低色散高隔离度的光学梳状滤波器(interleaver).doc

说 明 书 摘 要一种低色散、高隔离度的光学梳状滤波器（interleaver）。光学梳状滤波器被广泛应用于光通信系统，最常见的功能是实现网络的升级扩容。它将相同间隔的两路光信号（即奇偶通道）合并成一路间隔为输入间隔一半的密集信号，反过来可以将一路光信号分成两路较疏的信号（即奇偶通道）。目前常见的光学梳状滤波器，往往引起较高色散，而高色散导致光脉冲被展宽，从而限制通信可用带宽或数据传输速率的主要因素。本设计在结构原理上实现了产品的低色散要求。 一种低色散、高隔离度的光学梳状滤波器，是采用偏振光叠加干涉原理为基础，结合迈克尔逊干涉仪模型，通过其自身光路结构实现了色散补偿机制，从而实现器件的低色散。权 利 要 求 书1. 一种低色散的光学梳状滤波器（interleaver），包括准直器、双折射晶体和后反射镜，其特征是：包括不少于一个的光学CORE和多个波片； CORE的原理结构是迈克尔逊干涉仪，具体由一个PBS和两个腔体（标准具？）构成。以特定角度输入PBS的光，将被PBS分成一个透射光和一个反射光，这两束光是两个偏振态相互垂直的线偏振光，这两个偏振光的能量为50%:50%。两个腔体，分别各自放置于PBS的一端，腔体中有两个相对的而且平行的面，这两个面之间的空间距离是特定而且精确的，在该空间中，放置有/4波片。2.根据权利要求1所述的PBS，其特征是，由两个棱镜构成，其中有两个面镀有增透膜。3.根据权利要求1所述的PBS，其特征是，有一个面镀有偏振光分束膜，该膜将输入的光分成两个相互垂直的线偏振光。4.根据权利要求1所述的腔体，其特征是，每个腔体中包含一个1/4波片。5.根据权利要求5所述的1/4波片，其特征是，每个1/4波片含有两个面，这两个面镀增透膜。6.根据权利要求1所述的腔体，其特征是，每个腔体有一个面镀高反膜。7.根据权利要求1所述的腔体，其特征是，腔体中的空腔距离，可以由一种低热膨胀系数的材料构成，比如美国康宁公司的ULE材料。8.根据权利要求1所述的半波片，其特征是，这些半波片都为零级半波片，每个半波片有两个面镀增透膜。9.根据权利要求8所述的半波片，其特征是，在双折射晶体1（131）和偏振模式色散补偿片（602）之间，有半波片1（141/146），这两个半波片使从双折射晶体1中出射的两束线偏振光在经过半波片1之后，其偏振态变成一致。10.根据权利要求8所述的半波片，其特征是，CORE1和CORE2之间的有一个半波片，为半波片3（143），用于调整CORE1和CORE2之间的光的偏振态。11.根据权利要求1所述的准直器，其特征是，所述的准直器由一个透镜和光纤耦合而成。12.准直器1（111）和斜方棱镜1（121）耦合，准直器3和斜方棱镜2（122）耦合。13.根据权利要求1所述的光学梳状滤波器，其特征是，包含两个斜方棱镜（121和122），每个斜方棱镜都有两个面镀增透膜。14.根据权利要求1所述的双折射晶体，其特征是，每个双折射晶体有两个面镀增透膜。15.根据权利要求1所述的光学梳状滤波器，其特征是，包含有一个偏振模式色散补偿片（602），其作用是补偿不同传播路径的光束因光程不同而引起的偏振模式色散。16.根据权利要求1所述的光学梳状滤波器，其特征是，带有一个反射棱镜，用于反射输入光。 说 明 书低色散高隔离度的光学梳状滤波器（interleaver） 所属技术领域本专利涉及一种光纤通信用的光学梳状滤波器（interleaver），它能够按奇偶分配的原则，把一串信号分解为两组信号流，分解后的信号间隔比原来增大一倍。同理，逆向应用也可以用于汇合信号。背景技术随着信息技术的一步步发展，现今社会对网络的传输速度和容量要求越来越高。近十年光通信技术的飞速发展，很大程度上依赖于波分复用技术（即 DWDM技术）的应用，使光纤的通信能力被迅速利用起来。从技术和实现工艺来看，当前DWDM技术也正在渐渐趋向于瓶颈，正是在这样的背景下面，光学梳状滤波器（INTERLEAVER）的概念被提出来，成为推动DWDM技术继续发展的有力支持。光学梳状滤波器可以将N路（N为正整数，N2）相同间隔的光信号合并成一路密集光信号，该密集光信号的间隔为输入光信号的1/N。反过来使用，则输出的N路光信号间隔为输入信号间隔的N倍。利用光学梳状滤波器和DWDM组合，可以在已铺设的DWDM网络线路上增加网络信道数目，使整个网络系统升级，。此外光学梳状滤波器还被广泛应用于骨干网、城域网或者接入网的监护中，以及光分插复用(OADM)中。Interleaver主要有以下几种：晶体型、熔融拉锥型干涉仪（Mach-Zehnder）、GT腔Michelson干涉仪型等。目前比较常见的是GT腔Michelson干涉仪型，在实现100GHz以下的通道间隔存在一定的工艺难度，器件的成本比较高，同时在高速系统中，产品的色散（CD）会累积增加，并且温度特性会大大下降。发明内容本专利提出一种新型的光学梳状滤波器，它不但可以实现100GHz以下的通道间隔，而且能够克服产品在高速系统中存在的诸多不足，降低色散，提高隔离度，产品的成本也会下降。本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：让输入的偏振光分别先后经过CORE1和CORE2，CORE的结构和工作原理是：在迈克尔逊干涉仪的模型下，利用PBS（Broadband Polarization Beam splitter，偏振光分束器），将输入的偏振光分成两个偏振态相互垂直的线偏振光，这两个线偏振光在不同的光路中分别传播，这两个光路分别称为S路和P路（S路为偏振光垂直振动的方向，P路为偏振光平行振动的方向），S光路方向和P光路方向相互垂直。PBS的S路和P路方向分别连接着腔体，腔体中可能包含玻璃、波片和空气腔，经过全反射镜之后，这两个满足不同相位要求的线偏振光被反射回来，重新叠加，以实现奇偶通道的分开。接着，CORE2的作用是，利用傅里叶展开原理，运用同样的产品结构，修正interleaver的透射谱，提高透射带宽。再经过后反射镜，信号光再次经过以上结构，提高产品隔离度，降低色散。光路中使用多个波片以调整偏振光状态，实现奇偶通道的分开。本实用新型的有益效果是，设计出频率间隔更小、参数优良而且成本低廉的产品。附图说明图1中，111.准直器1，112.准直器2 ，113.准直器3，121.斜方棱镜1，122.斜方棱镜2，131.双折射晶体1，132.双折射晶体2，133.双折射晶体3，141/146.半波片1，142/147.半波片2，143.半波片3，144.半波片4，145/148.半波片5， 301.CORE1，302.CORE2，602. 偏振模式色散补偿片。 图9和图10中，151.1/4波片1，152. 1/4波片2，153. 1/4波片3，154. 1/4波片4，161.薄玻璃1，162.薄玻璃2，163.薄玻璃3，164.薄玻璃4，501.PBS1，502.PBS2，601.反射棱镜，201.厚玻璃1，202.厚玻璃2，203.厚玻璃3，204.厚玻璃4，205.厚玻璃5，206.厚玻璃6，207.厚玻璃7，208.厚玻璃8， 401.高反膜1，402.高反膜2。具体实施方式在图1中，准直器1（111）、准直器2（112）和准直器3（113）分别固定在不同高度上，斜方棱镜1（121）与准直器1（111）在同一高度上，斜方棱镜2（122）与准直器3（113）在同一高度上。假设准直器2（112）是输入端，其光经过双折射晶体1分成两束光，这两束光的偏振态相互垂直，然后这两束光分别经过半波片1（141/146）。从半波片1出射的两束光，再依次经过CORE1（301）和CORE2（302）。波片3（143）固定于CORE1（301）和CORE2（302）之间。从CORE2（302）出射的光，再依次经过半波片4（144），双折射晶体3（133）双折射晶体2（132），然后经过反射镜（601）光再次返程。半波片5（145/148）分别固定于双折射晶体3（133）的上下部分，半波片2（142/147）分别固定于PBS1（501）的上下部分，返程时，光分别经过斜方棱镜1（121）和斜方棱镜2（122），从准直器1（111）准直器3（113）出射。出射图谱分别为图九中的系列1和系列2。图2图8分别为图1中的CORE1（301）和CORE2（302）的具体实施方案，采用不同的实施方案，主要在于考虑工艺的简便和产品参数的差异。在图9中，CORE1（301），由PBS1（501）和两个长度不同的ETALON结合在一起。ETALON 由前后两片厚玻璃和中间的玻璃条构成。在ETALON腔体中，放入波片和薄玻璃。在图10中，CORE2（302），由PBS2（502）和两个长度不同的ETALON结合在一起。ETALON 由前后两片厚玻璃和中间的玻璃条构成。在ETALON腔体中，放入波片和薄玻璃。图11中，奇偶通道的频率间隔，只是该光学梳状滤波器的其中一种输出，该光学梳状滤波器可以实现其他多种频率间隔的图谱。11说 明 书 附 图602121122111112113132133601145/148131141/146142/147144143301302图一. 产品结构图 图2 301和302 实现方案1 图3 301和302 实现方案2