CN209928136U - 一种宽带可变的波长可调谐光纤滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种宽带可变的波长可调谐光纤滤波器，其包括光束发射装置、光束接收装置、机械转镜、聚焦元件、光栅和全反射镜，所述光束发射装置发射的多波长光束经机械转镜反射，通过聚焦元件转换为平行光束，平行光束照射在光栅平面上，光栅产生色散将把不同的波长散射到不同的角度，特定衍射角度的光经过全反射镜反射，再次经过光栅后被机械转镜反射到光束接收装置接收。本实用新型光路简单，成本低，可实现快速调谐。
Description
技术领域
本实用新型涉及滤波器领域，尤其涉及一种宽带可变的波长可调谐光纤滤波器。
背景技术
长距离大容量通信中，光纤通信占据了统治地位。在现代的光纤通信中， 光信道性能监测器是检测系统健康的必不可少的重要器件。可调谐光纤滤波器作为其核心器件，种类繁多，结构多样，目前市场上按基本原理可以分为两大类：衍射光栅滤波器以及F-P结构干涉型滤波器。衍射光栅型滤波器是利用入射光入射到光栅表面时，每个波长分量对应着不同的衍射角，从而把不同波长的光分离，实现滤波功能。结合MEMS技术，有利于器件的小型化和快速调谐。F-P结构干涉型滤波器是另一种光学滤波器形式，基于多光束干涉的Fabry-Perot干涉腔。调谐方式主要有电调谐，热调谐以及声光调谐等。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种成本低，结构简单，性能稳定，高可靠性的带宽可变的光可调谐滤波器。另外，相对于目前市场上以机械转镜+光栅基础的可调谐光纤滤波器，本实用新型不但具备波长可调谐功能，而且能改变输出光谱的带宽，满足通信系统不同场景的应用。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种宽带可变的波长可调谐光纤滤波器，其包括光束发射装置、光束接收装置、机械转镜、聚焦元件、光栅和全反射镜，所述光束发射装置发射的多波长光束经机械转镜反射，通过聚焦元件转换为平行光束，平行光束照射在光栅平面上，光栅产生色散将把不同的波长散射到不同的角度，特定衍射角度的光经过全反射镜反射，再次经过光栅后被机械转镜反射到光束接收装置接收。
所述聚焦元件为透镜。
所述光束发射装置和光束接收装置为双光纤结构，通过透镜或者透镜组成为双光纤收发系统，其中一光纤为光束发射装置，另一光纤为光束接收装置；或所述光束发射装置和光束接收装置分别为光纤阵列。
所述光束接收装置的输出端设有光纤型全反射镜，光束发射装置的输入端设有环形器，在光束接收装置输出端的光被原路反射回到光束发射装置的输入端，通过环形器对反射光进行输出。
所述机械转镜可在两个维度进行转动，一个维度用于波长调谐，另一个维度用于输出波长功率的优化。
所述光栅为透射式光栅、反射式光栅或上述两者结合的多级级联结构。
本实用新型采用以上技术，具有以下有益效果：在相同的光学硬件下，通过改变机械转镜的角度不但可以实现光波长的调谐，同时还可以改变输出光谱的带宽，扩展了应用场景，降低了成本。且该光路简单，成本低，可实现快速调谐。另外，通过对转动装置时间和空间进行复用，对通道数进行扩展。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；
图1为本实用新型基本光学设置的示意图；
图2为本实用新型的基本光学设置变种的示意图；
图3为本实用新型拓展的第一实施例基本光学设置的示意图；
图4为本实用新型拓展的第二实施例基本光学设置的示意图；
图5为第一、第二实施例的输出波长光谱宽度比较的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括光束发射装置11、光束接收装置12、机械转镜13（由MEMS驱动平面镜转动）、聚焦元件14、光栅15和全反射镜16，所述光束发射装置11发射的多波长光束经机械转镜13反射，通过聚焦元件14转换为平行光束，平行光束照射在光栅15平面上，光栅15产生色散将把不同的波长散射到不同的角度，特定衍射角度（有且只有一个特定的波长满足Littrow条件获得最大衍射效率）的光经过全反射镜16反射，再次经过光栅15后被机械转镜13反射到光束接收装置12接收。如果机械转镜转动角度，不同的转角有相对应的波长满足Littrow条件被反射到光束接收装置12，从而达到波长调谐的目的。其中，Littrow条件是指入射光和衍射光处于自准直状态，即入射光线和出射光线沿同一路径。
其中，聚焦元件14可以为透镜。光栅15可以为透射式光栅、反射式光栅或上述两者结合的多级级联结构。
另外，机械转镜13可在两个维度进行转动，一个维度用于波长调谐，另一个维度用于输出波长功率的优化。当机械转镜转动到特定的角度时，输入光会直接原路返回输入光纤而不会被反射到输出光纤。相比于从输出光纤端反射回来的光，最终输出光波长不发生改变，但其光谱的带宽改变。
上述实施基本光学装置中，光束发射装置11和光束接收装置12只要沿光轴对称，既可采用双光纤结构。图2所示，光束发射装置11和光束接收装置12也可以采用光纤阵列结构，实现多通道可调谐光纤滤波器，这种多通道光学设置同样可以应用到下述的第一、第二实施例中。
图3为本实用新型拓展的第一实施例的光路图。在图1所示的基本光学设置的光束接收装置12的输出端设置一个光纤型全反射镜17，光束发射装置11的输入端设置一环形器18，在光束接收装置12输出端的光被原路反射回到光束发射装置11的输入端，通过环形器18对反射光进行输出。这样输入光两次经过光栅，输入光谱的带宽得到有效的压缩。
图4为本实用新型拓展的第二实施例的光路图，其基本光学设置与第一实施例相同，但其工作在机械转镜转动特定的角度，输入光会直接原路返回光束发射装置而不会被反射到光束接收装置。相比于第一实施例中从光束接收装置端反射回来的光，第二实施例最终输出光波长不发生改变，但其光谱的带宽改变，具体见图5所示。
上面结合附图对本实用新型的实施加以描述，但是本实用新型不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式是示意性而不是加以局限本实用新型，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (6)
1.一种宽带可变的波长可调谐光纤滤波器，其特征在于：其包括光束发射装置、光束接收装置、机械转镜、聚焦元件、光栅和全反射镜，所述光束发射装置发射的多波长光束经机械转镜反射，通过聚焦元件转换为平行光束，平行光束照射在光栅平面上，光栅产生色散将把不同的波长散射到不同的角度，特定衍射角度的光经过全反射镜反射，再次经过光栅后被机械转镜反射到光束接收装置接收。
2.根据权利要求1所述的一种宽带可变的波长可调谐光纤滤波器，其特征在于：所述聚焦元件为透镜。
3.根据权利要求1所述的一种宽带可变的波长可调谐光纤滤波器，其特征在于：所述光束发射装置和光束接收装置为双光纤结构，通过透镜或者透镜组成为双光纤收发系统，其中一光纤为光束发射装置，另一光纤为光束接收装置；或所述光束发射装置和光束接收装置分别为光纤阵列。
4.根据权利要求1所述的一种宽带可变的波长可调谐光纤滤波器，其特征在于：所述光束接收装置的输出端设有光纤型全反射镜，光束发射装置的输入端设有环形器，在光束接收装置输出端的光被原路反射回到光束发射装置的输入端，通过环形器对反射光进行输出。
5.根据权利要求1所述的一种宽带可变的波长可调谐光纤滤波器，其特征在于：所述机械转镜可在两个维度进行转动，一个维度用于波长调谐，另一个维度用于输出波长功率的优化。
6.根据权利要求1所述的一种宽带可变的波长可调谐光纤滤波器，其特征在于：所述光栅为透射式光栅、反射式光栅或上述两者结合的多级级联结构。
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|---|---|---|---|---|
| JP2022057669A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | サンテック株式会社 | 波長可変フィルタ |
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2019
- 2019-06-10 CN CN201920860337.8U patent/CN209928136U/zh active Active
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