三端口光环行器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了三端口光环行器，其光束环路部件是由一块双折射晶体直角梯形光楔及一块具有三个通光面的玻璃光学元件组合成；其中双折射晶体直角梯形光楔的光轴垂直或平行于入射面，并且直角面朝外，楔角面则与玻璃光学元件的楔角面平行，其方位角为α1；所述玻璃元件出射面为两个相互交于一棱线的平面组成，其方向角分别为α2、α3，其中，所述α1、α2、α3与双光纤准直器的光束交叉角度相匹配。由于采用单块晶体楔角片与一块玻璃棱镜的组合作为光环路部件，减小了尺寸，也便于装配，有效提高了产品性能，同时也降低了成本。
【专利说明】三端口光环行器【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及光纤通信系统的光无源器件，尤其涉及一种三端口光环行器。【【背景技术】】
[0002]三端口光环行器是包括有三个端口的光无源器件，一束光从环行器的第一端口输入，将从第二端口输出，但从第二端口输入的光却不会从第一端口输出，而是从第三端口输出。将光环行器安装在光纤一端，就能使在同一光纤中互为逆向传输的两束光在该光纤端分开到不同的端口。因此能将原本只能单向传输的光通道迅速并非常容易的变成双向传输的光通道，从而成倍 的增加光传输容量。因此，光环形器被广泛用于波分复用器、掺铒光纤放大器、光分插复用器、色散补偿器等领域。
[0003]光环行器的典型结构可分为分光/合光器、偏振态转换器及光束环路器件三大部份。其中，第一部分，分光/合光器，通常为单块双折射晶体做成的光束分离器，能将一束光分成两束偏振态相互垂直的线偏振光，或将两束偏振态相互垂直的线偏振光合束成一束光；第二部份为偏振态转换器件,能将分光/合光器分离出的两束偏振态相垂直的线偏振光的偏振态分别按一定的角度旋转。其通常由两片晶体半波片及一半法拉第旋转片组成。第一部分及第二部份不论从工作原理上，还是从应用上，都已定型，不同的公司及科研单位在此两部件并无太大的差异。
[0004]第三部份为光束行路器件，也是光环行器中最为核心的部件，它不仅需要将不同的线偏振态的光束按不同的光转播线路传输，同时还必需能使不同线偏振态的两束光以一定的角度与双光纤准直器的光束交叉耦合角度相互匹配。不同的公司及不同的科研单位，对此部件都做了相当大的工作及研究，利用不同的光学元件，或光学元件的组合，来完成此部分的功能。但在实际使用过程中，都不可避免地有些缺点。影响了产品的性能及成本。
[0005]目前光环形器方面的专利比较多，并且其中的光环路装置基本上都是由多个光学元件组合成则，如美国专利US6049426A、US6052228A、US6822793B2，它们都采用了两个独立的渥拉斯顿棱镜作为光束环行器件；中国专利ZL01127772.6，则采用一个渥拉斯顿棱镜及两个光学楔角片组合；中国专利ZL01263562.6，采用两个晶体楔角片组合成的偏振分光棱镜。还有中国专利CN1229930C，其最基本的特征是采用一个渥拉斯顿棱镜与一对光楔角片组合作为光束环行器件。这些光环路器件由于采用了多个光学元件作为光环路装置，其结构较复杂，装配调整也较难，从而导致了性能不佳，并且成本也较高昂，可靠性较差。
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【发明内容】
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[0006]本实用新型的目的就在于克服现有光环行器的上述缺点，提供一种三端口光环行器，简化了光束环路器件的结构，降低装配难度，提高产品的可靠性及降低成本。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种三端口光环行器，包括依次排列在该光环行器的纵向轴线上的双光纤准直器、第一分束/合束晶体、第一组偏振态转换器、光束环路器件、第二组偏振态转换器、第二分束/合束晶体以及单光纤准直器，所述光束环路部件是由一块双折射晶体直角梯形光楔及一块具有三个通光面的玻璃光学元件组合成；其中双折射晶体直角梯形光楔的光轴垂直或平行于入射面，并且两直角面朝外，楔角面则与玻璃光学元件的楔角面平行，其方位角为第一方位角α I ;所述玻璃元件出射面为两个相互交于一棱线的平面组成，其方向角分别为第二方位角α 2、第三方位角α3，其中，所述第一方位角α 1、第二方位角α 2、第三方位角α 3与双光纤准直器的光束交叉角度相匹配，并且所述的玻璃材料折射率介于晶体O光及E光折射率之间。
[0008]进一步的，所述第一方位角α 1、第二方位角α 2、第三方位角α 3与所述双光纤准直器的光束交错耦合角度β的关系由如下计算决定:
【权利要求】
1.一种三端口光环行器，包括依次排列在该光环行器的纵向轴线上的双光纤准直器、第一分束/合束晶体、第一组偏振态转换器、光束环路器件、第二组偏振态转换器、第二分束/合束晶体以及单光纤准直器，其特征在于:所述光束环路部件是由一块双折射晶体直角梯形光楔及一块具有三个通光面的玻璃光学元件组合成；其中双折射晶体直角梯形光楔的光轴垂直或平行于入射面，并且直角面朝外，楔角面则与玻璃光学元件的楔角面平行，其方位角为第一方位角αI ;所述玻璃元件出射面为两个相互交于一棱线的平面组成，其方向角分别为第二方位角α 2、第三方位角α 3,其中,所述第一方位角α 1、第二方位角α 2、第三方位角α 3与双光纤准直器的光束交叉角度相匹配，并且所述的玻璃材料折射率介于晶体O光及E光折射率之间。
2.如权利要求1所述的三端口光环行器，其特征在于:所述第一方位角α1、第二方位角α 2、第三方位角α 3与所述双光纤准直器的光束交错耦合角度β的关系由如下计算决定:
3.如权利要求2所述的三端口光环行器，其特征在于:所述双折射晶体直角梯形光楔为冰洲石晶体，所述玻璃元件为SCHOTT牌N-BAKl玻璃元件或成都光明的H_BaK8玻璃元件，且α1=45°，α2=α3=10.7°时，能与双光纤准直器的光束交错耦合角度β=3.0°。
【文档编号】G02B6/34GK203745682SQ201420093405
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】曾玉梅, 陈建林, 林玲 申请人:福建华科光电有限公司