低色散交织器制造技术

技术编号:3472076 阅读:181 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及低色散交织器,更具体涉及对光波长信道的交织和解交织来说有用的干涉仪。通常本发明专利技术包括一个分光器和两个谐振器,例如GT标准具或环形谐振器。分光器将输入光束分成指向沿第一路径第一子光束和指向沿第二路径的第二子光束。第一谐振器具有一个第一有效空腔长度并接收第一子光束。第二谐振器具有一个第二有效空腔长度并接收第二子光束。第一路径和第二路径具有大约等于第一有效空腔长度一半的一个有效光程差。在一个实施例中,GT标准具的前板具有一个不同的反射率,并被选择提供一个理想的光谱响应。在另一个实施例中,两个谐振器彼此轻微的相位偏移,这样第一谐振器的正色散斜率与第二谐振器的负色散斜率相校准。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于光通信网络中的干涉仪,尤其是被设计成产生色散数量大为减少的光信号交织器/解交织器。
技术介绍
在复用的光通信网络中,一根单光纤通常负载多个独立的数据信道,每个数据信道都被分配给一个不同的光波长。这种网络被称为波分复用(WDM)网络。当信号经过该网络传播时,使用光频滤波器,尤其是交织器/解交织器(在下文中称为“交织器”),可以分开或组合不同信道上的数据。交织器是一种光复用器,当作为交织器工作时,它将来自不同光纤的信道子集组合成一个单独的光束。当作为解交织器工作时,它将具有许多信道的单独光束分成两个或更多的信道子集系列。通常,交织器被用于分开或是组合奇或偶国际电联(ITU)信道。图1概念性说明了交织器的功能。当作为交织器工作时,交织器接收第一光束100,其中包括许多偶信道,其频率为f2、f4、f6。每个信道的频率是这样的这些信道中的每一个都被以相同的值分开,例如100GHz。交织器还接收一个第二光束102,其中包括许多奇信道,其频率为f1、f3、f5。与光束100相似,每个信道的频率是这样的这些信道都被以相同的值分开,例如100GHz。然而奇信道和偶信道通常以它们分开距离一半的值相互偏移,例如50GHz。然后交织器对光束100和102进行交织,产生具有信道f1、f2、f3、f4、f5、f6的光束104,这些信道以50GHz相分离。当被用作解交织器时,光束104被接收并被分成光束100和102。普遍认为光频交织器是使WDM网络能够快速扩展到更高的信道数量和更窄的信道频率间隔,并与现有解复用技术结合以保持信道间串音性能的关键部件。由于国际电联(ITU)棚极的周期性频率性质,交织器易于由一个或多个干涉仪构件的组合来构造,例如标准具和马赫-曾德尔干涉仪。交织器通带的理想特性包括在阻带中具有一个平顶并且很高的隔离度。迈克尔逊干涉仪用一个分光器和两个反射镜将光信号的波长分到不同的光程中。这种干涉仪提供了取决于干涉仪两臂间光程差的一个线性相位斜面。该线性相位斜面产生一个不具有色散的非平顶响应。Dingel所专利技术的另一种干涉仪是一种迈克尔逊干涉仪,其中一臂的反射镜由一个Gires-Tournois(GT)标准具所取代。如图2所示,干涉仪200包括一个分光器202(通常是一个大约50/50的分光器),一个放置在一臂上具有较高反射(接近100%)涂层206的板204,其中衬垫207a和207b优选的是由超低膨胀材料(ULE)制成的。GT标准具220被放置在另一臂上。GT标准具220包括一个具有部分反射(例如15%的反射率)涂层210的前板208,最好由超低膨胀材料(ULE)制成的衬垫211a和211b以及具有高反射(接近100%)涂层212的后板214。如所示,GT标准具220的前板208和后板214之间以距离d的间隔分开。更进一步,GT标准具220被放置成与分光器202相距L2,并且板206被放置成与分光器202相距L1。当这种结构被用在交织器中解交织信道时,包含例如ITU偶和奇信道的入射光束B1被指向分光器202。光束B1在分光器边界面222上被分成光束B3和B2。光束B3被指向具有较高反射涂层206的板204,而光束B2被指向GT标准具220。由于反射涂层206接近100%的反射率,光束B3被反射回到分光器202。光束B3经历一个每波长的线性相位改变,这取决于从分光器边界面传播到板204再返回的距离。光束B3在分光器边界面222上示范性的线性相位斜面在图2c由线242说明。同样,由于反射涂层212接近100%的反射率,光束B2被反射回到分光器202。然而除了经历基于传播距离的每波长线性相位改变之外,光束B2还经历来自GT标准具220的非线性相位改变Φ=-2tan-1]]>其中R是涂层210反射率的乘方,λ是真空中的波长,η是GT标准具220中材料的折射率。典型的,GT标准具220中的材料是空气,这导致折射率η大约等于1。分光器边界面222上光束B2的示范性非线性相位斜面在图2c中由线240说明,它对应于涂层210的15%的折射率。因此,当光束B2和B3在分光器边界面222上相遇时,最终得到的相位差值是ΔΦ=4πΔLλ+2tan-1]]>其中光程差ΔL是距离L1和L2之间的差值(也就是L1-L2)。当MGTI被设计成使得光程差ΔL是GT空气间隔d的一半或一半的倍数时,产生图2c中的相位曲线图。如所描述的,GT标准具220扰乱干涉仪200的线性相位斜面并产生一个非线性相位斜面。当光程差ΔL是GT空气间隔d的一半或一半的倍数时,这种非线性相位斜面产生平顶响应功能,这对通信系统来说是很理想的。对ΔL是GT空气间隔的一半的情况来说,当光束B2和B3在分光器边界面222上相遇时,它们之间的相位差是ΔΦ=2πdλ+2tan-1]]>当光束B2和B3在分光器边界面上相遇时,光束B2的一部分被反射,而光束B3的一部分经过边界面,由此形成光束B4。参考图2c,在这两部分相位基本相差180°(也就是π)频率处产生破坏性的干扰,而相长干涉出现在这两部分频率基本同相的频率上。光束B2和B3的这些部分之间的干扰使得光束B4具有一个标准的辐射强度图形,I(t)=I0sin2(ΔΦ2)]]>这个光谱响应在图2b中用线230说明。它导致光束B4负载第一信道子集(例如偶信道)。同样,当光束B2和B3在分光器的边界面222上相遇时,光束B3的一部分被反射,相位改变π(也就是180°),而光束B2的一部分经过边界面,由此形成了光束B5。因为形成B5的B3那部分被反射,相位变化了180°,因此B1和B2中形成B5的那部分的相位斜面与图2c中所示的相似,只不过相位斜面242被偏移了π。这改变了B3和B2中形成B5的那部分同相的频率和它们异相的频率。光束B2和B3的这些部分之间的干扰造成光束B5具有一个标准的辐射强度图形,I(r)=I0cos2(ΔΦ2)]]>这个光谱响应在图2b中用线232说明。这导致光束B5携带第二信道子集(例如奇信道)。通常,MGTI200的光谱响应的形状是由反射涂层210的反射率决定的,而光谱响应的传输峰值之间的周期,也就是交织器的自由光谱范围(FSRint)是由GT标准具220的间隙距离d决定的。FSRint等于c/(2ηdcos(θ)),其中c是光速度(例如299792458m/s),η是空腔的折射率(例如ηair=1.000273),θ是入射角(例如0°)。因此,为了提供可以在具有例如50GHz信道频率间隔上工作的交织器,GT标准具220的间隙距离被调整为提供50GHz的FSRint,也就是说,d=2997.1μm。另一种交织器(此后称为“SEI”)在2000年9月26日,Copner等发布的美国专利6,125,220和2001年8月28日,以JDS Fitel名义发布的美国专利6,281,977中被公开,这二者在这里作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有预定自由光谱范围(FSR)的干涉仪,包括:一个用于发射输入光束的第一端口;一个第一分光器,用于将输入光束分成指向沿第一光程的第一子光束和指向沿第二光程的第二子光束;一个第一谐振器,具有一个第一有效空腔长度,用于接收所述第 一子光束并将所述第一子光束指向第一干涉位置;一个第二谐振器,具有一个第二有效空腔长度,用于接收所述第二子光束并将所述第二子光束指向第一干涉位置,以便于与第一子光束干涉,由此形成一个包含第一组波长信道的第一输出信号和一个包含第二组波长信道 的第二输出信号;一个用于输出第一输出信号的第二端口;和一个用于输出第二输出信号的第三端口;其中所述第一光程和所述第二光程具有一个有效光程差,大约等于所述第一有效空腔长度的一半。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:奈杰尔科普纳基姆L谭克里斯托弗J亚伯拉罕托马斯杜斯利尔玛丽J皮卡德
申请(专利权)人:JDS尤尼费斯公司加拿大JDS尤尼费斯公司
类型:发明
国别省市:CA[加拿大]

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