一種波長選擇開關的製作方法
2023-10-19 10:28:32
專利名稱：一種波長選擇開關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光纖通訊領域，尤其涉及一種波長選擇開關。
背景技術：
在高速接入網的快速發展過程中，波長選擇開關是波分多路復用器的一個重要光學元件，同時也是構成光學網狀網絡和可重構光學分插復用器(ROADM)的核心組成器件，可任意選擇插入的波分復用(WDM)光信號，並將該信號輸出到任意一個輸出埠。為了實現該功能，目前有的採用光柵加MEMS轉鏡，有的採用矽基液晶，work-off晶體分層到光柵不同層面來實現。但是這些方案往往會帶來較大的插損或者是過於複雜的結構。
發明內容為克服上述問題，本實用新型提出一種插損小，結構相對簡單的波長選擇開關。為達到上述目的，本實用新型所提出的技術方案為一種波長選擇開關，包括DWDM filter分路結構和波長通道選擇結構；所述DWDM filter分路結構包括DWDM filter膜組、 標準具結構、楔角片組、楔角片支架和準直器組；所述DWDM filter膜組光膠或深化光膠在標準具結構的兩個平行平面上；所述楔角片組固定在楔角片支架上，並通過楔角片支架放置於標準具結構內部；所述準直器組排列平面與光傳播平面垂直；所述波長通道選擇結構排列於DWDM filter分路結構的兩側。進一步的，所述波長通道選擇結構由直角稜鏡組和繼電器組構成，或者由MEMS轉鏡組構成；所述繼電器組由繼電器控制相應的光學元件級聯構成；所述光學元件為光路轉折稜鏡。進一步的，所述各路準直器位置對應於直角稜鏡組或者MEMS轉鏡組的各路出射通道。進一步的，所述楔角片組放置於標準具結構內部，依次排列在經過DWDM filter膜組反射的光路上，其在與光傳播平面垂直方向上的長度滿足經波長通道選擇結構反射的不同高度的光均能再次通過楔角片組。進一步的，所述DWDM filter分路結構還包括由光纖直接連通兩個準直器的準直器組合結構，所述兩個準直器分別為輸入和輸出埠，分別對應相對的兩個DWDM filter膜。進一步的，所述MEMS轉鏡組的各路MEMS轉鏡前分別設置有一長焦距透鏡，所述 MENS轉鏡反射面位於長焦距透鏡的匯聚面上。進一步的，所述波長通道選擇結構由一個或多個輸入埠及多個輸出埠組成。本實用新型的有益效果本實用新型的一種波長選擇開關，利用標準具結構與 DWDM filter膜對光信號進行分路，利用直角稜鏡與繼電器控制的分光稜鏡組合或者MEMS 轉鏡進行波長通道選擇，該結構相對簡單，並能有效減少信號插入損耗。
圖1為本實用新型的波長選擇開關立體示意圖；圖2為本實用新型的波長選擇開關俯視示意圖；圖3為本實用新型的波長選擇開關主視示意圖；圖4為DWDM filter膜結構示意圖；圖5為採用分段插入準直器組合結構的示意圖；圖6為波長通道選擇光路示意圖；圖7長光路中加入長焦距透鏡校正光路示意圖；圖8長光路中加入長焦距透鏡校正結構示意圖。標號說明1準直器組；101，103準直器；2標準具結構；201，202標準具平行平面；3 楔角片組；301，302 楔角片；4 DWDM filter 膜組；401，402, 407 DWDM filter 膜；41 光膠膜；42 DWDM filter膜；5波長通道選擇結構；501, 507直接稜鏡；601, 607繼電器組；61, 62光學元件；7楔角片支架；8準直器組合結構；81，82準直器；83光纖；9 MEMS轉鏡；10長焦距透鏡。a第一層光路；b第二層光路；c第三層光路。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
，對本實用新型做進一步說明。如圖1-3所示，為本實用新型的一種波長選擇開關包括DWDM filter分路結構和波長通道選擇結構5 ；所述DWDM filter分路結構包括DWDM filter膜組4、標準具結構2、楔角片組3、楔角片支架7和準直器組1 ；所述DWDM filter膜組4光膠或深化光膠在標準具結構2的兩個平行平面201，202上，各個DWDM filter膜401，402……407呈一定次序排列；所述楔角片組3固定在楔角片支架7上，並通過楔角片支架7放置於標準具結構2內部；所述準直器組1排列平面與光傳播平面垂直；所述波長通道選擇結構5排列於DWDM filter分路結構的兩側。圖4為DWDM filter膜的具體結構示意圖，將多個DWDM filter膜42按照一定規律並通過光膠膜41深化光膠在基板上，這種固定方式具有高固定性，同時當光多次反射時，入射角不會隨溫度變化而改變。由於膜層所引起的中心波長偏離和由於標準具結構2不平行引起的多次光反射角放大等情況，可以採用楔角片組3來補償，如圖3所示，楔角片組3可以微調節入射角以此來校正其透射光波長。圖5採用分段插入準直器組合結構8的方法以降低反射級次。當波長選擇開關的波長輸出通道較多時，例如46路波長輸出選擇；此時由於DWDM filter膜42光膠層厚度不均，受溫度的影響使得DWDM filter膜42反射光角度發生變化，若多次反射累積則會造成光路偏離角放大，進而影響接收光插損。為了避免該問題的發生，可將反射級次降低，如分為4段或8段，再插入準直器組合結構8連接各段，如圖5所示，準直器組合結構8由一光纖83連接兩準直器81，82，其中一個為輸入端，接收來自DWDM filter膜透射出來的光，另一個為輸出端，將接收的光信號發射到相鄰的DWDM filter膜上。如此，反射角誤差通過準直器組合結構重新歸零，而不會被級聯。如圖1和6所示，波長通道選擇結構5可由直角稜鏡501，507和繼電器組601，607構成；繼電器組601，607由繼電器控制相應的光學元件61，62級聯構成，所述光學元件為光路轉折稜鏡。從DWDM filter膜401，407透射的光入射到直角稜鏡501，507上後反射，射
4入繼電器組601，607。或者，從DWDM filter膜407透射的光直接入射到由繼電器控制的光學元件61，62，將光路「抬升」到相應的高度再入射到直角稜鏡507，使光從相應的光路出射。繼電器可控制光學元件以使光路保持原狀或抬升，當需要波長通道選擇開關接收端較多時，則需要多個繼電器控制的光學元件級聯。如圖6中，a為第一層光路，b為第二層光路，c為第三層光路，通過繼電器控制調節光學元件61，62，可將入射光轉移至需要的光路中。如46路波長選擇開關，1*4光開關需要3*46個繼電器控制的光學元件級聯；1*9光開關需要8*46個繼電器控制的光學元件級聯；1*46光開關需要45*46個繼電器控制的光學元件級聯，依次類推，此時，需要精心設計其空間安排。各路接收準直器對應於被反射後的各個光路位置擺放。如圖7所示，波長通道選擇結構5還可以採用MEMS轉鏡9，即微電機系統(MEMS) 控制反射鏡來代替上述繼電器組601，607和直角稜鏡501，507組合。在長光路中，可以加入長焦距透鏡10校正，防止光束髮散。當採用MEMS轉鏡9來實現通道選擇時，可採用長焦距透鏡10來減小MEMS的轉動角度。長焦距透鏡10的位置可參考圖8中所示位置。各路接收準直器對應於被反射後的各個光路位置擺放。其工作原理，如圖1-3所示，從準直器101出射的多波長光入射到DWDM filter膜 401上，DWDM filter膜401光膠在標準具結構2的平行平面201上，透射波長為λ 1的光， 其反射光入射到光膠在標準具結構2的另一平行平面202上的DWDM filter膜402上，透射波長為λ 2的光……以此類推實現波長的分離。經過DWDM filter膜組4後的透射光相應的入射到直角稜鏡501，507上，直角稜鏡501，507反射後入射到繼電器組601，607上，使光「上升」到上一層；或者是透射光相應的入射到由繼電器控制的光學元件61，62上，將光路「抬升」到相應的高度再入射到直角稜鏡501，507，使光從相應的光路出射；為了實現光從不同高度輸出，可以通過多個繼電器級聯控制光學元件來實現。若希望波長為λ 7的光從準直器103輸出，則從準直器101出射的多波長光經過楔角片301入射到DWDM filter膜401上，其反射光再經過楔角片302入射到標準具結構 2另一平行平面202上的DWDM filter膜402上，再反射經過楔角片……以此類推，光在分別經過7個楔角片透射，6個DWDM filter膜反射後，從DWDM filter膜407透射而出，經過直角稜鏡507反射後入射到繼電器組607上，繼電器組607由兩個繼電器控制兩個相同的光學元件組成。此時為了實現光從準直器103出射，需控制兩個繼電器使光路抬升，同時控制其他繼電器組，避免其他波長光從準直器103出射。返回的光再次經過DWDM filter膜 407透射，7個楔角片透射，6個DWDM filter膜反射，最後進入準直器103中。儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內，在形式上和細節上對本實用新型做出的各種變化，均為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種波長選擇開關，其特徵在於包括DWDM filter分路結構和波長通道選擇結構；所述DWDM filter分路結構包括DWDM filter膜組、標準具結構、楔角片組、楔角片支架和準直器組；所述DWDM filter膜組光膠或深化光膠在標準具結構的兩個平行平面上；所述楔角片組固定在楔角片支架上，並通過楔角片支架放置於標準具結構內部；所述準直器組排列平面與光傳播平面垂直；所述波長通道選擇結構排列於DWDM filter分路結構的兩側。
2.如權利要求1所述的一種波長選擇開關，其特徵在於所述波長通道選擇結構由直角稜鏡組和繼電器組構成，或者由MEMS轉鏡組構成；所述繼電器組由繼電器控制相應的光學元件級聯構成。
3.如權利要求2所述的一種波長選擇開關，其特徵在於所述光學元件為光路轉折稜鏡。
4.如權利要求2所述的一種波長選擇開關，其特徵在於所述各路準直器位置對應於直角稜鏡組或者MEMS轉鏡組的各路出射通道。
5.如權利要求1所述的一種波長選擇開關，其特徵在於所述楔角片組放置於標準具結構內部，依次排列在經過DWDM filter膜組反射的光路上，其在與光傳播平面垂直方向上的長度滿足經波長通道選擇結構反射的不同高度的光均能再次通過楔角片組。
6.如權利要求1所述的一種波長選擇開關，其特徵在於所述DWDMfilter分路結構還包括由光纖直接連通兩個準直器的準直器組合結構，所述兩個準直器分別為輸入和輸出埠，分別對應相對的兩個DWDM filter膜。
7.如權利要求2所述的一種波長選擇開關，其特徵在於所述MEMS轉鏡組的各路MEMS轉鏡前分別設置有一長焦距透鏡，所述MENS轉鏡反射面位於長焦距透鏡的匯聚面上。
8.如權利要求2所述的一種波長選擇開關，其特徵在於所述波長通道選擇結構由一個或多個輸入埠及多個輸出埠組成。
專利摘要本實用新型公開了一種波長選擇開關，包括DWDMfilter分路結構和波長通道選擇結構；所述DWDMfilter分路結構包括DWDMfilter膜組、標準具結構、楔角片組、楔角片支架和準直器組；所述DWDMfilter膜組光膠或深化光膠在標準具結構的兩個平行平面上；所述楔角片組固定在楔角片支架上，並通過楔角片支架放置於標準具結構內部。該結構利用標準具結構與DWDMfilter膜對光信號進行分路，利用直角稜鏡與繼電器控制的光學元件組合或者MEMS轉鏡進行波長通道選擇，結構相對簡單，並能有效減少信號插入損耗。
文檔編號G02B6/35GK202171659SQ20112030878
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月24日 優先權日2011年8月24日
發明者吳礪, 李陽, 肖穎, 胡豪成, 趙武麗 申請人:福州高意通訊有限公司