一种光环形器制造技术

本发明专利技术涉及一种光环形器，其特征在于：在光路中心轴上依次设置有第一准直器、第一位移片、第一波片、第一旋转片、第二波片、双折射晶体棱镜、第二旋转片、第三波片、第四波片、第二位移片和第二准直器。本发明专利技术的光环形器具有体积小、隔离度高、插入损耗低、偏振相关损耗低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种光环形器
本专利技术涉及光纤通讯
，尤其是一种光环形器。
技术介绍
光环行器是一种多端口输入输出的非互易性光学器件，它的作用是使光信号只能沿规定的端口顺序传输。它的典型结构有N（N大于等于3）个端口，如图1所示，当光由端口1输入时，光由端口2输出，当光由端口2输入时，光由端口3输出，以此类推。由于光环行器的这种顺序传输特性，使其成为双向通信中的重要器件，它可用于将同一根光纤中正向传输和反向传输的光信号分开。图2为光环形器用于单纤双向通信的例子。此时，端口1连接数据发送器，端口2连接外部网络，端口3连接信号接收器。数据可由发送器通过光环形器的端口1由端口2送到外部网络，外部来的信号由端口2进入光环形器，但不会到达端口1而到达端口3进入信号接收器。光环形器可用于光通信中单纤双向通信，光纤布拉格光栅（FBG）组合应用，掺铒光纤放大器（EDFA），波分复用（WDM），色散补偿，光信号上载/下载，还可在光学时域反射仪（OTDR）和光纤陀螺（Sagnac干涉仪）中做耦合器，很好的提高了系统的性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种光环形器。本专利技术采用以下方案实现：一种光环形器，其特征在于：在光路中心轴上依次设置有第一准直器、第一位移片、第一波片、第一旋转片、第二波片、双折射晶体棱镜、第二旋转片、第三波片、第四波片、第二位移片和第二准直器。在本专利技术一实施例中，还包括第一根光纤、第二根光纤、第三根光纤和第四根光纤，所述第一根光纤和第三根光纤沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第一准直器上，所述第二根光纤和第四根光纤沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第二准直器上。在本专利技术一实施例中，还包括第一根光纤、第二根光纤和第三根光纤，所述第一根光纤和第三根光纤沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第一准直器上，所述第二根光纤沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第二准直器上。在本专利技术一实施例中，还包括第二根光纤、第三根光纤和第四根光纤，所述第三根光纤沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第一准直器上，所述第二根光纤和第四根光纤沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第二准直器上。在本专利技术一实施例中，所述双折射晶体棱镜是凸角棱镜或凹角棱镜。在本专利技术一实施例中，所述双折射晶体棱镜用偏振分光棱镜等效替换。在本专利技术一实施例中，所述双折射晶体棱镜分成上下两个或者左右两个。在本专利技术一实施例中，所述第一准直器和第二准直器是普通的光纤头或TEC光纤头。在本专利技术一实施例中，所述第一位移片和第二位移片用偏振分光棱镜等效替换。本专利技术的光环形器具有体积小、隔离度高、插入损耗低、偏振相关损耗低等优点。附图说明图1是现有技术中光环形器示意图。图2是现有技术中光环形器用于单纤双向通信示意图。图3是本专利技术光环形器的光路俯视图。图4是本专利技术中光从环形器的光纤11到光纤12的光路侧视图。图5是本专利技术中光从环形器的光纤12到光纤13的光路侧视图。图6是本专利技术中光从环形器的光纤13到光纤14的光路侧视图。图7是本专利技术中棱镜内外交点示意图。图8是本专利技术中三端口环形器可用棱镜示意图。图9是本专利技术中三端口环形器可用偏振分光棱镜示意图。图10是本专利技术中单级三端口环形器示意图。图11是本专利技术中几种棱镜或棱镜组合的示意图。图示说明：11-第一根光纤、12-第二根光纤、13-第三根光纤、14-第四根光纤、21-第一准直器、22-第二准直器、31-第一位移片、32-第二位移片、41-第一波片、42-第二波片、43-第三波片、44-第四波片、51-第一旋转片、52-第二旋转片、61-双折射晶体棱镜。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本专利技术作进一步详细说明。如图3-6所示，本实施例提供一种光环形器，在光路中心轴上依次设置有第一准直器21、第一位移片31、第一波片41、第一旋转片51、第二波片42、双折射晶体棱镜61、第二旋转片52、第三波片43、第四波片44、第二位移片32和第二准直器22。在本专利技术第一实施例中，还包括第一根光纤11、第二根光纤12、第三根光纤13和第四根光纤14，所述第一根光纤11和第三根光纤13沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第一准直器21上，所述第二根光纤12和第四根光纤14沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第二准直器22上。将来自第一根光纤的光束耦合进第二根光纤，将来自第二根光纤的光束耦合进第三根光纤，将来自第三根光纤的光束耦合进第四根光纤。具体的，来自第一根光纤的光由第一准直器准直成平行光束后，依次经过第一位移片，第一波片，第一旋转片，第二波片后，光束的传输方向没有改变；再经双折射晶体棱镜后，由于双折射晶体的折射以及光束的偏振态和双折射晶体棱镜的光轴取向，光束改变了传输方向，然后经过第二旋转片，第三波片，第四波片，第二位移片后，由第二根光纤接收。来自第二根光纤的光由第二准直器准直成平行光束后，依次经过第二位移片，第四波片，第三波片，第二旋转片后，光束的传输方向没有改变；再经双折射晶体棱镜后，由于光束的偏振态和双折射晶体棱镜的光轴取向以及双折射晶体的折射，光束改变了传输方向，然后经过第二波片，第一旋转片，第一波片，第一位移片后，由第三根光纤接收。来自第三根光纤的光由第一准直器准直成平行光束后，依次经过第一位移片，第一波片，第一旋转片，第二波片后，光束的传输方向没有改变；再经双折射晶体棱镜后，由于双折射晶体的折射以及光束的偏振态和双折射晶体棱镜的光轴取向，光束改变了传输方向，然后经过第二旋转片，第三波片，第四波片，第二位移片后，由第四根光纤接收。第一准直器用于将来自第一根光纤或三根光纤的光准直成平行光束，或者将平行光束导入第三根光纤；第二准直器用于将来自第二根光纤的光准直成平行光束，将平行光束导入第二根光纤或第四根光纤；第一位移片和第二位移片用于将任意状态的输入光分解成两束偏振方向垂直的偏振分量或者将两束偏振方向垂直的偏振分量合成一个光束；第一波片、第一旋转片、第二波片、第二旋转片、第三波片和第四波片用于改变光束的偏振态；双折射晶体棱镜，其双折射晶体功能根据光束的偏振态分开或合成两个偏振态光束，其棱镜功能用于改变两个偏振态光束的传输角度。在结构上，少了第一根光纤，或者第四根光纤，即为三端口环形器，举例来讲，在本专利技术第二实施例中，还包括第一根光纤11、第二根光纤12和第三根光纤13，所述第一根光纤11和第三根光纤13沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第一准直器21上，所述第二根光纤12沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第二准直器22上。如图10所示，在低成本低隔离度要求的情况下，可以构成单级三端口环形器。所述双折射晶体棱镜可以是凸角棱镜或凹角棱镜。如图7所示，双折射晶体棱镜用作凸角棱镜时，两偏振态光束的交叉点在棱镜凸角的外方；用作凹角棱镜时，两偏振态光束的交叉点在棱镜凹角的内方。光束交叉点位置可以灵活配置，方便准直器和整体光路的设计。双折射晶体棱镜的角度大小可以是根据具体要求设计的，如图8所示，双折射晶体棱镜可以是一边是平面，这种情况可以构成三端口环形器。所述双折射晶体棱镜可以是偏振分光棱镜。如图9所示，根据棱镜反射角的差异，可以把光束交叉点设在偏振分光棱镜的任意位置。如图11所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光环形器，其特征在于：在光路中心轴上依次设置有第一准直器、第一位移片、第一波片、第一旋转片、第二波片、双折射晶体棱镜、第二旋转片、第三波片、第四波片、第二位移片和第二准直器。

【技术特征摘要】
1.一种光环形器，其特征在于：在光路中心轴上依次设置有第一准直器、第一位移片、第一波片、第一旋转片、第二波片、双折射晶体棱镜、第二旋转片、第三波片、第四波片、第二位移片和第二准直器；还包括第一根光纤、第二根光纤、第三根光纤和第四根光纤，所述第一根光纤和第三根光纤沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第一准直器上，所述第二根光纤和第四根光纤沿所述光环形器纵轴相邻并排放置于所述第二准直器上；所述双折射晶体棱镜是凸角棱镜或凹角棱镜；所述双折射晶体棱镜分成上下两个或者左右两个；所述第一准直器和第二准直器是普通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玉霞，沈君伟，
申请(专利权)人：福州百讯光电有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35