CN101344618B - 带有多光纤准直器的光梳状分波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有多光纤准直器的光梳状分波器，包括：光梳状分波器核心，置于光梳状分波器核心两端的、至少由两根光纤的跳接线组成的准直器。该至少由两根光纤的跳接线组成的准直器可以是由三纤跳接线组成的、四纤跳接线组成的、六纤跳接线组成的等多光纤准直器。通过将由多纤跳接线组成的准直器的某些光纤连接，还可以构成级联光梳状分波器。本发明的带有多光纤准直器的光梳状分波器，通过多光纤准直器的应用，可以在一个光梳状分波器核心上集成多套光梳状分波器，还可以对光梳状分波器加以适当的级联，增大隔离度，提高光梳状分波器的性能，并降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及光通信领域，特别是一种带有多光纤准直器的光梳状分波器。
背景技术
光梳状分波器(Interleaver)是一种用于光纤通讯领域的交叉波长波分复用器，可以将密集的信道间隔变稀疏，以实现更密集的波分复用。如下图1所示，利用光梳状分波器可以把一列频率间隔为v的信号分成两列频率间隔为2v的信号分别从两个信道交错输出的光滤波技术，通常把两列频率间隔为2v的信号称为奇、偶两组信号，并由Interleaver的反射端、透射端两个输出端输出。一般的Interleaver还可实现合波的功能，与上述分波相反。
光梳状分波器的应用主要有可实现信道间隔更密集的波分复用器，制作多波长的OADM，光信道噪声监控器，作为梳状滤波器提高掺饵光纤放大器(EDFA)输出信噪比或制作梳状光源。
随着光纤通讯的快速发展，信号传输速率的增长和信道数的增加，对高隔离度、宽带宽、非对称型等新型的Interleaver的要求日益增强。目前，高性能Interleaver的成本较高，生产难度大，难以满足大规模、低成本的光通讯系统的应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中高性能Interleaver器件的生产难度大和成本高的不足，提供一种带有多光纤准直器的光梳状分波器，以将多光纤准直器引入到光梳状分波器中，实现低成本、高性能的Interleaver器件。
为了实现上述目的，本发明提供了一种带有多光纤准直器的光梳状分波器，包括：光梳状分波器核心，置于所述光梳状分波器核心两端的、至少由两根光纤的跳接线组成的准直器；
所述光梳状分波器核心的一端连接由四纤跳接线组成的反射型准直器，所述四纤跳接线连接的四根光纤分别为第一入射光纤、第二入射光纤、第一反射光纤和第二反射光纤；
所述光梳状分波器核心的另一端连接由双纤跳接线组成的透射型准直器，所述双纤跳接线连接的两根光纤分别为第一透射光纤和第二透射光纤；
其中，所述第一入射光纤作为入射端，所述第一反射光纤与所述第二入射光纤连接，所述第二反射光纤作为反射端，所述第一透射光纤作为透射端，构成反射型级联光梳状分波器。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种带有多光纤准直器的光梳状分波器，包括：光梳状分波器核心，置于所述光梳状分波器核心两端的、至少由两根光纤的跳接线组成的准直器；
所述光梳状分波器核心的一端连接由四纤跳接线组成的反射型准直器，所述四纤跳接线连接的四根光纤分别为第一入射光纤、第二入射光纤、第一反射光纤和第二反射光纤；
所述光梳状分波器核心的另一端连接由双纤跳接线组成的透射型准直器，所述双纤跳接线连接的两根光纤分别为第一透射光纤和第二透射光纤；
其中，所述第一入射光纤作为入射端，所述第一透射光纤与所述第二入射光纤连接，所述第一反射光纤作为反射端，所述第二透射光纤作为透射端，构成透射型级联光梳状分波器。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种带有多光纤准直器的光梳状分波器，包括：光梳状分波器核心，置于所述光梳状分波器核心两端的、至少由两根光纤的跳接线组成的准直器；
所述光梳状分波器核心的一端连接由四纤跳接线组成的反射型准直器，所述四纤跳接线连接的四根光纤分别为第一入射光纤、第二入射光纤、第一反射光纤和第二反射光纤；
所述光梳状分波器核心的另一端连接由双纤跳接线组成的透射型准直器，所述双纤跳接线连接的两根光纤分别为第一透射光纤和第二透射光纤；
其中，还包括一光环形器，所述光环形器的一端与所述第二入射光纤连接，另一端与所述第一透射光纤连接，所述第一反射光纤与所述第二反射光纤连接，构成二级联光梳状分波器。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种带有多光纤准直器的光梳状分波器，包括：光梳状分波器核心，置于所述光梳状分波器核心两端的、至少由两根光纤的跳接线组成的准直器；
所述光梳状分波器核心的一端连接由六纤跳接线组成的反射型准直器，所述六纤跳接线连接的六根光纤分别为第一入射光纤、第二入射光纤、第三入射光纤、第一反射光纤、第二反射光纤和第三反射光纤；
所述光梳状分波器核心的另一端连接由三纤跳接线组成的透射型准直器，所述三纤跳接线连接的三根光纤分别为第一透射光纤、第二透射光纤和第三透射光纤；
其中，所述第一入射光纤作为入射端，所述第一反射光纤与所述第二入射光纤连接，所述第二反射光纤作为反射端，所述第一透射光纤与所述第三入射光纤连接，所述第三透射光纤作为透射端，构成反/透射级联光梳状分波器。
由以上技术方案可知，本发明的带有多光纤准直器的光梳状分波器，通过多光纤准直器的应用，并对Interleaver加以适当的级联，可以低成本的实现高性能Interleaver器件的技术指标，并且该高性能Interleaver器件的结构也很简单。
下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有技术Interleaver的光路示意图；
图2为晶体型的Interleaver的基本光路结构示意图；
图3为简化的传统的Interleaver结构示意图；
图4为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例一的结构示意图；
图5为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例二的结构示意图；
图6为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例三的结构示意图；
图7为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例四的结构示意图；
图8为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例五的结构示意图；
图9为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例六的结构示意图；
图10A为本发明四纤跳接线21的结构示意图；
图10B为本发明跳接线中的光纤的纤心距相同的示意图；
图10C为本发明跳接线中的光纤的纤心距不同的示意图。
附图标记说明：
100-偏振分光晶体 200-波片 300-双折射晶体滤波组
400-偏振分光晶体 500-偏振合束晶体 1-Interleaver核心
2-双光纤跳接线 21-四纤跳接线 22-六纤跳接线
2′-单光纤跳接线 21′-双纤跳接线 22′-三纤跳接线
3-反射型准直器 31-反射型准直器 32-反射型准直器
3′-透射型准直器 31′-透射型准直器 32′-透射型准直器
4-输入端光纤 41-第一入射光纤 42-第二入射光纤
43-第三入射光纤 5-反射端光纤 51-第一反射光纤
52-第二反射光纤 53-第三反射光纤 6-透射端光纤
61-第一透射光纤 62-第二透射光纤 63-第三透射光纤
7-光环形器
具体实施方式
首先简要介绍一下光梳状分波器(Interleaver)的类型和简单的原理。现在有几种方法来制作Interleaver：①晶体型的Interleaver；②法布里-伯罗(F-P)腔型的Interleaver；③全光纤马赫-泽德MZ型的Interleaver；④偏振分束片(PBS)+波片型的Interleaver。这些Interleaver的基本原理都是一致的，均利用光的干涉原理，通过控制干涉所产生的周期性的信号波长重复整数倍输出的干涉图样来选择合适的频率组合输出，所输出的谱是类似梳状波形状的等间隔光谱。其中，晶体型的Interleaver的基本光路结构如图2所示，光线入射到偏振分光晶体100和波片200后变为偏振光入射到双折射晶体滤波组300后，双折射晶体滤波组300对于其中一组波长作2kπ相位变化，该组波长通过晶体后偏振态不改变，对于另外一组波长作(2k+1)π相位变化，该组波长的偏振态就会旋转90°，在通过偏振分光晶体400时，两组波长因为具有不同的偏振态，在空间上分开，最后由偏振合束晶体500合光输出。一般为了达到较宽的通带宽度和高隔离度需要合理设计双折射晶体滤波组，并采用双级滤波结构。
本发明的以下实施例中介绍的带有多光纤准直器的Interleaver是以上述各种类型的Interleaver为核心的，通过多光纤准直器的应用与级联来实现结构简单、成本低的Interleaver的。
应用上述的Interleaver的简化的传统的利用单光纤准直器和双光纤准直器的Interleaver如图3所示，包括Interleave r核心1、双光纤跳接线(Fiber pigtail)2、单光纤跳接线(Fiber pigtail)2′、双光纤跳接线(Fiberpigtail)2组成的反射型准直器3和单光纤跳接线(Fiber pigtail)2′组成的透射型准直器3′。其中，当带有准直器的Interleaver作为解复用器使用时，光信号由输入端光纤4进入该Interleaver器件，再由反射端光纤5和透射端光纤6输出；当作为复用器使用时与此过程相反。本发明的实施例中均以解复用器为例进行说明。
如图4所示，为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例一的结构示意图。该带有多光纤准直器的光梳状分波器包括Interleaver核心1，置于Interleaver核心1两端的、至少由两根光纤的跳接线组成的准直器。
在本实施例中Interleaver核心1的一端连接由四纤跳接线21组成的反射型准直器31，该四纤跳接线21连接的四根光纤分别为第一入射光纤41、第二入射光纤42、第一反射光纤51和第二反射光纤52；光梳状分波器核心1的另一端连接由双纤跳接线21′组成的透射型准直器31′，双纤跳接线21′连接的两根光纤分别为第一透射光纤61和第二透射光纤62。该光梳状分波器分别包括两个入射端、两个反射端和两个透射端，可以在一个光梳状分波器核心1上形成两套光梳状分波器，可以将一套作为复用器，另一套作为解复用器，即第一入射光纤41、第一反射光纤51和第一透射光纤61形成的通路是一套；第二入射光纤42、第二反射光纤52和第二透射光纤62形成的通路是另外一套。
本实施例提供的带有多光纤准直器的光梳状分波器将两套Interleaver集成在一个Interleaver核心上，相当于一个收发端波分复用功能的集成，同时该光梳状分波器的体积和成本只相当于一个Interleaver器件的水平，降低了成本。
如图5所示，为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例二的结构示意图。该带有多光纤准直器的光梳状分波器包括Interleaver核心1。在光梳状分波器核心1的一端连接由六纤跳接线22组成的反射型准直器32，六纤跳接线22连接的六根光纤分别为第一入射光纤41、第二入射光纤42、第三入射光纤43、第一反射光纤51、第二反射光纤52和第三反射光纤53；光梳状分波器核心1的另一端连接由三纤跳接线22′组成的透射型准直器32′，三纤跳接线22′连接的三根光纤分别为第一透射光纤61、第二透射光纤62和第三透射光纤63。该光梳状分波器分别包括三个入射端、三个反射端和三个透射端，可以在一个光梳状分波器核心1上形成三套光梳状分波器，即第一入射光纤41、第一反射光纤51和第一透射光纤61形成的通路是一套；第二入射光纤42、第二反射光纤52和第二透射光纤62形成的通路是另外一套；第三入射光纤43、第三反射光纤53和第三透射光纤63形成的通路是再一套。
本实施例提供的带有多光纤准直器的光梳状分波器将三套Interleaver集成在一个Interleaver核心上，相当于收发端波分复用功能的集成，同时该光梳状分波器的体积和成本只相当于一个Interleaver器件的水平，降低了成本。
需要指出的是，在本发明实施例中不限于在一个Interleaver核心上集成两套或三套Interleaver，根据需要，还可以根据上述结构进行延伸，集成四套、五套或更多的Interleaver，均在本发明的保护范围之内。另外本发明实施例中用到的两纤跳接线、三纤跳接线、四纤跳接线、六纤跳接线以及其他可能的多纤跳接线均为使用的光纤数量，即在集成三套Interleaver的透射端也可以使用的是四纤或六纤跳接线，只是使用其中的三根。
如图6所示，为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例三的结构示意图。在如图4所示的带有多光纤准直器的光梳状分波器的基础上，利用集成的两套Interleaver进行单通道级联。具体连接方案为：第一入射光纤41作为入射端，第一反射光纤51与第二入射光纤42连接，第二反射光纤52作为反射端，第一透射光纤61作为透射端，构成反射型级联光梳状分波器。其光路走向为：从入射端，即第一入射光纤41进入，从第一反射光纤51进入第二入射光纤42，再从第二反射光纤52，即反射端输出；另一路从第一入射光纤41进入，从第一透射光纤61输出。可见，光路在反射端走了两遍，增大了反射端通道的隔离度。
如图7所示，为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例四的结构示意图。在如图4所示的带有多光纤准直器的光梳状分波器的基础上，利用集成的两套Interleaver进行单通道级联。具体连接方案为：第一入射光纤41作为入射端，第一透射光纤61与第二入射光纤42连接，第一反射光纤51作为反射端，第二透射光纤62作为透射端，构成透射型级联光梳状分波器。其光路走向为：从入射端，即第一入射光纤41进入，从第一反射端51输出；另一路从第一入射光纤41进入，从第一透射光纤61进入第二入射光纤42，再从第二透射光纤62输出。可见，光路在透射端走了两遍，增大了透射端通道的隔离度。
在上述图6和图7所述的实施例中，也可以利用集成的三套或三套以上的Interleaver进行单通道级联。例如如图5中所示的集成的三套Interleaver，对反射端进行级联，可以为第一入射光纤41作为入射端，第一反射光纤51与第二入射光纤42连接，第二反射光纤52与第三入射光纤43连接，第三反射光纤53作为反射端，第一透射光纤61作为透射端；对透射端进行级联，可以为第一入射光纤41作为入射端，第一透射光纤61与第二入射光纤42连接，第二透射光纤62与第三入射光纤43连接，第一反射光纤51作为反射端，第三透射光纤63作为透射端.
如图8所示，为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例五的结构示意图。在如图5所示的带有多光纤准直器的光梳状分波器的基础上，利用集成的三套Interleaver进行单通道级联。具体连接方案为：第一入射光纤41作为入射端，第一反射光纤51与第二入射光纤连接42，第二反射光纤52作为反射端，第一透射光纤61与第三入射光纤连接43，第三透射光纤63作为透射端，构成反/透射联光梳状分波器。其光路走向为：从入射端，即第一入射光纤41进入，从第一反射光纤51进入第二入射光纤42，再从第二反射光纤52，即反射端输出；另一路从第一入射光纤41进入，从第一透射光纤61进入第三入射光纤43，再从第三透射光纤63输出。可见，光路在反射端和透射端均走了两遍，增大了反射端和透射端通道的隔离度。
如图9所示，为本发明带有多光纤准直器的光梳状分波器实施例六的结构示意图。在如图4所示的带有多光纤准直器的光梳状分波器的基础上，利用集成的两套Interleaver，再加上光环形器7进行单通道级联。具体连接方案为：第一入射光纤41作为入射端，光环形器7的一端与第二入射光纤42连接，另一端与第一透射光纤61连接，第一反射光纤51与第二反射光纤52连接，构成二级联光梳状分波器。其光路走向为：从入射端，即第一入射光纤41进入，从第一反射光纤51进入第二反射光纤52，再从第二反射光纤52进入光环路器7的一端71，从光环路器的另外一端72，即反射端输出；另一路从第一入射光纤41进入，从第一透射光纤61进入光环路器的再一端73，再从光环路器的一端71进入第二入射光纤42，再从第二透射光纤62输出。可见，光路在反射端和透射端均走了两遍，增大了反射端和透射端通道的隔离度。
上述实施例中的至少由两根光纤的跳接线组成的准直器中的跳接线中的光纤的纤心距相同或不同。例如，图10A所示为四纤跳接线21，如图10B所示的四纤跳接线中的光纤的纤心距相同，那么光在光纤中走过的光程也是相等的，这样在一个Interleaver核心上集成的多套光梳状分波器是完全相同的；如图10C所示的四纤跳接线中的光纤的纤心距不同，那么光在光纤中走过的光程是不等的，此时，在一个Interleaver核心上集成的多套光梳状分波器的各个入射端的入射光的角度也可以不同，即可以根据不同的需求，将不同的Interleaver集成在一起。通过在Interleaver上使用这种由不同纤心距的多纤跳接线构成的准直器，可以制造出两套或者两套以上独立工作在不同中心波长的Interleaver。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种带有多光纤准直器的光梳状分波器，其特征在于，包括：光梳状分波器核心，置于所述光梳状分波器核心两端的、至少由两根光纤的跳接线组成的准直器；
所述光梳状分波器核心的一端连接由四纤跳接线组成的反射型准直器，所述四纤跳接线连接的四根光纤分别为第一入射光纤、第二入射光纤、第一反射光纤和第二反射光纤；
所述光梳状分波器核心的另一端连接由双纤跳接线组成的透射型准直器，所述双纤跳接线连接的两根光纤分别为第一透射光纤和第二透射光纤；
其中，所述第一入射光纤作为入射端，所述第一反射光纤与所述第二入射光纤连接，所述第二反射光纤作为反射端，所述第一透射光纤作为透射端，构成反射型级联光梳状分波器。
2.根据权利要求1所述的带有多光纤准直器的光梳状分波器，其特征在于，所述至少由两根光纤的跳接线组成的准直器中的跳接线中的光纤的纤心距相同或不同。
3.一种带有多光纤准直器的光梳状分波器，其特征在于，包括：光梳状分波器核心，置于所述光梳状分波器核心两端的、至少由两根光纤的跳接线组成的准直器；
所述光梳状分波器核心的一端连接由四纤跳接线组成的反射型准直器，所述四纤跳接线连接的四根光纤分别为第一入射光纤、第二入射光纤、第一反射光纤和第二反射光纤；
所述光梳状分波器核心的另一端连接由双纤跳接线组成的透射型准直器，所述双纤跳接线连接的两根光纤分别为第一透射光纤和第二透射光纤；
其中，所述第一入射光纤作为入射端，所述第一透射光纤与所述第二入射光纤连接，所述第一反射光纤作为反射端，所述第二透射光纤作为透射端，构成透射型级联光梳状分波器。
4.根据权利要求3所述的带有多光纤准直器的光梳状分波器，其特征在于，所述至少由两根光纤的跳接线组成的准直器中的跳接线中的光纤的纤心距相同或不同。
5.一种带有多光纤准直器的光梳状分波器，其特征在于，包括：光梳状分波器核心，置于所述光梳状分波器核心两端的、至少由两根光纤的跳接线组成的准直器；
所述光梳状分波器核心的一端连接由四纤跳接线组成的反射型准直器，所述四纤跳接线连接的四根光纤分别为第一入射光纤、第二入射光纤、第一反射光纤和第二反射光纤；
所述光梳状分波器核心的另一端连接由双纤跳接线组成的透射型准直器，所述双纤跳接线连接的两根光纤分别为第一透射光纤和第二透射光纤；
其中，还包括一光环形器，所述光环形器的一端与所述第二入射光纤连接，另一端与所述第一透射光纤连接，所述第一反射光纤与所述第二反射光纤连接，构成二级联光梳状分波器。
6.根据权利要求5所述的带有多光纤准直器的光梳状分波器，其特征在于，所述至少由两根光纤的跳接线组成的准直器中的跳接线中的光纤的纤心距相同或不同。
7.一种带有多光纤准直器的光梳状分波器，其特征在于，包括：光梳状分波器核心，置于所述光梳状分波器核心两端的、至少由两根光纤的跳接线组成的准直器；
所述光梳状分波器核心的一端连接由六纤跳接线组成的反射型准直器，所述六纤跳接线连接的六根光纤分别为第一入射光纤、第二入射光纤、第三入射光纤、第一反射光纤、第二反射光纤和第三反射光纤；
所述光梳状分波器核心的另一端连接由三纤跳接线组成的透射型准直器，所述三纤跳接线连接的三根光纤分别为第一透射光纤、第二透射光纤和第三透射光纤；
其中，所述第一入射光纤作为入射端，所述第一反射光纤与所述第二入射光纤连接，所述第二反射光纤作为反射端，所述第一透射光纤与所述第三入射光纤连接，所述第三透射光纤作为透射端，构成反/透射级联光梳状分波器。
8.根据权利要求7所述的带有多光纤准直器的光梳状分波器，其特征在于，所述至少由两根光纤的跳接线组成的准直器中的跳接线中的光纤的纤心距相同或不同。
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