由单个光学干涉滤波片实现多重波长处理功能的装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于光纤通信技术领域，是一种由单个光学薄膜型干涉滤波片通过同时多次使用实现多重波长处理功能的装置。本装置由从左至右依次排列固定于筒状体１内的光纤组２、左光纤架３、左梯度折射率透镜４、干涉滤波片５、左变换透镜６、右变换透镜７、右梯度折射率透镜８、右光纤架９及光纤组１０所组成。本发明专利技术由于使用一个干涉滤波片同时完成多个波长处理功能，所以大大降低了光分波／合波器和光分插／复用器的成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光纤通信
，是一种由单个光学薄膜型干涉滤波片通过同时多次使用实现多重波长处理功能的装置。
技术实现思路
本专利技术提出的由单个干涉滤波片通过多次使用实现多重波长处理功能的装置是依据干涉滤波片的特性而实现的。干涉滤波片是在平面玻璃基片上利用特殊工艺沉淀上多层电介质膜而形成的，为了下面的描述方便，我们定义干涉滤波片的主截面为过干涉滤波片介质膜表面法线的平面。光通信中使用的干涉滤波片由于对滤波特性要求高，是一种对平行光束进行操作的器件。干涉滤波片在对某一光波进行操作时，是在平行于光束传播方向的且与光束相交的主截面上实现的，具体的滤波工作方向角，即光束与干涉滤波片法线的夹角，由干涉滤波片的特性决定。由于过干涉滤波片法线的互不平行的主截面有无数多个，因此从理论上看，在一个干涉滤波片的一个相同的区域上，就可以同时对无数多个沿不同方向传播的平行光进行滤波操作。要使干涉滤波片尽可能小，需使这些不同方向的主截面过同一法线。实际上，一个干涉滤波片可同时实现滤波操作的数量由具体实现结构中诸部件的结构尺寸限制决定。利用干涉滤波片的这种特性，就可以在一个干涉滤波片的多个互不平行的主截面方向上同时对多束光实现滤波操作。这样就实现了对该干涉滤波片的多次使用，进而可以实现多个相同的、并且独立的波长处理功能。本专利技术的第一个技术方案是本装置包括一个筒状体、固定设置在筒内的两个光纤架和固定设置在筒内的干涉滤波片，干涉滤波片位于两个光纤架之间。光纤架上开有多个通孔，通孔内插有光纤，光纤的轴线在光纤架上的位置必须分布在同一个圆柱面上或多个同心圆柱面上，左右两光纤架上各自光纤的数量，或者相等，或者右边是左边的一半；左边每一个圆柱面上的光纤，分成每两个一组，任一组光纤沿圆柱径向对称分布，右边每一个圆柱面上的光纤的相对角位置分布，或者与左边完全相同，或者与左边半个圆柱面上的分布相同，左、右光纤架上光纤分布圆柱面序列中相应序号圆柱面直径相同；在两个光纤架的内侧分别固定设有梯度折射率透镜，在左右两梯度折射率透镜之间由左至右分别设有干涉滤波片、左变换透镜和右变换透镜；其中两梯度折射率透镜面向光纤架的端面和两光纤架面向梯度折射率透镜的端面都做成与光轴成相同的夹角，端面法线与光轴的夹角在6至12度之间。两梯度折射率透镜折射率分布相同，几何尺寸相同，两透镜的光轴重合，使光纤架上的光纤发出的光变成平行光，或将平行光耦合进光纤架上的光纤中。左、右变换透镜均为正透镜，其光轴与两梯度折射率透镜的光轴重合，且两相邻焦点重合，左、右两变换透镜焦距相同。干涉滤波片的法线与透镜光轴平行，左光纤架、左梯度折射率透镜和干涉滤波片的相对位置应使左光纤架上相应光纤组的两光纤处于物像共轭位置，并使两光纤间光能的耦合效率最高。左梯度折射率透镜的右端面通过干涉滤波片成的像位于左变换透镜主面左边两倍焦距以内，右梯度折射率透镜的左端面位于左梯度折射率透镜的右端面通过干涉滤波片、左变换透镜和右变换透镜所成的像上，右梯度折射率透镜及右光纤架的角位置应使右光纤架上光纤的左端部与左光纤架上相对应光纤的右端部的像重合。上述各部件所有的相对位置关系和光学参数关系都是理想值，实际工程制造中允许有不超过±5％的误差。除干涉滤波片外，上述各部件的所有光学工作表面都镀对工作波段的增透膜。本专利技术的第二个技术方案是本装置包括一个筒状体、固定设置在筒内的两个光纤架和固定设置在筒内的干涉滤波片，干涉滤波片位于两个光纤架之间。光纤架上开有多个通孔，通孔内插有光纤，光纤的轴线在光纤架上的位置，必须分布在同一个圆柱面上或多个同心圆柱面上。左右两光纤架上各自光纤的数量，或者相等，或者右边是左边的一半。左边每一个圆柱面上的光纤，分成每两个一组，任一组光纤沿圆柱径向对称分布，右边每一个圆柱面上的光纤的相对角位置分布，或者与左边完全相同，或者与左边半个圆柱面上的分布相同，左、右光纤架上光纤分布圆柱面序列中相应序号圆柱面直径相同。在两个光纤架的内侧分别设有左变换透镜和右变换透镜，左、右变换透镜均为正透镜，其光轴重合。在左右变换透镜之间设有干涉滤波片，干涉滤波片工作表面的法线与左变换透镜的光轴平行，干涉滤波片位于左变换透镜的右焦面上。左光纤架的右端面的法线与光纤中心轴的夹角在6度到12度之间，且位于左变换透镜的左边的焦面上，其位置应使光纤架上任一组光纤中的两对应光纤通过左变换透镜、干涉滤波片反射及左变换透镜后互为共轭成像，且光能耦合效率最高。右变换透镜的左焦点与左变换透镜的右焦点通过干涉滤波片成的像重合，左、右两变换透镜焦距相同。右光纤架的左端面的法线与光纤中心轴成的夹角与左光纤架的右端面的法线与光纤中心轴成的夹角相同，且位于右透镜的右边的焦面上，并与左光纤架的右端面的像重合，右光纤架的角位置应使右光纤架上光纤的左端部与左光纤架上相对应光纤的右端部的像重合。上述各部件所有的相对位置关系和光学参数关系都是理想值，实际工程制造中允许有不超过±5％的误差。除干涉滤波片外，上述各部件的所有光学工作表面都镀对工作波段的增透膜。本专利技术的第三个技术方案是本装置包括一个筒状体、固定设置在筒内的两个光纤架和固定设置在筒内的干涉滤波片，干涉滤波片位于两个光纤架之间；光纤架上开有多个通孔，通孔内插有光纤，光纤的轴线在光纤架上的位置，必须分布在同一个圆柱面上或多个同心圆柱面上，左右两光纤架上各自光纤的数量，或者相等，或者右边是左边的一半。左边每一个圆柱面上的光纤，分成每两个一组，任一组光纤沿圆柱径向对称分布，右边每一个圆柱面上的光纤的相对角位置分布，或者与左边完全相同，或者与左边半个圆柱面上的分布相同，左、右光纤架上光纤分布圆柱面序列中相应序号圆柱面直径的比值相同。在两个光纤架的内侧分别设有左梯度折射率透镜和右梯度折射率透镜，左右梯度折射率透镜光轴重合，并在左右梯度折射率透镜之间设有干涉滤波片。左梯度折射率透镜的左端面的法线与光轴所形成的夹角在6度到12度之间，右梯度折射率透镜的右端面的法线与光轴成的夹角等于左梯度折射率透镜的左端面的法线与光轴成的夹角，左、右两梯度折射率透镜折射率分布相同，几何尺寸相同。干涉滤波片的法线与左梯度折射率透镜光轴平行，干涉滤波片位于左梯度折射率透镜的右边，距透镜端面的距离约为D1；右梯度折射率透镜的左端面与左梯度折射率透镜右端面通过干涉滤波片成的像之间的距离约为2D1。左光纤架的右端面的法线与光轴的夹角与左梯度折射率透镜的左端面的法线与光轴成的夹角相同，且位于左梯度折射率透镜的左边并距透镜端面距离约为D1处；左光纤架、左梯度折射率透镜和干涉滤波片的相对位置应使左光纤架上相应光纤组的两光纤处于物像共轭位置，并使两光纤间光能的耦合效率最高。右光纤架的左端面的法线与光轴的夹角与左梯度折射率透镜的左端面的法线与光轴成的夹角相同，且位于右梯度折射率透镜的右边并距透镜端面距离约为D1处，右光纤架的角位置应使右光纤架上光纤的左端部与左光纤架上相对应光纤的右端部的像重合；距离D1约为0.3-2毫米，由梯度折射率透镜确定，它应使光纤架上相应光纤对之间的耦合效率最高。上述各部件所有的相对位置关系和光学参数关系都是理想值，实际工程制造中允许有不超过±5％的误差。上述各部件除干涉滤波片的所有光学工作表面都镀对工作波段的增透膜。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由单个光学干涉滤波片实现多重波长处理功能的装置，其特征在于：本装置包括一个筒状体、固定设置在筒内的两个光纤架和固定设置在筒内的干涉滤波片，干涉滤波片位于两个光纤架之间；光纤架上开有多个通孔，通孔内插有光纤，光纤的轴线在光纤架上的位置，必须分布在同一个圆柱面上或多个同心圆柱面上，左右两光纤架上各自光纤的数量，或者相等，或者右边是左边的一半。左边每一个圆柱面上的光纤，分成每两个一组，任一组光纤沿圆柱径向对称分布，右边每一个圆柱面上的光纤的相对角位置分布，或者与左边完全相同，或者与左边半个圆柱面上的分布相同，左、右光纤架上光纤分布圆柱面序列中相应序号圆柱面直径相同；在两个光纤架的内侧分别固定设有梯度折射率透镜，在左右两梯度折射率透镜之间由左至右分别设有干涉滤波片、左变换透镜和右变换透镜；其中两梯度折射率透镜面向光纤架的端面和两光纤架面向梯度折射率透镜的端面与光轴成相同大小的夹角，端面法线与光轴的夹角在６度至１２度之间。两梯度折射率透镜折射率分布相同，几何尺寸相同，使光纤架上的光纤发出的光变成平行光，或者使平行光耦合进光纤架上的光纤中，两透镜的光轴重合；左、右变换透镜均为正透镜，其光轴与两梯度折射率透镜的光轴重合，且两相邻焦点重合，左、右两变换透镜焦距相同。干涉滤波片工作介质膜表面的法线与透镜光轴平行，左光纤架、左梯度折射率透镜和干涉滤波片的相对位置应使左光纤架上相应光纤组的两光纤处于物像共轭位置，并使两光纤间光能的耦合效率最高。左梯度折射率透镜的右端面通过干涉滤波片成的像位于左变换透镜主面左边两倍焦距以内，右梯度折射率透镜的左端面位于左梯度折射率透镜的右端面通过干涉滤波片、左变换透镜和右变换透镜所成的像上，右梯度折射率透镜及右光纤架的角位置应使右光纤架上光纤的左端部与左光纤架上相对应光纤的右端部的像重合。上述各部件所有的相对位置关系和光学参数关系都是理想值，实际工程制造中允许有不超过±５％的误差。除干涉滤波片外，上述各部件的所有光学工作表面都镀对工作波段的增透膜。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方强，
申请(专利权)人：北京鑫海莱光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]