高隔离度光纤光栅型光分插复用器制造技术

本实用新型专利技术属于波分复用器的结构设计技术领域。包括在两个环形器之间用光纤连接第一光栅，在所说的两个环形器中还连接有第二光栅，在所说的第一、第二光栅之间还用光纤连接一隔离器。本实用新型专利技术在不需提高光栅峰值的情况下可将相干串扰引入的功率代价降低到与非相干串扰接近的水平，使其能有效的降低上下路信号间相干串扰。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属于波分复用器的结构设计
，特别涉及光纤光栅型光插复用器结构改进设计。信息高速公路的发展对通信提出了长距离、大容量、高速率的要求。波分复用(WDM)是这种要求的理想的实现方案。光分插复用器(Optical Add/Drop Multiplexer,OADM)是波分复用系统的关键器件之一。常见的分插复用器或解复用器包括闪耀光栅色散型，干涉滤光型(如F-P滤波器)，多层干涉型，平面光波电路(PLC)型(阵列波导光栅AWG)，以及有源滤波器型(如电光、声光滤波器、DFB-LD可调谐滤波器)等等。光纤光栅器件具有体积小、固有损耗低、频谱可选择、易与光纤系统耦合等优点，是光插分复用器的一种理想选择。光纤光栅环行器型光分插复用器的基本结构如图1所示，由两个环行器11、12和一个光纤光栅13组成，入射的波长为λ1、λ2、λi...λn的n个通道的光由第一个环行器11的端口1进入，经该环行器端口2后，入射到光纤光栅13，波长为λi的光被反射，从该环行器端口3解出，而其余的光继续传播，这就是下路情况。在上路情况时，要上路的信号从第二个环行器12端口1进入，经该环行器端口2后，被光纤光栅13反射，从该环行器端口3出。这种分插复用器中，存在两种类型的串扰。第一种，相干串扰，即上路和下路信号之间的串扰，这是由于光栅的峰值反射率不可能等于100％，总会有一部分上(下)路信号透过光栅对下(上)路信号产生串扰。第二种，非相干串扰，即相邻信道对下路信号产生的串扰，光栅的边模抑制比越高，这种串扰就越小。串扰功率与信号功率的比值为x。对于相干串扰，叠加信号的电场可写为E(t)=Eds(t)cos+xEdx(t)ds(t)cos-----(1)]]>其中，ds(t)、dx(t)为随机二值函数0或1，代表信号和串扰的比特流。当x＜＜1时，检测到的功率为P(t)=12E2---(2)]]>对信号0,P(t)=0。对信号1，P(t)∈]]>由此得到功率代价为p=-101g(1-4x)=-101g(1-41-RR)---(3)]]>其中R为光栅的峰值反射率。对于非相干串扰，信号串扰功率是简单叠加关系，功率代价为p=-10lg(1-2x)(4)其中x为两个相邻信道的边模抑制比。对于相距更远的信道，串扰一般可忽略。图2是相干串扰和非相干串扰两种情况下，功率代价和串扰的关系。图中实线为上下路信道的串扰，虚线为相邻信道的串扰，可以看出，串扰相同时，相干串扰引入的功率代价远大于非相干串扰。因此，在上述基本结构中，为改善器件的性能，提高光栅的峰值反射率是第一位的，其次才是设法提高边模抑制比。计算表明，要使相干串扰的功率代价小于1dB，光栅的峰值反射率须大于99.7％，这给光栅的制作提出了极高的要求。即使实验时做到了这么高的反射率，还存在退化问题。实际使用时，还会由于光栅的布喇格波长随温度漂移或信道波长漂移使信道偏离反射峰而引起系统性能恶化。这是上述光插分复用器的不足之处。本技术的目的在于，为克服已有技术的不足之处，提出一种级联光栅型光插分复用器，使其能有效的降低上下路信号间相干串扰。本技术设计出一种级联光栅型光插分复用器，包括在两个环形器之间用光纤连接第一光栅，其特征在于，在所说的两个环形器中还连接有第二光栅，在所说的第一、第二光栅之间还用光纤连接一隔离器。其结构如图3所示。本技术的工作原理为入射的波长为λ1、λ2、λi...λn几个通道的光由第一个环行器21的端口1进入，经该环行器端口2后，入射到第一个光纤光栅22，波长为λ1的光被反射，从该环行器端口3解出，而其余的光继续传播，这就是下路情况。在上路情况时，要上路的信号从第二个环行器24端口1进入，经该环行器端口2后，被第二个光纤光栅25反射，从端口3出。将上路信号和下路信号用不同的光栅进行反射，中间加入隔离器23，这就能有效地降低上下路信号间的相干串扰。例如，有两个布喇格波长相同，峰值反射率为95％的光纤光栅(这种光栅在图1所示的基本结构中根本无法使用)。当多波长信号从第一个环行器的端口1入射后，布喇格波长的光大部分被反射，但仍有5％的光可透过第一个光栅，经过隔离器后，遇到第二个光栅，最终只有0.25％的功率可透过第二个光栅，对上路信号产生串扰。而对于上路信号，由于隔离器的作用，理论上不会对下路信号产生串扰。这样，此器件中的相干串扰就被大大降低了。下路信号对上路信号的相干串扰带来的功率代价可写为p=-101g(1-4(1-R)2R)------------(5)]]>其中，R为光栅的峰值反射率。图4是使用透射率相同的光栅时，本技术这种级联光栅新结构与上述基本结构中相干串扰引入的功率代价的对比。图中实线为上述基本结构的情况，而虚线为新型结构的情况。与图2比较可以看出，采用这种新结构，在不需提高光栅峰值的情况下可将相干串扰引入的功率代价降低到与非相干串扰接近的水平。附图简要说明图1为已有技术的基本结构示意图。图2为图1结构的相干串扰和非相干串扰两种情况下，功率代价和串扰的关系示意图。图3为本技术的结构示意图。图4为本技术结构与已有的基本结构相干串扰的对比关系示意图。本技术设计的一种级联光栅型光插分复用器实施例如图3所示，结合附图说明如下本实施例采用反射率为99％，波长为1551.88nm的两个光纤光栅，环行器采用深圳科技开发股份有限公司的型号为CIR5的四端口环行器，隔离器采用深圳科技开发股份有限公司的型号为ISA5的光隔离器组成。光纤光栅环行器都做上标准光纤接头FC-PC头，各FC-PC头之间用法兰连接，中间连接的光纤盘成环状，所有元件均固定在一块机板上，构成一体。用四路波长间隔为1.6nm的WDM信号对本实施例进行上下路实验，四路光源采用武汉电信器件公司制作的DFB-LD直调激光器，得到所述结果用于解复用时对相邻信道的抑制比大于27dB，同时得到级联光栅结构与基本结构相比，下路信号在传输端口的泄漏减少了8dB(-27dB→-35dB)，而上路信号对下路信号的串扰得到了完全的抑制。权利要求1．一种级联光栅型光分插复用器，包括在两个环形器之间用光纤连接第一光栅，其特征在于，在所说的两个环形器中还连接有第二光栅，在所说的第一、第二光栅之间还用光纤连接一隔离器。专利摘要本技术属于波分复用器的结构设计
包括在两个环形器之间用光纤连接第一光栅,在所说的两个环形器中还连接有第二光栅,在所说的第一、第二光栅之间还用光纤连接一隔离器。本技术在不需提高光栅峰值的情况下可将相干串扰引入的功率代价降低到与非相干串扰接近的水平,使其能有效的降低上下路信号间相干串扰。文档编号G02B6/38GK2341161SQ9824832公开日1999年9月29日 申请日期1998年11月6日 优先权日1998年11月6日专利技术者谢世钟, 王波, 吴小萍, 董毅, 王晖 申请人:清华大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种级联光栅型光分插复用器，包括在两个环形器之间用光纤连接第一光栅，其特征在于，在所说的两个环形器中还连接有第二光栅，在所说的第一、第二光栅之间还用光纤连接一隔离器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢世钟，王波，吴小萍，董毅，王晖，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]