[發明專利]G-T諧振腔與雙折射元件結合的可調諧光梳狀濾波器

無效

• 申請號: 201010263796.1
• 申請日: 2010-08-26
• 公開（公告）號: CN101943772A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 柯昌劍;王玥;劉德明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02B6/34
• 分類號: G02B6/34;G02B27/28;G02B5/30;H04J14/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域：

本發明涉及到光通信系統中應用到的可調諧帶通濾波器，特別是一種G-T諧振腔與雙折射元件結合的可調諧光梳狀濾波器，即一種交叉波長波分復用器(Interleaver)。

背景技術：

隨著信息技術的迅猛發展，密集波分復用技術已成為發展高速、大容量全光通信網的主流技術之一，光帶通濾波器是光通信系統中的關鍵器件，為了提高光纖帶寬的利用率，相應出現了一種新型光無源器件光學梳狀濾波器，其功能是將頻率間隔為v的多波長信號，按奇偶波長分解成頻率間隔為2v的信號，由此可以有效地增加光纖上復用的信道數，并且還可以應用于波長選擇、光放大器的噪聲濾除、預濾波、失諧濾波、光復用/解復用等方面。

CN1315790A描述了一種基于晶體型實現奇偶波長分離功能的濾波器，其利用特定長度的雙折射晶體中o光和e光的折射率差異產生特定的光程差，從而引起光束產生一定的相位差來實現梳狀濾波，并且可以采用晶體級聯雙折射偏振干涉技術來實現濾波器平坦化通帶和阻帶的光譜透射率，但透射譜的隔離度和平坦通頻帶寬度都不是很好，且其不具有中心波長或帶寬的可調諧特性。

期刊文獻1(參見Benjamin?B.Dingel?et?al，“Properties?of?a?Novel?Noncascaed?Type，Easy-to-Design，Ripple-Free?Optical?Bandpass?Filter，”Journal?of?Lightwave?Technology，pp.1461-1469，1999)描述了一種Michelson干涉儀和Gires-Tournois諧振腔組合而成的濾波器。由于Michelson干涉儀兩個干涉臂之間的光程不同，使得奇偶波長序列的光信號產生不同的相位差。通常用G-T諧振腔來取代干涉儀中的某一個臂上的反射鏡，用來改善輸出光譜的帶寬特性。具有較好的通帶頂部平坦度和隔離度，但是為了得到帶通濾波器，在結構參數設置上有一定限制，工藝上實現可調諧特性比較困難。

發明內容：

本發明要解決的技術問題在于克服上述在先技術的困難，提供一種G-T諧振腔與雙折射元件結合的可調諧光梳狀濾波器，該濾波器在具有大平坦度的通帶帶寬以及高隔離度的同時，還具有中心波長和帶寬的可調諧特性。

本發明的構思是采用在G-T腔中加入雙折射元件的結構，通過控制G-T腔前鏡反射率的大小，G-T腔的間距以及光在雙折射晶體中傳播產生的光程差來實現具有大平坦寬度的通帶和阻帶帶寬及高隔離度的梳狀濾波特性。其中通過改變G-T腔間距以及經過雙折射晶體的路程從而實現中心波長和帶寬的可調諧特性。

本發明的具體技術解決方案如下：

G-T諧振腔與雙折射元件相結合的可調諧光梳狀濾波器，包括：

由輸入光纖和準直透鏡組成的光束輸入結構，用于輸出經準直和聚焦后的平行光束；

由偏振分束器和相位延遲元件組成的偏振分光部分，用于產生一定偏振方向的光束；

由G-T諧振腔與雙折射元件組成的濾波模塊，上述偏振光束進入G-T諧振腔，在所述G-T諧振腔中來回反射，多次經過該雙折射元件改變光程，得到從G-T諧振腔出射的多個位相不同的光束，并經所述偏振分束器折射后輸出；

由聚焦透鏡和輸出光纖組成的光束輸出結構，用于將上述折射后輸出的光束聚焦后輸出。

作為本發明的進一步改進，所述的G-T諧振腔具有前鏡和后鏡，所述的雙折射元件設置于前鏡和后鏡之間，上述偏振光束通過前鏡后經所述的雙折射元件產生一定光程差，再經后鏡反射后再次經過雙折射元件，一部分光束從前鏡透射輸出，一部分光束被前鏡內表面反射再次經過雙折射元件產生光程差，多次經過上述過程改變光程后從G-T諧振腔前鏡透射輸出的光束，即形成多個位相不同的光束干涉。

作為本發明的進一步改進，所述的雙折射元件由具有雙折射特性的介質片和一塊補償片組成，該介質片用于產生雙折射，以改變光束的光程差，所述補償片用于補償光束在所述介質片界面處發生的折射，使光束仍沿原入射方向出射。

作為本發明的進一步改進，所述介質片為呈楔形的具有雙折射特性的晶體，其光軸平行于晶體表面，并與光束入射方向垂直。

作為本發明的進一步改進，所述介質片形狀為三角形或梯形。

作為本發明的進一步改進，所述補償片為沒有雙折射現象的玻璃，其折射率介于所述介質片的雙折射晶體的兩個本征折射率之間。