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CN104345390A - 一种可调光功率分配器及分配器阵列 - Google Patents

一种可调光功率分配器及分配器阵列 Download PDF

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CN104345390A
CN104345390A CN201310315966.XA CN201310315966A CN104345390A CN 104345390 A CN104345390 A CN 104345390A CN 201310315966 A CN201310315966 A CN 201310315966A CN 104345390 A CN104345390 A CN 104345390A
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China
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dlp
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micro
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胡豪成
张琥杰
李阳
吴砺
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Photop Technologies Inc
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Photop Technologies Inc
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
    • G02B6/3518—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element being an intrinsic part of a MEMS device, i.e. fabricated together with the MEMS device
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Abstract

本发明涉及光通讯器件领域，公开了一种可调光功率分配器，包括输入输出单元和DLP；所述DLP的各个微反射镜均具有两个偏转方向的工作状态；所述输入输出单元具有一个输入端口和两个输出端口，位于DLP前面；所述输入端口的输入光照射到DLP微反射镜阵列上，DLP上微反射镜的两个偏转方向分别将其上的入射光反射回输入输出单元的两个输出端口；通过控制DLP上入射光斑对应的微反射镜分别处于两个偏转方向的工作状态的数量比例来调节分别进入两个输出端口的光功率。本发明利用DLP的微反射镜阵列控制调节光功率分配器的分配比例，具有结构简单、调节范围大、偏振不敏感、控制精度高等优点，可容易集成、实现大批量生产。

Description

一种可调光功率分配器及分配器阵列
技术领域
本发明涉及光通讯器件领域，尤其涉及一种可调光功率分配器及分配器阵列。
背景技术
光功率分配器是一种需求广泛的光通讯器件，如最常见光纤熔融拉锥型光纤耦合器就是一种固定分光比的光功率分配器。相似的产品还有基于PLC技术的分光器，但这些产品都只能提供固定的分光比。随着当前光纤城域网、光纤到户（FTTH）等电信业务的发展，需要采用可调分光比的光功率分配器的场合越来越多，市场上也已经出现了相关产品:如采用光纤型、部分挡光及部分反射型和波导型耦合器制作分光比可调的光功率分配器；或者在普通光纤型耦合器的熔锥部分加应力的办法改变两个出口的分光比。但采用这些方法制作的分光器存在可调谐范围小、偏振敏感、控制精度低等问题，实用价值不高。
国内对该产品也较早开始了研究开发，并有相关的专利可参考，如中国专利局2007年6月13日公告的实用新型专利《可调光功率分配器》（申请号：200520099618.4），公开了一种可调光功率分配器，它有一个输入端口，两个输出端口，其间依次放置有偏振分光器，相位延迟部件，偏振分光器，光耦合器，或其间依次放置有相位延迟部件，偏振分光器，光耦合器，其特征在于：所述的光耦合器由斜方棱镜、双折射晶体、屋脊棱镜依次放置组成。又如2012年2月15日公开的发明专利申请《一种1×N波导型可调光功率分束器》（申请号：201110331488.2）公开了一种波导型可调光功率分束器，基于光学隧道效应和倏逝波耦合原理，在Y分支波导分支连接处设置空气槽、并在空气槽下方设置电流控制的热点材料层，利用控制电流加热热电材料层所引起波导 结构的热膨胀效应来调制空气槽的宽度，从而改变空气槽出光学隧道效应的强弱，最终引起倏逝波耦合大小的变化而达到光功率在Y分支波导中不同的分支输出波导之间可调分配的目的。上述光功率分配器结构相对复杂、难以实现大批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可调光功率分配器（TPS: Tunable optical Power Splitter）及分配器阵列，具有结构简单、调节范围大、偏振不敏感、控制精度高等优点。
为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种可调光功率分配器，包括输入输出单元和DLP；所述DLP的各个微反射镜均具有两个偏转方向的工作状态；所述输入输出单元具有一个输入端口和两个输出端口，位于DLP前面；所述输入端口的输入光照射到DLP微反射镜阵列上，DLP上微反射镜的两个偏转方向分别将其上的入射光反射回输入输出单元的两个输出端口；通过控制DLP上入射光斑对应的微反射镜分别处于两个偏转方向的工作状态的数量比例来调节分别进入两个输出端口的光功率。
进一步的，所述输入输出单元为一个三光纤准直器，或一个单光纤准直器结合一个双光纤准直器，或是三个单光纤准直器结合。
进一步的，所述可调光功率分配器包括多组输入输出单元和DLP级并联，构成1×N端口的可调光功率分配器。
本发明的另一技术方案为：一种可调光功率分配器阵列，包括输入输出单元阵列和DLP；所述DLP的各个微反射镜均具有两个偏转方向的工作状态；所述输入输出单元阵列排列于DLP前面，各输入输出单元均具有一个输入端口和两个输出端口，各输入端口的输入光分别照射到DLP微反射镜阵列的不同区域；DLP上微反射镜的两个偏转方向分别将其上的入射光反射回对应输入输出单元的两个输出端口；通过控制DLP上入射光斑对应的微反射镜分别处于两个偏转方向的工作状态的数量比例来调节分别进入其对应两个输出端口的光功率。
进一步的，所述输入输出单元为一个三光纤准直器，或一个单光纤准直器结合一个双光纤准直器，或是三个单光纤准直器结合。
本发明的有益效果为：利用DLP的微反射镜阵列控制调节光功率分配器的分配比例，具有结构简单、调节范围大、偏振不敏感、控制精度高等优点，可容易集成、实现大批量生产。
附图说明
图1为本发明采用的DLP局部结构示意图；
图2为DLP微反射镜阵列的两种状态；
图3为本发明实施例1×2光功率分配器光路示意图；
图4为1×2可调光功率分配器DLP微反射镜阵列入射光斑分布示意图；
图5为1×4可调光功率分配器结构示意图；
图6为1×2可调光功率分配器阵列结构示意图；
图7为1×2可调光功率分配器阵列光路示意图；
图8为1×2可调光功率分配器阵列DLP微反射镜阵列入射光斑示意图。
附图标记：1、DLP；2、输入输出单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
本发明采用的DLP（Digital Light Procession）数字光处理器，其核心为TI（美国德州仪器）公司开发的数字微镜元件DMD（Digital Micromirror Device）。DMD是一种极小（几微米到十几微米）的反射镜阵列，这些微镜都悬浮着并可向两侧倾斜10~12度左右，从而可构成两个方向的反射，如图1和2所示，每个微反射镜的状态都可以通过DLP（数字光处理器）独立控制。
以1×2可调光功率分配器为例，图3为1×2可调光功率分配器光路示意图，图4为其在DLP微反射镜阵列上的入射光斑分布示意图，该1×2可调光功率分配器包括一个三光纤准直器的输入输出单元和DLP 1。其中，DLP 1的各个微反射镜均具有两个偏转方向的工作状态，如图2所示的状态a和状态b；三光纤准直器的一个端口作为输入端口，另两个端口分别为输出端口Ⅰ和输出端口Ⅱ，位于DLP 1前面；输入端口的输入光照射到DLP 1微反射镜阵列上，其光斑如图4所示，DLP 1上微反射镜的两个偏转方向分别将其上的入射光反射回输出端口Ⅰ和输出端口Ⅱ；通过控制DLP 1上入射光斑对应的微反射镜分别处于两个偏转方向的工作状态的数量比例，如图4所示光斑中的微反射镜分别处于状态a和状态b的数量比，可轻易地调节分别进入两个输出端口的光功率比。而且结构简单、调节范围大、偏振不敏感、控制精度高。
如图5利用三组1×2可调光功率分配器级并联构成一个1×4可调光功率分配器。
如图6-8所示为本发明的可调光功率分配器阵列，以四个1×2可调光功率分配器阵列为例，包括四个输入输出单元2和一个DLP 1； DLP 1的各个微反射镜均具有两个偏转方向的工作状态，如图2的状态a和状态b；四个输入输出单元2排列于DLP 1前面，各输入输出单元2均具有一个输入端口和两个输出端口（输出端口Ⅰ和输出端口Ⅱ），各输入端口的输入光分别照射到DLP 1微反射镜阵列的不同区域，如图8所示的光斑分布；DLP 1上微反射镜的两个偏转方向分别将其上的入射光反射回对应输入输出单元2的两个输出端口；通过控制DLP 1上入射光斑对应的微反射镜分别处于状态a和状态b的数量比例来调节分别进入其对应两个输出端口（输出端口Ⅰ和输出端口Ⅱ）的光功率，如图7所示的光路示意图。
上述各实施例中，输入输出单元2还可以采用一个单光纤准直器结合一个双光纤准直器，或是三个单光纤准直器结合。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可调光功率分配器，其特征在于：包括输入输出单元和DLP；所述DLP的各个微反射镜均具有两个偏转方向的工作状态；所述输入输出单元具有一个输入端口和两个输出端口，位于DLP前面；所述输入端口的输入光照射到DLP微反射镜阵列上，DLP上微反射镜的两个偏转方向分别将其上的入射光反射回输入输出单元的两个输出端口；通过控制DLP上入射光斑对应的微反射镜分别处于两个偏转方向的工作状态的数量比例来调节分别进入两个输出端口的光功率。
2.如权利要求1所述可调光功率分配器，其特征在于：所述输入输出单元为一个三光纤准直器，或一个单光纤准直器结合一个双光纤准直器，或是三个单光纤准直器结合。
3.如权利要求1或2所述可调光功率分配器，其特征在于：所述可调光功率分配器包括多组输入输出单元和DLP级并联，构成1×N端口的可调光功率分配器。
4.一种可调光功率分配器阵列，其特征在于：包括输入输出单元阵列和DLP；所述DLP的各个微反射镜均具有两个偏转方向的工作状态；所述输入输出单元阵列排列于DLP前面，各输入输出单元均具有一个输入端口和两个输出端口，各输入端口的输入光分别照射到DLP微反射镜阵列的不同区域；DLP上微反射镜的两个偏转方向分别将其上的入射光反射回对应输入输出单元的两个输出端口；通过控制DLP上入射光斑对应的微反射镜分别处于两个偏转方向的工作状态的数量比例来调节分别进入其对应两个输出端口的光功率。
5.如权利要求4所述可调光功率分配器阵列，其特征在于：所述输入输出单元为一个三光纤准直器，或一个单光纤准直器结合一个双光纤准直器，或是三个单光纤准直器结合。
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