双向隔离器制造技术

双向波长交叉的光学隔离器，可提供使第一组光学信号（例如，ＩＴＵ偶数信道）从第一端口向第二端口传输的能力，并防止第二组光学信号通过。该双向波长交叉的光学隔离器也可使第二组光学信号（例如，ＩＴＵ奇数信道）从第二端口向第一端口传输，并防止第一组光学信号通过。因此，该双向波长交叉的光学隔离器可借助沿第一方向通过的第一组信号和沿第二方向通过的第二组信号提供双向通信。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学隔离器，特别是涉及双向光学隔离器，该隔离器具有与响应通过该器件的第二相反方向的第二梳状滤波器不同的响应通过该器件的第一方向的第一梳状滤波器。为了提供双向功能的光学系统，在每个方向上就需使用单向隔离器来进行传输。在每个方向上都需要隔离器装置会使实际上需要双向隔离器的光学网络的费用增加并变得复杂起来。因此就要求提供双向光学隔离器。以Jameson名义于1991年7月23日以“偏振独立光学隔离器”的名称公布的美国专利5,033,830中公开了一种已有技术的偏振独立光学隔离器。Jameson描述的隔离器具有单个双折射平板、一对重叠的互易旋转器、一法拉第旋转器、和一串联定位在双折射平板附近的反射器。在向前的(传输)方向，光纤出射的光波信号被双折射平板分成一对正交光线。之后，该正交光线通过第一互易旋转器和提供22.5°旋转的法拉第旋转器。而后，旋转的光线被反射器往回反射并通过法拉第旋转器。在通过第二个互易旋转器之后，正交光线再次进入同一双折射平板，它们在双拆射平板中重新组合并从输出光纤射出。由于法拉第旋转器是非互易器件，所以任何沿相反(隔离)方向传输通过隔离器的信号将经双折射平板在两个通道上被分裂，于是在两个方向都不会遮断输入光纤。以Coult等的名义于1992年1月21日公布的美国专利5,082,343中公开了一种带隔离的光耦合器。该专利中的耦合器包括一对带有波长选择器件的透镜和位于透镜之间的隔离器。以Yihao Cheng的名义公布的美国专利5,594,821中公开了另一个试图改善Coult的设计的隔离器。以Shiraishi等人的名义公布的美国专利5,267,078公开了又一种光学隔离器。虽然这些已有技术的器件以单向方式提供了隔离功能，并在使光只沿向前的方向通过时基本上能避免光沿向后的方向传输，但本专利技术的目的是提供一种与波长相关的隔离器，该隔离器按一种操作模式允许第一组周期波长沿第一方向通过而从第一端口到达第二端口，而基本上避免第二组周期波长通过；同时允许第二组波长沿第二方向通过以从第二端口到达第一端口，而基本上避免第一组波长沿同一方向通过。本专利技术的另一个目的是提供一种双端口隔离器，其具有的梳状滤波器响应一个方向与另一个方向上的有差异。与已有技术中允许信号沿向前的方向传输而不允许沿向后方向传输的光学隔离器不同，本专利技术实施例的隔离器允许通过隔离器的信号沿着从第一端口到第二端口和第二端口到第一端口的两个方向传输，其中相对于沿每个方向能够通过的波长、该传输是波长相关和相互排斥的。图6是用于图5所示隔离器的偏振图(a polarization plot)；图7a和7b表示两级双向波长交叉隔离器的另一个实施例；图8表示两级双向波长交叉隔离器的又一个实施例；图9表示两级双向波长交叉隔离器的再一个实施例；附图说明图10a表示两级双向波长交叉隔离器的另一个实施例的顶视图；图10b表示图10a所示的两级双向波长交叉隔离器的侧视图；图11是图10a和10b所示隔离器的偏振图；图12a表示具有四分之一波反射镜的折叠式双向波长交叉隔离器的顶视图；图12b表示图12a所示隔离器的侧视图；图13a表示具有四分之一波反射镜的折叠式双向波长交叉隔离器另一实施例的顶视图；图13b表示图13a所示隔离器的侧视图；图14a表示具有四分之一波反射镜的折叠式双向波长交叉隔离器另一实施例的顶视图；图14b表示图14a所示隔离器的侧视图；图15a表示具有反射棱镜的折叠式双向波长交叉隔离器另一实施例的顶视图；图15b表示图15a所示隔离器的侧视图；图16表示带有偶数信道的偏振图的折叠式双向波长交叉隔离器的另一实施例；图17表示带有奇数信道的偏振图的图16的双向波长交叉隔离器。详细描述双向波长交叉光学隔离器能使第一组光学信号(例如，ITU偶数信道)从第一端口到达第二端口。双向波长交叉光学隔离器也能使第二组光学信号(例如，ITU奇数信道)从第二端口到达第一端口。所以，双向波长交叉光学隔离器通过沿第一方向通过第一组信号和沿第二方向通过第二组信号而提供双向通信。图1是双向波长交叉隔离器的概念性图示。图1的隔离器使具有第一组频率(例如；1920.00，1920.50，1921.00，1921.50，...1960.00×100GHZ)的光学信号沿第一方向通过，并使具有第二组频率(例如；1920.25，1920.75，1921.25，...1960.25×100GHz)的光学信号沿另一方向通过。所以，图1所示的隔离器是双向器件。图2a和2b表示本专利技术的双向隔离器的一个最简单的实施例，该隔离器可使偶数信道的信号通过从第一端口1到达第二端口2，可使奇数信道的信号通过从笫二端口2到达第一端口1。透镜8a和8b，最好是梯度折射率(GRIN)透镜。将入射的光束准直到适当的波导上，并将从该波导出射的光束聚焦。第一与偏振相关光束引导器具有离散晶体10的形式，该引导器将入射光束分成正交的偏振子光束12a和12b(图2a)或将正交偏振子光束11a和11b(图2b)组合以便输出。第一光束引导器10将子光束引导通过双折射组件13，双折射组件13由诸如具有其不同方向偏振轴差异的厚波片的两个双折射材料元件14a和14b组成。这两个元件的快轴和慢轴有意地设置成不重合，以提供与所需梳状滤波器响应对应的基本上为平顶的周期波长输出响应。在优选实施例中，第一块14a是第二块14b(例如长度2L)长度的一半、并与垂直偏振的输入光成45°取向，而第二块14b与垂直偏振的输入光成105°取向。在所示的实施例中，该双折射组件适用于不在偶数信道的偏振上产生累积效应(见图2a)，同时奇数信道的偏振旋转90°(见图2b)，即该双折射组件是波长选择的偏振旋转器。双折射组件是可提供交叉功能的优选装置；但是也可以使用其它形式的交织器，例如基于Fabry-Perot或Gires-Tournois标准具的交织器，以提供所需的波长选择偏振旋转。非互易旋转器16也定位在子光束11a、11b、12a、和12b的通路中。非互易旋转器16优选地由法拉弟旋转器和半波片组成。它将沿一个方向传输的子光束的偏振旋转90°并组合、且对沿相反方向传输的子光束的偏振没有累积效应。在所示实施例中，从第一端口1传输到第二端口2信号的偏振如偶数信道信号的偏振被旋转90°，而从第二端口2传输到第一端口1的奇数信道信号的偏振不变化。离散晶体形式的第二与偏振相关光束引导器18光学耦合到非互易旋转器16上，非互易旋转器16用于组合正交偏振子光束12a和12b(图2a)以便经透镜8b输出，并将输入第二端口2的光束分成正交偏振子光束11a和11b(图2b)。除了被反向和倒置之外，离散晶体18与离散晶体10相似，因此，离散晶体18组合正交偏振子光束以便将其沿平行于原输入通道的通道输出。按照这种设置，沿第一通道20输入第一端口1的偶数信道的信号最初被分成两个正交偏振子光束12a和12b，该子光束12a和12b分别沿第一通道20和第二通道21传输。这两个子光束12a和12b被引导通过没有偏振作用的双折射组件13并通过将其偏振旋转90°的非互易旋转器16。因此，第二光束引导器18组合子光束12a和12b以使它们沿第二通道21输出第二端口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向隔离器，包括：一第一端口，用于发射包括来自于第一组波长信道的至少一个波长信道的第一光学信号，和用于输出包括来自独立于第一组波长信道的第二组波长信道的至少一个波长信道的第二光学信号；一第二端口，用于发射该第二光学信号和用于输出 该第一光学信号；第一路由装置，用于将第一光学信号从第一端口导向第二端口、同时避免包括来自于第二组波长信道的至少一个波长信道的信号通过它；以及第二路由装置，用于将该第二光学信号从第二端口导向第一端口，同时避免包括来自该第二组波长信道的 至少一个波长信道的信号通过它。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴国仇，张国威，陈叶红，托马斯杜瑟里尔，程颐浩，
申请(专利权)人：JDS尤尼费斯公司，JDS尤尼费斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]