[发明专利]具有波长选择性的光学元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有波长选择性的光学元件，更具体地说，涉及一种对不同波长光束进行复用或者对复用光束按波长进行解复用的光学元件。

背景技术

传统上已将采用光纤和准直透镜的光学元件用作光通信设备部件。在光通信今后变得非常普及的情况下，光通信设备部件的小型化和集成化变得更加关键。光通信需要通过按波长选择性透射或反射光束以对光束进行解复用的技术。已知采用具有交替层叠的高折射率介电层和低折射率介电层的多层膜滤波器例如边缘滤波器(edge filter)或窄带滤波器作为光学滤波器。

已知如例如图1中所示的光通信设备部件100是采用这种光学滤波器的传统光通信设备部件。光通信设备部件100将包含有中心波长不同的八种光信号(Ch1-8)的混合光解复用为单独的光信号。

如图1中所示，光通信设备部件100包括多个准直透镜101、102、104至119，衰减器103以及多个光学滤波器F1至F9。各准直透镜101、102、104-119由棒状透镜构成，衰减器103将入射光光强衰减至既定值。光信号通过光纤在这些部件之中传送。

入射至光通信设备部件100的混合光首先由光学滤波器F5分离成透射光(光信号Ch5)和反射光(光信号Ch1-4、6-8)。光信号Ch5在其光强由衰减器103衰减至既定值之后出射。光信号Ch1-4、6-8由光学滤波器F9分离成透射光(光信号Ch6-8)和反射光(光信号Ch1-4)。光信号Ch6-8由光学滤波器F6分离成透射光(光信号Ch6)和反射光(光信号Ch7、8)。光信号Ch6通过准直透镜107出射。同时，光信号Ch7、8由光学滤波器F7分离成透射光(光信号Ch7)和反射光(光信号Ch8)。光信号Ch7通过准直透镜109出射，光信号Ch8透过光学滤波器F8并且通过准直透镜111出射。

光信号Ch1-4作为来自光学滤波器F9的反射光由光学滤波器F1分离成透射光(光信号Ch1)和反射光(光信号Ch2-4)，光信号Ch1通过准直透镜113出射。光信号Ch2-4由光学滤波器F2分离成透射光(光信号Ch2)和反射光(光信号Ch3，4)，光信号Ch2通过准直透镜115出射。光信号Ch3、4由光学滤波器F3分离成透射光(光信号Ch3)和反射光(光信号Ch4)。Ch3通过准直透镜117出射，光信号Ch4透过光学滤波器F4并通过准直透镜119出射。

图1所示的现有技术存在下述问题。

(1)因为复用的混合光被分离成不同中心波长的光束，所以需要很多光学部件，比如光学滤波器和准直透镜，从而增加了制造成本。特别对于光学滤波器，由于应当采用不同种类的多个光学滤波器，所以需要花时间来准备多种光学滤波器，进一步增加了制造成本。

(2)必须将光学滤波器F1-F9单独地安装在相关准直透镜的端面上，并且因为准直透镜相当小，使得光学滤波器的安装成为很精细的工作。因此，光学滤波器的安装是困难的，其工作效率较低。结果使得制造成本进一步增加。

(3)需要进行麻烦的对准工作以使位于各光学滤波器之前和之后的准直透镜的光轴彼此一致。对准工作应当由所述诸多光学滤波器进行，从而增加了制造步骤。

发明内容

注意到上述传统问题，本发明已经作出并且意在提供一种具有波长选择性的光学元件，它易于制造并且降低了制造成本。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种具有波长选择性的光学元件，它包括一个透镜阵列，该阵列具有一个端面和多个设在此一端面上的透镜；和一个多层膜滤波器，形成在该透镜阵列的所述一个端面上。该多层膜滤波器包括交替地层叠的高折射率介电层和低折射率介电层，其膜厚根据单个透镜的位置而连续改变。

优选地，所述多个透镜沿着从透镜阵列所述一个端面的第一端朝向第二端的直线加以对准，多层膜滤波器的膜厚从该第一端向该第二端线性改变。

优选地，所述透镜阵列为包含有多个棒状透镜的棒状透镜阵列。

优选地，所述透镜阵列为梯度折射率平面微透镜，包含有一个基板和多个以直线形式形成在该基板上的微透镜。

优选地，所述多个微透镜从基板上突出。

优选地，所述透镜阵列具有与所述一个端面相对的另一端面；并且所述光学元件还具有发光装置，用于通过透镜阵列的单个透镜向多层膜滤波器发出光束。

优选地，所述发光装置与透镜阵列集成为一体。

优选地，所述发光装置包括多个与透镜阵列的单个透镜相关联设置的光源。