一种窄带可调光滤波器设计的制作方法

摄影电影;光学设备的制造及其处理,应用技术1.本发明涉及通信及光学技术领域，尤其涉及一种窄带可调光滤波器设计。背景技术：2.可调光滤波器是一种基本光学元件，其本质上为带通型滤波器，即只允许特定波长信号透射，其他波长信号反射掉，它可以应用于dwdm系统中的可重构的光路上下复用/解复用器(roadm)以及光交叉互联(oxc)系统以及传感网络等诸方面，随着光通信技术的发展，特别是dwdm技术的成熟和不断进步，窄信道、高速率的通信系统不断诞生，同时调节带宽和波长的滤波器为通信、传感、物联等领域提供了更多技术支撑，将很多复杂和庞大的系统、机架简化成为单元化、模块化的设备，将大大降低使用成本和空间成本。3.然而目前带宽可调技术都是基于液晶、或者光子晶体等技术之上，具有成本高、体积大的不足之处。技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种窄带可调光滤波器设计，解决了上述提到的技术问题。5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种窄带可调光滤波器设计，包括光纤阵列，光波导芯片，准直透镜，光栅，四分之一波片，转镜，所述光纤阵列包含n对光纤，所述光波导芯片上有n对光波导，所述光波导芯片的一侧和光纤阵列对接，另一侧面向准直透镜，所述准直透镜的另一侧放置光栅，所述光栅的另一侧放置所述四分之一波片，所述四分之一波片的另一侧放置转镜。6.优选的，每对所述光纤分别是p1和q1，p2和q2……pn和qn。7.优选的，每对所述光波导分别是x1和y1，x2和y2……xn和yn。8.优选的，所述光波导由直波导和弯曲波导构成。9.优选的，所述准直透镜的光轴为a1-a2，每对所述光波导x1和y1，x2和y2……xn和yn在面向准直透镜一侧的端面上呈轴对称分布，并以所述准直透镜的光轴a1-a2为对称轴。10.与相关技术相比较，本发明提供的一种窄带可调光滤波器设计具有如下有益效果：11.本发明提供一种窄带可调光滤波器设计，通过光波导芯片上设计的n对光波导，由n对光波导在一个平面上且以透镜光轴对称，每一对光波导和同一组准直透镜、光栅、四分之一波片、转镜组成了一个可调光滤波器，n对光波导意味着n个可调光滤波器，n个可调光滤波器拥有同一个中心频率f0，将n个可调光滤波器串联在一起，实现了将整个可调光滤波器带宽变窄的效果，这种准直透镜、光栅、四分之一波片、转镜共用的办法，极大的降低了器件的成本、体积，有效的优化了器件的性能。附图说明12.图1为本发明的实施案例一示意图；13.图2为本发明的n个等效的可调光滤波器串联示意图图；14.图3为本发明的n个可调光滤波器串联效果示意图；15.图4为本发明的实施例二示意图；16.图5为本发明的实施例三示意图。17.图中：1、光纤阵列，2、光波导芯片，3、准直透镜，4、光栅，5、四分之一波片，6、转镜，7、弯曲波导。具体实施方式18.实施例一：19.请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案，包括光纤阵列1，光波导芯片2，准直透镜3，光栅4，四分之一波片5，转镜6，光纤阵列1包含n对光纤，光波导芯片2上有n对光波导，光波导芯片2的一侧和光纤阵列1对接，另一侧面向准直透镜3，准直透镜3的另一侧放置光栅4，光栅4的另一侧放置四分之一波片5，四分之一波片5的另一侧放置转镜6，每对光纤分别是p1和q1，p2和q2……pn和qn，每对光波导分别是x1和y1，x2和y2……xn和yn。20.本实施例中：通过光波导芯片2上设计的n对光波导，由n对光波导在一个平面上且以透镜光轴对称，每一对光波导和同一组准直透镜3、光栅4、四分之一波片5、转镜6组成了一个可调光滤波器，n对光波导意味着n个可调光滤波器，n个可调光滤波器拥有同一个中心频率f0，将n个可调光滤波器串联在一起，实现了将整个可调光滤波器带宽变窄的效果，这种准直透镜3、光栅4、四分之一波片5、转镜6共用的办法，极大的降低了器件的成本、体积，有效的优化了器件的性能。21.实施例二：22.请参阅图4,在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：光波导由直波导和弯曲波导(7)构成。23.本实施例中：各个可调光滤波器之间的连接由光纤熔接改为由光波导芯片2上的各弯曲波导7连接完成。24.实施例三：25.请参阅图5,在实施例一的基础上，取消了实施例一中的光波导芯片2，光纤阵列1中的n根光纤排列在一个平面上，且以透镜3的光轴a1-a2轴对称。26.工作原理：输入光信号从p1光纤进入光波导芯片2上的光波导x1，光信号经过光波导x1输出到准直透镜3，准直透镜3将光波导x1的输出光准直，准直光束进入光栅4，光栅4的作用是将不同频率的光偏转不同角度，偏转角度大小和频率相关，不同频率的光从光栅4出光后输出为不同角度光束，不同角度的光束经过四分之一波片5后，再通过转镜6返回，返回过程中光束第二次通过四分之一波片5、光栅4和准直透镜3，最后进入光波导芯片2上的光波导y1，转镜6的作用是通过角度旋转将特定角度既特定频率的光返回光波导y1，并最终通过光纤q1输出，四分之一波片5的功能是调整光信号第一次和第二次经过光栅时的偏振态，优化整个器件的偏振相关性能；27.光波导芯片2上的每对光波导x1和y1，x2和y2……xn和yn在同一平面上，且每对光波导都以准直透镜3的光轴a1-a2对称，根据该光学系统的对称性原理，如果x1光波导的光信号经过调试最终返回y1光波导，那么经过x2光波导的光信号将最终返回y2光波导；经过x3光波导的光信号将最终返回y3光波导……以此类推，xn光波导的光信号将最终返回yn光波导，并且经过每对光波导的光信号具有相同的中心频率f0，这就意味着n对光波导和同一准直透镜3、光栅4、四分之一波片5、转镜6组成了n个中心频率相同的可调光滤波器f1,f2,f3……fn，这n个可调光滤波器共用同一准直透镜3、光栅4、四分之一波片5、转镜6；如果将上述n个可调光滤波器串联，也就是第一个可调光滤波器的一端连接第二个可调光滤波器的一端，第二个可调光滤波器的一端连接第三个可调光滤波器的一端……第n-1个可调光滤波器的一端连接第n个可调光滤波器的一端，第n个可调光滤波器的另一端为整个系统光信号的输出端，各个可调光滤波器之间的连接可以通过光纤熔接的方式完成；28.通过上述设计，实现了n个等效可调光滤波器的串联,其等效图如图2所示，其串联效果图如图3所示，并且在图3中，图3-1表示一个单一可调光滤波器的滤波曲线，其中心频率为f0；图3-2表示2个可调光滤波器串联后的整体滤波曲线，滤波曲线的带宽相对于图3-1变窄；图3-3表示3个可调光滤波器串联后的整体滤波曲线，滤波曲线的带宽相对于图3-2进一步变窄……；图3-n表示n个可调光滤波器串联后的整体滤波曲线，滤波曲线的带宽进一步变窄，最终整个可调光滤波器的滤波曲线如图3中的图3-n所示，其滤波曲线的带宽比单一的可调光滤波器带宽大幅变窄。









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