CN2525742Y - 一种新型的interleaver器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型的interleaver器件，由准直器、法布里－珀罗干涉仪、双折射晶体等构成，沿着准直器出射光路依序设置一块配置有λ/2波片和补偿片的双折射晶体、无关光隔离器芯、λ/8波片和法布里－珀罗干涉仪，结构简单、体积轻巧，带宽和对比度好，温度性能好。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及光纤通讯中光无源器件，尤其是指一种interleaver器件。
二、专利背景：
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在增长。自从1996年DWDM系统应用以来，各种DWDM器件也在不断地研制发展和完善中。Interleaver就是其中一种具有优异性的DWDM分波器件。它除了用于波分复用/解复用器外，还可用于系统容量的升级，为光纤通讯的发展提供了便利的条件。但由于其FSR非常窄，达到100GHZ，50GHZ，甚至更低，同时为了减小光源中心波长因温度变化或老化而产生的漂移的影响，从而对interleaver器件提出了更为严格的要求，如方波波长响应，波峰顶部无纹波平坦展宽，良好的对比度和隔离度，色散补偿，温度稳定性等。目前，实现interleaver的方法大致有三种，Mach-Zehnder(马赫译德)干涉仪、法布里一珀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，对其实现工艺提出了很高的要求；法布里一珀罗干涉仪采用谐振腔来改善线宽，效果有限，且对比度同时受到限制；而晶体型interleaver需要两种温度特性相反的晶体匹配来获得温度稳定性，两级以上的级联来展宽线宽，从而使成品体积较大，所用晶体较多。
将波片，法布里一珀罗干涉仪及偏振分束器PBS结合起来形成一种体积较小，性能较好的interleaver，是interleaver器件发展的一种主要走向之一。其最典型的结构为avanex公司的专利US.6169828。如图1所示，110为输入光纤，120和130为输出光纤，150和155是透镜，170为偏振分束器，190A和190B为含有λ/4波片的法布里一珀罗标准具，180A和180B为λ/8波片。假设含有λ/4波片的法布里一珀罗标准具190对奇信道信号的偏振态无影响，对偶信道信号的偏振态旋转90°，则奇信道由输出光纤120输出，偶信道由输出光纤130输出。这种结构中用到两个类似法布里一珀罗干涉仪(F-P)的腔，要求这两个腔的波谱严格一致(否则将影响输入波谱)，要求相当高。
三、发明内容
本实用新型技术方案是这样的，包括准直器、法布里一珀罗干涉仪、双折射晶体等，沿着三个准直器出射光路依序设置两块斜方棱镜，一块贴有两片λ/2波片和两片补偿片的双折射晶体，一个由双片双折射晶体楔角片和法拉第旋转片构成的光隔离器芯，一块λ/8波片和一个腔内含有一λ/4波片的法布里-珀罗干涉仪。
采用以上结构的interleaver器件，结构简单、体积轻巧，带宽和对比度好，其值由无关光隔离器上的楔角片直角面上的反射率决定，若将无关光隔离器密封，则温度性能更好
四、附图说明图1是已有技术光学结构图。图2是本实用新型实施例(一)光路结构图。图3是本实用新型双折射晶体光轴方向图。图4是本实用新型实施例(一)两片λ/2波片位置示意图。图5是本实用新型Wedge型在线式偏振无关光隔离器结构详示图。图6是本实用新型Wedge型在线式偏振无关光隔离器工作原理图(A)。图7是本实用新型Wedge型在线式偏振无关光隔离器工作原理图(B)。图8是本实用新型F-P结构示意图。图9是本实用新型实施例(二)光学结构图。图10是本实用新型实施例(三)光学结构正视图。图11是本实用新型实施例(三)光学结构俯视图。
五、具体实施方式
本实用新型在US6169828的基础上做了相应的改善，仅使用一个法布里-珀罗干涉仪降低了工艺要求。
本实用新型采用一种新的基本结构如图2所示，201，202，203为单光纤准直器，204为菱形棱镜，205为一块双折射晶体，晶体的光轴方向如图3所示，206A、206B为两片λ/2波片，如图4所示，206C、206D为两片补偿片，用于补偿两片λ/2波片206A、206B引入的PMD(偏振模色散)，206E为石英玻璃片，贴在λ/2波片206B、λ/2波片206C上，用于补偿晶体引起的PMD(偏振模色散)。207为Wedge(即楔角片)型在线式偏振无关光隔离芯，208为λ/8波片，209为内置λ/4波片的法布里一珀罗干涉仪。光从单光纤准直器201输入，经双折射晶体205B和λ/2波片206A、λ/2波片206C、石英玻璃片206E成为两束o光，无变化通过Wedge型在线式偏振无关光隔离器芯207，经λ/8波片208、内置λ/4波片的法布里一珀罗干涉仪209反射后，设奇信道仍为o光，偶信道被旋转为e光。经无关光隔离器芯207后，o光，e光分离开来，e光经双折射晶体205和λ/2波片206B、λ/2波片206D、石英玻璃片206E合成一束含偶信道信号的光经菱形棱镜204折射后，进入单光纤准直器202，并输出。同理，o光经双折射晶体205和λ/2波片206A、λ/2波片206C、石英玻璃片206E合成一束奇信道信号的光经菱形棱镜204折射后，进入单光纤准直器203，并输出。
Wedge(即楔角片)型在线式偏振无关光隔离器芯207的工作原理如图5所示，2074、2075为光纤准直器，2071、2073为双折射晶体楔角片，2072为法拉第旋转片，图6中表示从光纤准直器2074出射光通过无关光隔离器芯207时光偏振方向变化过程。图7表示从光纤准直器2075反向出射光被隔离过程中光线偏振态变化。光径向传输时进入双折射晶体楔角片2071后，光束被分为o光和e光，其偏振方向互相垂直，传播方向呈一夹角，当它们经过45°法拉第旋转片2072时，出射的o光和e光的偏振面各自向同一个方向旋转45°，由于双折射晶体楔角片2073的光轴相对于双折射晶体楔角片2071的光轴正好呈45°夹角，所以o光和e光被双折射晶体楔角片2073折射到一起。反向传输时光经过双折射晶体楔角片2073分为偏振面与其光轴呈45°角的o光和e光，由于这两束线偏振光经45°法拉第旋转片2072振动面仍然朝与正向光旋转方向相同的方向旋转45°，相对于双折射晶体楔角片2071的光轴共旋转了90°，此时出射的两束线偏振光被双折射晶体楔角片2071进一步分开一个较大的角度，而与原光路分离开来。
如图2所示，209为腔内置有一λ/4波片的法布里一珀罗干涉仪，其具体结构如图8所示，2091为楔角片，其直角面上镀有部分反射膜，反射率在17％～30％之间，可根据要求适当选用。2092为垫片，改变垫片2092的厚度即可改变输出信道的频率间隔。2093是λ/4波片，2094是单面渡有高反膜的平行平板，若入射光为线偏光，当垫片厚度d一定时，法布里一珀罗干涉仪209对某一特定信道(如奇信道)信号的偏振态有旋转90°的作用，而对另一信道(如偶信道)信号的偏振态无旋转作用。
假设入射线偏光为o光，如图2所示，o光经1/2波片206反射后，奇信道信号的偏振态旋转90°变为e光，偶信道信号的偏振态无变化仍o光，从而不同的偏振态携带不同信道的信号，将奇、偶信道分离开来(下文中的分析均遵从此假设)。
为了使Interleaver的结构更紧密，体积更小，我们可以做如下的改进。如图9所示：
201为三光纤准直器(可采用V-groove硅的V型槽制作三光纤准直器)，210为棱镜。光从三光纤准直器201B输入，经棱镜210，双折射晶体205，λ/2波片206A、λ/2波片206C和石英玻璃206E变成两束o光，经Wedge型在线式偏振无关光隔离器芯207、λ/2波片208、法布里一珀罗干涉仪209再次经过Wedge型在线式偏振无关光隔离器芯207后，分为两束o光和两束e光。o光经双折射晶体205和λ/2波片204A、λ/2波片204C和石英玻璃206E合成一束含偶信道信号的光708，被棱镜210耦合进三光纤准直器201A输出；同理，e光经双折射晶体205和λ/2波片206B、λ/2波片206D、石英玻璃206E，合成一束含奇信道信号的光709，被棱镜210耦合进201C输出。
本实用新型另一种形式见图10、图11所示，201和202为并列放置在垂直于纸面平面的两个单光纤准直器。205为光轴面平行于纸面的双折射晶体，如YVO4，KTP，LiNbO3等均可。在双折射晶体205出射面的上半部胶有一片λ/2波片206。212为光轴面垂直于纸面的双折射晶体，YVO4，KTP，LiNO3等均可。208为光轴方向于o光或e光成45°放置的λ/8波片，209为腔内置有一λ/4波片的法布里一珀罗干涉仪，211为环行器。光从201光纤准直器输入到双折射晶体205，在平行于纸面的平面内分解为e光809和o光810，e光810经半波片206旋转为o光，两束o光无变化的通过双折射晶体210和λ/8波片208，入射法布里一珀罗干涉仪206。
e光809和o光810两束光经法布里一珀罗干涉仪209反射后变为811和812两束光，每束光均含有o光和e光，从上文的分析中易知o光携带偶信道的信号，e光携带奇信道的信号。光811和光812再次经过双折射晶体804时，在垂直于纸面的平面内，分别分解为光811a，光811b，812a，812b，如图1所示，811a和812a为o光携带偶信道信号，811b和812b为e光携带奇信道信号。
如图12所示，光812a经λ/2波片206旋转为e光，再与光811a一起经双折射晶体205合光后耦合进入光纤准直器201，再经环行器211将偶信道信号输出，同组，如图13所示，光812b经λ/2波片旋转为o光后与光811b一起经双折射晶体205合光后耦合进光纤准直器202，光纤准直器202将奇信道信号(812b+811b)输出。
本实用新型封装图如图14所示，201、202、203是单光纤准直器，214是套管，215是金属外壳，216是橡皮套，217是焊锡，204是棱镜，205是贴有波片和补偿片的双折射晶体，207是无关光隔离器芯，208是λ/8波片，209是含有λ/4波片的法布里-玻罗腔。
Claims (8)
1.一种新型的interleaver器件，包括准直器、法布里-珀罗干涉仪、双折射晶体等，其特征在于沿着准直器出射光路依序设置配置有λ/2波片和补偿片的双折射晶体、无关光隔离器芯、λ/8波片和法布里-珀罗干涉仪。
2.根据权利要求1所述的一种新型的interleaver器件，其特征在于准直器可以由三个单光纤准直器构成。
3.根据权利要求1所述的一种新型的interleaver器件，其特征在于准直器还可以由一个三光纤准直器构成。
4.根据权利要求1所述的一种新型的interleaver器件，其特征在于准直器与双折射晶体间的光路可设置两块用于改变光路间距的菱形棱镜。
5.根据权利要求1所述的一种新型的interleaver器件，其特征在于准直器与双折射晶体间的光路可设置一块用于改变光路间距的等腰棱镜。
6.根据权利要求1所述的一种新型的interleaver器件，其特征在于光隔离器芯由双片双折射晶体楔角片和法拉第旋转片构成。
7.根据权利要求1所述的一种新型的interleaver器件，其特征在于法布里-珀罗干涉仪腔内含有一λ/4波片。
8.根据权利要求1所述的一种新型的interleaver器件，其特征在于沿着补偿片和λ/8波片之间的光路设置一光轴面垂直于底面的双折射晶体来代替无关光隔离器芯。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN102402025A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-04-04 | 桂林市光隆光电科技有限公司 | 隔离器芯及使用该隔离器芯制作的光隔离器 |
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2001
- 2001-08-08 CN CN01245321U patent/CN2525742Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN102402025A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-04-04 | 桂林市光隆光电科技有限公司 | 隔离器芯及使用该隔离器芯制作的光隔离器 |
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