[发明专利]一种基于光栅的可调滤波器

说明书

交叉引用相关申请

本申请要求享有于2012年4月8日提交的发明名称为“一种基于光栅的可调滤波器”的美国临时专利申请No.13/441,899的优先权，该专利在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及可重构光网络和分光计扫描引擎，尤其涉及可用于该网络和引擎的可调滤波器。

背景技术

本领域已知多种类型的可调光学滤波器。常用滤波器包括旋转或倾斜薄膜带通光学滤波器，线性可变薄膜滤波器，电控、热控或声控可调波长标准具以及热敏腔层位于反射层之间的薄膜滤波器结构。

发明名称为“使用光衍射元件和平面镜的紧凑高分辨率可调光学滤波器”的美国专利No.7,899,330克服了现有技术的一些缺陷。该专利使用至少一个衍射元件，将多波长的光衍射为不同的波长分量。与某些现有滤波器中移动衍射元件所不同的，该专利用一个可调节的MEMS镜，将来自至少一个元件的光反射回至少一个元件，以便所述光被该至少一个元件衍射至少两次。这种反射将导致所述波长分量中的至少一个被选中的波长分量顺利从一输入端口通过到一输出端口或另一个设备。该专利给出了使用单一光透射光栅通常将获得非常低的色散效果的教导。这使得用于DWDM系统中的具有100GHz或50GHz信道间隔的紧密间隔波长信道很难被分开。该专利进一步教导了，虽然存在大色散功率的光栅，但它们往往非常昂贵且由于需要增加特定的棱镜而更加复杂。发明人试图通过使用两个级联光学透射光栅以及一个高分辨率MEMS镜以使得信号通过一个光栅四次（通过两个光栅中的每一个各两次），以克服上述缺陷。这极大地增加了总的色散角度，从而导致了高度临近信道分离开。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可调光学滤波器以克服上述的问题。在本发明中，输入路径中将使用一个MEMS镜。因此，该透镜需要旋转的角度仅仅为将该镜放置在光栅后面的情况的一半。这使得相比于现有技术而言，所述MEMS镜和可调光学滤波器系统的制造都更加简单。本发明中，将波束扩展器布置在光栅的前面，使得可以使用具有短焦距的准直器，还实现了光栅上的大波束尺寸以维持好的光谱分辨率。较短焦距的准直器使得排列更加稳定。由于MEMS镜和望远镜均设置在光栅前，就能够在带宽选择器后使用聚焦透镜来获得平顶光的可调滤波器。

在本发明的一个示范性实施例中，包括多波长的输入波束被直接输入到环行器的输入光纤。所述波束被准直，之后被一旋转的平面镜，如MEMS镜，反射。而后所述波束被放大，被传送到且通过一个透射衍射光栅，该透射衍射光栅使被透射的波束的不同波长偏转到不同角度。波长光传送到一平面镜并被反射，只有被透射的波束中的极小部分波长光谱将沿着输入路径被反射回来，之后传送到输出光纤。

在另一实施例中，光栅为反射光栅且被用于返回输出波束到输出光纤。实施例中还描述了使用双光纤准直器、且每一个准直器将其输出导向分离的专用于旋转的平面镜上的情况。另一个示范性的实施例提供了一个光栅后面的透镜。该透镜被配置为将偏转后的波长引导到一个焦平面，在该焦平面上设置有带宽选择器区分波长大小以反射预定的带宽。另一个实施例利用放大镜来引导偏转后的波长到所述焦平面。另一个实施例还通过在波束中插入光楔来纠正返回波束中的移位。还有一个实施例通过利用一个两维可调节的可调平面镜来纠正波束移位。

附图说明

并入说明书并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同说明书一起用来解释本发明的原理。

图1示出了本发明一利用透射光栅和旋转执行器上的反射镜的实施例的示意图。

图2示出了使用反射光栅的设计。

图3是示出同一模块中两个可调滤波器的阵列的示意图。

图4是示出具有带宽调节能力的可调滤波器设计的示意图。

图5示出了另一设计，使用一个透镜在光栅之前扩展波束且将衍射后的波束聚焦到带宽选择器的平面。

图6为具有包含小楔形的光平面板的基于透射光栅的可调滤波器示意图。

具体实施方式