一种偏振无关的低损耗光开关制造技术

本发明专利技术公开一种偏振无关的低损耗光开关，用以解决传统光开关对于偏振的相关依赖性以及损耗高等问题。系统的光源经前端单模光纤环形器输出到2

【技术实现步骤摘要】
一种偏振无关的低损耗光开关


[0001]本专利技术涉及光开关，尤其涉及一种偏振无关的低损耗光开关。

技术介绍

[0002]光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作。目前比较常见的光开关从制造工艺和结构来讲大致可以分为机械式光开关，M
‑
Z干涉式光开关，微光机电MEMS系统方式开关和Y分支型光开关等。评判一个光开关的好坏，我们主要从以下几个方面来进行：插入损耗、通断消光比、转换速度、偏振依赖性等。
[0003]传统的机械式光开关，利用MEMS技术制造的机械装置来改变光通路，达到光开关的目的。虽然此类光开关具有损耗小、偏振无关等优点，但其开关速度较慢。而基于微镜MEMS或MOEMS的集成在衬底上的微型光开关，一方面继承了传统光开关的优点，但是由于微机械结构的固有属性，其对加工的精度等要求比较苛刻，因此加工成本和难度较大。
[0004]基于M
‑
Z干涉仪结构的光开关，具有相应速度快的优点，但由于其对臂长差要求比较严格，所以加工工艺和成本相对也比较高。另外，此类光开关对于偏振特性比较敏感，需要实时监控补偿温漂问题，成本较高；插入损耗也比较大。
[0005]一般非机械式的利用光纤等搭建的光开关，主要基于的是波分复用器的结构特点实现对光多路通道的输出，但同时带来的是光损耗的加大。
[0006]基于上述方法的优缺点，实现一种集低损耗、偏振无关、转换速度快等特点于一身的光开关成为了目前光纤光学、光网络、光学器件测试等领域研究的关键问题。

技术实现思路

[0007]为了克服现有的光开关对于偏振有关特性以及插入损耗大等的问题，本专利技术提出了一种偏振无关的低损耗光开关。
[0008]为解决上述问题，本专利技术的技术解决方案如下：
[0009]一种偏振无关的低损耗光开关，包括：包括依次连接的单模光纤三端环形器、2
×
2保偏光纤耦合器、保偏光纤跳线，及圆环形PZT、微型光纤转盘、驱动源、控制电机；所述保偏光纤跳线其中一段通过环绕并粘结的方式附着在所述的圆环形PZT上；所述驱动源通过控制所述PZT两电极的电压来实现对PZT的拉伸；所述控制电机控制所述微型光纤转盘的旋转角。
[0010]进一步地，所述单模光纤环形器包括第一端口、第二端口、第三端口；所述2
×
2保偏光纤耦合器包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口；所述保偏光纤跳线包括第一端口、第二端口；
[0011]所述单模光纤环形器的第一端口连接有输入光源，第二端口通过第一连接点与所述2
×2[0012]保偏光纤耦合器的第一端口相连。
[0013]进一步地，所述第一连接点是单模光纤与保偏光纤经过光纤熔接机熔接而成，并确保其损耗值降为最低。
[0014]进一步地，所述2
×
2保偏光纤耦合器的第二端口通过第二连接点与所述保偏光纤跳线的第一端口相连，并且第二连接点两端的保偏光纤偏振主轴一致。
[0015]进一步地，所述第二连接点是保偏光纤与保偏光纤经光纤熔接机熔接而成，并确保两端的保偏光纤偏振主轴一致。
[0016]进一步地，所述微型光纤转盘两端分别连接所述保偏光纤跳线的第二端口以及所述2
×
2保偏光纤耦合器的第四端口。
[0017]进一步地，所述驱动源通过控制所述PZT两电极的电压来实现对所述PZT的拉伸，改变了保偏光纤的双折射。
[0018]进一步地，所述微型光纤转盘通过所述控制电机进行保偏光纤主轴的角度扭转控制，改变保偏光纤跳线主轴与2
×
2保偏光纤耦合器的第四端口主轴之间的夹角，进而改变所述微型光纤转盘两端光纤端面之间的偏振耦合特性。
[0019]进一步地，如果保偏光纤跳线主轴与2
×
2保偏光纤耦合器的第四端口主轴之间的夹角θ为0
°
时，输入光经过所述2
×
2保偏光纤耦合器的双向传输之后，从所述2
×
2保偏光纤耦合器的第一端口耦合，经所述单模光纤环形器的第三端口输出。
[0020]进一步地，如果所述保偏光纤跳线主轴之间的夹角θ为90
°
，此时实现了输入光的特定等频率间隔光波在所述2
×
2保偏光纤耦合器的第三端口输出这些光。
[0021]进一步地，如果所述保偏光纤跳线主轴之间的夹角θ为45
°
，此时实现了输入光的特定等频率间隔光波在所述2
×
2保偏光纤耦合器的第一端口以及所述2
×
2保偏光纤耦合器的第三端口的1:1分光，那么此时2
×
2保偏光纤耦合器相当于是一个50:50的耦合器。
[0022]进一步地，所述控制电机通过控制命令使得微型光纤转盘转动一定角度，使得所述微型光纤转盘两端的光纤端面偏振耦合特性发生变化。
[0023]与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果是：
[0024]本专利技术的一种偏振无关的低损耗光开关，利用单模光纤环形器代替了传统的波分复用器，使得输入光经过前端单模光纤环形器和保偏耦合器后端的组合型环状结构后，反射回来的光经过单模光纤环形器，转变成单通道输出，减少了光能量的损耗，提高了后续光利用效率。通过微型光纤转盘改变保偏光纤快慢轴之间的夹角，可以实现不同分光比的保偏光纤耦合器功能。最后，右侧环形结构全部采用保偏光纤，使得输入到保偏光纤中的光维持了其自身的偏振特性，装置整体效果与输入光的偏振特性无关，且整体装置结构简单、成本较低。
附图说明
[0025]图1是偏振无关的低损耗光开关的整体结构图。
[0026]附图标记：
[0027]单模光纤环形器：1；第一端口：1
‑
1；第二端口：1
‑
2；第三端口：1
‑
3；熔接点：b；
[0028]2×
2保偏光纤耦合器：2；第一端口：2
‑
1；第二端口：2
‑
2；第三端口：2
‑
3；第四端口：2
‑
4；
[0029]保偏光纤跳线：3；第一端口：3
‑
1；第二端口：3
‑
2；
[0030]PZT：4；微型光纤转盘：5；驱动源：6；控制电机：7。
具体实施方式：
[0031]为使得本专利技术的目的、技术方案、优点等叙述更加清晰准确，下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例以附图的形式给出。在此特别说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术方案设计的限定。
[0032]图1所示，本专利技术提供的一种偏振无关的低损耗光开关，包括：
[0033]单模光纤环形器1、2
×
2保偏光纤耦合器2、保偏光纤跳线3、圆环形PZT4、微型光纤转盘5、驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏振无关的低损耗光开关，其特征在于，包括：包括依次连接的单模光纤三端环形器(1)、2
×
2保偏光纤耦合器(2)、保偏光纤跳线(3)，及圆环形PZT(4)、微型光纤转盘(5)、驱动源(6)、控制电机(7)；所述保偏光纤跳线(3)其中一段通过环绕并粘结的方式附着在所述的圆环形PZT(4)上；所述驱动源(6)通过控制所述圆环形PZT(4)两电极的电压来实现对PZT(4)的拉伸；所述控制电机(7)控制所述微型光纤转盘(5)的转动角。2.根据权利要求1所述的一种偏振无关的低损耗光开关，其特征在于，所述单模光纤环形器(1)包括第一端口(1
‑
1)、第二端口(1
‑
2)、第三端口(1
‑
3)；所述2
×
2保偏光纤耦合器(2)包括第一端口(2
‑
1)、第二端口(2
‑
2)、第三端口(2
‑
3)、第四端口(2
‑
4)；所述保偏光纤跳线(3)包括第一端口(3
‑
1)、第二端口(3
‑
2)；所述单模光纤环形器(1)的第一端口(1
‑
1)连接有输入光源，第二端口(1
‑
2)通过第一连接点(a)与所述2
×
2保偏光纤耦合器(2)的第一端口(2
‑
1)相连，经过光纤熔接机熔接而成。3.根据权利要求1所述的一种偏振无关的低损耗光开关，其特征在于，所述2
×
2保偏光纤耦合器(2)的第二端口(2
‑
2)通过第二连接点(b)与所述保偏光纤跳线(3)的第一端口(3
‑
1)相连，并且第二连接点(b)两端的保偏光纤偏振主轴一致，经保偏光纤熔接机熔接而成。4.根据权利要求书1所述的一种偏振无关的低损耗光开关，其特征在于，所述微型光纤转盘(5)两端分别连接所述保偏光纤跳线(3)的第二端口(3
‑
2)以及所述2
×
2保偏光纤耦合器(2)的第四端口(2
‑
4)。5.根据权利要求1所述的一种偏振无关的低损耗光开关，其特征在于，所述驱动源(6)通过控制所述PZT(4)两电极的电压来实现对所述PZT(4)的拉伸，改变了保偏光纤的双折射。6.根据权利要求1所述的一种偏振无关的低损耗光开关，其特征在于，所述微型光纤转盘(5)通过所述控制电机(7)进行保偏光纤主轴扭转控制，改变两端的保偏光纤跳线(3)的第二端口(3

【专利技术属性】
技术研发人员：周柯江，叶炜，徐正国，李兆星，陈健，
申请(专利权)人：浙江大学湖州研究院，
类型：发明
国别省市：