TFF WDM无源器件组成结构

         滤波片式波分复用器，即Filter Wavelength Division Multiplexing，简称Filter WDM，因其由薄膜滤波器（TFF）构成，也称为TFF型三端口波分复用器件，其主要由以下几个部分组成：左侧是单纤准直器和C－Lens，点胶固定在一起后用玻璃管连接固定，右侧是波片，G－Lens，双纤准直器依次点胶固定后，外套与单纤准直器侧相同外径尺寸的玻璃管，最后使用大玻璃管来连接左右两侧，最终形成标准的三端口器件，如图1所示，(阴影部分为胶水）。

图1 滤波片式波分复用器

         组成详解：

         ①C－Lens：球面透镜（Conventional Lens)

         C－Lens是一种固定折射率的柱状厚透镜，透射原理与普通透镜相同，透镜各处折射率相同，但C－lens在材料上与普通透镜的不同，它采用了一种在光纤通信波段具有高折射率的材料，这种材料具有良好的耐酸碱腐蚀性，并且它的一个端面为球面，另一个端面为斜面，在C－lens两个端面镀增透膜的情况下，对光纤通信所用波段有着极高的透过率，可达 99.9％ 以上，C-LENS的机械尺寸如图2所示。

图2  球面透镜

         ②G－Lens：自聚焦透镜（Gradient－index Lens）

         G－lens是自聚焦透镜，又称梯析透镜，它于普通透镜C－Lens最大的区别就是其折射率是透镜中心轴向外部沿径向逐渐减小，能够使沿轴向传输的光产生连续折射，从而实现出射光线平滑且连续的汇聚到一点，G-LENS机械尺寸如图3所示。

图3  自聚焦透镜

         ③Dual fiber Pigtail：双纤准直器

         作为光的输入／输出载体，起到保护光纤的作用，在斜8°面镀增透膜后更利于光纤传输，在TFF WDM器件中，其中一根光纤作为输入端COM，另一端作为输出端Reflect，斜8°面再与G－Lens的斜8°面进行耦合后光线从COM入光后在G－Lens另一端垂直于光轴的面上聚焦，最终根据filter上两面所镀膜系的具体波段，反射和透射出俩段无关的波段，其中反射波段从双纤pigtail的输出端Reflect射出，Dual fiber Pigtail的机械尺寸如图4所示。

图4 双纤准直器

         ④Single fiber Pigtail：单纤准直器

         作为光的输入／输出载体，起到保护光纤的作用，耦合C－Lens，接收从双纤pigtail输入端COM经filter透射出的波段，输出端为Pass，Single fiber Pigtail的机械尺寸如图5所示。

图5  单纤准直器

         ⑤Glass Tube：玻璃管

         主要起到固定和连接的作用，保护内部光路的稳定性，其中玻璃管①较短，用于双纤准直器部位，起到封腰鼓的作用，保证与单纤准直器外径尺寸一致；玻璃管②起到固定单纤pigtail的作用，包裹C－Lens和单纤准直器的点胶处；玻璃管③保护与连接单双纤两端，保证光路的稳定性和可靠性，玻璃管的机械尺寸如图6所示。

图6  玻璃管

         ⑥Filter：滤波片 

         常规尺寸都是1.4*1.4＊1.0mm的矩状晶体，由玻璃衬底，再将几十层不同材料、不同折射率和不同厚度的介质膜组合而成。以高／低折射率介质膜构成的周期结构，从而对一定的波长范围呈通带，而对另外的波长范围呈阻带，形成所要求的滤波特性。其功能类似于部分反射膜，中间的腔层将两个反射镜隔开；而在玻璃基底的另一面也会镀上一层增透膜，增加波长的透过率，正反镀膜面可用肉眼分辨，一般都是反射面的颜色更深一些，如图7所示。

图7  滤波片

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