一种基于光栅的N×1波分复用器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于光栅的N×1波分复用器件，包括外壳，布置在外壳左端的N个位置可调的输入端口、布置在外壳下端的1个输出端口，放置在外壳内与输入端口相对的相位变换镜；放置在相位变换镜的右侧轴线上，与其距离为相位变换镜焦距f处的衍射光栅。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光通信领域当中的波分复用技术，具体涉及一种基于光栅的NX1 波分复用器件。
技术介绍
光纤通信是20世纪人类所取得的最具革命性技术成就之一。由于光纤通信技术具 有损耗小、传输频带宽、抗电磁干扰、体积小、信息容量大等优点，自诞生以来就一直以惊人 的速度向前发展。至今为止，光纤通信已成为现代通信的主要传输手段。 随着互联网的进一步应用，对光纤通信技术的传输容量有更大的要求，单一通道 的光纤通信难以满足应用需求，因此扩大传输容量的方法转向了复用方式，传统的复用方 式时分复用极大的提高了传输容量，但其受所使用器件和线路的性能限制。波分复用技术 一种基于光域的复用技术，在一根光纤内同时传输以不同波长为载波的信道。一般波分复 用器采用的是滤波片，每一信道对应特定信号波长且固定不变，这给波分复用器的实际使 用带来不便。 因此，有必要研究出一种基于光栅的波分复用器件，从而解决现有技术当中的上 述问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出了一种基于光栅的NX1波分复用器件。 本技术请求保护一种基于光栅的NX1波分复用器件，包括外壳，布置在外壳 左端的N个位置可调的输入端口、布置在外壳下端的1个输出端口，放置在外壳内与输入端 口相对的相位变换镜;放置在相位变换镜的右侧轴线上，与其距离为相位变换镜焦距f处的 衍射光栅;N为正整数。 进一步的，N个输入端口相互平行设置，以保证各输入端口的信号光束相互平行。 进一步的，在输入端口的末端还可以安装光纤准直器。 进一步的，所述的相位变换镜可以是柱透镜。 进一步的，所述衍射光栅可以采用反射光栅和透射光栅。 进一步的，所述衍射光栅放置在相位变换镜的焦点处。【附图说明】 图1是本技术的NX1波分复用器结构示意图。 图2是1XN解复用器结构示意图【具体实施方式】 下面通过具体实施例对本技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不 是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。 本技术的目的是为了提供一种宽波长范围、高效率、高复用密度、多路光复 用、高隔离度，基于衍射光栅的一种NX1波分复用器件。该器件原理结构简单，不需要光环 行器、机械装置等辅助设备。 以下通过图1对本技术的波分复用器件作进一步的介绍。 本技术公开了一种基于光栅的NX1波分复用器件，包括外壳⑴，布置在外壳 (1)左端的N个位置可调的输入端口（2)、布置在外壳（1)下端的1个输出端口（3)，放置在外 壳内与输入端口（2)相对的相位变换镜(4)，放置在相位变换镜(4)的右侧轴线上距离为相 位变换镜(4)焦距f处的衍射光栅(5) ;N为正整数。 在输入端口（2)的末端还可以安装光纤准直器，保证单个端口出射的信号光是平 行光，同时各端口出射的光束相互平行。 本技术采用的相位变换镜可以是柱透镜，焦距f，其平面垂直于输入端口的出 射光束，中心在中间的输入端口的光路上。同时，要求变换镜有很高的透过率，一般为99 % 以上。 本技术的衍射光栅可以采用反射光栅和透射光栅，透射光栅距变换透镜距离 为变换透镜的焦距，中心在变换透镜的光轴上，N个端口的光束经变换透镜汇聚到光栅上同 一点，摆放的角度满足中心波长光束的最大衍射效率，即入射角与利特罗角偏离很小的角 度，一般要求衍射效率在95 %以上，光栅的衍射满足光栅方程： d(sina + sinP) =ηιλ (1) 其中d是光栅常数，a是光束在光栅上的入射角，β是衍射角，λ是入射光束的波长，m 是衍射级，这里m= _l或m= 1。 本技术的输出端口放置在经过光栅衍射后的光束方向上，端口入口处安装 聚焦镜，保证光束可以进入光纤。 本技术的波分复用器有一个中心波长，其对应输入光束的光路通过变换透镜 的中心，中心波长光束对应的输入端口位置为中心位置。这种波分复用器的工作原理：波长不同的多路光信号，通过输入端口，相互平行入射到变换透镜上，变换透镜对 入射光束进行傅里叶变换，使不同位置入射的光束以不同入射角入射到光栅上同一点，各 端口光束在光栅上的入射角与各端口布置的位置和变换透镜的焦距对应;波长不同入射角 不同的各端口光束入射到光栅上，通过设置输入端口的合理位置，选取合适的入射角，使个 端口的衍射光束沿同一方向出射，即使各端口的入射角代入光栅方程（1)，得到相同衍射 角;在光栅上沿同一方向输出的多路信号进入输出端口，经过聚焦之后进入光纤，完成多路 波长不同的光信号的波分复用，耦合进同一跟光纤。 这种波分复用器件，利用光栅的色散特性进行波分复用，各路信号光束的传输严 格满足光栅方程(1)，因此不存在各路信号光的串扰。该波分服用器件有很高隔离度。 该波分复用器件，利用的是光栅的1级衍射输出，透射光栅利用的是-1级衍射输 出，光栅的衍射效率可以达到95%以上，整个器件的损耗很小。根据光栅方程（1)和变换透镜，导出输入端口的设置位置与输入信号的波长的关 系如下：(2} 其中D是输入端口偏离中心波长输入端口的距离，d是光栅常数，Θ是对应中心波长 的信号光在光栅上的入射角，f是变换透镜的焦距，是输入端口的光信号的波长与中心波长 之差。 根据(2)式，对于特定光栅和变换透镜，输入端口位置与信号波长一一对应，根据 各端口输入信号波长设置端口位置。 根据(2)式，对于特定波长的输入光，通过选用变换透镜的焦距和光栅的常数，可 以改变输入端口的位置，进而综合设计模块合适的尺寸。 根据(2)式，波长与位置关系式连续对应关系，可以根据需要来将输入端口间的波 长间隔设置很小，在相同的波长范围内，能有更高的波分复用密度，进行多路信道的波分复 用。 这种波分复用器件是双向复用器件，可以作为解复用器件实用。 应当理解的是，本技术的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来 说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本技术所附权 利要求的保护范围。【主权项】1. 一种基于光栅的NX1波分复用器件，包括外壳，布置在外壳左端的N个位置可调的输 入端口、布置在外壳下端的1个输出端口，放置在外壳内与输入端口相对的相位变换镜;放 置在相位变换镜的右侧轴线上，与其距离为相位变换镜焦距f处的衍射光栅;N为正整数； N个输入端口相互平行设置，以保证各输入端口的信号光束相互平行； 所述衍射光栅放置在相位变换镜的焦点处。2. 如权利要求1所述的器件，其特征在于，在输入端口的末端还可以安装光纤准直器。3. 如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述的相位变换镜可以是柱透镜。4. 如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述衍射光栅可以采用反射光栅和透射光 栅。【专利摘要】本技术公开了一种基于光栅的N×1波分复用器件，包括外壳，布置在外壳左端的N个位置可调的输入端口、布置在外壳下端的1个输出端口，放置在外壳内与输入端口相对的相位变换镜；放置在相位变换镜的右侧轴线上，与其距离为相位变换镜焦距f处的衍射光栅。【IPC分类】G02B6/293, G02B6/34【公开号】CN205080285【申请号】CN201520650736【专利技术人】缑龙, 周晓旭, 白磊, 张佳鹏, 曹桂芳, 邵利军, 刘志英, 杨莹, 郭晓澎 【申请人】山西本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光栅的N×1波分复用器件，包括外壳，布置在外壳左端的N个位置可调的输入端口、布置在外壳下端的1个输出端口，放置在外壳内与输入端口相对的相位变换镜；放置在相位变换镜的右侧轴线上，与其距离为相位变换镜焦距f处的衍射光栅；N为正整数；N个输入端口相互平行设置，以保证各输入端口的信号光束相互平行；所述衍射光栅放置在相位变换镜的焦点处。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：缑龙，周晓旭，白磊，张佳鹏，曹桂芳，邵利军，刘志英，杨莹，郭晓澎，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，
类型：新型
国别省市：山西;14