一种梳形带状滤波器

摘要

本发明涉及激光和光纤通讯领域，尤其涉及梳形带状滤波器。本发明的梳形带状滤波器，是采用色散元件或滤光片将各波长光或各波段光从空间分开，再按所需重新排列组合后合束，形成多个通道输出。所述的梳形带状滤波器，采用与多波长选择开关相同光路或与波长选择交换器(WSS)相同光路，将光路中的活动光学元件变为固定位置和状态的光学元件。如将WSS光路中的液晶替换为固定波片；将MEMS替换为固定反射镜。本发明采用如上技术方案，具有结构简单合理的优势，是一种新颖的梳形带状滤波器。

权利要求

1.一种梳形带状滤波器，是采用色散元件或滤光片将各波长光或各波段光从空间分开，再按所需重新排列组合后合束，形成多个通道输出，实现与多波长选择开关相同光路或与波长选择交换器相同光路，其特征在于：将光路中的活动光学元件变为固定位置和状态的光学元件，所述的光路由准直器，偏转转换单元，色散光栅，1/2波片与非波片光学元件拼成的阵列，Work-off晶体或PBS棱镜块，1/4波片及角锥反射镜构成；其中偏转转换单元由work-off晶体和1/2波片构成，可将随机偏振的入射光转换为线偏振光，色散光栅将入射光按波长分开，1/2波片与非波片光学元件拼成的阵列构成光束分开通道，并通过由Work-off晶体或PBS棱镜，1/4波片及角锥反射镜构成的模块选择光束。

2.如权利要求1所述的梳形带状滤波器，其特征在于：在所述的色散光栅后增加色散补偿光栅元件，使色散后的不同波长光变为相互平行光。

3.如权利要求1所述的梳形带状滤波器，其特征在于：所述的角锥反射镜可被平面反射镜代替。

4.如权利要求1所述的梳形带状滤波器，其特征在于：所述的PBS棱镜块可由在玻璃交叉镀高反膜与增透膜区域的元件代替。

说明书

一种梳形带状滤波器

技术领域

[0001] 本发明涉及激光和光纤通讯领域，尤其涉及梳形带状滤波器。

背景技术

[0002] 交叉波分复用器(Interleaver)即梳状滤波器是DWDM系统的核心器件之一，可按照奇偶分配的原则，把一串信号分解为两组信号流，或把两组信号流复合成一串信号。在光通讯中用于均匀间隙分开较密分布的波长，使带宽较宽的DWDM膜片可以分开或复合不同波长激光。多波长选择开关也是DWDM的核心器件之一，可将输入光纤中的任一或任一组波长信号切换到任一输出光纤中。

[0003] 图1所示的为常见梳状滤波器(Interleaver)示意图，交叉波分复用器2把单组输入密集波1分成奇偶两组等间隔方式光信道输出，或将奇偶两组等间隔方式光信道输入复合为一组信号输出。

[0004] 图2所示的为常见WSS光路图，201为输入光纤，202-1...202N为输出光纤，203为反射镜，204为衍射光纤，205为透镜，206为单轴反射镜。输入光纤端口的波分复用信号经过光栅实现波长分离，并聚焦于透镜焦平面上。单轴反射镜组安放于焦平面，每一个透镜对应一个波长，通过调整反射镜角度，将对应波长信号反射到特定输出光纤，实现波长选择。

发明内容

[0005] 本发明采用另一种新型的简单的光学结构，具体的技术方案是：

[0006] 本发明的梳形带状滤波器，是采用色散元件或滤光片将各波长光或各波段光从空间分开，再按所需重新排列组合后合束，形成多个通道输出。所述的梳形带状滤波器，采用与多波长选择开关相同光路或与波长选择交换器(WSS)相同光路，将光路中的活动光学元件变为固定位置和状态的光学元件。如将WSS光路中的液晶替换为固定波片；将MEMS替换为固定反射镜。

[0007] 进一步的，所述的光路由准直器，偏转转换单元，色散光栅，1/2波片与非波片光学元件拼成的阵列，Work-off晶体或PBS棱镜块，1/4波片及角锥反射镜构成；其中偏转转换单元由work-off晶体和1/2波片构成，可将随机偏振的入射光转换为线偏振光，色散光栅将入射光按波长分开，1/2波片与非波片光学元件拼成的阵列构成光束分开通道，并通过由Work-off晶体或PBS棱镜，1/4波片及角锥反射镜构成的模块选择光束。

[0008] 更进一步的，在所述的色散光栅后增加色散补偿光栅元件，使色散后的不同波长光变为相互平行光。

[0009] 更进一步的，所述的角锥反射镜可被平面反射镜代替。

[0010] 更进一步的，所述的PBS棱镜块可由在玻璃交叉镀高反膜与增透膜区域的元件代替。

[0011] 本发明采用如上技术方案，具有结构简单合理的优势，是一种新颖的梳形带状滤波器。

附图说明

[0012] 图1是常见的梳形带状滤波器(Interleaver)示意图；

[0013] 图2是常见的波长选择交换器(WSS)光路图；

[0014] 图3(a)是本发明的一个1X2实施例的结构俯视图；

[0015] 图3(b)是上述实施例的元件300结构的侧视图；

[0016] 图4(a)是本发明的第二实施例的结构俯视图；

[0017] 图4(b)是图4(a)所示第二实施例的结构侧视图；

[0018] 图4(c)是波片阵列的镀膜分布图；

[0019] 图4(d)是本发明的第二实施例的扩展结构示意图；

[0020] 图4(e)是上述实施例的玻璃片的镀膜分布图；

[0021] 图5是本发明的第三实施例的示意图。

具体实施方式

[0022] 现结合附图说明和具体实施方式对本发明进一步说明。

[0023] 本发明采用色散元件或滤光片将各波长光或各波段光从空间分开，再按所需重新排列组合后合束成多个通道输出，从而构成所需组合的梳形带状波长输出器件。

[0024] 图3(a)所示为本发明的一个1X2结构俯视图。其中301为准直器阵列，302为偏转转换单元，由work-off晶体和1/2波片构成，work-off晶体将入射光束分为两束偏振光：o光和e光，1/2波片置于o光或e光光路中，使其偏振方向旋转90°，变成两束偏振方向相同的线偏振光，303为色散光栅，304为1/2波片与非波片光学元件构成的阵列，305为Work-off晶体或PBS棱镜，306为1/4波片，307为角锥反射镜或斜方棱镜与角锥反射镜组合，1/2波片与非波片光学元件构成的阵列304、Work-off晶体或PBS棱镜305、1/4波片306和角锥反射镜或斜方棱镜与角锥反射镜组合307一起构成元件300。

[0025] 如图3(b)所示为元件300的结构侧视图，元件300由1/2波片与非波片光学元件构成的阵列304、Work-off晶体或PBS棱镜305、1/4波片306及角锥反射镜或斜方棱镜与角锥反射镜组合307构成。利用PBS棱镜305对不同偏振方向光束的分束功能，使一定偏振方向的光束透射，并被角锥反射镜307反射而沿原光路返回；而另一偏振方向的光束被反射，光路发生平移，再通过另一PBS棱镜及角锥反射镜进行选择，从而分开各个光束。

[0026] 该光路原理为：入射的随机偏振光束经偏振转换单元302转换为线偏振光，被色散光栅303色散后，各波长光束分开一定角度并进入1/2波片与非波片光学元件构成的阵列304的各通道，当1/2波片与非波片光学元件构成的阵列304中波片与非波片器件均匀交叉间隔时，入射的相邻两光束的偏振方向彼此不同，通过图3(b)结构选择，可使色散后的各光束将按奇偶通道分开，此即为常见的梳状滤波器(Interleaver)结构。

[0027] 如波片按1∶2，1∶3或其它所需比例间隔分布，则可得到任意排列组合的波段结构。

[0028] 如图4(a)所示为本发明第二种结构的俯视图，包括准直器阵列401，偏振转换单元402，偏振转换单元402由work-off晶体和1/2波片构成，色散光栅403，色散补偿光栅404，1/2波片与非波片光学元件组成的阵列405，work-off晶体或PBS棱镜406，1/4波片
407，平面反射镜408。采用色散补偿光栅404可使色散光栅403色散后的不同波长光变为相互平行光，因而可直接采用平面反射镜408反射各光束。

[0029] 图4(b)所示的是元件410结构的侧视图，元件410为1X4波长选择结构，由1/2波片405，左端镀反射膜的1/4波片409A、409B、409C，PBS棱镜406A、406B、406C及406D，1/4波片407A、407B、407C、407D及平面反射镜408构成。S分量偏振光可透过PBS棱镜406A，并被平面反射镜408反射回到原光路；P分量偏振光将被PBS棱镜406A反射而进入PBS棱镜406B，并再次被反射进入1/4波片407A，同样又被平面反射镜408反射，往返1/4波片407A后，光束的偏振方向旋转90°，透射PBS棱镜406B。同理两次经过1/4波片409A后，光束偏振方向将再次发生旋转，而进入上一级光路，如此可自由选择某个信道实现输出。其中各通道波片阵列409的排布如图4(c)所示，图中阴影部分表示在1/4波片上镀反射膜使入射光束发生反射，空白部分表示光束可以直接通过。即可使光束从任意设定的通道输出，或被反射而平移至其它通道，从而实现对不同通道的选择。

[0030] 图4(d)所示，直接采用在玻璃上交叉镀高反膜411与增透膜412方法使特定波长光透过，而其余光反射，结合角锥反射镜将各入射光束分开，其中玻璃片A、玻璃片B、玻璃片C、玻璃片D合成为1X4结构，各玻璃片的镀膜方法如图4(e)所示。反射膜与增透膜间隔排列，根据色散光栅分开波段的宽度决定反射膜与增透膜的宽度。

[0031] 本发明的元件410结构亦可采用图5结构，如图为该结构侧视图，由WDM膜片阵列501A1、501A2、501A3、501A4、501A5、......501An，1/4波片502A，右端镀宽带反射膜的1/4波片502B及work-off晶体503构成。WDM膜片透射某一波长光，反射其余光，通过WDM膜片及反射膜的反射使各波长光两次经过1/4波片后，偏振方向发生选择，通过work-off晶体实现光束的偏转，从而使各个波长光分开。

[0032] 本发明采用如图4系列所示的奇偶通道分开光，则可构成1×4个梳状滤波器(Interleaver)，这相当于三个普通1×2梳状滤波器(Interleaver)功能，但这个结构体积小得多。当采用奇偶通道分光时，且采用1×8结构时，则等效于7个普通梳状滤波器(Interleaver)功能。

[0033] 本发明的结构既可使各波长按奇偶通道分开，也可不按奇偶通道分开，而按所需的波长分布重新组合。

[0034] 本发明的结构可采用现有WSS光路，只需将其活动元件如MEMS，液晶波片等换成固定反射镜或固定波片即可变成本发明所述梳形带状波长输出器件。

[0035] 尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。