一种交叉波长波分复用器的滤波装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种交叉波长波分复用器的滤波装置，由分光器件、光程差引入器件、二分之一波片以及合光器件组成；所述分光器件和所述合光器件均由一第一直角梯形双折射晶体楔角片、一玻璃平片及一第二直角梯形双折射晶体楔角片依次连接组合形成一偏振分光棱镜；所述的光程差引入单元是由两块光学平片组成，且其中至少一块光学平片折射率温度系数为负值。本发明专利技术的滤波装置具有更好的温度稳定性，更高的可靠性，还可以大大减少光学元件的尺寸和降低成本。

【技术实现步骤摘要】
—种交叉波长波分复用器的滤波装置
本专利技术涉及一种光学及光纤通讯系统中的光无源器件，尤其涉及一种交叉波长波分复用器滤波单元结构。
技术介绍
DffDM是一种在同一根光纤中把许多不同波长的光进行同时组合和传输的光无源器件，随着人们对信息容量及传输速度的需求不断提高，DWDM也在不断被人们研发和完善。其中，Interleaver器件就是一种性能优异的DWDM分波器件。Interleaver器件是一种用于光纤通讯领域的交叉波长复用器，它包括一个输入端与两个输出端，相邻通道频率间隔为Af的信号从输入端输入，通过Interleaver后分离成频率差为2Af的奇、偶两组信号，分别从两输出端输出。目前，Interleaver器件有三种类型，Mach-zehnder干涉仪、法布里-泊罗干涉仪和晶体型。但是它们都存在着缺陷，如Mach-zehnder干涉仪需要精确控制两根光纤线长度，工艺要求很高。法布里-泊罗干涉仪采用谐振腔来改善线宽，效果有限，由于使用标准具结构色散差，对比度也受到限制。晶体型则是成本较高，体积较大，价格较为昂贵。目前，关于Interleaver器件的滤波装置的专利有很多，如2013-07-17公开的中国技术专利 CN203069824U，再如美国专利 US20020154845、US6694066、US7173763，它们的共同点是都采用了 PBS膜来实现偏振光束的分光及合光，但用PBS膜来产生偏振光束不仅消光比不高，而且分光比对温度较为敏感，且最重要的是膜层的可靠性差，从而使Interleaver器件整体可靠性低。中国专利CN203069824U的滤波单元中光程差引入器件则采用了一块YV04晶体与BBO晶体组合，不仅成本高，并且干涉波形中心波长对温度较为敏感，需要加入温度补偿片来补偿光程差，结构较为复杂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种交叉波长波分复用器的滤波装置，具有更好的温度稳定性，更高的可靠性，还可以大大减少光学元件的尺寸和降低成本。本专利技术是这样实现的:一种交叉波长波分复用器的滤波装置，由分光器件、光程差引入器件、二分之一波片以及合光器件组成；所述分光器件和所述合光器件均由一第一直角梯形双折射晶体楔角片、一玻璃平片及一第二直角梯形双折射晶体楔角片依次连接组合形成一偏振分光棱镜；所述第一、第二直角梯形双折射晶体楔角片的光轴相互平行，均为同种材质的双折射晶体，楔角面相互平行且均朝向玻璃平片；所述玻璃平片的两通光面相互平行，且折射率介于第一或第二直角梯形双折射晶体的O光与E光的折射率之间；所述分光器件中的第一、第二直角梯形双折射晶体楔角片的直角面分别为入射面及出射面；所述合光器件的第二、第一直角梯形双折射晶体楔角片的直角面分别为入射面及出射面；所述的二分之一波片是由双折射晶体材料做成的零级波片或低级次波片，其光轴平行于通光面且与第一及第二直角梯形双折射晶体楔角片的光轴成45度夹角；所述的光程差引入器件是由两块光学平片组成，其中至少有一块光学平片的折射温度系数为负值。该两块光学平片的折射率分别为nl、n2，折射率温度系数分别为β 1、β 2，热膨胀系数分别为α 1、α 2，则两光学平片通光方向上的厚度dl、d2满足如下关系式:β lXdl+β 2Xd2+a lXdlXnl+a 2X d2 Xn2=0。进一步的，所述光程差引入器件的光程差为:Λ d=(nlXdl+n2Xd2)_(dl+d2)。进一步的，所述两块光学平片的材料均为玻璃或均为晶体，或一块为玻璃与另一块为晶体。本专利技术具有如下优点:本专利技术的交叉波长波分复用器的滤波装置采用分光器件和合光器件来实现偏振光束分束及合束，且分光器件和合光器件均由两直角梯形双折射晶体楔角片的中间连接组合一玻璃平片形成一偏振分光棱镜来实现，相比于传统用PBS膜来实现偏振光束分束及合束，则有更高的消光比，更宽的波长带宽，对温度有更好的稳定性，更高的可靠性；本专利技术还用两光学平片产生光程差，由于两光学平片对温度变化引起的光程差有自我补偿功能，因此使得交叉波长波分复用器滤波单元对温度有很好的稳定性，并且由于两光路中存在更大的折射率差，因此可以大大减少光学元件的尺寸，成本也较为低廉。结合小尺寸和低成本优势及好的温度稳定性及高可靠性的特点，使小于50GHZ、25GHZ的Interleaver得以更好的实现。【附图说明】下面参照附图结合实施实例对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术交叉波长波分复用器的滤波装置的结构示意图。【具体实施方式】如图1所示，本专利技术交叉波长波分复用器滤波装置，由分光器件1，光程差引入器件2, 二分之一波片3,合光器件4组成。其中所述分光器件I和所述合光器件4均由一第一直角梯形双折射晶体楔角片41、一玻璃平片42及一第二直角梯形双折射晶体楔角片43依次连接组合形成一偏振分光棱镜；所述第一直角梯形双折射晶体楔角片41、第二直角梯形双折射晶体楔角片43的光轴相互平行，均为同种材质的双折射晶体，楔角面相互平行且均朝向玻璃平片42 ;所述玻璃平片42的两通光面相互平行，且折射率介于第一直角梯形双折射晶体楔角片41或第二直角梯形双折射晶体43的O光与E光的折射率之间。所述分光器件I中的第一直角梯形双折射晶体楔角片41、第二直角梯形双折射晶体楔角片43的直角面分别为入射面及出射面；所述合光器件4的第二直角梯形双折射晶体楔角片43、第一直角梯形双折射晶体楔角片41的直角面分别为入射面及出射面。所述的二分之一波片是由双折射晶体材料做成的零级波片或低级次波片，其光轴平行于通光面且与第一及第二直角梯形双折射晶体楔角片的光轴成45度夹角；在该实施例中，第一直角梯形双折射晶体楔角片41和第二直角梯形双折射晶体楔角片43的材料均为冰洲石(CaC03)双折射晶体，玻璃平片42是由成都光明的H_BaK8玻璃材料做成的光学平片。第一直角梯形双折射晶体楔角片41、玻璃平片42及第二直角梯形双折射晶体楔角片43连接时，可通过化学键合成一体。所述的光程差引入器件2是由两块光学平片组成，其可以是两块玻璃、或两块晶体、或一块玻璃与一块晶体的组合，其中至少有一块光学平片的折射温度系数为负值。设该两块光学平片的折射率分别为nl、n2，折射率温度系数分别为β?、β 2，热膨胀系数分别为α?、α2，则两光学平片通光方向上的厚度dl、d2满足如下关系式:β lXdl+β 2Xd2+a I X dl Xnl+a 2 X d2 Xn2=0。且其光程差的计算公式为:Δ d=(ηI Xdl+n2Xd2)-(dl+d2)。在本实施例中，光学平片21为SCHOTT N-BK7,另一光学平片22材料为a -BBO晶体，并且在光路中，线偏光的偏振态方向平行于其光轴，光线沿晶体a轴传播。对于IOOGHz的Interleaver，玻璃平片21的通光长度为1.2915毫米，a -BBO晶体22的通光长度为1.609晕米。本专利技术具体的滤波单元工作原理如图1所示，一系列固定波长间隔光A1, λ2...λ 2η，λ 2η+1入射到分光器件1，分成偏振态相互垂直的两线偏振光O光和E光，并且两路偏振态相互垂直的线偏振光从分光器件I平行出射，其中一路在空气中传播，另一路线偏振光进入光程差引入器件2，与另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交叉波长波分复用器的滤波装置，其特征在于：由依次设置的分光器件、光程差引入器件、二分之一波片以及合光器件组成；所述分光器件和所述合光器件均由一第一直角梯形双折射晶体楔角片、一玻璃平片及一第二直角梯形双折射晶体楔角片依次连接组合形成一偏振分光棱镜；所述第一、第二直角梯形双折射晶体楔角片的光轴相互平行，均为同种材质的双折射晶体，楔角面相互平行且均朝向玻璃平片；所述玻璃平片的两通光面相互平行，且折射率介于第一或第二直角梯形双折射晶体的O光与E光的折射率之间；所述分光器件中的第一、第二直角梯形双折射晶体楔角片的直角面分别为入射面及出射面；所述合光器件的第二、第一直角梯形双折射晶体楔角片的直角面分别为入射面及出射面；所述的二分之一波片是由双折射晶体材料做成的零级波片或低级次波片，其光轴平行于通光面且与第一及第二直角梯形双折射晶体楔角片的光轴成45度夹角；所述的光程差引入器件是由两块光学平片组成，其中至少有一块光学平片的折射温度系数为负值，该两块光学平片的折射率分别为n1、n2，折射率温度系数分别为β1、β2，热膨胀系数分别为α1、α2，则两光学平片通光方向上的厚度d1、d2满足如下关系式：β1×d1+β2×d2+α1×d1×n1+α2×d2×n2=0。...

【技术特征摘要】
1.一种交叉波长波分复用器的滤波装置，其特征在于:由依次设置的分光器件、光程差引入器件、二分之一波片以及合光器件组成； 所述分光器件和所述合光器件均由一第一直角梯形双折射晶体楔角片、一玻璃平片及一第二直角梯形双折射晶体楔角片依次连接组合形成一偏振分光棱镜；所述第一、第二直角梯形双折射晶体楔角片的光轴相互平行，均为同种材质的双折射晶体，楔角面相互平行且均朝向玻璃平片；所述玻璃平片的两通光面相互平行，且折射率介于第一或第二直角梯形双折射晶体的O光与E光的折射率之间； 所述分光器件中的第一、第二直角梯形双折射晶体楔角片的直角面分别为入射面及出射面；所述合光器件的第二、第一直角梯形双折射晶体楔角片的直角面分别为入射面及出射面； 所述的二分之一波片是由双折射晶体材料做成的零级波片或低级次波片，其光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建林，黄玫瑰，林玲，
申请(专利权)人：福建华科光电有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35