适用于波分复用器的高性能滤光片设计

　　一、引言

　　光纤通信波分复用技术以其潜在的经济效益和系统设计上的灵活性而受到人们的重视。

　　在几种不同类型的波分复用器中，千涉滤光片型的波分复用器实用化的可能性较大。因此，我们在研究波分复用技术的过程中最先研制了干涉滤光片型的波分复用器。

　　干涉滤光片型波分复用器中担任分波合波任务的核心部件是干涉滤光片。优质滤光片的设计和加工是研制高质量波分复用器的难点，本文着重探讨这个问题。

　　图1是干涉滤光片型波分复用器的原理图。由图1可见，滤光片对某一波长的透射率和对其它波长的反射率的高低直接影响波分复用器的性能。若要求串扰小于一30dB，则滤光片通带透射率和阻带反射率都应大于99.9%。由于LD和LED的谱宽，中心波长的飘移和制作过程中中心波长的离散性，又要求滤光片有较大的带宽。因此适用于波分复用器的滤光片应有很平的顶部和较陡的上升下降沿。

　　如果复用的路数不多且各路中心波长间隔较大，则可考虑采用长(短)通滤光片。这种滤光片的设计和加工比带通滤光片容易些。而当复用的路数较多或间隔较小的话，就必须采用带通滤光片。下面分别讨论适用入于波分复用器的长(短)通滤光片和带通滤光片的设计。

　　二、长(短)通滤光片的设计

　　长通滤光片的基本结构是G。/(尽L钧》G，:。，短通滤光片的基本结构是G。/(导H勃，/、“，口、乙乙，/‘，。。其中，H，L分别为几。/4光学厚度的高、低折射率膜层。元。是阻带的中心波长，是重复次数，G。是入射媒质，G:，‘。是出射媒质。

　　因为短通滤光片的膜层厚度灵敏度大于长通滤光片一‘”’，所以在同时可用长通或短通滤光片的情况下，应尽量选用长通滤光片。假设复用的一组光信号的中心波长位于短波长窗口，另一组光信号的中心波长位于长波长窗口，则可先用长通滤光片将两组波长分开，再用带通滤光片将各路光信一号分开。

　　滤光片的反射系数r由下式决定[2j:

　　为第j层的折射率，d，为第了层的儿何厚度，0，为第j层的入射角(]’~1，2，…，”忍)并有，:。sins。一n:sino，~·一，，:、sino:。。。

　　膜系的反射率为:

　　对折射率为实数的介质，其透射率T为

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　　适用干波分复用器的长通滤光片设日准则是在有一定的膜层厚度误差的情况下，使所没计的膜系反射率和透射率达到99.99%以上。我们用一个随机函数模拟实际涂模过程中的膜层厚度误差，对整个涂膜过程作计算机仿真。