CN203732757U - 具有低色散的光学梳状滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型具有低色散的光学梳状滤波器，包括有沿光路方向依次设置的输入器、第一λ/4相位延迟片、偏振分光器；沿偏振分光器的反射光路上依次设置第二λ/4相位延迟片、第一GT腔；沿偏振分光器的透射光路上依次设置第三λ/4相位延迟片、第二GT腔；沿光路输出方向依次设置λ/2相位延迟片、输出器;在同样的信道间隔下，有效的减少由GT腔带来的色散。
Description
技术领域
本实用新型涉及光通讯器件技术领域，特别涉及一种具有低色散的光学梳状滤波器。
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加。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。为了在尽可能短的时间内，能够以低成本、高质量的系统满则人们对宽带通信的需求，波分复用（WDM）技术被广泛应用，波分复用是通过不同波长可在同一根光线中传输的原理来增加信道数量，可使信号的传输成倍提高，波分复用可以扩大光纤通信容量，而不需要设立新的光纤数路。降低了网络建设费用。
提高光纤传输容量的另一途径是进一步减小信道间隔。目前，根据国际通信联盟（ITU）的规定，信道的间隔都在100Hz或200Hz，若想要对原系统进行低价扩容，人们首选光学梳状滤波器，因为它可以再不改变原有设备和系统的基础上，通过改变信道间隔的方法来进行。即：对信道间隔为200Hz的原系统，可以使用100GHz的光学梳状滤波器；对信道间隔为100GHz的原系统，可以使用50GHz的光学梳状滤波器。该梳状滤波器的功能是将一列等间隔的光波信号通过扩大信道间隔而交替分为奇数和偶数信道两列信号，信道间隔变为原来的两倍，即解复用；或将两列信号通过缩小信道间隔而复用为一列。由于光学梳状滤波器可以再不更换原有设备的基础上进行扩容，节省了开支。因此，光学梳状滤波器对现有光通信波分复用系统的升级，有着十分重要的作用。目前制作梳状滤波器的技术主要有：1.基于双折射晶体偏振光干涉行；2.基于玻璃片偏振光干涉型；3.基于迈克尔逊-GT腔干涉仪型（Michelson-Gires-TournoisInterferometer，简称MGTI型）；4.基于双折射GT腔偏振光干涉型（BirefringentGires-TournoisInterfermeter，简称BGTI型）。
现有技术的MGTI型的光学梳状滤波器，包含Gires-Tournois干涉腔（简称GT干涉腔），因MGTI型的GT干涉腔的自由光谱区（FreeSpectralRange，简称FSR）比较小，所以造成MGTI型干涉仪的色散比较大，因此限制了MGTI型干涉仪在40GHz通信系统上的应用。
实用新型内容
本实用新型提供一种节约成本、体积小型化的偏振光干涉型的梳状滤波器。
为了实现所述目的，本实用新型提供一种具有低色散的光学梳状滤波器，包括有沿光路方向依次设置的输入器(1-1)、第一λ/4相位延迟片(2-1)、偏振分光器(3-1)；沿偏振分光器(3-1)的反射光路上依次设置第二λ/4相位延迟片(2-2)、第一GT腔(4-1)；沿偏振分光器(3-1)的透射光路上依次设置第三λ/4相位延迟片(2-3)、第二GT腔(4-2)；沿光路输出方向依次设置λ/2相位延迟片(2-4)、输出器(1-2)。
其中，优选实施方式为：所述输入器1-1包括有第一光纤准直器（8-1）、第一偏振分束器（7-1）、第一折光棱镜（9-1）依次设置。
其中，优选实施方式为：所述输出器（1-2）包括有第二偏振分束器（7-2）、第二折光棱镜（9-2）、第二光纤准直器（8-2）、第三光纤准直器（8-3）。
其中，优选实施方式为：所述的偏振分光器（3-1）由PBS棱镜构成，所述的PBS棱镜的对角面上镀有PBS膜。
其中，优选实施方式为：第一λ/4相位延迟片（2-1）、第二λ/4相位延迟片（2-2）、第三λ/4相位延迟片（2-3）、λ/2相位延迟片（2-4）均采用石英波片。
其中，优选实施方式为：第一GT腔（4-1）和第二GT腔（4-2）的FSR设置为100GHz，同时第一GT腔（4-1）和第二GT腔（4-2）的前表面反射率相同，并且第一GT腔（4-1）和第二GT腔（4-2）的中心频率设置为相差50GHz。
实施本实用新型的具有低色散的光学梳状滤波器，具有以下有益效果：1.在同样的信道间隔下，BGTI结构的GT腔比MGTI结构的GT腔的FSR大一倍，从而有效的减少由GT腔带来的色散；2.光学元件比较少，结构更为简单；3.成本低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型的结构进一步说明。
图1为本实用新型的低色散的梳状滤波器的整体结构示意图。
图2a为输入器1-1的结构。
图2b为输出器1-2的结构。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型具有低色散的光学梳状滤波器的工作原理做进一步说明。
如图1所示，具有低色散的光学梳状滤波器，包括有：沿光路输入方向依次设置的输入器1-1、第一λ/4相位延迟片2-1、偏振分光器3-1；沿偏振分光器3-1的反射光路上依次设置第二λ/4相位延迟片2-2、第一GT腔4-1；沿偏振分光器3-1的透射光路上依次设置第三λ/4相位延迟片2-3、第二GT腔4-2；沿光路输出方向依次设置λ/2相位延迟片2-4、输出器1-2。
上述的光学元器件可设置在一块底板上，底板可以是金属材料，也可以是玻璃材料；也可通过光胶连接，使结构更紧凑。
图2a是输入器1-1的结构，所述输入器1-1包括有第一光纤准直器8-1、第一偏振分束器7-1、第一折光棱镜9-1依次设置。图2b是输出器1-2的结构，所述输出器1-2包括有第二偏振分束器7-2、第二折光棱镜9-2、第二光纤准直器8-2、第三光纤准直器8-3。
输入器1-1的光学结构将光束分解成光纤11c和11d两束偏振光，且偏振光11c和11d的偏振方向互相垂直。当光线11c进入输出器1-2后变成两束光12c和12d，其中光束12c和12d的偏振方向互相垂直，光束12c由输出器1-2的第二光纤准直器8-2输出，光束12d由输出器1-2的第三光纤准直器8-3输出；当光线11d进入输出器1-2后变成两束光13c和13d，其中光束13c和13d的偏振方向互相垂直，光束13c由第二光纤准直器8-2输出，光束13d由第三光纤准直器8-3输出。
本实用新型所述的偏振分光器3-1由PBS棱镜构成，所述PBS棱镜可以是正方体。所述的PBS棱镜的对角面上镀有PBS膜。如图1所示，偏振分光器3-1的对角面镀有PBS膜，该对角面垂直于纸面，和纸面的交线就是图中偏振分光器3-1的斜线。
所述的第一λ/4相位延迟片2-1、第二λ/4相位延迟片2-2、第三λ/4相位延迟片2-3、λ/2相位延迟片2-4均采用石英波片。
对于50G/100GHz的光学梳状滤波器，第一GT腔4-1和第二GT腔4-2的FSR设置为100GHz，同时第一GT腔4-1和第二GT腔4-2的前表面反射率相同，并且第一GT腔4-1和第二GT腔4-2的中心频率设置为相差50GHz。
在本实用新型中，输入器1-1和输出器1-2用于光束的发射和接收；第一λ/4相位延迟片2-1、第二λ/4相位延迟片2-2、第三λ/4相位延迟片2-3、λ/2相位延迟片2-4都是用于产生相位延迟以达到改变光束偏振态的效果；偏振分光器3-1用于该变偏振光的传播路径，不同偏振态的光束或者发生折射或者发生透射；第一GT腔4-1和第二GT腔4-2分别用于产生附加色散和干涉滤波的作用。
任一偏振光可分解为互相垂直的两个同位相的线偏振光，垂直于入射面（主平面）和平行于入射面（主平面）两个方向，垂直于入射面（主平面）为s波（用圆圈内有×的符号表示），平行于入射面（主平面）为p波（用圆圈内有-的符号表示）。图1所示的光路具体描述如下，光线经过输入器1-1输出，输出光被分解成两束偏振方向互相垂直的线偏振光，即光线11c和11d，其中光线11c为s波，光线11d为p波，进入第一λ/4相位延迟片2-1后，其中，光线11c被分解为s波和p波，进入偏振分光器3-1，其中s波经由偏振分光器3-1反射进入第二λ/4相位延迟片2-2，再进入第一GT腔4-1，经第一GT腔4-1反射回来后再经过第二λ/4相位延迟片2-2变成p波，然后再入射到偏振分光片3-1；同时p波经由偏振分光器3-1透射到第三λ/4相位延迟片2-3，再进入第二GT腔4-2，经第二GT腔4-2反射回来后再经过第三λ/4相位延迟片2-3变成s波，然后再入射到偏振分光片3-1。同样，对光线11d来说，经过第一λ/4相位延迟片2-1后同样被分解为s波和p波，与光线11c的光程相同，再次不再赘述。这时，经由偏振分光器3-1的光束既有s波又有p波，光束再由λ/2相位延迟片2-4后，s波由输出器1-2的第二光纤准直器8-2输出，p波由输出器1-2的第三光纤准直器8-3输出。
实施本实用新型的具有低色散的光学梳状滤波器，具有以下有益效果：1.在同样的信道间隔下，BGTI结构的GT腔比MGTI结构的GT腔的FSR大一倍，从而有效的减少由GT腔带来的色散；2.光学元件比较少，结构更为简单；3.成本低。
以上所述者,仅为本实用新型最佳实施例而已,并非用于限制本实用新型的范围,凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰,皆为本实用新型所涵盖。
Claims (7)
1.具有低色散的光学梳状滤波器，其特征在于，包括有沿光路方向依次设置的输入器(1-1)、第一λ/4相位延迟片(2-1)、偏振分光器(3-1)；沿偏振分光器(3-1)的反射光路上依次设置第二λ/4相位延迟片(2-2)、第一GT腔(4-1)；沿偏振分光器(3-1)的透射光路上依次设置第三λ/4相位延迟片(2-3)、第二GT腔(4-2)；沿光路输出方向依次设置λ/2相位延迟片(2-4)、输出器(1-2)。
2.如权利要求1所述的低色散的光学梳状滤波器，其特征在于：所述输入器1-1包括有第一光纤准直器（8-1）、第一偏振分束器（7-1）、第一折光棱镜（9-1）依次设置。
3.如权利要求1所述的低色散的光学梳状滤波器，其特征在于：所述输出器（1-2）包括有第二偏振分束器（7-2）、第二折光棱镜（9-2）、第二光纤准直器（8-2）、第三光纤准直器（8-3）。
4.如权利要求1所述的低色散的光学梳状滤波器，其特征在于：所述的偏振分光器（3-1）由PBS棱镜构成。
5.如权利要求4所述的低色散的光学梳状滤波器，其特征在于：所述的PBS棱镜的对角面上镀有PBS膜。
6.如权利要求1所述的低色散的光学梳状滤波器，其特征在于：第一λ/4相位延迟片（2-1）、第二λ/4相位延迟片（2-2）、第三λ/4相位延迟片（2-3）、λ/2相位延迟片（2-4）均采用石英波片。
7.如权利要求1所述的低色散的光学梳状滤波器，其特征在于：第一GT腔（4-1）和第二GT腔（4-2）的FSR设置为100GHz，同时第一GT腔（4-1）和第二GT腔（4-2）的前表面反射率相同，并且第一GT腔（4-1）和第二GT腔（4-2）的中心频率设置为相差50GHz。
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