CN2340129Y - 一种波分复用器件 - Google Patents

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方强
巩稼民
梁猛
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Xi'an Post & Telecommunication College
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Abstract

一种实现光波分复用通信的分波和合波器件,由光纤(F1)、准直透镜(L1)、二元光学衍射器件、透镜(L2)、透镜(L3)和带有尾纤(F2)的自聚焦透镜阵列部件(A1)构成,回避了现有技术中闪耀光栅制造的困难,从而提高了制造成品率,降低了制造成本。

Description

一种波分复用器件
本实用新型属光纤通信技术领域，涉及一种实现光波分复用通信的分波和合波器件。
波分复用器件是实现波分复用通信的关键器件，它将不同波长的携带信息的光从多根光纤汇合到一根光纤中或从一根光纤分离到多根光纤中。制造波分复用器件的方法很多，其中利用光栅对不同波长进行衍射分光原理的光栅型波分复用器件是已商品化的高密度波分复用器件中极具竞争力的一类器件，这类器件为了降低插入损耗均采用闪耀光栅作为分光器件。闪耀光栅可以采用机械方法制造，也可以采用蚀刻方法制造，但由于需要严格的角度控制，制造成品率低，成本高。
本实用新型的目的是提出一种利用二元光学器件制造光栅型波分复用器件的结构，它以二元光学衍射器件替代传统的闪耀光栅分光器件以回避闪耀光栅制造中的困难，从而提高制造成品率，降低光栅型波分复用器件的成本。
本实用新型由光纤F1、准直透镜L1、透射式二元光学衍射器件BOE1或反射式二元光学衍射器件BOE2、透镜L2、透镜L3和带有尾纤F2的自聚焦透镜阵列部件A1构成。光纤F1的中心轴线与准直透镜L1的光轴重合，并且其出射端面位于准直透镜L1的焦点处；准直透镜L1与透镜L2之间配置一二元光学衍射器件；透镜L2和透镜L3焦点重合、光轴重合构成望远系统，对由二元光学衍射器件衍射出的光束进行光束口径变换；经过透镜L3的不同波长的光经一定的自由空间传播后，将在空间分离，分别进入部件A1的不同通道中，每个通道中自聚焦透镜将空间中一束平行光引入到与其相连的尾纤F2中。
图1是透射式二元光学波分复用器件结构原理图。
图2是反射式二元光学波分复用器件结构原理图。
图3为一4台阶二元光学衍射器件的局部结构。
参照图1，本实用新型的透射式二元光学波分复用器件由光纤F1、准直透镜L1、透射式二元光学衍射器件BOE1、透镜L2、透镜L3和带有尾纤F2的自聚焦透镜阵列部件A1构成。光纤F1的中心轴线与准直透镜L1的光轴重合，并且其出射端面位于准直透镜L1的焦点处：准直透镜L1后放置透射式二元光学衍射器件BOE1，使透射式二元光学衍射器件BOE1的法线与准直透镜L1的光轴重合；紧贴透射式二元光学衍射器件BOE1在其后放置透镜L2，再放置透镜L3，使透镜L2和透镜L3焦点重合、光轴重合；再在透镜L3后不同波长的光彼此分离之处放置带有尾纤F2的自聚焦透镜阵列部件A1，使部件A1中各自聚焦透镜的端面应基本与光束垂直。在上述结构中，由光纤F1输出的多个波长的光信号经透镜L1准直后由二元光学衍射器件BOE1将不同波长的光以不同的传播方向分光。透镜L1和二元光学衍射器件BOE1的口径由波分复用器件的信道间距要求决定。由透镜L2和L3组成的望远系统对由二元光学衍射器件BOE1衍射出的光束进行光束口径变换。经过一定的自由空间传播后，不同方向传播的不同波长的光将在空间分离，分别进入部件A1的不同通道中，每个自聚焦透镜将空间中一束平行光引入到与其相连的一根光纤中。利用该器件即可将在一根光纤中传播的不同波长信号，馈送到不同的光纤中，实现光的分波，反向使用即可实现光的合波。
参照图2，本实用新型的反射式波分复用器件由光纤F1、准直透镜L1、反射式二元光学衍射器件BOE2、透镜L2、透镜L3组成的望远系统和带有尾纤F2的自聚焦透镜阵列部件A1构成。光纤F1的中心轴线与准直透镜L1的光轴重合，并且其出射端面位于准直透镜L1的焦点处；透镜L2和透镜L3焦点重合、光轴重合构成望远系统；透镜L1的光轴、透镜L2的光轴与反射式二元光学衍射器件BOE2之间的夹角由具体的设计参数决定；再在透镜L3后不同波长的光彼此分离之处放置带有尾纤F2的自聚焦透镜阵列部件A1，使部件A1中各自聚焦透镜的端面应基本与光束垂直。在上述结构中，由光纤F1输出的多个波长的光信号经透镜L1准直后由反射式二元光学衍射器件BOE2将不同波长的光以不同的传播方向分光。由透镜L2和L3组成的望远系统对由反射式二元光学衍射器件BOE2衍射出的光束进行光束口径变换。经过一定的自由空间传播后，不同方向传播的不同波长的光将在空间分离，分别进入部件A1的不同通道中，每个自聚焦透镜将空间中一束平行光引入到与其相连的一根光纤中。利用该器件即可将在一根光纤中传播的不同波长信号，馈送到不同的光纤中，实现光的分波，反向使用即可实现光的合波。
参照图3，在二元光学波分复用器件中，透射式二元光学衍射器件BOE1或反射式二元光学衍射器件BOE2为一台阶数为2n的周期型台阶光栅，n为整数。通过控制周期和台阶高度，可以控制闪耀波长。在反射式利用中，反射式二元光学衍射器件BOE2表面镀有一层反射膜。二元光学衍射器件是由半导体光刻工艺制造的，便于大批量生产，成品率高，成本低。
本实用新型采用的二元光学衍射器件是光刻工艺制造的，制造中需控制器件中台阶的宽度和深度，目前专用于制造二元光学器件的光刻工艺已成熟，二元光学衍射器件便于大量生产，成本低。利用本实用新型研制的波分复用器件的信道间隔可以达到ITU-T推荐的波分复用最小间隔100GHz，可以制造出与传统的以闪耀光栅为基础的波分复用器件技术水平相当的器件，制造难度及成本要低些。
实施例
根据上述结构，我们研制了一种反射式二元光学波分复用器件和一种透射式二元光学波分复用器件。
反射式二元光学波分复用器件的技术指标为：信道数：8；信道间距200G；信道宽度40G；信道串扰-28dB；插入损耗：6.5dB；信道中心波长分别为1548.51nm、1550.12nm、1551.72nm、1553.33nm、1554.94nm、1556.55nm、1558.17nm、1559.79nm。该器件中各部件的参数为：透镜L1和L2的焦距为108mm，透镜L3的焦距为5mm，自聚焦透镜阵列中自聚焦透镜的焦距为4mm。二元光学衍射器件的参数为：台阶数：4；周期：8μm；台阶高度：248nm；光波的入射角为30°，出射角为45°。
透射式二元光学波分复用器件的技术指标为：信道数：16；信道间距100G；信道宽度20G；信道串扰-25dB；插入损耗：6.8dB；信道中心波长分别为1548.51nm、1549.32nm、1550.12nm、1550.92、1551.72nm、1552.52、1553.33nm、1554.13nm、1554.94nm、1555.75nm、1556.55nm、1557.36nm、1558.17nm、1558.98nm、1559.79nm、1560.61nm。该器件中各部件的参数为：透镜L1和L2的焦距为108mm，透镜L3的焦距为5mm，自聚焦透镜阵列中自聚焦透镜的焦距为4mm。二元光学衍射器件的参数为：台阶数：4；周期：8μm；台阶高度：839nm。

Claims (4)

1.一种波分复用器件，由光纤(F1)、准直透镜(L1)、透镜(L2)、透镜(L3)和带有尾纤(F2)的自聚焦透镜阵列部件(A1)构成，本实用新型的特征是，光纤(F1)的中心轴线与准直透镜(L1)的光轴重合，并且其出射端面位于准直透镜(L1)的焦点处，准直透镜(L1)与透镜(L2)之间配置一二元光学衍射器件，透镜(L2)和透镜(L3)焦点重合、光轴重合构成望远系统，透镜(L3)后不同波长的光彼此分离之处放置带有尾纤(F2)的自聚焦透镜阵列部件(A1)。
2.根据权利要求1所述的波分复用器件，其特征在于，所说的二元光学衍射器件为透射式结构，其法线与准直透镜(L1)的光轴重合。
3.根据权利要求1所述的波分复用器件，其特征在于，所说的二元光学衍射器件为反射式结构，与透镜(L2)的光轴成一夹角布置。
4.根据权利要求1、3所述的波分复用器件，其特征在于，所说的反射式二元光学衍射器件为一台阶数为2n的周期型台阶光栅(n为整数)，其表面镀有一层反射膜。
CN 98233030 1998-09-23 1998-09-23 一种波分复用器件 Expired - Lifetime CN2340129Y (zh)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1332227C (zh) * 2002-12-16 2007-08-15 住友电气工业株式会社 在端部盖有衍射膜的光纤及其制造方法

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