[實用新型]四端口環(huán)行器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720053879.1
• 申請日: 2007-07-02
• 公開（公告）號: CN201072456Y
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 邱炳龍;王中生;張周鋒
• 申請（專利權）人: 珠海保稅區(qū)光聯(lián)通訊技術有限公司
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26;G02F1/09;H04B10/12
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司
• 代理人: 吳志鴻;段淑華

技術領域

本實用新型涉及用于光纖通訊的環(huán)行器，特別是四端口環(huán)行器，它把第一根光纖傳來的光束耦合到第二根光纖，把第二根光纖傳來的光束耦合到第三根光纖，把第三根光纖傳來的光束耦合到第四根光纖。

背景技術

隨著光學通信技術的不斷發(fā)展，光環(huán)形器作為無源器件中的一個重要元器件，在系統(tǒng)設計、設備制造中得到越來越廣泛的應用。它可以用于色散補償系統(tǒng)中，對高速光纖傳輸系統(tǒng)傳輸過程中產(chǎn)生的色散進行補償，還可廣泛應用于雙向通訊、光波長的上下載，也可以用作分插復用設備等。

光環(huán)行器是一種可以使光順序沿著一個方向傳輸?shù)姆腔ヒ仔云骷τ诰哂衝個端口的環(huán)行器來講，從第i(i＝1，2，……n-1)個端口射入的光信號只能從第i+1個端口輸出。理想狀態(tài)的環(huán)行器，其第n個端口射入的光信號只能從第1個端口輸出。但是，在光環(huán)行器的實際應用中，末端光信號由始端輸出的狀態(tài)由于在具體使用的時候沒有什么實際意義，因而一般是不需要的。考慮到光環(huán)行器的制作工藝和實際應用環(huán)境，三端口和四端口環(huán)行器是應用最廣泛的兩種。

目前，常用的四端口環(huán)行器，一般包括三個功能模塊，即第一光學功能組合塊，第二光學功能組合塊和第三光學功能組合塊。

第一光學功能組合塊是實現(xiàn)激光的射入輸出、偏振分合光、旋轉偏振向功能的光學元件組合塊。它主要有雙光纖頭、聚焦透鏡、偏折光器件、偏振分光晶體、兩塊半波片組合件和法拉第旋光片組成。其中的雙光纖頭的兩根光纖分別對應于環(huán)形器的第一端口和第二端口。

第三光學功能組合塊與第一光學功能組合塊的功能和原理相同，結構也類似。其中的雙光纖頭的兩根光纖分別對應于環(huán)形器的第三端口和第四端口。

第二光學功能組合塊主要包括偏振光分光器件。從第一端口射入的激光經(jīng)過第一光學功能組合塊偏振分光并旋轉偏振向后，入射到第二光學功能組合塊的偏振光分光器件，對應為尋常光，該光束直線通過，再經(jīng)過第三光學功能組合塊旋轉偏振向并合光后，耦合到第二端口并被輸出。按照與此相同的傳播方式，從第三端口射入的激光由第四端口輸出。從第二端口射入的激光經(jīng)過第三光學功能組合塊偏振分光和旋轉偏振向后，入射到第二光學功能組合塊的偏振光分光器件，對應為非尋常光，光束出射時產(chǎn)生平移，再通過第一光學功能組合塊旋轉偏振向并合光后，耦合到第三端口并被輸出。

上述部分環(huán)行器的構成件，法拉第旋轉器，通常采用永磁材料制備。如果遭遇強磁場環(huán)境，這種法拉第旋轉器將會產(chǎn)生退磁現(xiàn)象；而如果磁場強度不足則由于法拉第旋轉器需要在一定強度磁場作用下才能夠實現(xiàn)一定角度的旋光效應，將會導致旋光角度達不到要求。此外，上述四端口環(huán)形器，其結構頗為復雜，體積較大，制作成本高，且制作效率低，性能參數(shù)不穩(wěn)定。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種四端口環(huán)行器。該環(huán)行器結構簡單，體積較小，制造成本低廉，生產(chǎn)效率高。

按照上述目的設計的四端口環(huán)形器，其構成件第一根光纖和第三根光纖沿四端口環(huán)形器縱軸方向以相鄰并排的方式置于四端口環(huán)形器一端，并對稱于中心面，其構成件第二根光纖和第四根光纖沿四端口環(huán)形器縱軸方向以相鄰并排的方式置于四端口環(huán)形器另一端，且位于第一根光纖和第三根光纖對面，并對稱于中心面。該四端口環(huán)形器包括下列元件：第一聚焦透鏡、第一偏振光分光晶體、第一半波片、第一法拉第旋轉器、第一楔角片、第二楔角片、第二法拉第旋轉器、第二半波片、第二偏振光分光晶體、第二聚焦透鏡、補償片和磁環(huán)。第一楔角片、第一法拉第旋轉器、第二楔角片、第二法拉第旋轉器沿四端口環(huán)形器縱軸方向依序排布。沿四端口環(huán)形器縱軸方向，補償片位于第二法拉第旋轉器和第二偏振光分光晶體之間的與穿越第二半波片的光路相并行而位于第二半波片之外的另一條光路上。磁環(huán)中軸平行于縱軸方向。

一般地，前述四端口環(huán)形器，其第一楔角片、第一法拉第旋轉器、第二楔角片、第二法拉第旋轉器同時位于磁環(huán)內環(huán)中。

較好地，前述四端口環(huán)形器，其第一楔角片的光軸與中心面的夾角選擇為90度，第二楔角片的光軸與中心面的夾角選擇為45度。

上述聚焦透鏡是自聚焦透鏡或球面透鏡。偏振光分光晶體采用雙折射晶體材料制備。楔角片也采用雙折射晶體材料制備。