專利名稱：波分復(fù)用的光收發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及波分復(fù)用的光纖通信傳輸器件，特別涉及波分復(fù)用的光收發(fā)器。
背景技術(shù)：
隨著光傳輸研究的發(fā)展，波分復(fù)用技術(shù)(Wavelength Division Multiplexing)對(duì) 網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容升級(jí)，發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)，挖掘光纖帶寬能力，實(shí)現(xiàn)超高速通信等均具有十分重要的 意義。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號(hào)組合起來(復(fù)用)，并耦合到光纜線路 上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端又將這些組合在一起的不同波長的信號(hào)分開(解復(fù) 用)，并作進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端。在光信號(hào)發(fā)射的傳輸中，發(fā)送端的復(fù)用功能通常用MUX (復(fù)用器，Multiplexer)來 實(shí)現(xiàn)，接收端的解復(fù)用功能通過DMUX (解復(fù)用器，De-Multiplexer)來實(shí)現(xiàn)。由于采用了昂 貴的MUX和DMUX部件，整體方案成本太高，不利于大規(guī)模的市場應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中波分復(fù)用中MUX和DMUX器件成本高的原因，本實(shí)用新型提出一種 利用成本低廉的光收發(fā)器，實(shí)現(xiàn)多個(gè)波長的波分復(fù)用的功能。本實(shí)用新型揭露了一種波分復(fù)用的光收發(fā)器，包括雙光纖毛細(xì)管、第一準(zhǔn)直透鏡 和濾光片和第二準(zhǔn)直透鏡，濾光片只允許波長在特定范圍內(nèi)的光信號(hào)通過。從雙光纖毛細(xì) 管的A端輸入的光信號(hào)經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡后抵達(dá)濾光片，其中波長范圍屬于不能從濾光片 通過的部分光信號(hào)被濾光片反射回來后經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡匯聚后從雙光纖毛細(xì)管的B端 輸出，能被濾光片通過的部分光信號(hào)經(jīng)過第二準(zhǔn)直透鏡匯聚輸出。從第二準(zhǔn)直透鏡的光信 號(hào)抵達(dá)濾光片后，光信號(hào)中波長范圍屬于能通過濾光片的部分光信號(hào)經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡的 匯聚后從雙光纖毛細(xì)管B輸出。上述光信號(hào)的方向均可逆。

圖1是本實(shí)用新型所揭露的波分復(fù)用的光發(fā)射器的原理圖。圖2為圖1所示原理生成復(fù)用成具有3個(gè)波長信號(hào)的合成信號(hào)的原理圖。圖3是本實(shí)用新型所揭露的波分復(fù)用的光接收器的原理圖。圖4是圖1中光學(xué)元件第一準(zhǔn)直透鏡和濾光片的三種形式。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型所揭露的波分復(fù)用的光發(fā)射器的原理圖。光發(fā)射器包括具有A 端和B端的雙光纖毛細(xì)管102、第一準(zhǔn)直透鏡103、濾光片104和第二準(zhǔn)直透鏡106 ；其中， 選擇可通過濾光片104的光波長的參數(shù)范圍，使得只有特定光波長的光信號(hào)通過。在本實(shí) 施例中，濾光片104準(zhǔn)許通過波長為λ 2的光信號(hào)通過，而反射其他波長的光信號(hào)。光信號(hào) λ 1經(jīng)由A端經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡103準(zhǔn)直后抵達(dá)濾光片104，由于濾光片104只能通過光波長為λ 2的光信號(hào)，因此，抵達(dá)濾光片104的光信號(hào)λ 1被反射回來，再經(jīng)由第一準(zhǔn)直透鏡 103匯聚后經(jīng)過雙光纖毛細(xì)管102的B端輸出。另一路波長λ 2的光信號(hào)經(jīng)過第二準(zhǔn)直透 鏡106準(zhǔn)直后抵達(dá)濾光片104，波長為λ 2的光信號(hào)通過濾光片104后，再經(jīng)由第一準(zhǔn)直透 鏡103匯聚后，也經(jīng)過雙光纖毛細(xì)管102的B端輸出。從原理圖上可看出，從兩個(gè)不同輸入 端輸入的單波長信號(hào)λ 和λ 2經(jīng)過簡單的光學(xué)元件的反射和透射，從輸出端B輸出的光 信號(hào)為具有光波長λ 1+λ 2的合波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)不同波長光信號(hào)的復(fù)用。圖2所示，為圖1所示原理生成將3個(gè)單波光信號(hào)復(fù)用成具有3個(gè)波長信號(hào)的合 波信號(hào)的原理圖。把圖1中的雙光纖毛細(xì)管102、第一準(zhǔn)直透鏡103和106、濾光片104作 為一組光器件串聯(lián)使用，前一組的雙光纖毛細(xì)管202的B端連接到后一組雙光纖毛細(xì)管202 的A端，從雙光纖毛細(xì)管102的B端輸出的合波信號(hào)輸入到雙光纖毛細(xì)管202的A端。選 擇每一組濾光片204準(zhǔn)許通過波長范圍的參數(shù)，使得波長為λ 3的光信號(hào)能過通過濾光片 204，而其他波長的光信號(hào)被發(fā)射回去。光信號(hào)λ 3從第二準(zhǔn)直透鏡206輸入后通過濾光片 204經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡203匯聚后抵達(dá)雙光纖毛細(xì)管202的B端，并與從雙光纖毛細(xì)管102 的A端輸入的合波信號(hào)λ 1+ λ 2經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡203和濾光片204準(zhǔn)直又被反射回來后 抵達(dá)雙光纖毛細(xì)管202 B端的合波信號(hào)λ 1+ λ 2相匯合，形成具有多個(gè)波長有λ 1+ λ 2+ λ 3 的合波信號(hào)。依此類推，通過多套雙光纖毛細(xì)管、準(zhǔn)直透鏡和濾光片的組合應(yīng)用，還可以形成 λ 1+λ 2+λ 3+λ 4、……、λ 1+λ 2+λ 3+λ 4+λ 5+……+ λ η的合波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射端光信 號(hào)的復(fù)用功能。圖3是本實(shí)用新型所揭露的波分復(fù)用的光接收器的原理圖。其為圖1所示 的光發(fā)射器的逆向應(yīng)用過程。雙光纖毛細(xì)管302的A端和B端此時(shí)分別用作輸出端和輸入 端，濾光片304只能透過光波長為λ2的光信號(hào)。合波信號(hào)λ1+λ2從B端輸入后，其中波 長為λ 1的部分光信號(hào)經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡303準(zhǔn)直、濾光片304反射回來后，被準(zhǔn)直透鏡 303匯聚后再抵達(dá)雙光纖毛細(xì)管302的A端輸出，波長為λ 2的部分光信號(hào)通過濾光片304 后經(jīng)由第二準(zhǔn)直透鏡306匯聚后輸出波長為λ 2的單波信號(hào)。而由圖2所示的波分復(fù)用的光發(fā)射器的逆向過程就實(shí)現(xiàn)將λ 1+λ2+λ3的合波 信號(hào)解復(fù)用成波長為入1、入2和λ 3的解復(fù)用功能。依此類推，多組雙光纖毛細(xì)管、準(zhǔn)直 透鏡和濾光片的組合應(yīng)用，就可以將λ 1+λ2+λ3+λ4、λ 1+λ2+λ3+λ4+λ5、……、
λ 1+λ 2+λ 3+λ 4+λ 5+......+ λ η 等合波信號(hào)解復(fù)用成 λ 1、λ 2、λ 3、λ 4、λ 5、......、λ η
等單波長光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了接收端光信號(hào)的解復(fù)用功能。圖4所示是圖1中光學(xué)元件第一準(zhǔn)直透鏡103和濾光片104的三種形式。第 一種方式為，準(zhǔn)直透鏡403和濾光片404位置上分開，光信號(hào)經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡403后到達(dá)濾光 片404，濾光片404只允許特定波長范圍的光信號(hào)通過，其他波長的光信號(hào)反射回去；此方 案中準(zhǔn)直透鏡403和濾光片404的相對(duì)位置可以調(diào)整，得到最佳的光耦合效率。第二種方式 為準(zhǔn)直透鏡503和濾光片504組合在一起，光信號(hào)經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡503后到達(dá)濾光片504，濾 光片504只允許特定波長范圍的光透過，其他波長的光反射回去；此方案不能調(diào)整透鏡和 濾光片的相對(duì)位置，但結(jié)構(gòu)和工藝較簡單。第三種方式將濾光片簡化濾光膜604，直接鍍在 準(zhǔn)直透鏡603的后表面，光信號(hào)經(jīng)過透鏡后到達(dá)濾光膜，濾光膜只允許特定波長范圍的光 透過，其他波長的光反射回去；此方案直接在透鏡上鍍膜，不需要濾光片，進(jìn)一步降低成本。
權(quán)利要求1.一種波分復(fù)用的光收發(fā)器，包括雙光纖毛細(xì)管、第一準(zhǔn)直透鏡和濾光片，其特征在 于，所述波分復(fù)用的光收發(fā)器還包括第二準(zhǔn)直透鏡，所述濾光片允許波長在特定范圍內(nèi)的 光信號(hào)通過；所述從雙光纖毛細(xì)管的A端輸入的光信號(hào)經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡后抵達(dá)濾光片， 其中波長范圍屬于不能從濾光片通過的部分光信號(hào)被濾光片反射回來后經(jīng)過第一準(zhǔn)直透 鏡匯聚后從雙光纖毛細(xì)管的B端輸出，能被濾光片通過的部分光信號(hào)經(jīng)過第二準(zhǔn)直透鏡匯 聚后輸出；從第二準(zhǔn)直透鏡輸入的光信號(hào)抵達(dá)濾光片后，波長范圍屬于能通過濾光片的部 分光信號(hào)經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡的匯聚后從雙光纖毛細(xì)管B輸出；所述光信號(hào)的方向可逆。
2.如權(quán)利要求1所述的波分復(fù)用的光收發(fā)器，其特征在于，所述從雙光纖毛細(xì)管B端進(jìn) 入的光信號(hào)經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡抵達(dá)濾光片后，其中能通過濾光片的部分光信號(hào)從所述第二 準(zhǔn)直透鏡匯聚后輸出，不能透過濾光片的部分光信號(hào)經(jīng)濾光片反射回來從所述第一準(zhǔn)直透 鏡匯聚后經(jīng)過雙光纖毛細(xì)管的A端輸出。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的波分復(fù)用的光收發(fā)器，其特征在于，所述雙光纖毛 細(xì)管、第一準(zhǔn)直透鏡、第二準(zhǔn)直透鏡和濾光片作為一組光器件串聯(lián)使用時(shí)候，前一組的雙光 纖毛細(xì)管的B端連接到后一組雙光纖毛細(xì)管的A端；選擇每一組光器件中可通過濾光片波 長范圍的參數(shù)，可以完成將多個(gè)單波光信號(hào)的輸入復(fù)用成具有多個(gè)波長信號(hào)的合波信號(hào)， 或者完成將具有多個(gè)波長信號(hào)的合波信號(hào)解復(fù)用成多個(gè)單波長的光信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的波分復(fù)用的光收發(fā)器，其特征在于，將多個(gè)不同波長的單波光 信號(hào)從第一組光器件的雙光纖毛細(xì)管的A端、以及每組第二準(zhǔn)直透鏡輸入時(shí)，選擇可通過 每一組光器件中濾光片波長范圍與該組中從第二準(zhǔn)直透鏡輸入的光信號(hào)的波長范圍相匹 配，從最后一組的B端輸出一個(gè)具有上述多個(gè)波長信號(hào)的合波信號(hào)。
5.如權(quán)利要求3所述的波分復(fù)用的光收發(fā)器，其特征在于，將具有多個(gè)波長的合波信 號(hào)從最后一組光器件的雙光纖毛細(xì)管的B端輸入，其中一組光器件的第二準(zhǔn)直透鏡輸出的 光信號(hào)為該組中濾光片所允許通過的波長范圍的光信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的波分復(fù)用的光收發(fā)器，其特征在于，所述從雙光纖毛細(xì)管A端輸 入的光信號(hào)可以為單波光信號(hào)，也可以為含有多個(gè)波長的合波信號(hào)。
7.如權(quán)利要求4或5所述的波分復(fù)用的光收發(fā)器，其特征在于，所述從第一準(zhǔn)直透鏡和 濾光片為相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)部分，其相對(duì)位置可以調(diào)整，以便得到最佳光耦合效率。
8.如權(quán)利要求4或5中任一項(xiàng)所述的波分復(fù)用的光收發(fā)器，其特征在于，所述第一準(zhǔn)直 透鏡和濾光片為組合在一起，兩者之間的位置不能調(diào)整。
9.如權(quán)利要求4或5中任一項(xiàng)所述的波分復(fù)用的光收發(fā)器，其特征在于，所述濾光片簡 化成濾光膜鍍在第一準(zhǔn)直透鏡的后表面。
專利摘要本實(shí)用新型揭露了一種波分復(fù)用的光收發(fā)器，包括雙光纖毛細(xì)管、第一準(zhǔn)直透鏡和濾光片和第二準(zhǔn)直透鏡，濾光片只允許波長在特定范圍內(nèi)的光信號(hào)通過。從雙光纖毛細(xì)管的A端輸入的光信號(hào)經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡后抵達(dá)濾光片，其中波長范圍屬于不能從濾光片通過的部分光信號(hào)被濾光片反射回來后經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡匯聚后從雙光纖毛細(xì)管的B端輸出，能被濾光片通過的部分光信號(hào)經(jīng)過第二準(zhǔn)直透鏡匯聚后輸出。從第二準(zhǔn)直透鏡的光信號(hào)抵達(dá)濾光片后，光信號(hào)中波長范圍屬于能通過濾光片的部分光信號(hào)經(jīng)過第一準(zhǔn)直透鏡的匯聚后從雙光纖毛細(xì)管B輸出。上述光信號(hào)的方向均可逆。
文檔編號(hào)H04B10/12GK201937783SQ201120034399
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者張曉峰, 梁韜, 蔣艷鋒 申請(qǐng)人:深圳新飛通光電子技術(shù)有限公司