光波分复用器及其光纤排列方法技术

本发明专利技术提供一种光波分复用器及其光纤排列方法。穿透波段的光源经过第一次穿透过滤波片滤波后，可以通过光学反射镜的反射，使此一穿透波段的光源再穿透过滤波片第二次滤波，而达到很高的相邻波道隔绝度；特别的是，光波分复用器的光纤排列方法，所使用的光纤引线经适当的选择入射端光纤、穿透端光纤、反射端光纤的位置，可以得到两次穿透过滤波片的波长波段范围相同且穿透端及反射端的插入损失可为最小。两次穿透过滤波片的波长波段范围相同，则经穿透端光纤传递出去的波段波长宽度不会因两次穿透过滤波片后互相销弱而减小；穿透端及反射端的插入损失为最小，则光波分复用器的功能可达最佳化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光纤通讯用的密集波分波多任务模块(DWDM)和光加取多任务模块(OADM)的关键基本组件。
技术介绍
参照图1A，所示为常用的光波分复用器(Optical Wavelength DivisionMultiplexer)11，该光波分复用器为穿透式光波分复用器，包含光纤引线111、折射率渐变透镜112、滤波片113、折射率渐变透镜119、光纤引线114，彼此的间依序利用结合剂118相连接，而入射端光纤115与反射端光纤116插于光纤引线111上，穿透端光纤117插于光纤引线114上。首先入射波段，经由入射端光纤115再经折射率渐变透镜112，此时，入射光波段会入射滤波片113，该滤波片113为只允许一种波段的光通过，其余波段的光会被反射，因此，入射波段入射滤波片113后，便会分成穿透波段与反射波段，穿透波段再经一折射率渐变透镜119，而耦合(coupling)到穿透端光纤117，另一反射波段经由折射率渐变透镜112再耦合到反射端光纤116。该入射波段只经过一次滤波片，所产生的穿透波段其相邻波道隔绝度(adjacent channel isolation)并没有很高，约30dB。参照图1B，所示为另一常用的光波分复用器，该光波分复用器12为反射式光波分复用器，包含光纤引线121、中空垫片122、折射率渐变透镜123、滤波片124与反射镜125，且所述各组件的间利用结合剂129相连接，入射端光纤126、反射端光纤127与穿透端光纤128皆插入光纤引线121中。当光波分复用器12使用时，至少两个以上的不同波段波长的入射波段经由光纤引线121的其中一条入射端光纤126导入，经过折射率渐变透镜(GRIN lens)123后，其中某一个特定波段波长的光讯号会通过滤波片124上的多层介电干涉镀膜(multi-layer dielectric interference coating)，然后利用光学反射镜125反射，使得此穿透波段光源再经过一次滤波片124，然后再由折射率渐变透镜123聚光，再由光纤引线121上的穿透端光纤128输出；其它波长的光讯号则被滤波片124上的多层干涉镀膜反射，经折射率渐变透镜123聚焦在光纤引线，再经由另一反射端光纤127输出。这种架构的优点是利用一片滤波片作两次滤波的机制，而达到很高的相邻波道隔绝度，且只需要利用一个透镜及一个光纤引线，因此体积很小。但是，在实际应用时，穿透波段光源经过两次滤波片，因为入射角度与穿透波段的波长范围成反比，入射角度越大，穿透波长范围偏短波长，入射角度越小，穿透波长范围偏长波长，两次穿透过滤波片后的波段范围宽度(transmission wavelength bandwidth)必须相同才不会因互相销弱而使穿透端光纤传递出去的波长宽度太窄而不敷使用，因此，反射式光波分复用器在设计时就必须注意到使两次入射角度相同；此外，另一个考虑的重点是如何从架构上使穿透端及反射端的插入损失(insertionloss)最小，穿透端及反射端的插入损失越小，表示光源经过组件所损失的光能量越少。
技术实现思路
本专利技术欲解决一般反射式光波分复用器，必须同时考虑两次穿透波段的波长范围是否相同，及穿透端及反射端的插入损失是否最小等问题。此外，由于习知的反射式光波分复用器其反射镜与滤波片的间具有一倾斜的角度，习知方法为将反射镜与滤波片用结合剂固定，结合剂容易因温度变化而发生膨胀或收缩，而导致反射镜的位置变动，此一变动便会使插入损失变多，本专利技术希望同时解决上述这些问题。本专利技术利用一光纤引线(fiber pigtail)，一柱状C形透镜(cylindricalshaped convex lens；C-Lens)，一固定C形透镜的帽套(cap)，一表面具有多层介电干涉镀膜的滤波片(thin film filter)，一表面具有反射镀层(highreflective coating)的光学反射镜(HR mirror)，固定透镜及光纤引线的间相对位置的中空垫片(spacer)，固定滤波片及光学反射镜的间相对位置的具有一角度α的倾斜中空垫片，各组件与组件的间皆用结合剂(adhesives)作黏结。其中光纤引线包含一套圈与一光纤束，其套圈一端为倾斜端，而光纤束包括入射端光纤、反射端光纤、穿透端光纤与闲置光纤，该光纤束插于光纤引线中。本专利技术的光纤排列方法在光纤引线的套圈端面上，入射端光纤纤核及反射端光纤纤核的中点到入射端光纤纤核的距离，需等于入射端光纤纤核及反射端光纤纤核的中点到穿透端光纤纤核的距离；而穿透端光纤与反射端光纤的纤核位置的联机，须与套圈长边上的高点及套圈中心点的联机相互垂直。经由此光纤排列方式可使得对滤波片第一次穿透及第二次穿透时的入射角度相同，所以经穿透端光纤传递出去的波段波长宽度不会因互相销弱而减小，而且反射端插入损失及穿透端插入损失都能同时耦到最佳值，因此插入损失相当小。经由本专利技术的改良，其优点可归纳如下本专利技术利用具有一个正方形孔洞(square hole)的光纤引线套圈(ferrule)，应用在反射式的光波分复用器，经适当的选择入射端(commoninput port)、穿透端(transmission output port)、反射端(reflection output port)的光纤位置，可以得到两次穿透过滤波片的入射角度相同，所以两次穿透过滤波片的波长波段范围相同，因此经穿透端光纤导引出去的穿透波段范围不会被缩减，且具有高相邻波道隔绝度。本专利技术利用具有一个正方形孔洞的光纤引线套圈，应用在反射式的光波分复用器，经适当的选择入射端、穿透端、反射端的光纤位置，可以同时得到入射端到穿透端及入射端到反射端的插入损失可为最小。本专利技术利用倾斜中空垫片以做为滤波片与光学反射镜的连结件，因为当入射波段光源与反射波段光源先耦合至最小光插入损失，此时欲将入射波段光源与穿透波段光源耦合至最小光插入损失时，此时滤波片与光学反射镜的间必须具有一倾斜角度。一般的反射式光波分复用器其反射镜与滤波片的间为利用结合剂固定，而一般结合剂因热膨胀系数较大容易因温度变化而产生膨胀或收缩，而造成光学反射镜的角度变化，若反射镜的倾斜角度发生变化，便会使穿透波段的耦合不佳，而造成穿透波段光功率变低，故，本专利技术利用倾斜中空垫片做为滤波片与光学反射镜的连结件，因所使用的中空垫片其材质为低热膨胀系数，所以可大幅缩小因温度变化而造成光学反射镜的角度变化，进而改善光学稳定性。应用上，由多个光波分复用器经模块化后应用在光纤波长多任务技术是目前最为经济而又有效解决频宽问题的方法。因此需要高波道隔绝度的光加取多任务器模块，经由本专利技术将使得光纤波长多任务技术在性能及效益上将有显著的提升。附图说明图1是显示习知的光波分复用器示意图；图2是显示本专利技术的组合图；图3是显示本专利技术光纤引线装置图；图4是显示本专利技术的光纤引线的套圈端面图；图5是显示本专利技术的不同光纤排列示意图；图6是显示本专利技术的不同光纤排列方式的光损失比较图；图7是显示本专利技术的光路图(一)；图8是显示本专利技术的光路图(二)；图9是显示本专利技术的光纤排列法的不同实施例；图10是显示本专利技术的光纤排列方法在不同光纤引线的套圈孔洞型态的实施例。图中111光纤引线 112折本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波分复用器，其特征在于，光学器件包含：一光纤引线，包含套圈与光纤束；该套圈一端具有倾斜角度的端面；该套圈的倾斜端连接一中空垫片，该中空垫片另一端连接一透镜；在所述透镜的另一端经透镜固定帽套连接一滤波片； 该滤波片另一端连接倾斜中空垫片，该倾斜中空垫片再连接一光学反射镜；该光纤引线的光纤束至少包含入射端光纤、穿透端光纤与反射端光纤，该光纤束插入所述的套圈而固定，所述各光纤插入套圈的位置，从套圈端面来看为：入射端光纤纤核 及反射端光纤纤核的中点到入射端光纤纤核的距离，等于入射端光纤纤核及反射端光纤纤核的中点到穿透端光纤纤核的距离；穿透端光纤与反射端光纤的纤核位置的联机，与套圈长边上的高点及套圈中心点的联机相互垂直。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄裕文，陈君萍，黄智伟，
申请(专利权)人：波若威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]