CN213365087U - 一种多次滤波的光学滤波*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多次滤波的光学滤波***，包括沿着光束传播方向依次设置的输入准直尾纤、多纤芯准直器、准直透镜、光滤波组件和第一反射镜；输入准直尾纤的数量为至少两个，多纤芯准直器内置有与输入准直尾纤一一对应耦合的纤芯，纤芯排列成中心对称结构，其相对于现有技术，光路连接结构更加简单合理，通过多纤芯准直器这一较低的成本增加，进而显著提升滤波***性能，其能够实现入射光的多次通过同一滤波***，使得到的滤波光谱的带宽、光信噪比等性能得到显著优化，并能降低生产成本和制作工艺难度。

Description

一种多次滤波的光学滤波***

技术领域

本申请涉及光学技术领域，尤其涉及一种多次滤波的光学滤波***。

背景技术

目前，光学滤波器是用来进行波长选择的仪器，它可以从众多的波长中挑选出所需的波长，而除此波长以外的光将会被拒绝通过。它可以用于光波长选择、光放大器的噪声滤除、增益均衡、光复用/解复用、光性能检测等。光学滤波器种类繁多，从输出谱型上可以大致分为低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器、梳妆滤波器等、窄带滤波器等；从原理上可以大致分为以光栅等分光器件为核心的滤波器和以镀膜为核心的滤波器等。

现有技术的光学滤波器，由于像差等设计因素和耦合等制作工艺因素，经过一次滤波后，部分指标如带宽、光信噪比等性能较差，达不到应用要求。

实用新型内容

本申请提出一种多次滤波的光学滤波***，以解决现有技术的光学滤波器，由于像差等设计因素和耦合等制作工艺因素，经过一次滤波后，部分指标如带宽、光信噪比等性能较差，达不到应用要求的问题。

本申请提供一种多次滤波的光学滤波***，包括沿着光束传播方向依次设置的输入准直尾纤、多纤芯准直器、准直透镜、光滤波组件和第一反射镜；输入准直尾纤的数量为至少两个，多纤芯准直器内置有与输入准直尾纤一一对应耦合的纤芯，纤芯排列成中心对称结构。

本申请的多次滤波的光学滤波***，工作时，光束通过准直器尾纤进入所述光学滤波***，然后分别经过多纤芯准直器、准直透镜、光滤波组件后到达第一反射镜，反射光束再依次经过第一反射镜、光滤波组件、准直透镜、多纤芯准直器到达另外一根准直器尾纤；其通过合适的光耦合和纤芯满足排列成中心对称结构的多纤芯准直器，可以串联多个满足光耦合条件的纤芯对，使得入射光束多次经过同一滤波***，从而达到显著优化滤波性能的目的，并能明显减小滤波器成本。

本申请的多次滤波的光学滤波***能够达到以下有益效果：

本申请的多次滤波的光学滤波***，能够解决现有技术的光学滤波器，由于像差等设计因素和耦合等制作工艺因素，经过一次滤波后，部分指标如带宽、光信噪比等性能较差，达不到应用要求的问题，其相对于现有技术，光路连接结构更加简单合理，通过多纤芯准直器这一较低的成本增加，进而显著提升滤波***性能，其能够实现入射光的多次通过同一滤波***，使得到的滤波光谱的带宽、光信噪比等性能得到显著优化，并能降低生产成本和制作工艺难度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的多次滤波的光学滤波***的结构示意图。

图2为本申请的多次滤波的光学滤波***的直线形排列纤芯准直器的结构示意图。

图3为本申请的多次滤波的光学滤波***的矩形排列纤芯准直器的结构示意图。

图4为本申请的多次滤波的光学滤波***的圆环形排列纤芯准直器的结构示意图。

图中，1为输入准直尾纤，2为多纤芯准直器，3为准直透镜，4为光滤波组件，5为第一反射镜，201为纤芯，2011为一号纤芯，2012为二号纤芯，2013为三号纤芯，2014为四号纤芯，2015为五号纤芯，2016为六号纤芯。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例1

一种多次滤波的光学滤波***，请见图1，包括沿着光束传播方向依次设置的输入准直尾纤1、多纤芯准直器2、准直透镜3、光滤波组件4和第一反射镜5；输入准直尾纤1的数量为至少两个，多纤芯准直器2内置有与输入准直尾纤1一一对应耦合的纤芯201，纤芯201排列成中心对称结构。

本实施例的多次滤波的光学滤波***，其多纤芯准直器2的多个纤芯201排列成中心对称结构，配合准直透镜3、光滤波组件4和第一反射镜5耦合，使得所述光学滤波***允许任意一个光纤端入射时，总有对应的另外一根光纤端可以接受反射光。适当连接多纤芯准直器2的光纤头可以实现入射光多次通过所述光学滤波***，使得到的滤波光谱的带宽、光信噪比等性能得到显著提升。即其在反射式的所述光学滤波***中，通过合适的光耦合和满足结构对称的多纤芯准直器2，可以串联多个满足光耦合条件的纤芯对，使得入射光多次经过同一所述光学滤波***，从而达到显著优化滤波性能的目的，并能明显减小滤波器成本。

实施例2

一种多次滤波的光学滤波***，在实施例1的基础上，请见图2，多纤芯准直器2的纤芯201排列成直线形。

由于光线是直线传播的，故如果一对纤芯A、B满足光耦合条件时，与其对称的另一对光纤C、D中光线传输路径与A、B中的光线传输路径完全对称，理论上C、D纤芯也满足光耦合条件。

更为具体的，多纤芯准直器2的纤芯201如图2所示排列成直线形，在图1所示的光学滤波***中，配合合适的第一反射镜5耦合，将允许入射光从任意纤芯201入射时，反射光将从与该纤芯201圆对称的纤芯201出射，其中当光滤波组件4包含扩束透镜组，则要求扩束透镜组球心与准直透镜3球心对齐。特别的，当准直透镜3为非球面透镜时，当一对纤芯201与满足光耦合条件的另外一对纤芯201结构对称，则这一对纤芯201也满足光耦合条件。在图2中所示，当一号纤芯2011与四号纤芯2014满足光耦合条件时，满足圆对称的二号纤芯2012与三号纤芯2013同样满足光耦合条件；当一号纤芯2011与三号纤芯2013满足光耦合条件时，满足对称结构的二号纤芯2012与四号纤芯2014同样满足光耦合条件，即入射光可以依次经过一号纤芯2011、四号纤芯2014、二号纤芯2012和三号纤芯2013或其他纤芯201串联方式，也可以依次经过一号纤芯2011、三号纤芯2013、二号纤芯2012和四号纤芯2014或其他纤芯201串联方式，使得入射光多次经过所述光学滤波***优化性能；该实施例的上述结构包含但不限于四个纤芯201的多纤芯准直器2，其适用于包含任意多个排列成直线形的纤芯201的多纤芯准直器2。

实施例3

一种多次滤波的光学滤波***，在实施例1的基础上，请见图3，多纤芯准直器2的纤芯201排列成矩形。

更为具体的，多纤芯准直器2的纤芯201如图3所示排列成矩形，与实施例2同理，当一对纤芯201与满足光耦合条件的另外一对纤芯201结构对称，则这一对纤芯201也满足光耦合条件。在图3中所示，当一号纤芯2011与六号纤芯2016满足光耦合条件时，满足圆对称的二号纤芯2012与五号纤芯2015、三号纤芯2013与四号纤芯2014同样满足光耦合条件；当一号纤芯2011与四号纤芯2014满足光耦合条件时，满足对称结构的二号纤芯2012与三号纤芯2013，或三号纤芯2013与六号纤芯2016同样满足光耦合条件，即入射光可以依次经过一号纤芯2011、六号纤芯2016、二号纤芯2012、五号纤芯2015、三号纤芯2013和四号纤芯2014或其他串联方式，可以依次经过一号纤芯2011、四号纤芯2014、三号纤芯2013和二号纤芯2012或其他串联方式，使得入射光多次经过所述光学滤波***优化性能。特别的，当准直透镜3为柱面镜时，若一号纤芯2011与二号纤芯2012满足光耦合条件，则满足对称结构的三号纤芯2013与四号纤芯2014、五号纤芯2015与六号纤芯2016同样满足光耦合条件，即入射光可以依次经过一号纤芯2011、二号纤芯2012、三号纤芯2013、四号纤芯2014、五号纤芯2015和六号纤芯2016或其他串联方式。该实施例的方案包含但不限于2×3的两行三列或三行两列的矩形排列结构的纤芯准直器2，同理，任意M×N矩形排列的多纤芯准直器2均满足该实施例的方案结构。

实施例4

一种多次滤波的光学滤波***，在实施例1的基础上，请见图4，多纤芯准直器2的纤芯201排列成圆环形。

更为具体的，多纤芯准直器2的纤芯201如图4所示排列成圆环形，与实施例2同理，当一对纤芯201与满足光耦合条件的另外一对纤芯201结构对称，则这一对纤芯201也满足光耦合条件。在图4中所示，当一号纤芯2011与四号纤芯2014满足光耦合条件时，满足圆对称的二号纤芯2012与五号纤芯2015，三号纤芯2013与六号纤芯2016同样满足光耦合条件；当一号纤芯2011与二号纤芯2012满足光耦合条件时，满足对称结构的五号纤芯2015与四号纤芯2014同样满足光耦合条件，即入射光可以依次经过一号纤芯2011、四号纤芯2014、二号纤芯2012、五号纤芯2015、三号纤芯2013和六号纤芯2016或其他纤芯串联方式,也可依次经过一号纤芯2011、三号纤芯2013、五号纤芯2015和四号纤芯2014或其他纤芯串联方式，使得入射光多次经过所述光学滤波***优化性能。该实施例的方案包含但不限于六个纤芯201的圆环形多纤芯准直器2，任意N个纤芯201的圆环形多纤芯准直器2均满足该实施例的方案结构。

实施例5

一种多次滤波的光学滤波***，与上述任一实施例相似，所不同的是，光滤波组件4包括具有扩束能力的光器件。具有扩束能力的所述光器件为棱镜组或透镜组。

或者，光滤波组件4包括具有分光能力的光器件。具有分光能力的所述光器件为光栅或棱镜。

或者，光滤波组件4包括角度可调的第二反射镜，如微机电MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)等。需要说明的是，带有角度可调的第二反射镜的滤波器组件4可以实现滤波器的波长调谐，而所述光器件为透镜组时，在组装时需要与准直透镜3球心对齐，以满足波长调谐时始终满足光耦合条件。

此外，第一反射镜5为角度可调的反射镜。其作用与滤波器组件4的角度可调的第二反射镜相同，可以实现所述光学滤波***的波长调谐。

即最优选为光路各元件的相对位置和角度均可以调节，使得所述光学滤波***满足光耦合条件，即光功率插损最小。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种多次滤波的光学滤波***，包括沿着光束传播方向依次设置的输入准直尾纤(1)、多纤芯准直器(2)、准直透镜(3)、光滤波组件(4)和第一反射镜(5)；输入准直尾纤(1)的数量为至少两个，其特征在于，多纤芯准直器(2)内置有与输入准直尾纤(1)一一对应耦合的纤芯(201)，纤芯(201)排列成中心对称结构。

2.如权利要求1所述的多次滤波的光学滤波***，其特征在于，多纤芯准直器(2)的纤芯(201)排列成直线形。

3.如权利要求1所述的多次滤波的光学滤波***，其特征在于，多纤芯准直器(2)的纤芯(201)排列成矩形。

4.如权利要求1所述的多次滤波的光学滤波***，其特征在于，多纤芯准直器(2)的纤芯(201)排列成圆环形。

5.如权利要求1所述的多次滤波的光学滤波***，其特征在于，光滤波组件(4)包括具有扩束能力的光器件。

6.如权利要求5所述的多次滤波的光学滤波***，其特征在于，具有扩束能力的所述光器件为棱镜组或透镜组。

7.如权利要求5所述的多次滤波的光学滤波***，其特征在于，光滤波组件(4)包括具有分光能力的光器件。

8.如权利要求7所述的多次滤波的光学滤波***，其特征在于，具有分光能力的所述光器件为光栅或棱镜。

9.如权利要求1所述的多次滤波的光学滤波***，其特征在于，光滤波组件(4)包括角度可调的第二反射镜。

10.如权利要求1所述的多次滤波的光学滤波***，其特征在于，第一反射镜(5)为角度可调的反射镜。

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