二维阵列式多路多端口光环形器制造技术

本发明专利技术提供一种二维阵列式多路多端口光环形器，包括二组以上的准直器阵列，每一组准直器阵列包括三个以上准直器，同一组准直器阵列的多个准直器位于光环形器的同一侧；第一双折射晶体，设置于准直器阵列的一侧，多组准直器阵列的光信号均经过第一双折射晶体；半波片组，设置于第一双折射晶体远离准直器阵列的一侧，半波片组设置有二块以上的半波片；旋光器件，设置于半波片组远离第一双折射晶体的一侧，旋光器件远离半波片组的一侧设置有合光分光器件；偏振态变换器件，设置于旋光器件远离合光分光器件的一侧；反射器件，设置于偏振态变换器件远离旋光器件的一侧。本发明专利技术能够集成多路多端口的光环形器，有利于光环形器的体积小型化。小型化。小型化。

【技术实现步骤摘要】
二维阵列式多路多端口光环形器


[0001]本专利技术涉及一种光学器件，尤其涉及一种体积小的二维阵列式多路多端口光环形器。

技术介绍

[0002]目前的光纤通信系统中广泛应用各种光学器件，其中光环形器是一种常见的光学器件。光环形器是一种多端口非互易性的光学器件，它的作用是使光信号只能沿规定的端口顺序传输，从而实现单根光纤上的双向光信号传输。通常，光环形器具有三个或三个以上端口，如图1所示，光环形器具有四个端口，分别是端口11、12、13、14，当光信号从端口11进入光环形器后，光信号几乎毫无损失的从端口12输出，其它端口几乎没有光输出；当光信号从端口12进入光环形器后，光信号几乎毫无损失的从端口13输出，其它端口几乎没有光输出，以此类推。
[0003]由于光环形器具有非互易性的优点，使其成为双向通信中的重要器件，可以完成正反向传输光的分离任务。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、色散补偿等，还可在光时域反射仪(OTDR)和光纤陀螺(Sagnac干涉仪)中做耦合器，有效提高光纤通信系统的性能。
[0004]目前广泛使用的光环形器是单路三端口的光环形器，如图2所示，这种光环形器采用透射式结构，端口21和端口23在光环形器的第一侧，端口22在光环形器的第二侧，在光环形器的中部设置有一系列光学元件34来改变光束的传输方向。然而，在使用光环形器的一些场景中，需要同时使用两路或两路以上的光环形器，若使用传统的单路三端口光环形器，随着光环形器使用数量的增加，排布光环形器所需要的空间增大，不利于光纤通信系统所使用的器件的小型化。
[0005]而现有的一些光环形器设置多个端口，并且将多个端口设置在光环形器的同一侧。例如，公开号为CN103955026A的中国专利技术专利申请公开了一种单路多端口反射式的光环形器，在光路上依次设有光纤阵列、透镜阵列、第一位移片、第一波片、旋转片、第二波片、第二位移片、1/4波片和反射镜。然而，该方案中，第一位移片为PBS偏振光分束器阵列，由多个偏振光分束器构成，并不是所有的光信号通过一个偏振光分束器，导致光环形器的体积过大。
[0006]此外，由于该光环形器使用三个波片，即需要使用第一波片、第二波片以及1/4波片，使用的光学元件较多，也不利于光环形器的体积小型化，不但增加光环形器的生产成本，还增加光环形器的组装难度，导致光环形器的生产效率不高。
[0007]另外，该方案的多个端口仅仅是在一维方向上扩展，即多个端口均排列在同一直线上，如果对端口进行扩展，也仅仅在该直线上设置更多的端口，导致光环形器的宽度较大，也不利于光环形器的小型化。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种体积小且在二维空间上扩展的二维阵列式多路多端口光环形器。
[0009]为了实现上述的目的，本专利技术提供的二维阵列式多路多端口光环形器包括二组以上的准直器阵列，每一组准直器阵列包括三个准直器，同一组准直器阵列的多个准直器位于光环形器的同一侧；第一双折射晶体，设置于准直器阵列的一侧，多组准直器阵列的光信号均经过第一双折射晶体；半波片组，设置于第一双折射晶体远离准直器阵列的一侧，半波片组设置有二块以上的半波片；旋光器件，设置于半波片组远离第一双折射晶体的一侧，旋光器件远离半波片组的一侧设置有合光分光器件；偏振态变换器件，设置于旋光器件远离合光分光器件的一侧；反射器件，设置于偏振态变换器件远离旋光器件的一侧。
[0010]由上述方案可见，本专利技术采用反射式的结构形成光环形器，光环形器的所有端口均位于光环形器的同一侧，有利于光环形器的布置，能够减小光环形器的光纤的布线空间，有利于光纤通信系统的小型化。并且，光环形器所使用的第一双折射晶体是一个单一的晶体，所有准直器阵列的光信号均经过第一双折射晶体，即多个准直器阵列共用一个第一双折射晶体，从而避免因使用的第一双折射晶体的体积过大而导致光环形器的体积过大的问题。
[0011]另一方面，由于光环形器仅仅设置两块波片，即半波片组以及偏振态变换器件，整个光环形器的结构更加紧凑，所使用的光学元件较少，有利于光环形器的小型化。
[0012]可选的，合光分光器件可以是第二双折射晶体或者偏振分束棱镜。
[0013]一个优选的方案是，至少一块半波片的光轴不同于另一块半波片的光轴。
[0014]由于本专利技术使用半波片来改变寻常光和非寻常光的偏振态，通过设置光轴不同的半波片，可以使得寻常光和非寻常光经过半波片组后，偏振态相同，使得光信号能够按照预设的偏振态进行传播。
[0015]进一步的方案是，同一组准直器阵列的多个准直器相互平行且并排设置；多组准直器阵列排列成两排以上。
[0016]由此可见，将多组准直器阵列排列成两排，实现多组组准直器阵列的二维扩展，有利于减少光环形器的宽度，使得光环形器的结构更加紧凑。
[0017]更进一步的方案是，半波片组设置有多块半波片，半波片的数量为准直器阵列中并排设置的准直器的排数加1，多块半波片层叠设置，相邻的两块半波片的光轴沿水平方向翻转。
[0018]这样，位于中间的一块半波片将被两组准直器阵列输出的光信号所使用，光学元件的利用率更高，光环形器的结构更加紧凑。
[0019]更进一步的方案是，第一排的多个准直器的光信号传播方向与第二排的多个准直器的光信号传播方向相反。
[0020]这样，可以避免第一排的准直器的光信号对第二排的准直器的光信号造成干扰，提高光通信的准确性。
[0021]更进一步的方案是，一排准直器包括二个以上的准直器阵列的多个准直器。
[0022]可见，光环形器内可以设置四组甚至更多的准直器阵列，从而实现多个单一多端口光环形器的功能。
[0023]可选的方案是，同一组准直器阵列的多个准直器相互平行且并排设置；多组准直器阵列排列成一排。
[0024]由此可见，这种方案也能够实现在一个光环形器内实现多个单一多端口光环形器的功能，在狭窄的空间下，该方案能够有利于光环形器的小型化。
[0025]进一步的方案是，半波片组设置有两块半波片，两块半波片的光轴沿水平方向翻转。
[0026]进一步的方案是，偏振态变换器件为四分之一波片或者法拉第旋转片。由于四分之一波片或者法拉第旋转片均具有将线偏振光转换成圆偏振光的特性，使用四分之一波片或者法拉第旋转片作为偏振态变换器件，可以实现光信号的偏振态的变化。
[0027]进一步的方案是，反射器件为分光片，分光片远离偏振态变换器件的一侧设置有光电探测器阵列。
[0028]通过在反射器件的一侧设置光电探测器阵列，可以对进入到光环行器的光信号的光功率进行检测，提升光环形器的功能。
[0029]进一步的方案是，准直器阵列由多个单个准直器组成，每一单个准直器包括单个透镜和单个光纤；或者准直器阵列由包含多根光纤的光纤阵列和包含多个透镜的透镜阵列构成。
[0030]由此可见，准直器阵列的组成方式可以有多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.二维阵列式多路多端口光环形器，其特征在于：包括二组以上的准直器阵列，每一组所述准直器阵列包括三个准直器，同一组所述准直器阵列的多个所述准直器位于光环形器的同一侧；第一双折射晶体，设置于所述准直器阵列的一侧，多组所述准直器阵列的光信号均经过所述第一双折射晶体；半波片组，设置于所述第一双折射晶体远离所述准直器阵列的一侧，所述半波片组设置有二块以上的半波片；旋光器件，设置于所述半波片组远离所述第一双折射晶体的一侧，所述旋光器件远离所述半波片组的一侧设置有合光分光器件；偏振态变换器件，设置于所述旋光器件远离所述合光分光器件的一侧；反射器件，设置于所述偏振态变换器件远离所述旋光器件的一侧。2.根据权利要求1所述的二维阵列式多路多端口光环形器，其特征在于：至少一块所述半波片的光轴不同于另一块所述半波片的光轴。3.根据权利要求2所述的二维阵列式多路多端口光环形器，其特征在于：同一组所述准直器阵列的多个准直器相互平行且并排设置；多组所述准直器阵列排列成两排以上。4.根据权利要求3所述的二维阵列式多路多端口光环形器，其特征在于：所述半波片组设置有多块所述半波片，所述半波片的数量为准直器阵列中并排设置的准直器的排数加1，多...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鈜浚，肖丽，陈向阳，
申请(专利权)人：广东三石园科技有限公司，
类型：发明
国别省市：