[發明專利]一種雙向光隔離器的設置方法

無效

• 申請號: 200910030023.6
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN101581837A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 陸延青;胡錫奎;黃張迪;李蘇陜
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G02F1/09
• 分類號: G02F1/09
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明屬于光電子技術領域，具體涉及磁光介質的偏振旋轉特性和波片相位延遲的波長相關性，以及基于這種性質的一種新型的雙向光隔離器的設置。更具體而言，是一種基于同一塊波片對于某組波長的信號可以表現為全波片，而對另一組波長的信號又可能表現為半波片，再經過磁光介質非可逆的偏振旋轉作用后，使得兩組偏振光的偏振方向垂直，從而設置出的一種新型的雙向光隔離器(稀疏波分復用器)以及在此基礎上設置出的(可調)密集波分復用器。

背景技術

進入21世紀以來，由于信息量的驟增，使得通信技術的發展日新月異。由于光通信具有帶寬大、可靠性高、成本低、速度快等優點，光通信系統和光網絡的飛速發展給信息時代帶來新的革命。而光纖通信技術憑借其通信容量大、傳輸距離遠，信號串擾小、保密性能好，抗電磁干擾、傳輸質量高，作為載體的光纖尺寸小、材料來源豐富等優點，在眾多的光通信技術中脫穎而出，成為現代通信的主要支柱之一。光纖到戶和全光網等概念的提出和發展，更將光纖通信技術推向了另一個高峰，帶動著光纖通信中各種有源和無源器件的技術發展和革新。

在這些無源器件中，光隔離器是一種只允許光沿一個方向通過而在相反方向阻擋光通過的光無源器件。常用的光隔離器的原理(如圖1)：器件一般由3個部件組成：起偏器、(法拉第)磁光介質和檢偏器，起偏器與檢偏器為光軸方向呈45°夾角的兩塊偏振片，磁光介質使得通過的光的偏振方向發生45°的旋轉。

它的作用是防止光路中由于各種原因產生的反向傳輸光對光源以及光路系統產生的不良影響。例如：在半導體激光器和光傳輸系統之間安裝一個光隔離器，可以在很大程度上減少反射光對光源的光譜輸出功率穩定性產生的不良影響；在高速直接調制、直接檢測光纖通信系統中，反向傳輸光會產生附加噪聲，使系統性能變差，這可以用光隔離器來消除；在光纖放大器的摻雜光纖的兩端裝上光隔離器，可以提高光纖放大器的工作穩定性，避免了反向光進入信號源中，引起信號源的劇烈波動；此外，在相干光長距離光纖通信系統中，每隔一段距離安裝一個光隔離器，可以減少受激布里淵散射引起的功率損失。因此，光隔離器在光纖通信等系統中，有著十分重要的應用。

伴隨著光纖通信技術在各個領域的應用以及功能的擴展和完善，其網絡結構也越來越復雜，而雙向光隔離器的引入，可以將上行和下載的信號同時在一根光纖上傳播，從而大大的簡化了通信網絡結構。此外，雙向光隔離器在光纖激光器或放大器中應用廣泛：它可以實現只有泵浦光進入光纖激光器或放大器的同時，輸出光信號中只有光纖激光器或放大器產生的光而不含泵浦光。

伴隨著信息量的膨脹，用戶對網絡速度和帶寬的要求越來越高，而90年代中后期走向實用的光波分復用(WDM)技術可以較好地利用光纖的寬帶能力，是一種較好的擴大傳輸容量的方法，因而發展迅速。將我們設置的雙向光隔離在參數上修改一下，就可以作為一種密集波分復用器。

發明內容

本發明目的是：從常用的光隔離器出發，提出了一種雙向的光隔離器設置，使其不僅具有單向的光隔離器的所有功能的同時，還能夠實現讓兩個不同的波長信號的傳輸具有方向性。此外，雙向的光隔離器還可以當作一種稀疏的光波分復用器件，可使用正向和反向分別得到兩個不同波長的信號。本發明目的還在于：更進一步調整設置參數，可以在不同的方向產生兩組帶寬為對應通信帶寬頻率的波長(如0.8nm，對應1550nm，100GHz帶寬)的透過波形互補的信號，即密集光波分復用器。當引入液晶后，還可以通過電場比較精密的調節該器件的輸出波形。

本發明的技術方案是：雙向光隔離器的設置方法，包括：

(1)、雙向光隔離器的設置方法，包括起偏器、波片、磁光介質、檢偏器四個部件構成，起偏器和檢偏器位于光隔離器的兩端，波片和磁光介質位于起偏器與檢偏器之間，四個部件中心都位于一條直線上；讓光信號正向或反向依次通過起偏器、波片、磁光介質和檢偏器。雙向光隔離器(雙向稀疏波分復用器(CWDM))的波片參數如下，波片的相位延遲和磁光介質滿足如下要求，調節波片光軸方向α和起偏器和檢偏器兩塊偏振片夾角φ：使波片對于波長不同的兩個信號(λ₁，λ₂)相應地分別表現為全波片和半波片時：對于正向的信號，λ₁透過而λ₂不透；對于反向的信號，λ₂透過而λ₁不透；根據波片參數的不同，即為：雙向光隔離器或雙向稀疏波分復用器(CWDM)。