

n₁(λ，T)·l₁(l₁₀,T)+n₂(λ，T)·l₂(l₂₀,T)-n₀·(l₁(l₁₀,T)+l₂(l₂₀,T))＝ΔL

l₁₀、l₂₀分别是YVO₄和BBO晶体常温时厚度，n₀是空气折射率，△L表示100GHz时光程差的绝对长度。对上述两个方程进行求解，得到YVO₄和BBO晶体分别为1.705mm和1.930mm。

如图3所示，在图2的基础上插入了一对温度补偿片34，该温度补偿片34与分光部件31、合光部件32的材料相同。由于制作公差、入射光角度和操作误差等多方面原因，两路光束在分光部件31和合光部件32中走过的光程，一般情况下不会相等，当外界温度变化时，干涉波形的中心波长就会随温度的变化而变化，并且这个变化量会超出通讯标准对器件的要求。在上下两光路中引入温度补偿片，可以根据需要调整温度补偿片的厚度，对上述光在玻璃中引入的微小光程差进行补偿。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种交叉波长波分复用器单元结构，包括：一基本单元和一光程差引入单元；所述基本单元包括一分光部件、一半波片和一合光部件；所述分光部件和合光部件均包括两个直角光学块和一平行四边形光学块，三者光胶或胶合成一长方体，其两胶合面镀有PBS膜；所述半波片光胶或胶合在分光部件的输出光面上；其特征在于：所述的光程差引入单元位于其中一个光路中，所述的光程差引入单元包括一YVO₄晶体和一BBO晶体，所述的YVO₄晶体和BBO晶体粘结在一起，两晶体的厚度满足：ΔL＝n₁l₁+n₂l₂-(l₁+l₂)，其中n₁、n₂分别是YVO₄和BBO的折射率，l₁、l₂分别是YVO₄晶体和BBO晶体的厚度，△L为光程差。 

2.如权利要求1所述的一种交叉波长波分复用器单元结构，其特征在于：所述交叉波长波分复用器单元结构还包括一温度补偿单元。 

3.如权利要求2所述的一种交叉波长波分复用器单元结构，其特征在于：所述温度补偿单元包括一对与分光部件材料相同的平行平板温度补偿片，分别置于两光路中。 

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