超陡的台阶相位干涉仪制造技术

本发明专利技术涉及一种超陡的台阶相位干涉仪，特别提供了一种用作光通信中的光交错器/解交错器的台阶相位干涉仪。高数据速率要求宽的带宽以通过高速调制的光谱，并进一步要求宽的阻带以抑制相邻信道的信号。本干涉仪在通带到相邻阻带的过渡处提供了陡的斜率，从而扩大了通带和阻带两者的宽度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种超陡的台阶相位干涉仪，特别提供了一种用作光通信中的光交错器/解交错器的台阶相位干涉仪。高数据速率要求宽的带宽以通过高速调制的光谱，并进一步要求宽的阻带以抑制相邻信道的信号。本干涉仪在通带到相邻阻带的过渡处提供了陡的斜率，从而扩大了通带和阻带两者的宽度。【专利说明】超陡的台阶相位干涉仪相关申请的交叉引用本申请要求于2012年11月27日提交的专利技术名称为“超陡的台阶相位干涉仪”的美国临时专利申请N0.61/730，467的优先权，其以引用方式合并于此。
本专利技术涉及作为用于光通信的光交错器的台阶相位干涉仪的设计和使用，并且更具体地涉及对提高这种干涉仪的带宽和阻带的改进，其中带宽容许高速调制的光谱通过并且阻带抑制相邻信道的信号。
技术介绍
在密集波分复用(DWDM)光通信中，不同频率(波长)的激光耦合进入同一光纤之中。信息容量与该光纤中的信道数量成正比。由于总的可用波长范围是受限的(大约几十纳米)，信道间隔越小，能够容纳于同一光纤的信道就越多，因此能够获得更大的通信能力。最小可能的信道间隔受限于复用器(MUX)和解复用器(deMUX)的能力。当前，标准信道间隔是IOOGHz/(0.8nm)。当信道间隔小于IOOGHz时，造价急剧提高。对于交错信道期望有一种成本有效的方法，从而使得能够在光通信系统中使用具有更小信道间隔的较高带宽滤波器。例如，对于采用一级交错，可以使用具有50GHz信道间隔的IOOGHz滤波器。而且，如果要实现两级交错，IOOGHz滤波器可用在25GHz信道间隔的通信系统中。迈克尔逊干涉仪示出了交错的基本要求。然而，由于对光源的中心频率和谱线宽度过于敏感，因此实际上并不将这种干涉仪应用于真正的交错设备。如果频率稍微偏离整数，则部分光功率就从底臂朝向左臂泄漏，从而引起信道之间的串扰。换句话说，为了使得这种设备工作，激光谱线宽度在整个运行状态中应该为零并且其中心频率必须精确锁定。在实际工作中这种频率锁定非常难以实现。美国专利N0.US6, 587，204提供了一种使用光学干涉仪的交错设备，其中一个光束具有线性相移并且另一个光束具有非线性相移，从而使得在底臂处的这两个干涉光束之间的相位差的频率依赖关系具有带台阶π的台阶状函数(step-like function)。在这种情况下，作为能量守恒的结果，在左臂处的两个干涉光束之间的相位差的频率依赖关系也具有同样的台阶状函数，但是该台阶状函数被偏移了 H。尽管接近O-相位差和31-相位差的斜率几乎为零(水平)，但是在从O-相位差向π-相位差过渡处的斜率并不是非常陡。本专利技术提高了在该过渡处的斜率，从而扩大了通带和阻带这两者的宽度。
技术实现思路
根据此处教导的台阶相位干涉仪具有包括线性相位偏移间隔物和第一谐振腔的干涉仪第一臂，其中第一谐振腔由第一部分反射的表面和第一镜组成。干涉仪第二臂具有第二谐振腔，第二谐振腔具有第二部分反射的表面和第二镜，其中第一谐振腔的光程长度和第二谐振腔的光程长度大致相等。分束器具有配置为将输入光束劈分为第一光束和第二光束的劈分位置，其中该分束器被配置为引导第一光束进入第一臂，其中第一光束将首先传播通过线性相位偏移间隔物、然后被第一谐振腔反射以产生第一反射光束，第一反射光束随后返回到该分束器，其中该分束器被配置为引导第二光束进入第二臂，其中第二光束被第二谐振腔反射以产生第二反射光束，第二反射光束随后返回到该分束器并与第一光束I=I TT ο从该劈分位置到第一部分反射的表面和第二部分反射的表面的光程差大约是第一谐振腔的光程长度的一半，其中第一反射光束和第二反射光束之间的相位差的频率依赖关系具有台阶状函数。该相位差的台阶大约为Π。一种使用上述台阶相位干涉仪的方法，包括提供输入光束；以及在劈分位置处劈分输入光束以产生第一光束和第二光束，其中分束器引导第一光束进入第一臂，其中第一光束首先传播通过线性相位偏移间隔物，然后被第一谐振腔反射以产生第一反射光束，第一反射光束返回到该分束器，其中分束器引导第二光束进入第二臂，其中第二光束被第二谐振腔反射以产生第二反射光束，第二反射光束随后返回到该分束器并且与第一反射光束合并，其中从该劈分位置到第一部分反射的表面和第二部分反射的表面的光程差大约为第一谐振腔的光程长度的一半，并且其中第一反射光束和第二反射光束之间的相位差的频率依赖关系具有台阶状函数。该相位差的台阶大约为Π。在另一实施例中，光学台阶相位干涉仪包括分束器，以将入射光束分成第一光束和第二光束:线性相位偏移间隔物,可操作地定位于第一光束的路径上；第一非线性相位发生器(NLPG)，可操作地定位为在第一光束通过该线性相位偏移间隔物之后，反射第一光束以产生第一反射光束；以及第二非线性相位发生器(NLPG)，可操作地定位为反射第二光束以产生第二反射光束，其中第一反射光束和第二反射光束相互干涉，其中第一反射光束和第二反射光束之间的相位差的频率依赖关系具有台阶状函数。该相位差的台阶大约为Π。提供了一种交错(interleaving)光频率的方法。该方法包括使用分束器将入射光束分成第一光束和第二光束；使第一光束通过线性相位偏移间隔物；在第一光束通过该线性相位偏移间隔物之后，使用第一非线性相位发生器(NLPG)反射第一光束以产生第一反射光束；以及使用第二非线性相位发生器(NLPG)反射第二光束以产生第二反射光束，其中第一反射光束和第二反射光束相互干涉，其中第一反射光束和第二反射光束之间的相位差的频率依赖关系具有台阶状函数。【专利附图】【附图说明】被合并到说明书中并形成为说明书一部分的这些附图描述了本专利技术的实施例，并且与本说明书一起用来说明本专利技术的原理。图1是台阶相位干涉仪的示意图。图2示出了用作解复用器的干涉仪的光路。图3A示出了图2中的干涉仪的50/100G交错器的T-信道相位差与频率的函数关系O图3B示出了图2中的干涉仪的T-信道的相应功率谱。图4描述了本专利技术的超陡的台阶相位干涉仪的实施例。图5A示出了在图4中的干涉仪的一个输出处的两个干涉光束的相位差。图5B示出了图4中的干涉仪的T-信道的相应功率谱。【具体实施方式】美国专利N0.6，587，204描述了台阶相位干涉仪的实施例，其通过引用方式合并于此。当前情况下的图1是示例性台阶相位干涉仪的示意图。该干涉仪由分束立方体10组成，分束立方体10具有抗反射涂敷的(antireflection-coated)输入面11和劈分界面12。右表面14使用光学接触键合与透射光学元件18的第一表面16光学接触。光学接触键合是一种完全通过分子间力保持粘结的无胶工艺，通过其将两个接近的共形表面结合在一起。光学元件18的第二表面20被配置为使得其在所关注的波长处被部分地反射。第二表面20有时在此处被称为PR-1。间隔物22和24使元件26偏离第一光学元件18。元件26的表面28被配置为在所关注的波长处反射。表面28有时在此处被称为镜-1。在这种设计中，表面20和表面28形成第一谐振腔，在此处被称为C-1，具有腔长度L。立方体10的上表面30与透射光学兀件34的第一表面32光学接触。光学兀件34的第二表面36用抗反射涂层涂敷。间隔物38和40使元件42偏离光学元件34。元件42的表面44本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种台阶相位干涉仪，包括：干涉仪第一臂，其包括线性相位偏移间隔物和第一谐振腔，其中所述第一谐振腔由第一部分反射的表面和第一镜形成；干涉仪第二臂，其包括第二谐振腔，第二谐振腔具有第二部分反射的表面和第二镜，其中所述第一谐振腔的光程长度和所述第二谐振腔的光程长度大致相等；以及分束器，其具有配置为将输入光束劈分为第一光束和第二光束的劈分位置，其中所述分束器被配置为引导所述第一光束进入所述第一臂，其中所述第一光束将首先传播通过所述线性相位偏移间隔物，然后被所述第一谐振腔反射以产生第一反射光束，第一反射光束随后返回到所述分束器，其中所述分束器被配置为引导所述第二光束进入所述第二臂，其中所述第二光束被所述第二谐振腔反射以产生第二反射光束，第二反射光束随后返回到所述分束器并与所述第一光束合并，其中从所述劈分位置到所述第一部分反射的表面和所述第二部分反射的表面的光程差大约是所述第一谐振腔的光程长度的一半，并且其中所述第一反射光束和所述第二反射光束之间的相位差的频率依赖关系具有台阶状函数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢永杰，
申请(专利权)人：捷迅光电有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US