光耦合器制造技术

本实用新型专利技术提供一种分立光学元件薄膜型光耦合器，包括：一双光纤准直器，该准直器的一保偏光纤为信号光的输入口，另一光纤为信号光的第一输出口；一单光纤准直器，与所述双光纤准直器的光路相对，其光纤为信号光的第二输出口；一镀膜片，位于所述两准直器光路之间，该镀膜片既可以为波分复用膜片，也可以是光功率分光膜片，第一输出口和第二输出口的光纤至少一个是采用保偏光纤，且所述保偏光纤的慢轴相互平行并垂直于所述纵向轴０－０。采用这种结构的保偏耦合器就能够保证输入口和最少一个输出口的偏振态保持一致，满足了在特定场合要求偏振态不变化的要求。且膜层也可以直接镀在输入口的透镜端面上，从而使得耦合器的结构更加简单，紧凑，稳定可靠且成本低。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光通信无源器件，更具体地说，尤其涉及分立光学元件薄膜型光耦合器。为达到以上专利技术目的，本技术提供一种光耦合器，沿纵向轴排列，包括一双光纤准直器，该准直器的第一光纤为信号光的输入口且为保偏光纤，第二光纤为信号光的第一输出口；一单光纤准直器，与所述双光纤准直器的光路相对，其单光纤为信号光的第二输出口；所述第一输出口和第二输出口的光纤两者中至少一个为保偏光纤；一镀膜片，位于所述两准直器光路之间；当输入口和第二输出口同为保偏光纤时，两光纤慢轴相互平行；当双光纤准直器两根光纤同为保偏光纤时，两光纤慢轴与两纤心连线构成一等腰三角形，底边为两纤心连线，在极限情况时两慢轴同时垂直或重合于两纤心连线。所述镀膜片的镀膜层也可以直接镀于所述双光纤准直器透镜的出光端面上。由于本技术耦合器结构中的输入口和至少有一个输出口采用的是保偏光纤，这样就能够保证输入口和至少一个输出口的偏振态能保持一致。且耦合器的输入口的透镜端面可以直接镀膜，不需要另外的镀膜片，使整个光耦合器的结构更加简单，紧凑，成本低。附图说明图1A表示本技术薄膜型光耦合器的第一种结构示意图。图1B表示图1A所示光耦合器的三根保偏光纤沿轴O-O投影后的结构示意图。图2表示图1A所示信号光近垂直入射薄膜的光路图。图3A表示图2所示入射光的偏振态。图3B表示图2所示反射光的偏振态。图3C表示图2所示透射光的偏振态。图4A表示本技术薄膜型光耦合器的第二种结构示意图。图4B表示图4A所示耦合器保偏光纤沿轴O-O投影后的结构示意图。图5A表示本技术薄膜型光耦合器的第三种结构示意图。图5B表示图5A所示耦合器的保偏光纤沿轴O-O投影后的结构示意图。从双光纤准直器1的第一光纤101入射的光，由其透镜准直后，膜层3以一定的规则反射一部分光和透射一部分光。由于光束几乎以垂直的角度投射至膜层3上，所以反射光、透射光偏振态不变，见下面图2说明。当膜层3为波分复用膜时，信号光从光纤101入射到膜层3上，一个波长的光透射，经单光纤准直器2准直后，从光纤201输出，而另外一个波长的光被膜层3反射，经双光纤准直器1的第二光纤102输出；同样，当膜层3为光功率分配膜时，信号光从光纤101入射到膜层3上，膜层3按照设定的比例把入射光分配成两束光透射光和反射光，透射光由单光纤准直器2耦合进光纤201输出，反射光则由双光纤准直器1耦合进光纤102输出。对于上述所用的保偏光纤，也可以是其它类型的保偏光纤，如蝶型、椭圆型保偏光纤等。现有的保偏光纤在制作过程中特意加大两个轴向上的应力，使得其中一个轴向偏振光明显要快于另外一个轴向偏振光的传播速度，这个轴称之为快轴，另外一个传播速度较慢的轴称为慢轴。一般线偏振光只有沿着慢轴入射进保偏光纤才能够保证输出光为线偏振。如图1B所示，两准直器1和2的三根保偏光纤101、102和201的慢轴分别为1011、1021、2011，三者必须保持平行才能使耦合器具有保偏功能。如果反射、透射通道，其所在的两光纤慢轴之间如果有θ角误差，则其消光比ER为ER≥10*Lg(Tan2(θ))。如果需要偏振态保持得越好，则需要两慢轴的夹角越小；如果需要20dB的消光比，则角度必须小于5.7度左右；消光比大于25dB，则角度要小于3.2度。当从双光纤准直器1的第一光纤101输入线偏振光，且偏振方向平行于光纤101的慢轴1011时，双光纤准直器1的出射光(此时，未进入膜层)偏振方向不变。由于线偏振光偏振方向平行慢轴，也即是偏振方向垂直于入射面，这种情况下的透射光和反射光的偏振态不变。所以由膜层3反射回来至双光纤准直器1的空气隙6的透射光和单光纤准直器2的空气隙5的反射光的偏振态不会发生变化，保证这些透射光和反射光进入双光纤准直器1和单光纤准直器2的输出光纤102和103时，偏振方向都是平行于光纤的慢轴。这样，输入信号光的光纤101的入射光的线偏振态与输出信号光的光纤102和光纤201的出射光的偏振态一致。图2是以近于垂直角度入射膜层3的光路图。其中入射光301、反射光302和透射光303的偏振态分别如图3A、3B和3C中所示，箭头方向表示偏振光的旋转方向，椭圆的长轴方向和慢轴方向一致。入射光301可以分解为垂直于入射面的s波和平行于入射面的p波，由菲涅尔公式知道，两者的反射率都是(n2-n1)/(n2+n1)。p波无相位变化，而s波有180度的相位突变。所以合成后反射光302的偏振态与入射光301相比，两者的偏振程度一样，偏振方向一致，偏振光旋转方向相反。对于透射光303而言，透射光303的偏振态如图3C，入射光301的p、s波的透射率都是2*n1/(n2+n1)，且两者都无相位突变，所以透射光303偏振态与入射光301完全一致。在本实施例中无论膜层3是波分复用膜层或者光功率分光膜层，都能满足偏振态保持一致的要求。如图4A所示的耦合器，双光纤准直器1，单光纤准直器2，膜层3，双光纤准直器1的第一光纤101为保偏光纤，第二光纤103设为普通单模光纤，单光纤准直器2的光纤201为保偏光纤。保偏光纤101和201的慢轴分别为1011和2011，这两轴互相平行，如图4B所示。此时，从双光纤准直器1的光纤101输入慢轴1011方向的线偏振光，就可以从单光纤准直器2的光纤201端输出线偏振光，且偏振方向也平行于201光纤慢轴2011。此时膜层3既可是波分复用膜层，也可以是光功率分光膜层。如图5A所示的耦合器，双光纤准直器1，单光纤准直器2，膜层3，双光纤准直器1的第一光纤101为保偏光纤，第二光纤102为保偏光纤，单光纤准直器2的光纤202设为普通单模光纤。保偏光纤101和102的慢轴分别为1011和1021，这两轴平行于入射面，如图5B所示。此时，从双光纤准直器1的保偏光纤101输入慢轴1011方向的线偏振光，就可以从其第二保偏光纤102端输出线偏振光，且偏振方向也平行于102光纤慢轴1021。而膜层3既可是波分复用膜层，也可以是光功率分光膜层。在本技术的保偏耦合器结构中，输入口和输出口的保偏光纤的型号可以不一致，均能达到保偏输出口的偏振态与输入口一致的要求。权利要求1.一种光耦合器，沿纵向轴O-O排列，包括一双光纤准直器，该准直器的第一光纤为信号光的输入口，第二光纤为信号光的第一输出口；一单光纤准直器，与所述双光纤准直器的光路相对，其光纤为信号光的第二输出口；一镀膜片，位于所述两准直器光路之间；其特征在于所述第一光纤为保偏光纤，双光纤准直器的第二光纤和单光纤准直器的光纤两者中至少一个为保偏光纤；当输入口和第二输出口同为保偏光纤时，两光纤慢轴相互平行；当双光纤准直器两根光纤同为保偏光纤时，两光纤慢轴与两纤心连线构成一等腰三角形，底边为两纤心连线，在极限情况时两慢轴同时垂直或重合于两纤心连线。2.根据权利要求1所述的光耦合器，特征在于，所述镀膜片为波分复用镀膜片。3.根据权利要求1所述的光耦合器，特征在于，所述镀膜片为光功率分光镀膜片。4.根据权利要求1、2或3所述的光耦合器，特征在于，所述镀膜片紧贴于双光纤准直器透镜的出光端面上。5.根据权利要求1、2或3所述的光耦合器，特征在于，所述镀膜层直接镀于所述双光纤准直器透镜的出光端面上。6.根据权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光耦合器，沿纵向轴０－０排列，包括：一双光纤准直器，该准直器的第一光纤为信号光的输入口，第二光纤为信号光的第一输出口；一单光纤准直器，与所述双光纤准直器的光路相对，其光纤为信号光的第二输出口；一镀膜片，位于所述两准直器光路之 间；其特征在于：所述第一光纤为保偏光纤，双光纤准直器的第二光纤和单光纤准直器的光纤两者中至少一个为保偏光纤；当输入口和第二输出口同为保偏光纤时，两光纤慢轴相互平行；当双光纤准直器两根光纤同为保偏光纤时，两光纤慢轴与两纤心连线构成一等腰三 角形，底边为两纤心连线，在极限情况时两慢轴同时垂直或重合于两纤心连线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷润生，谢红，
申请(专利权)人：昂纳信息技术深圳有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]