專利名稱：多通道光纖隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種非互易性光路進(jìn)行傳輸?shù)墓饫w單向器。在半導(dǎo)體激光器的光傳輸系統(tǒng)中，能夠消除或抑制反向光產(chǎn)生的反射噪聲，提高載噪比，穩(wěn)定光輸出信號(hào)。它廣泛用于光纖放大器中、有線電視干線回路中，高檔的光發(fā)射模塊中和密集波分復(fù)用(DWDM)光傳輸系統(tǒng)中以及光纖通信及實(shí)驗(yàn)室工作系統(tǒng)中。
在已有的技術(shù)中，傳統(tǒng)的單通道光纖隔離器使用二塊雙折射光楔或偏振片，一只法拉第(Faraday)旋光器(即在永久磁鐵的磁環(huán)中加入在飽和磁場(chǎng)下工作的旋光晶體組成)。二段自聚焦棒(構(gòu)成平行光路準(zhǔn)直系統(tǒng))，由于自聚焦棒的通光口徑小，焦距短，在光纖傳輸系統(tǒng)中準(zhǔn)直性較差，對(duì)反向光的隔離效果一般，而且一個(gè)光纖隔離器僅限于單一通道，在多通道傳輸時(shí)需配置多個(gè)單通道光纖隔離器。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能克服上述缺點(diǎn)的光纖隔離器，而且大大降低制造成本，它對(duì)原單通道光纖隔離器作了重大創(chuàng)新。技術(shù)方案如下1.專門(mén)設(shè)計(jì)了放大倍數(shù)為1的微透鏡光準(zhǔn)直成象系統(tǒng)(前后微透鏡中間為平行光)，微透鏡可以由多片或單片透鏡或非球面透鏡構(gòu)成。用它來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)光纖隔離器中的二段自聚焦棒，它可以提高在光纖傳輸中對(duì)反向光的隔離效果，特別適合于和多通道光纖耦合相匹配。
2.專門(mén)設(shè)計(jì)了多通道光纖列陣。光纖列陣可以做成4路、8路、16路，可以傳輸多種波長(zhǎng)、多個(gè)泵浦光源。光纖列陣輸入端點(diǎn)和接收端點(diǎn)構(gòu)成物象對(duì)應(yīng)關(guān)系且同樣大小。這樣的新穎設(shè)計(jì)可以只用一個(gè)多通道光學(xué)回路就能代替4、8、16個(gè)單通道光纖隔離器。


圖1為多通道光纖隔離器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-1為雙折射光楔型光纖隔離器原理圖。
圖2-2為偏振片型光纖隔離器原理圖。
圖3為多通道光纖隔離器典型實(shí)例圖。
下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述根據(jù)
圖1，本實(shí)用新型主要包括兩塊雙折射光楔或偏振片(3)，一只法拉第(Faraday)旋光器(4)，前后微透鏡(1)和多通道(4、8、16路)光纖列陣(2)。上述零部件裝成一體，構(gòu)成一套多通道光纖隔離器。
本實(shí)用新型的原理如下，雙折射光楔或偏振片和法拉第旋光器構(gòu)成一個(gè)非互易空間。
圖2-1中由雙折射光楔(3)構(gòu)成的稱偏振無(wú)關(guān)型隔離器。當(dāng)準(zhǔn)直光經(jīng)過(guò)P1后被分解為o光和e光，經(jīng)法拉第旋光器(4)時(shí)，o光和e光的偏振面各自向同一方向旋轉(zhuǎn)45度經(jīng)P2折射后形成相互平行的o、e平行光并經(jīng)微透鏡耦合到光纖纖芯進(jìn)行正向傳輸，當(dāng)光束沿磁場(chǎng)反向傳輸時(shí)，經(jīng)P2被分為偏振面與P1成45度的o′光和e′光，由于法拉第效應(yīng)的非互易性，反向光振動(dòng)面朝著與正向光旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)45度，相對(duì)於P1的晶軸總的轉(zhuǎn)過(guò)了90度。因而被分開(kāi)一個(gè)較大的角度，不能再耦合進(jìn)光纖，從而達(dá)到反向隔離的目的。
在圖2-2中若P1、P2由偏振片(3)構(gòu)成的隔離器為偏振相關(guān)型隔離器，當(dāng)輸入的平行線偏振光L通過(guò)P1再經(jīng)法拉第旋光器(4)后，偏振面被轉(zhuǎn)45度剛好與P2的振透方向一致，光信號(hào)以極小損耗通過(guò)P2，而傳輸中由該光束引起的反向光經(jīng)P2變?yōu)榕cP1振透方向呈45度夾角的線偏振光，再經(jīng)法拉第旋光器(4)時(shí)，由于法拉第旋光器的非互易性被法拉第旋光器又轉(zhuǎn)了45度，夾角變成90度，反向光的偏振面L′與P1振透方向正交，從而被反向隔離。
其次要說(shuō)明的一點(diǎn)就是在多通道光纖列陣中產(chǎn)生對(duì)光軸的軸外平行光(斜光束)但不影響光傳輸，因?yàn)樵谛惫馐饴分袑?duì)法拉第效應(yīng)有貢獻(xiàn)的是沿磁力線方向的磁光旋轉(zhuǎn)，因此仍舊是等效于軸上平行光系統(tǒng)中的磁光旋轉(zhuǎn)角。
在圖3的典型實(shí)例中LD為半導(dǎo)體激光發(fā)射光源，可以做成多通道(多波長(zhǎng))的光纖傳輸。光纖列陣(2)的物面象面均和前、后微透鏡(1)的焦平面重合(放大倍數(shù)為1)其間為準(zhǔn)直的平行光，光纖端點(diǎn)a、b和a′、b′為物象對(duì)應(yīng)關(guān)系。由多種波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光光源(LD)發(fā)出的光線傳到光纖列陣(2)的輸入端a、b、c、d(位於微透鏡組L1的前焦面上)再經(jīng)雙折射光楔(3)法拉第旋光器(4)傳到微透鏡組(1)的后焦面上，(即后光纖列陣(2)的端點(diǎn)a′、b′、c′、d′上)由于雙折射光楔(3)、法拉第旋轉(zhuǎn)光器(4)，形成了偏振無(wú)關(guān)型隔離器使得本系統(tǒng)不但可以替代四個(gè)單通道光纖隔離器，而且對(duì)反向光有高質(zhì)量的隔離效果。
權(quán)利要求1.一種能隔離反向光，穩(wěn)定光纖單向傳輸?shù)钠骷?，其特征在于二塊多通道光纖列陣(2)，二組微透鏡(1)，二塊雙折射光楔(3)，一只法拉第旋光器(4)，上述零部件裝成一體，形成多個(gè)單通道光隔離器，接入光纖傳輸光路中。
2.如權(quán)利要求書(shū)1所述的光纖隔離器，其特征在于所述的光纖列陣(2)可以做成多通道的4路、8路、16路…n路。
3.如權(quán)利要求書(shū)1所述的光纖隔離器，其特征在于所述前后微透鏡(1)構(gòu)成準(zhǔn)直成象系統(tǒng)，其中間為平行光光學(xué)系統(tǒng)，放大倍數(shù)為1。
4.如權(quán)利要求書(shū)1，3所述的光纖隔離器，其特征在于所述光纖列陣(2)的端點(diǎn)位於微透鏡(1)的前后焦平面上，構(gòu)成物象對(duì)應(yīng)關(guān)系。
5.如權(quán)利要求書(shū)1，3所述的光纖隔離器，其特征在于微透鏡(1)可以是多片透鏡，也可以是單片透鏡或非球面透鏡或自聚焦棒。
6.如權(quán)利要求書(shū)1所述的光纖隔離器，其特征在于所述二塊雙折射光楔(3)可以由偏振片代替。
專利摘要一種能隔離反向光、穩(wěn)定光纖單向傳輸?shù)钠骷?。它主要包括二塊多通道光纖列陣、二組微透鏡、二塊雙折射光楔、一只法拉第旋光器。上述零部件裝成一體形成多個(gè)單通道光纖隔離器。接到光纖傳輸光路中，可以消除或抑制反向光產(chǎn)生的反射噪聲，提高載噪比，穩(wěn)定光輸出信號(hào)。它廣泛用于光纖放大器中，有線電視干線回路中、高檔的光發(fā)射模塊中和密集波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)中以及光纖通信及實(shí)驗(yàn)室工作系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)G02F1/09GK2524256SQ0126697
公開(kāi)日2002年12月4日 申請(qǐng)日期2001年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月18日
發(fā)明者徐衛(wèi)東, 劉嘯虎, 章熙平, 林超峰, 吳家鈺 申請(qǐng)人:徐衛(wèi)東, 高滿良