[发明专利]G-T谐振腔与双折射元件结合的可调谐光梳状滤波器

说明书

技术领域：

本发明涉及到光通信系统中应用到的可调谐带通滤波器，特别是一种G-T谐振腔与双折射元件结合的可调谐光梳状滤波器，即一种交叉波长波分复用器(Interleaver)。

背景技术：

随着信息技术的迅猛发展，密集波分复用技术已成为发展高速、大容量全光通信网的主流技术之一，光带通滤波器是光通信系统中的关键器件，为了提高光纤带宽的利用率，相应出现了一种新型光无源器件光学梳状滤波器，其功能是将频率间隔为v的多波长信号，按奇偶波长分解成频率间隔为2v的信号，由此可以有效地增加光纤上复用的信道数，并且还可以应用于波长选择、光放大器的噪声滤除、预滤波、失谐滤波、光复用/解复用等方面。

CN1315790A描述了一种基于晶体型实现奇偶波长分离功能的滤波器，其利用特定长度的双折射晶体中o光和e光的折射率差异产生特定的光程差，从而引起光束产生一定的相位差来实现梳状滤波，并且可以采用晶体级联双折射偏振干涉技术来实现滤波器平坦化通带和阻带的光谱透射率，但透射谱的隔离度和平坦通频带宽度都不是很好，且其不具有中心波长或带宽的可调谐特性。

期刊文献1(参见Benjamin B.Dingel et al，“Properties of a Novel Noncascaed Type，Easy-to-Design，Ripple-Free Optical Bandpass Filter，”Journal of Lightwave Technology，pp.1461-1469，1999)描述了一种Michelson干涉仪和Gires-Tournois谐振腔组合而成的滤波器。由于Michelson干涉仪两个干涉臂之间的光程不同，使得奇偶波长序列的光信号产生不同的相位差。通常用G-T谐振腔来取代干涉仪中的某一个臂上的反射镜，用来改善输出光谱的带宽特性。具有较好的通带顶部平坦度和隔离度，但是为了得到带通滤波器，在结构参数设置上有一定限制，工艺上实现可调谐特性比较困难。

发明内容：

本发明要解决的技术问题在于克服上述在先技术的困难，提供一种G-T谐振腔与双折射元件结合的可调谐光梳状滤波器，该滤波器在具有大平坦度的通带带宽以及高隔离度的同时，还具有中心波长和带宽的可调谐特性。

本发明的构思是采用在G-T腔中加入双折射元件的结构，通过控制G-T腔前镜反射率的大小，G-T腔的间距以及光在双折射晶体中传播产生的光程差来实现具有大平坦宽度的通带和阻带带宽及高隔离度的梳状滤波特性。其中通过改变G-T腔间距以及经过双折射晶体的路程从而实现中心波长和带宽的可调谐特性。

本发明的具体技术解决方案如下：

G-T谐振腔与双折射元件相结合的可调谐光梳状滤波器，包括：

由输入光纤和准直透镜组成的光束输入结构，用于输出经准直和聚焦后的平行光束；

由偏振分束器和相位延迟元件组成的偏振分光部分，用于产生一定偏振方向的光束；

由G-T谐振腔与双折射元件组成的滤波模块，上述偏振光束进入G-T谐振腔，在所述G-T谐振腔中来回反射，多次经过该双折射元件改变光程，得到从G-T谐振腔出射的多个位相不同的光束，并经所述偏振分束器折射后输出；

由聚焦透镜和输出光纤组成的光束输出结构，用于将上述折射后输出的光束聚焦后输出。

作为本发明的进一步改进，所述的G-T谐振腔具有前镜和后镜，所述的双折射元件设置于前镜和后镜之间，上述偏振光束通过前镜后经所述的双折射元件产生一定光程差，再经后镜反射后再次经过双折射元件，一部分光束从前镜透射输出，一部分光束被前镜内表面反射再次经过双折射元件产生光程差，多次经过上述过程改变光程后从G-T谐振腔前镜透射输出的光束，即形成多个位相不同的光束干涉。

作为本发明的进一步改进，所述的双折射元件由具有双折射特性的介质片和一块补偿片组成，该介质片用于产生双折射，以改变光束的光程差，所述补偿片用于补偿光束在所述介质片界面处发生的折射，使光束仍沿原入射方向出射。

作为本发明的进一步改进，所述介质片为呈楔形的具有双折射特性的晶体，其光轴平行于晶体表面，并与光束入射方向垂直。

作为本发明的进一步改进，所述介质片形状为三角形或梯形。

作为本发明的进一步改进，所述补偿片为没有双折射现象的玻璃，其折射率介于所述介质片的双折射晶体的两个本征折射率之间。