[发明专利]具有多个端口的可调滤光器

说明书

技术领域

本发明的领域是使用可调滤光器的波长选择装置。

背景技术

存在执行滤光且可以被调节以从较宽波长光谱选择窄波长谱带的熟知类型的光学装置。这些装置在各种光学系统中使用。特别感兴趣的是通常在数十纳米的波长谱带内操作的波分复用系统。这些系统需要光性能监测（OPM）以确保信号功率、信号波长和信号-噪音比（OSNR）在特定限度内。尤其，用于可调滤光器的其他应用是用于光学噪声过滤、噪声抑制、波分复用和光路由。

现有DWDM系统的复杂状态具有在宽光谱内操作的许多通道。为了监测这些通道，需要许多测量。减少执行这些测量的时间和复杂性的监测设备可以显著地增加总体系统性能和减少系统成本。

在WDM系统中使用波长选择装置的其它应用是用于在大型光学系统中选择性地路由通道。

发明内容

我们已经开发了以方便且成本有效的方式执行涉及多个光学通道的各种光学功能的可调多端口光学装置。本发明的可调多端口光学装置设计简单且具有很少的光学部件。基本元件是与输入和输出光纤阵列一起操作的色散元件和旋转镜。优选应用包括光学通道监测（OCM）和用于在多个通道之间路由的光学开关。

附图说明

当结合附图考虑时，本发明可被更好地理解，其中：

图1是示出了根据本发明的可调多端口滤光器的第一实施例的透视图；

图2是图1的可调多端口滤光器的操作的示意图，示出了装置的x和y方向的光线简图；

图3A和3B示出了图1的实施例的性能数据；

图4是示出了根据本发明的可调多端口滤光器的第二实施例的透视图；

图5是类似于图2的示意图，示出了第二实施例装置的x和y方向的光线简图；

图6是类似于图2的示意图，示出了另一个实施例装置的x方向的光线简图。

具体实施方式

图1示出了本发明的第一实施例，其中，输入和光纤阵列以11示出，具有准直透镜14、色散元件15和调节镜16。调节镜围绕轴线17旋转。该图和随后的图未按比例绘制。光学元件根据其功能和属性定位和隔开。这些是本领域已知的。所述装置将使用围绕z轴线（是通过装置的光传播方向）的x和y轴向方向标识描述。x平面或y平面下方的参考将理解为意指x-z或y-z平面。x方向或y方向的参考将理解为分别意指垂直于y-z和x-z平面的方向。附图中x轴截面或y轴截面的参考将旨在分别意指x-z平面或y-z平面的视图。

所示实施例在OPM应用的上下文中描述。然而，应当理解的是，本文所述的基本装置还可用作路由选择WDM通道的波长选择装置。

对于图1的实施例，由光线表示的具体光在图2中示出。输入光纤阵列11由平行地紧密对齐的8个光纤构成，即，光纤具有微小间距且与公共轴线（如x轴所示）上的光纤中心对齐。被监测的信号束，通常是来自于网络的一个通道的信号的分接部分，耦合到输入光纤12。其通过准直透镜14以将高斯输入束准直为具有合适直径的准直光线。准直束入射到色散元件15上。在x轴截面（图2的顶部）中，所述束未色散。在y轴截面（图2的底部）中，来自于光栅的光束色散成信号束的波长分量。取决于束分量的波长，波长分量17a从色散元件以不同方向衍射。旋转镜16如图所示定位以与色散束相交。所述镜在x轴上旋转。

束分量（波长）中的仅仅一个，在该情况下由箭头17b表示的分量，将垂直于镜16。该束分量沿由虚线表示的路径往回反射。其它束分量，如图2的y轴截面中所示的两个，将“离开”所述镜。选定束分量17b由元件15衍射与之前相同的角度且传播到输出光纤13。束分量17b的强度由光电二极管21测量，光电二极管21如图所示耦合到输出光纤13。在该视图中，输入光纤12显示为刚好将观察者定向为阵列中的光纤在y方向堆叠。

当镜16旋转时，另一个束分量将垂直于镜16且将被选择性地往回反射通过输出光纤13，且其属性被测量。由此，光纤12的输入束的波长光谱可以被扫描且所有其束分量的属性可以被测量。因而，所述装置实现波长选择且提供滤光器。滤光器的波长通过镜16的旋转取向来调节。

将认识到，图2的x轴截面中的光路径不受镜16的倾斜而改变。这是由于透镜14将所有输入束聚焦在镜的旋转轴线上。当镜倾斜时，沿倾斜轴线的反射表面保持基本固定。

镜的取向可以通过致动器或多个致动器改变。镜可包括微机电系统（MEMS）或者包括由马达或任何其它类型致动器驱动的分立镜。镜的倾斜可以在一个轴线或者多于一个轴线改变。