[發(fā)明專利]多級光隔離器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01101252.8
• 申請日: 2001-01-05
• 公開（公告）號: CN1312476A
• 公開（公告）日: 2001-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岡納羅·威利斯
• 申請（專利權(quán)）人: JDS尤尼費斯公司
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30;G02F1/01
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所
• 代理人: 王以平

本發(fā)明涉及一種多級光隔離器，尤其涉及一種至少兩級的光隔離器，它只需要在兩個單向旋轉(zhuǎn)元件之間加入一個雙折射元件。

光隔離器在光通信系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。通常，光隔離器是用于防止發(fā)送信號的反射部分重入發(fā)送器件的。以往較早的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計都是用一種偏振光選擇方法來防止反射重入發(fā)送器件的。但是，在一定情況下，其中傳送系統(tǒng)會導(dǎo)致偏振光變化的不可控，從而無法知道信號的偏振狀態(tài)，因而這些早期的偏振相關(guān)設(shè)計可以說是不實用的。因此，后來都大力著手開發(fā)一種偏振不相關(guān)的隔離器。它也可以認為是一種光隔離器，它有能力隔離出高能光信號但沒有綜合考慮這種隔離器的壽命問題。

專利號為5,033,830而頒證日為1991.7.23且名為“偏振光不相關(guān)的光隔離器”的美國專利公開了一項Jameson提出的現(xiàn)有技術(shù)。它含有：一塊單個的雙折射板，一對重疊的往復(fù)旋轉(zhuǎn)件(reciprocal?rotator)，一個法拉第旋轉(zhuǎn)件，一個串列布置在雙折射板近傍的反射鏡。在光的正(傳輸)方向，一束來自光纖的光波信號由雙折射板分成一對正交光線。然后，這束正交光線通過第一個往復(fù)旋轉(zhuǎn)件和提供22.5°轉(zhuǎn)角配置的法拉第旋轉(zhuǎn)件。這束已轉(zhuǎn)向的光線再經(jīng)反射鏡改向折回法拉第旋轉(zhuǎn)件。在通過第二往復(fù)旋轉(zhuǎn)件后，這束正交光重新進入上述同一塊雙折射板，在那里它們又重新合成并入射到輸出端光纖。因為法拉第旋轉(zhuǎn)件是一種單向器件，任何以反(隔離)方向穿過這個隔離器的光都將由它一分為二地向雙折射板透射，這樣任何一個都不會去阻斷輸入端光纖。在實際上，上述的Jameson單級隔離器可以提供足夠的隔離度；但是在有些情況下還需要再增加。這種附加的隔離度，眾所周知是可以通過一種多級光頻隔離裝置來提供的。通常，這些多級裝置的制造成本是很大的，常常需要比單級裝置多出約一倍的光學(xué)元件。尤其重要的是，面對多了約一倍的元件在互相之間進行準直時可能是困難的，既耗時又費錢，通常還會增加整體的準直誤差。

例如，專利號為5,581,640且以Pan等人的名義轉(zhuǎn)讓給E-tekDynamics,Inc.的美國專利描述了一種多級光隔離器，其中兩片偏振鏡的雙折射材料使用的是鈮酸鋰雙折射晶體光劈。這種偏振鏡可以視為是一種帶互補斜面且相互隔開的晶體光劈，見圖1(即’640專利的圖6)。但是，在光學(xué)元件即圖中所示器件中所有元件之間的間隙是否僅僅為了舉例說明這一點在說明書中是不清楚的。例如，如果圖1的元件64a和64b的有缺口的端面是空氣氣隙，那么這個端面好像還需要有一層防反射(AR)涂層。

本發(fā)明既不需要對位于兩個單向偏振旋轉(zhuǎn)件中間的兩塊晶體涂AR膜，而且可以去除這兩塊晶體，從而也不需要在這些晶體間用粘合劑。

由于本發(fā)明不需要在兩個單向偏振旋轉(zhuǎn)件之間再設(shè)置兩塊晶體，因而也免除了排列元件時的復(fù)雜和困難，而在使用兩塊串接晶體的多級隔離器中這是不可避免的。

本發(fā)明的目的在于提供一種成本相對較低的光隔離器，它很適宜于傳輸高功率光信號。

根據(jù)本發(fā)明提供一種多級光隔離器，至少含有兩級，其特征在于，它含有：

輸入端雙折射晶體，用于把一束輸入光分成兩支正交偏振的子光束，

輸出端雙折射晶體用于在輸出端把兩支正交偏振的光束結(jié)合成一束單一的輸出光，

第一旋轉(zhuǎn)件用于使從輸入端雙折射晶體的輸出端接收的光束的偏振發(fā)生偏轉(zhuǎn)，

第二旋轉(zhuǎn)件用于使導(dǎo)向輸出端雙折射晶體的輸入端的光束的偏振發(fā)生偏轉(zhuǎn)，

一塊位于中間的雙折射晶體，其厚度大體上是輸入端的和輸出端的雙折射晶體的厚度之和，其位置是在第一和第二旋轉(zhuǎn)件之間，其作用是對從第一旋轉(zhuǎn)件接收的兩束偏轉(zhuǎn)光進行合成，在合成一束后再把所述光束在其內(nèi)分開成兩束光向第二旋轉(zhuǎn)件傳送。

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種兩級光隔離器，其特征在于，它含有：兩塊雙折射晶體，各位于一端，厚度各為“t”；至少有兩個單向旋轉(zhuǎn)件，都位于兩塊雙折射晶體之間；單塊雙折射晶體，厚度大致為“2t”，位于兩個單向旋轉(zhuǎn)件之間。

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種兩級光隔離器，有小于四個的雙折射晶體，其特征在于，它含有：一塊位于中間的雙折射晶體；兩個單向旋轉(zhuǎn)件，各位于兩級光隔離器兩側(cè)各用于分離和合成兩支正交偏振光束；其中，位于中間的雙折射晶體其厚度要大于另外兩塊雙折射晶體的組合厚度；其中，位于中間的晶體其厚度是這樣的：當(dāng)兩束正交偏振的分離光，它們分開距離為“d”，被從另外兩塊雙折射晶體中的某一塊接收到時，入射到位于中間的晶體，在所述晶體內(nèi)這兩束光先合成后發(fā)散，并射出這塊位于中間的晶體，分開距離為“d”。