CN205003320U - 多层介质薄膜滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及有透镜调焦装置光耦合装置领域，具体为一种多层介质薄膜滤波器。一种多层介质薄膜滤波器，包括滤波片(1)，其特征是：还包括格林透镜(21)、C透镜(22)、双光毛细管(3)、第一内玻璃管(41)、第二内玻璃管(42)、外玻璃管(5)、反射端第一光纤(61)、反射端第二光纤(62)、透射端第一光纤(71)和透射端第二光纤(72)，外玻璃管(5)内腔的两端分别为反射端和透射端，反射端和透射端各设有双纤准直器。本实用新型优化光路设计传输方向，提高滤波片使用效率，减小器件体积，降低物料成本，减少光纤熔接，提高系统稳定性。

Description

多层介质薄膜滤波器

技术领域

本实用新型涉及有透镜调焦装置光耦合装置领域，具体为一种多层介质薄膜滤波器。

背景技术

现有的多层介质薄膜滤波器属于光滤波器的一种，是现代光网络中常用的一种无源器件，通过它我们可以对不同波长进行复合或者分离。介质薄膜型滤波器主要通过器件中的滤波片有选择性的透过特定波长的光。普通的TFF器件一般均为三端口器件，包括反射端和透射端，使用时，由反射端的光纤输入复合波长光并经格林透镜入射到滤波片上，反射波长光返回到反射端光纤，透射波长光穿透滤波片经C透镜耦合进透射端光纤中。

波分复用原理如图1和图2所示，如图1所示：两种波长的光波λ1+λ2同时输入通道1的WDM，此通道1代表该WDM器件的透射波长为λ1，则波长为λ1的光将从透射端输出，另一个波长λ2的光将从反射端输出，此为WDM的光波分离应用也叫解复用应用；如图2所示：当由透射端输入波长为λ1的光，同时经反射端输入波长为λ2的光时，由于光路的可逆性可知，两种波长的光将会同时在公共端口复合，此为WDM的光波复合应用。

由此衍生出的波分复用模块以及光分插复用模块亦是光网络系统中的重要组成部分。波分复用系统如图3所示：相对应于单个WDM的复用解复用应用，左边是复用模块，右边是解复用模块，波长λ1、λ2……λn在进行传输之前，分别从对应波长器件的透射端输入，经过WDM系统，会把所有的波长复合到一根光纤中，在公共端中得到λ1+λ2+……+λn。多种波长在此根光纤中传输到达目的地后进入解复用系统，由公共端输入的波长λ1+λ2+……+λn，经过WDM解复用系统后，会从对应的器件透射端口对应输出λ1、λ2……λn。整个多通道的信号传输完成。

另外一种光分插复用系统（OADM）如图4和图5所示：OADM系统功能就是在光路传输中可以有选择的Drop或者Add某些波长信道而不影响其他波长信道的传输。图4中上半部λ1、λ2……λn为接受信号端口，下半部λ1、λ2……λn为发送信号端口，整个系统的光传输方向为由上至下，接受和发送信号过程中不影响其它信号传输。

无论在WDM波分复用系统还是分插复用系统使用中，单个波长的WDM器件一般均为成对的出现，这就需要在系统中装配成对的WDM器件。且成对的器件之间需要通道光纤的熔接进行连接，增加系统的复杂性。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种优化光路设计传输方向、提高滤波片使用效率、减小器件体积、降低物料成本、减少光纤熔接、提高系统稳定性的光耦合装置，本实用新型公开了一种多层介质薄膜滤波器。

本实用新型通过如下技术方案达到发明目的：

一种多层介质薄膜滤波器，包括滤波片，其特征是：还包括格林透镜、C透镜、双光毛细管、第一内玻璃管、第二内玻璃管、外玻璃管、反射端第一光纤、反射端第二光纤、透射端第一光纤和透射端第二光纤，

外玻璃管内腔的两端分别为反射端和透射端，

外玻璃管内腔的反射端套入第一内玻璃管，第一内玻璃管内套入一个双光毛细管，反射端的双光毛细管的内端设有格林透镜，格林透镜的内端设有滤波片，反射端第一光纤和反射端第二光纤都从反射端的双光毛细管内穿入并都抵住滤波片，反射端的格林透镜、双光毛细管、第一内玻璃管、反射端第一光纤和反射端第二光纤构成反射端的双纤准直器；

外玻璃管内腔的透射端套入第二内玻璃管，第二内玻璃管内套入一个双光毛细管，透射端的双光毛细管的内端设有C透镜，透射端第一光纤和透射端第二光纤都从透射端的双光毛细管内穿入并都抵住C透镜，透射端的C透镜、双光毛细管、第二内玻璃管、透射端第一光纤和透射端第二光纤构成透射端的双纤准直器；

反射端第一光纤和反射端第二光纤之间传导滤波片反射带波长的光，透射端第一光纤和透射端第二光纤之间传导滤波片透射带的波长，所述的被传导的滤波片反射带波长的光和所述的被传导的滤波片透射带波长的光一一对应。

所述的多层介质薄膜滤波器，其特征是：

格林透镜的长度为0.25周期；

C透镜的曲率半径为1.42rad～1.46rad，以使根据C透镜制成的双纤准直器双纤交错角和反射端格林透镜的两根光纤出光角度相匹配，使得从格林透镜出来的两束光可以同时高效地耦合进入透射端的双纤准直器；

格林透镜和C透镜之间的距离为1.5mm～2mm；

外玻璃管内腔的透射端的双纤准直器用反射法调节至插入损耗最小。

所述的多层介质薄膜滤波器，其特征是：

反射端第一光纤和反射端第二光纤互相平行，设反射端第一光纤和反射端第二光纤所确定的平面为平面A，透射端第一光纤和透射端第二光纤互相平行，设透射端第一光纤和透射端第二光纤所确定的平面为平面B，平面A和平面B互相平行，透射端第一光纤和透射端第二光纤之间的距离为125μm。

本实用新型使用时：

反射调试时，从反射端第一光纤入射波长为λ1+λ2的光（以下简称光λ1+λ2），调节反射端的双纤准直器使波长为λ2的光（以下简称光λ2）由反射端第二光纤出射，由光路的可逆性可知，若由反射端第二光纤入射光λ1+λ2，则由反射端第一光纤可出射光λ2。

透射调试时，透射端的双纤准直器的调试采用反射法调节，由特定曲率半径的C透镜确保如下两点：(1)透射端的双纤准直器中的透射端第一光纤和透射端第二光纤出射的光斑可以和反射端第一光纤和反射端第二光纤出射的光斑相匹配；(2)透射端第一光纤的出射光、透射端第二光纤的出射光这两者形成的夹角和反射端第一光纤的出射光、反射端第二光纤的出射光这两者形成的夹角相匹配。这样确保透射端第一光纤的出射光、透射端第二光纤的出射光可以和反射端第一光纤的出射光、反射端第二光纤的出射光顺利实现透射耦合。透射耦合时中需要在固定透射端的双纤准直器时加入径向旋转装置以确保反射端第一光纤和反射端第二光纤所确定的平面和透射端第一光纤和透射端第二光纤所确定的平面互相平行，若两平面之间有夹角将导致两组光路无法同时顺利耦合。

通过透射耦合，由反射端第一光纤入射光λ1+λ2，则由透射端第一光纤出射波长为λ1的光（以下简称光λ1），由反射端第二光纤入射光λ1+λ2，则由透射端第二光纤出射光λ1。这样，本实用新型拥有两个独立的透射（反射端第一光纤→透射端第一光纤，反射端第二光纤→透射端第二光纤）和一个共有的反射（反射端第一光纤←→反射端第二光纤），实现两个器件的功能。

本实用新型具有如下技术特点：

1.反射端两根光纤同时输入光；

2.在透射端使用两根光纤同时接收来自反射端两根光纤进入的光，并且是一一对应的关系；

3.采用经特殊设计的C透镜用于两根光纤的顺利耦合；

4.相比现有技术可节省一半的器件以及一半的材料，减小了系统的体积，有利于系统的小型化。

本实用新型的有益效果是：优化光路设计传输方向，提高滤波片使用效率，减小器件体积，降低物料成本，减少光纤熔接，提高系统稳定性。

附图说明

图1和图2都是波分复用系统的原理图；

图3是相对应于单个WDM的波分复用解复用应用的原理图；

图4和图5都是光分插复用系统的原理图；

图6是本实用新型的结构示意图；

图7是本实用新型作为单通道OADM使用时的原理图；

图8是本实用新型作为多通道OADM使用时的原理图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。

实施例1

一种多层介质薄膜滤波器，包括滤波片1、格林透镜21、C透镜22、双光毛细管3、第一内玻璃管41、第二内玻璃管42、外玻璃管5、反射端第一光纤61、反射端第二光纤62、透射端第一光纤71和透射端第二光纤72，如图所示，具体结构是：

外玻璃管5内腔的两端分别为反射端和透射端，

外玻璃管5内腔的反射端套入第一内玻璃管41，第一内玻璃管41内套入一个双光毛细管3，反射端的双光毛细管3的内端设有格林透镜21，格林透镜21的内端设有滤波片1，反射端第一光纤61和反射端第二光纤62都从反射端的双光毛细管3内穿入并都抵住滤波片1，反射端的格林透镜21、双光毛细管3、第一内玻璃管41、反射端第一光纤61和反射端第二光纤62构成反射端的双纤准直器；

外玻璃管5内腔的透射端套入第二内玻璃管42，第二内玻璃管42内套入一个双光毛细管3，透射端的双光毛细管3的内端设有C透镜22，透射端第一光纤71和透射端第二光纤72都从透射端的双光毛细管3内穿入并都抵住C透镜22，透射端的C透镜22、双光毛细管3、第二内玻璃管42、透射端第一光纤71和透射端第二光纤72构成透射端的双纤准直器；

反射端第一光纤61和反射端第二光纤62之间传导滤波片1反射带波长的光，透射端第一光纤71和透射端第二光纤72之间传导滤波片1透射带的波长，所述的被传导的滤波片1反射带波长的光和所述的被传导的滤波片1透射带波长的光一一对应。

本实施例中：

格林透镜21的长度为0.25周期；

C透镜22的曲率半径为1.42rad～1.46rad，以使根据C透镜22制成的双纤准直器双纤交错角和反射端格林透镜21的两根光纤出光角度相匹配，使得从格林透镜21出来的两束光可以同时高效地耦合进入透射端的双纤准直器；

格林透镜21和C透镜22之间的距离为1.5mm～2mm；

外玻璃管5内腔的透射端的双纤准直器用反射法调节至插入损耗最小。

本实施例中：反射端第一光纤61和反射端第二光纤62互相平行，设反射端第一光纤61和反射端第二光纤62所确定的平面为平面A，透射端第一光纤71和透射端第二光纤72互相平行，设透射端第一光纤71和透射端第二光纤72所确定的平面为平面B，平面A和平面B互相平行，透射端第一光纤71和透射端第二光纤72之间的距离为125μm。

本实施例使用时，如图7所示：

反射调试时，从反射端第一光纤61入射波长为λ1+λ2的光（以下简称光λ1+λ2），调节反射端的双纤准直器使波长为λ2的光（以下简称光λ2）由反射端第二光纤62出射，由光路的可逆性可知，若由反射端第二光纤62入射光λ1+λ2，则由反射端第一光纤61可出射光λ2。

透射调试时，透射端的双纤准直器的调试采用反射法调节，由特定曲率半径的C透镜22确保如下两点：(1)透射端的双纤准直器中的透射端第一光纤71和透射端第二光纤72出射的光斑可以和反射端第一光纤61和反射端第二光纤62出射的光斑相匹配；(2)透射端第一光纤71的出射光、透射端第二光纤72的出射光这两者形成的夹角和反射端第一光纤61的出射光、反射端第二光纤62的出射光这两者形成的夹角相匹配。这样确保透射端第一光纤71的出射光、透射端第二光纤72的出射光可以和反射端第一光纤61的出射光、反射端第二光纤62的出射光顺利实现透射耦合。透射耦合时中需要在固定透射端的双纤准直器时加入径向旋转装置以确保反射端第一光纤61和反射端第二光纤62所确定的平面和透射端第一光纤71和透射端第二光纤72所确定的平面互相平行，若两平面之间有夹角将导致两组光路无法同时顺利耦合。

通过透射耦合，由反射端第一光纤61入射光λ1+λ2，则由透射端第一光纤71出射波长为λ1的光（以下简称光λ1），由反射端第二光纤72入射光λ1+λ2，则由透射端第二光纤62出射光λ1。这样，本实用新型拥有两个独立的透射（反射端第一光纤61→透射端第一光纤71，反射端第二光纤62→透射端第二光纤72）和一个共有的反射（反射端第一光纤61←→反射端第二光纤62），实现两个器件的功能。

本实施例作为多通道OADM使用时的原理如图8所示。

Claims (3)

1.一种多层介质薄膜滤波器，包括滤波片(1)，其特征是：还包括格林透镜(21)、C透镜(22)、双光毛细管(3)、第一内玻璃管(41)、第二内玻璃管(42)、外玻璃管(5)、反射端第一光纤(61)、反射端第二光纤(62)、透射端第一光纤(71)和透射端第二光纤(72)，

外玻璃管(5)内腔的两端分别为反射端和透射端，

外玻璃管(5)内腔的反射端套入第一内玻璃管(41)，第一内玻璃管(41)内套入一个双光毛细管(3)，反射端的双光毛细管(3)的内端设有格林透镜(21)，格林透镜(21)的内端设有滤波片(1)，反射端第一光纤(61)和反射端第二光纤(62)都从反射端的双光毛细管(3)内穿入并都抵住滤波片(1)，反射端的格林透镜(21)、双光毛细管(3)、第一内玻璃管(41)、反射端第一光纤(61)和反射端第二光纤(62)构成反射端的双纤准直器；

外玻璃管(5)内腔的透射端套入第二内玻璃管(42)，第二内玻璃管(42)内套入一个双光毛细管(3)，透射端的双光毛细管(3)的内端设有C透镜(22)，透射端第一光纤(71)和透射端第二光纤(72)都从透射端的双光毛细管(3)内穿入并都抵住C透镜(22)，透射端的C透镜(22)、双光毛细管(3)、第二内玻璃管(42)、透射端第一光纤(71)和透射端第二光纤(72)构成透射端的双纤准直器；

反射端第一光纤(61)和反射端第二光纤(62)之间传导滤波片(1)反射带波长的光，透射端第一光纤(71)和透射端第二光纤(72)之间传导滤波片(1)透射带的波长，所述的被传导的滤波片(1)反射带波长的光和所述的被传导的滤波片(1)透射带波长的光一一对应。

2.如权利要求1所述的多层介质薄膜滤波器，其特征是：

格林透镜(21)的长度为0.25周期；

C透镜(22)的曲率半径为1.42rad～1.46rad；

格林透镜(21)和C透镜(22)之间的距离为1.5mm～2mm；

外玻璃管(5)内腔的透射端的双纤准直器用反射法调节至插入损耗最小。

3.如权利要求1或2所述的多层介质薄膜滤波器，其特征是：反射端第一光纤(61)和反射端第二光纤(62)互相平行，设反射端第一光纤(61)和反射端第二光纤(62)所确定的平面为平面A，透射端第一光纤(71)和透射端第二光纤(72)互相平行，设透射端第一光纤(71)和透射端第二光纤(72)所确定的平面为平面B，平面A和平面B互相平行，透射端第一光纤(71)和透射端第二光纤(72)之间的纤芯距为125μm。