專利名稱：反射式光循環(huán)器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學裝置，特別是涉及一種具有多個光纖連接端口(optical ports)，而且這許多個光纖連接端口均位于同一側的光學循環(huán)器。
光學循環(huán)器(optical circulators)是一種至少有三個光纖連接端口的光纖被動元件。其特性為由第一光纖連接端口進入的光會由循環(huán)器的第二光纖連接端口輸出，但是由第二光纖連接端口輸入的光只會由第三光纖連接端口輸出。當端口的數(shù)量增加時，其道理相同，第i個光纖連接端口的輸入光將由第i+1個光纖連接端口輸出，由此可知光循環(huán)器的內部光路是不可逆的。
大部分已知光循環(huán)器的不同光纖連接端口并非在相同的軸向上，其中必須利用偏光分光棱鏡(Polarizing beam splitter，PBS)，除了價格昂貴外也代表著體積頗大，如美國專利第5,878,176號。為了減少成品的體積，漸漸地設計方式趨向于將所有光纖連接端口的光路均設計于相同軸向上。其中有數(shù)種方法，如美國專利第5,921,422號中使用熱膨脹芯(thermally expanded core；TEC)光纖的嘗試，美國專利第5,973,823號與第6,049,427號均能夠借由相同軸向上的光纖連接端口行進而有效地減小體積。為了成品價格以及組裝的便利，美國專利第5,973,823號使用多層法拉第旋轉晶體與雙折射晶體光軸之間相對角度的關系，得以省略半波片(half-waveplate)的需求?；蛉缑绹鴮＠?,002,512號利用可鎖定的(latchable)法拉第旋轉晶體來減少半波片的數(shù)量。美國專利第5,921,039號以及第6,049,426號除了擁有光纖連接端口均位于相同軸向的好處之外，并且利用雙心(two-core)的光纖準直器(fiber collimator)，使得三個光纖連接端口僅只需要兩個光纖準直器，進而大幅地降低成本與體積。美國專利第6,014,244號，第6,014,475號以及第6,088,491號則于晶體之間置入單個或多個透鏡加以改變光路行進方向。但是概括而言，以上所揭示的專利技術均有一個特性第i個光纖連接端口與第i+1個光纖連接端口分別位于光循環(huán)器的不同側，因此光循環(huán)器的成品長度較長并且需要較多的晶體。而美國專利第6,097,869號與第6,111,695號均利用一個反射鏡，得以使得所有的光纖連接端口位于同一邊，但是美國專利第6,097,869號的光纖連接端口為燒結式熱膨脹芯光纖所構成，每個光纖連接端口均需要一個額外的聚焦鏡。而美國專利第6,111,695號共需要三個雙折射晶體來完成循環(huán)功能，造成長度與成本過大。
本發(fā)明的主要目的在于降低光循環(huán)器所需的晶體數(shù)目以及循環(huán)器之長度，以達到體積微小化的效果。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種所有的光纖連接端口均位于同一側的光循環(huán)器。
本發(fā)明使用一種光學反射元件，所以自光纖連接端口進入的光束將會被反射而再次穿過所有分布于光學路徑上的光學元件(即為各種光學晶體)折回至下一個光纖連接端口輸出，借由這種設計將使所有的晶體可以重復被使用而達到減少所需的晶體數(shù)目以及光循環(huán)器之長度的目的。
本發(fā)明利用微小化光纖準直器作為循環(huán)器的輸入/輸出端口，除了能夠減少晶體面積、縮短所需晶體長度外，并且具備極佳的擴充性。本發(fā)明利用非互補式反射體(non-reciprocal reflector)，因此光循環(huán)器的光纖連接端口均位于同一側，并且可以完成循環(huán)功能并且同時解決如偏振相關損耗(Polarization dependent loss，PDL)、偏振模態(tài)色散(Polarization modedispersion，PMD)等光學規(guī)格的設計。
本發(fā)明利用適當?shù)幕パa(reciprocal)-非互補(non-reciprocal)光學晶體的組合來產生特定的線性偏振方向，選擇性地使光束產生偏移(walk-off)與否而滿足光循環(huán)器內部光路不可逆的特性要求。
下面結合有關實施例以及附圖，對本發(fā)明作進一步詳細說明。


圖1為本發(fā)明所公開的光循環(huán)器的基本構造示意圖；圖2為光學反射元件的第一種實施例構造圖；圖3為光學反射元件的第二種實施例構造圖；圖4為光學反射元件的第三種實施例構造圖；圖5為光學反射元件的第四種實施例構造圖；圖6為本發(fā)明微小反射式光循環(huán)器的第一種實施例的光學架構圖；圖7A～7J為圖6的晶體軸向的光路示意圖；圖8為本發(fā)明微小反射式光循環(huán)器的第二種實施例的光學架構圖；圖9A-9H為圖8的晶體軸向的光路示意圖；圖10為本發(fā)明微小反射式光循環(huán)器的第三種實施例的光學架構圖；圖11A-11J為圖10的第一種晶體架構的光束偏振方向示意圖；圖12A-12H為圖10的第二種晶體架構的光束偏振方向示意圖；圖13為本發(fā)明微小反射式光循環(huán)器的第四種實施例的光學架構圖；圖14A-14J為圖13的晶體架構的光束偏振方向示意圖。
首先請參照圖1，其為本發(fā)明所公開的反射式光循環(huán)器1，包含有至少三個光纖連接端口11，12，13(optical port)，它們均位于反射式光循環(huán)器的同一側，在相對的另一側則是一種光學的反射元件20，而在三個光纖連接端口11，12，13(以下分別簡稱為第1端口、第2端口、第3端口)與光學反射元件20之間則包含了數(shù)種具有不同的光學特性的光學晶體組合單元2(以下稱簡為晶體)。由于光學反射元件20的設計，自第1端口11進入的光束將在通過數(shù)種晶體2之后到達光學反射元件20，被光學反射元件20反射而再一次的反向通過數(shù)種晶體2，然后自第2端口12輸出，同理自第2端口12進入的光束將會在被光學反射元件20反射之后自第3端口13輸出，而這種光速自第i個光纖連接端口輸入再從第i+1個光纖連接端口輸出的現(xiàn)象，正是光循環(huán)器內部光路不可逆的光學特性。
已知的光循環(huán)器至少會使用一種雙折射晶體造成偏移效應，借此將輸入的光束分離成不同線性偏振方向與不同光路的線性偏振光束，然后配合適當?shù)幕パa(reciprocal)-非互補(non-reciprocal)光學晶體的組合，使輸入的光束依預定的光路行進，借此來滿足光循環(huán)器內部光路不可逆的特性要求。對屬于各向異性晶體的雙折射晶體而言，依入射的光束偏振方向可分為非常光(extraordinary ray；E-ray)與尋常光(ordinary ray；O-ray)，其偏振方向為正交。對于線性偏振光而言，此兩種光束的偏振方向相差為90度。尋常光會導守Snell’s定律，并且其波行進方向會與能量行進方向平行，但是對于非常光而言，其波行進方向通常與尋常光不平行，并且其能量傳遞方向會因晶體的光軸方向(即偏移的方向)而有所差異，此種現(xiàn)象稱為偏移。由于偏移的效應，不同線性偏振方向的線性偏振光束彼此之間將會有長短不同的光程差，若不加以處理或補償，則入射光束在離開光循環(huán)器之后將會有信號失真的問題。
所以本發(fā)明設計一種具有光程補償功效的光學反射元件20來解決此一問題，當兩道彼此具有光程差的線性偏振光束B1(Beam1)與B2(Beam2)，沿著不同的光路射入光學反射元件20然后被反射之后，便會因為光學反射元件20的偏振模態(tài)色散補償功效而獲得解決。本發(fā)明所設計的光學反射元件20基本上有兩種實施態(tài)樣，分別為第一種實施態(tài)樣基本原則是利用兩種不同折射率的光學元件組合出不同的光學路徑，使得因為偏移的兩道線性偏振光束在不同折射率的光路行進時的速度差，從而使得總光程相等，而具有偏振模態(tài)色散補償?shù)墓δ堋５谝环N實施態(tài)樣的光學反射元件20基本上是一種非互補偏振控制晶體21(見圖2)，例如法拉第旋轉晶體(Faraday rotator)或是四分之一波長晶片(quarter-wave plate)，在晶體21的光束入射面具有一層抗反射鍍膜22(Anti-reflection coating，AR coating)，在另一面則為一反射面23，而這個反射面23可以是一層高反射鍍膜(High-reflection coating，HR coating)或是高反射率的鏡片。
如圖2所示，我們在晶體21與反射面23之間還設置有一種高折射率的光學晶體24，而這個光學晶體24是位于前述二種不同線性偏振方向的線性偏振光束其中一者的光路，特別是位于其中光程較短者B2的光路，由于光學晶體24的加入，另一個光程相對較長的線性偏振光束B1在穿過晶體21之后將會通過一段充滿空氣(Air)的光路，然后抵達反射面23處而被反射回晶體21。由于高折射率的光學晶體24的折射率遠大于空氣的設計，光程較短的線性偏振光束B2在通過高折射率的光學晶體24時的速度，將會慢于另一線性偏振光束B1通過空氣時的速度，而使得光程較長的線性偏振光束B1獲得偏振模態(tài)色散的補償。
再請參照圖3，我們設計的另一種構造，是在晶體21的背面(相對于光束入射面的另一面)，分別形成一半的抗反射膜(AR)25，另一半則為高反射膜(HR)26，其中高反射膜26是位于光程較長的線性偏振光束B1的光路，抗反射膜25則是位于光程較短的線性偏振光束B2的光路，然后再于同面貼附高折射率的光學晶體24，最后于光學晶體24的另一面形成前述的反射面23，在這個實施例中，我們可以選用玻璃為光學晶體24的材料，加上反射面23就好像是一面鏡子一般，在制作上將會較圖2的構造更為容易。而基本上所謂的高折射率光學晶體24，是指相對于空氣而言，折射率大于空氣的折射率的光學晶體，如硅或是光學玻璃。
反射鏡20的第二種實施態(tài)樣是利用等效于兩個45度反射鏡的反射元件來完成。如圖4所示的光學反射元件20是由一個非互補偏振控制晶體21與直角棱鏡(right-angle prism)27所構成。而在圖5的另一個例子之中，則是由一個非互補偏振控制晶體21與兩個45度反射鏡28a，28b所構成。因此、線性偏振光束B1在被直角菱鏡27或是兩個45度反射鏡28a，28b反射之后，將會沿著線性偏振光束B2射入光學反射元件20的光路返回，同理線性偏振光束B2在被直角菱鏡27或是兩個45度反射鏡28a，28b反射之后，將會沿著線性偏振光束B1射入光學反射元件20的光路返回，使得偏移的兩道線性偏振光束B1，B2在往返的過程中行經完全相同的光學路徑，而具有偏振模態(tài)色散補償?shù)墓π?。在圖4與圖5中，如果經由適當?shù)墓鈱W設計，使得入射反射元件20的兩線性偏振光束B1與線性偏振光束B2，其偏振態(tài)本來即為正交，則光學反射元件20并不需要非互補偏振控制晶體21。
由前述圖2～圖5還可以了解，由于非互補偏振控制晶體21的作用，射入光學反射元件20的線性偏振光束B1與B2，在通過非互補偏振控制晶體21時先偏振旋轉45度，被反射離開光學反射元件20之后，再一次反向通過非互補偏振控制晶體21時再一次地偏振旋轉45度，因此它們的線性偏振方向將如圖中的符號所示，會旋轉90度，也就是說非常光的線性偏振光束將會變成尋常光的線性偏振光束。
接著在下文的說明中，將以具有四個光纖連接端口的光循環(huán)器為例，說明本發(fā)明所公開的反射式光循環(huán)器的數(shù)種實施例的完整構造。第一種反射式光循環(huán)器1a的構造如圖6所示，自光纖連接端口(31～34)開始沿著光軸的方向依序為一雙折射晶體30，偏移方向為+X方向，作為偏振分離/合成器(polarization splitter/combiner)之用，其光路的一端分別與第1至第4個光纖連接端口31，32，33，34連接；
一非互補偏振晶體40，使線性偏振光束順時針方向偏振旋轉45度；第一組成對的雙折射晶體50a，50b，其偏移方向互相垂直，作為第一組前向行進(forward，是為線性偏振光束射入反射式光循環(huán)器1a的方向)的位移器；第二組成對的雙折射晶體60a，60b，其偏移方向互相垂直，作為第二組反向行進(backward，是為線性偏振光束射出反射式光循環(huán)器1a的方向)的位移器；以及非互補光學反射元件20。
所謂互補晶體是指假設有一道在z-方向行進的光束通過互補晶體并且來回一趟后，其偏振方向并不會有所改變，但是對于非互補晶體而言，其偏振方向的改變則有加成性。一般采用的互補型晶體為半波片(half-waveplate)而非互補型晶體例如法拉第旋轉晶體(Faraday rotator)或是四分之一波長晶片(quarter-wave plate)。
圖7A～7J所表示的是線性偏振光束在圖6的反射式光循環(huán)器1a內部通過各種晶體的光束偏振方向，在圖中我們以圖形符號及其直徑線段表示光束的偏振方向。首先，線性偏振光束711，721，731自第1至第3個光纖連接端口31，32，33沿著入射方向(Forward)射入(見圖7A)，在通過雙折射晶體30之后因偏移效應(偏移方向為+X方向)而被分離為非常光的偏振光束712a，722a，732a，以及尋常光的偏振光束712a，722a，732b(見圖7B)；接著通過非互補偏振晶體40之后，全部繞著同一方向(順時針方向)旋轉45度成為線性偏振光束713a，723a，733a(與+X軸向夾-45度角)與713a，723b，733b(與+Y軸向夾-45度角)(見圖7C)；再繼續(xù)通過第一組成對的雙折射晶體50a，50b，借由其偏移效應(偏移方向分別是與+X軸向夾-45度角以及與+Y軸向夾-45度角)分別沿著雙折射晶體50a，50b的光軸朝向第2光纖連接端口32的方向偏移，而成為線性偏振光束714a，724a，734a以及714b，724b，734b(見圖7D)；至于第二組成對的雙折射晶體60a，60b，它們的偏移方向分別是與+Y軸向夾135度角以及與+Y軸向夾-135度角，所以線性偏振光束714a，724a，734a以及714b，724b，734b將直接通過第二組成對的雙折射晶體60a，60b，成為線性偏振光束715a，725a，735a以及715b，725b，735b，因此在未改變任何偏振方向的情形下射入光學反射元件20(見圖7E)。
線性偏振光束715a，725a，735a以及715b，725b，735b在被光學反射元件20反射而回成為線性偏振光束715a’，725a’，735a’以及715b’，725b’，735b’(見圖7F)，而且這些線性偏振光束715a’，725a’，735a’以及715b’，725b’，735b’的偏振方向，將與射入光學反射元件20之前的線性偏振光束715a，725a，735a以及715b，725b，735b正交；接著通過第二組成對的雙折射晶體60a，60b，借由其偏移效應而朝向第2光纖連接端口32的方向偏移，成為線性偏振光束714a’，724a’，734a’以及714b’，724b’，734b’(見圖7G)；然后在未改變任何偏振方向的情形下通過第一組成對的雙折射晶體50a，50b，成為線性偏振光束713a’，723a’，733a’與713b’，723b’，733b’(見圖7H)；繼續(xù)通過非互補偏振晶體40，而且順得針方向旋轉45度成為712a’，722a’，732a’以及712b’，722b’，732b’(見圖7I)；最后再通過雙折射晶體30而耦合成為線性偏振光束711’，721’，731’，并且分別自第2至第4個光纖連接端口32，33，34射出光循環(huán)器(見圖7J)。
在圖8中所公開的是為第二種微小反射式光循環(huán)器1b的構造，其包括有第一雙折射晶體30，偏移方向為θ＝φ＝45°，作為偏振分離/合成器(polarization splitter/combiner)之用，其光路的一端分別與第1至第4個光纖連接端口31，32，33，34連接；
一組成對的非互補偏振晶體40a，40b，使線性偏振光束旋轉45度，其偏振旋轉方向彼此相反；第二雙折射晶體30a，光軸方向(偏移方向)為θ＝45°、φ＝0°，作為位移器；以及一非互補光學反射元件20。
圖9A～9H所表示的是線性偏振光束在圖8的反射式光循環(huán)器1b內部通過各種晶體的光束偏振方向。首先、線性偏振光束811，821，831自第1至第3個光纖連接端口31，32，33沿著入射方向(Forward)射入(見圖9A)。以第一個光纖連接端口31內的線性偏振光束811為例，在通過第一雙折射晶體30之后因偏移效應分出偏振方向彼此正交的兩道光束812a(非常光)，812b(尋常光)(見圖9B)；然后分別通過成對的非互補偏振晶體40a，40b，其中晶體40a造成逆時針45°的旋轉，晶體40b造成順時針45°的旋轉，此時兩道偏振光束成為相同偏振方向的線性偏振光束813a，813b(見圖9C)，并且對于第二雙折射晶體30a而言均為尋常光，所以通過第二雙折射晶體30a時并未產生偏移效應，成為線性偏振光束814a，814b(見圖9D)；接著被光學反射元件20反射而回成為偏振方向相差90°的線性偏振光束814a’，814b’(見圖9E)；然后通過第二雙折射晶體30a產生+Y軸方向的偏移，成為線性偏振光束813a’，813b’(見圖9F)；繼續(xù)通過成對的非互補偏振晶體40a，40b，經由旋轉成為偏振方向彼此正交的線性偏振光束812a’，812b’(見圖9G)；最后通過第一雙折射晶體30，而耦合成為線性偏振光束811’，821’，831’，并且分別自第2至第4個光纖連接端口32，33，34射出反射式光循環(huán)器1b(見圖9H)。
在圖10中所公開的是為第三種微小反射式光循環(huán)器1c的構造，其包括有第一雙折射晶體30，作為偏振分離/合成器(polarizationsplitter/combiner)之用，其光路的一端分別與第1至第4個光纖連接端口31，32，33，34連接；一組偏振旋轉控制晶體4；一組成對的第二雙折射晶體90a，90b，其偏移的方向彼此相反，作為位移器之用，其中雙折射晶體90a是為前向行進位移器(forwarddisplacer)，用以使前向行進的光束產生位移，偏移方向為+Y軸向，另一雙折射晶體90b則為反向行進位移器(backward displacer)，用以使反向行進的光束產生位移，偏移方向為-Y軸向；以及一非互補光學反射元件20。
前述的偏振旋轉控制晶體4的第一種實施例主要是由一第一偏振旋轉控制晶體41，與一第二偏振旋轉控制晶體42所構成(見圖11A～11J)。其中第一偏振旋轉控制晶體41，是為造成前向行進(forward，是為線性偏振光束射入光循環(huán)器的方向)時順時針方向偏振旋轉45°的互補晶體；第二偏振旋轉控制晶體42，則是一種造成順時針方向偏振旋轉45°的非互補晶體。而配合此第一、第二偏振旋轉控制晶體41，42的第一雙折射晶體30，其偏移方向是為+X軸方向。其內部的光束偏振方向則如圖11A～11J所表示，其中所標示的符號意義均與前述各圖相同，請參考閱讀。
至于前述偏振旋轉控制晶體4的另一種實施例則是一種順時針方向偏振旋轉45°的非互補晶體，而在圖10中與其搭配的第一雙折射晶體30，其偏移方向是與+X軸向夾-45度角。其內部的光束偏振方向則如圖12A～12H所表示，其中所標示的符號意義均與前述各圖相同，請參考閱讀。
在圖13中所公開的是為第三種微小反射式光循環(huán)器1d的構造，其包括有
第一雙折射晶體30，作為偏振分離/合成器(polarizationsplitter/combiner)之用，其光路的一端分別與第1至第4個光纖連接端口31，32，33，34連接；一組偏振旋轉控制晶體4；一個第二雙折射晶體90，其偏移的方向與第一雙折射晶體30垂直，作為位移器之用；以及一非互補光學反射元件20。
前述的偏振旋轉控制晶體4的一種實施例主要是由一第一偏振旋轉控制晶體41，與一組第二偏振旋轉控制晶體42所構成(見圖14A～14J)。其中第一偏振旋轉控制晶體41，是為造成光束在前向行進(forward，是為線性偏振光束射入光循環(huán)器的方向)時順時針方向偏振旋轉45°的互補晶體；一組第二偏振旋轉控制晶體42，則是一種上下分別造成逆-順時針方向偏振旋轉45°的非互補晶體對。而配合此第一、第二偏振旋轉控制晶體41，42的第一雙折射晶體30，其偏移方向是為+X軸方向。其內部的光束偏振方向則如圖14A～14J所表示，其中所標示的符號意義均與前述各圖相同，請參考閱讀。
本發(fā)明使用一種非互補式光學反射元件，使光循環(huán)器的晶體可以重復使用，而具有降低光循環(huán)器的晶體數(shù)目、長度、體積以及成本的功效。
所有的光纖連接端口均位于光循環(huán)器的同一側，使用方便而且具有極佳的擴充性。
本發(fā)明利用雙折射晶體光軸的適當設計，可以利用相同的法拉第晶體，翻轉180度，即可產生相反的偏振旋轉方向，而成為門閂對(latchedpair)，也能夠僅只利用單一法拉第晶體即可完成對偏振態(tài)的控制，除了能夠將價格昂貴的半波片(half-waveplate)全然省略之外，并且能夠將物料的角度誤差降低至最低。
權利要求
1.一種反射式光循環(huán)器，包括有至少一個第一、第二與第三光纖連接端口，分別位于反射式光循環(huán)器的同一側邊；一非互補式光學反射元件，位于反射式光循環(huán)器的另一側邊，用以反射來自該第一與第二光纖連接端口射入的線性偏振光束；以及一光學晶體組合單元，介于該第一、第二與第三光纖連接端口，與該非互補式光學反射元件之間，用以將來自該第一與第二光纖連接端口射入的光束分離為二道不同光路且彼此具有光程差的線性偏振光束，再將該二道線性偏振光束引導至該非互補式光學反射元件，并且將該非互補式光學反射元件反射而回的該二道線性偏振光束重新耦合，然后引導至下一個光纖連接端口射出反射式光循環(huán)器。
2.如權利要求1所述的反射式光循環(huán)器，其中該非互補式光學反射元件包括有一非互補偏振控制晶體；一抗反射鍍膜，位于該非互補偏振控制晶體的光束入射面；一反射面，位于該非互補偏振控制晶體的另一面；以及一高折射率的光學晶體，其折射率大于空氣的折射率，介于該非互補偏振控制晶體與該反射面之間，并且位于其中光程較短的線性偏振光束的光路。
3.如權利要求2所述的反射式光循環(huán)器，其中該反射面是為一層高反射鍍膜。
4.如權利要求2所述的反射式光循環(huán)器，其中該反射面是為一高反射率的鏡片。
5.如權利要求2所述的反射式光循環(huán)器，其中該高折射率的光學晶體是選自于折射率大于1的硅、光學玻璃所構成的族群。
6.如申請專利范圍1所述的反射式光循環(huán)器，其中該非互補式光學反射元件包括有一非互補偏振控制晶體；一抗反射鍍膜，位于該非互補偏振控制晶體相對于光束入射面的背面，且位于其中光程較短的該線性偏振光束的光路；一高反射鍍膜，位于該非互補偏振控制晶體相對于光束入射面的背面，且位于其中光程較長的該線性偏振光束的光路；一高折射率的光學晶體，其折射率大于空氣，是貼附于該抗反射鍍膜與該高反射鍍膜；以及一反射面，位于該高折射率的光學晶體的另一面。
7.如權利要求6所述的反射式光循環(huán)器，其中該高折射率的光學晶體是為玻璃。
8.如權利要求6所述的反射式光循環(huán)器，其中該反射面是為一層高反射鍍膜。
9.如權利要求6所述的反射式光循環(huán)器，其中該反射面是為一高反射率的鏡片。
10.如權利要求1所述的反射式光循環(huán)器，其中該非互補式光學反射元件包括有一非互補偏振控制晶體；以及一位于該非互補偏振控制晶體的背面的直角棱鏡。
11.如權利要求1所述的反射式光循環(huán)器，其中該非互補式光學反射元件包括有一非互補偏振控制晶體；以及兩個45度反射鏡，分別位于該二道線性偏振光束的光路。
12.如權利要求1所述的反射式光循環(huán)器，其中該光學晶體組合單元，包括有一雙折射晶體，偏移方向為X方向，其光路的一端分別連接于該第一、第二與第三光纖連接端口，作為偏振分離/合成器之用。一非互補偏振晶體，使該線性偏振光束順時針方向偏振旋轉45度；第一組成對的雙折射晶體，其偏移方向互相垂直，作為第一組前向行進的位移器；以及第二組成對的雙折射晶體，其偏移方向互相垂直，作為第二組反向行進的位移器。
13.如權利要求12所述的反射式光循環(huán)器，其中該非互補偏振晶體是為法拉第旋轉晶體。
14.如權利要求12所述的反射式光循環(huán)器，其中該非互補偏振晶體是為四分之一波長晶片。
15.如權利要求1所述的反射式光循環(huán)器，其中該光學晶體組合單元，包括有一第一雙折射晶體，光軸方向為θ＝φ＝45°，偏移方向與Y軸夾45度角，其光路的一端分別連接于該第一、第二與第三光纖連接端口，作為偏振分離/合成器之用；一組成對的非互補偏振晶體，使線性偏振光束旋轉45度，其偏振旋轉方向彼此相反；以及一第二雙折射晶體，光軸方向為θ＝45°、φ＝0°，偏移方向為Y軸向，作為位移器。
16.如權利要求15所述的反射式光循環(huán)器，其中該非互補偏振晶體是為法拉第旋轉晶體。
17.如權利要求15所述的反射式光循環(huán)器，其中該非互補偏振晶體是為四分之一波長晶片。
18.如權利要求1所述的反射式光循環(huán)器，其中該光學晶體組合單元，包括有第一雙折射晶體，其光路的一端分別連接于該第一、第二與第三光纖連接端口，作為偏振分離/合成器之用；一組偏振旋轉控制晶體；以及一組成對的第二雙折射晶體，其偏移的方向彼此相反，作為位移器之用，其中一者是為前向行進位移器，另一者則為反向行進位移器。
19.如權利要求18所述的反射式光循環(huán)器，其中該第一雙折射晶體的偏移方向是為X軸方向，該組偏振旋轉控制晶體包含有一第一偏振旋轉控制晶體，與一第二偏振旋轉控制晶體，該第一偏振旋轉控制晶體，是為造成光束前向行進時順時針方向偏振旋轉45°的互補晶體；該第二偏旋轉控制晶體，則是造成光束順時針方向偏振旋轉45°的非互補晶體。
20.如權利要求18所述的反射式光循環(huán)器，其中該第一雙折射晶體的偏移方向是與+X軸向夾-45度角，該組偏振旋轉控制晶體是為一種順時針方向偏振旋轉45°的非互補晶體。
21.如權利要求1所述的反射式光循環(huán)器，其中該光學晶體組合單元，包括有第一雙折射晶體，其光路的一端分別連接于該第一、第二與第三光纖連接端口，作為偏振分離/合成器之用；一組偏振旋轉控制晶體；一第二雙折射晶體，其偏移與偏振分離/合成器垂直，作為位移器之用。
22.如權利要求21所述的反射式光循環(huán)器，其中該第一雙折射晶體的walk-off方向是為X軸方向，該組偏振旋轉控制晶體包含有一第一偏振旋轉控制晶體，與一組第二偏振旋轉控制晶體，該第一偏振旋轉控制晶體，是為造成光束前向行進時順時針方向偏振旋轉45°的互補晶體；而該第二偏振旋轉控制晶體，則是上下造成光束逆-順時針方向偏振旋轉45°的非互補晶體。
全文摘要
一種反射式光循環(huán)器,其光循環(huán)器使用一種光學反射元件,將來自于光纖連接端口的入射光速反射,使得反射而回的光束再次穿過所有分布于光學路徑上的光學元件,并搭配適當?shù)幕パa－非互補光學晶體的組合來產生特定的線性偏振方向,而將反射而回的光束引導至下一個光纖連接端口,具有重復使用晶體,降低晶體數(shù)目與光循環(huán)器之長度的功效,另一方面可以讓所有的光纖連接端口均設置于光循環(huán)器的同一邊,而達到微小化與使用容易的效果。
文檔編號G02B6/27GK1371006SQ0110414
公開日2002年9月25日 申請日期2001年2月22日 優(yōu)先權日2001年2月22日
發(fā)明者黃承彬, 周維仁 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院