[發(fā)明專利]光學(xué)混合器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910040448.5
• 申請(qǐng)日: 2009-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN101587276A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡國絳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 光庫通訊(珠海)有限公司
• 主分類號(hào): G02F1/35
• 分類號(hào): G02F1/35
• 代理公司: 珠海智專專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 張 中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)混合器，具體地說，是一種用于相干探測系統(tǒng)的光學(xué)混合器。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們對(duì)光纖通訊系統(tǒng)的容量以及光纖通訊系統(tǒng)的傳送速度提出越來越高的要求?，F(xiàn)有的光纖通訊系統(tǒng)采用密集波分復(fù)用技術(shù)，在同一根光纖上傳送不同波長的光信號(hào)，以達(dá)到提高通訊容量的目的。但由于高帶寬應(yīng)用的不斷增加，如視頻會(huì)議、互交式網(wǎng)絡(luò)電視等應(yīng)用，使光纖通訊系統(tǒng)的容量受到空前的壓力。

為解決上述問題，一些光纖通訊系統(tǒng)采用差分相移鍵控技術(shù)，可在現(xiàn)有光纖通訊網(wǎng)絡(luò)上傳送每秒40Gb的數(shù)據(jù)信號(hào)，甚至更高的每秒100Gb的數(shù)據(jù)信號(hào)，使容量壓力得以緩解。應(yīng)用差分相移鍵控技術(shù)需要使用相干探測系統(tǒng)以檢測光纖通訊系統(tǒng)傳送光信號(hào)的強(qiáng)度、相位以及偏振態(tài)等，而相干探測系統(tǒng)需要使用光學(xué)混合器將光纖傳送的信號(hào)光與本地參考光混合，以便放大信號(hào)光的強(qiáng)度，使平衡探測器能夠?qū)π盘?hào)光進(jìn)行檢測?，F(xiàn)有全光纖光學(xué)混合器的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

參見圖1，現(xiàn)有全光纖光學(xué)混合器具有作為信號(hào)光輸出端口的信號(hào)光源61以及作為參考光輸出端口的參考光源62，還設(shè)有兩個(gè)分束器71、72以及兩個(gè)合束器78、79。分束器71與合束器78、79之間分別通過光纖73、74連接，分束器72與合束器78、79之間分別通過光纖75、76連接，并且在光纖76上設(shè)有90°相位控制器77。

信號(hào)光源61向分束器71出射信號(hào)光b1，信號(hào)光b?1經(jīng)過分束器71后分成兩束光束，分別在光纖73、74中傳送。參考光源62向分束器72出射參考光b2，參考光b2經(jīng)過分束器72后分成兩束光束，分別在光纖75、76中傳送。

在光纖73、75傳送的光束進(jìn)入合束器78后發(fā)生干涉，形成兩束光束b3、b4，而在光纖74、76傳送的光束進(jìn)入合束器79后發(fā)生干涉，形成兩束光束b5、b5。光束b3、b4、b5、b6分別入射至全光纖光學(xué)混合器的四個(gè)輸出端口。這樣，光學(xué)混合器輸出的四束光束b3、b4、b5、b6均由信號(hào)光b1及參考光b2混合而成，既包含了信號(hào)光b1的信息，且光功率大于信號(hào)光b1的光功率，因此可便于平衡探測器接收。

并且，在光纖76上設(shè)置一個(gè)相位控制器77，相位控制器77包括有溫度控制器，對(duì)光纖76進(jìn)行加熱處理，以改變光束在光纖76內(nèi)的傳送速度，從而改變光束的相位。

但是，由于全光纖光學(xué)混合器的兩個(gè)分束器71、72與兩個(gè)合束器78、79之間使用光纖連接，而光束在光纖中傳送速度隨溫度變化非常敏感，往往導(dǎo)致因溫度變化而導(dǎo)致光纖輸出的光束相位發(fā)生改變情況的發(fā)生。

并且，光纖還容易受機(jī)械振動(dòng)和沖擊的影響，影響光學(xué)混合器工作的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種對(duì)溫度變化不敏感的光學(xué)混合器；

本發(fā)明的另一目的是提供一種不易受到機(jī)械振動(dòng)和沖擊影響的光學(xué)混合器。

為實(shí)現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供的光學(xué)混合器包括分束器，其具有相鄰且相互垂直的第一入射面及第二入射面，并具有相鄰且相互垂直的第一出射面及第二出射面，分束器的第一出射面及第二出射面外均設(shè)有雙折射晶體，且第一出射面與設(shè)置在其外的雙折射晶體之間設(shè)有相位控制器；正對(duì)分束器第一入射面設(shè)有信號(hào)光輸出端口，用于向分束器的第一入射面出射信號(hào)光，正對(duì)分束器第二入射面設(shè)有參考光輸出端口，用于向分束器的第二入射面出射參考光。

使用光學(xué)混合器時(shí)，信號(hào)光及參考光分別從分束器的第一入射面及第二入射面入射，并在分束器中發(fā)生干涉形成兩束光束，分別從分束器的第一出射面及第二出射面出射，出射后的光束分別經(jīng)過雙折射晶體后形成四束出射光束。

由上述方案可見，本發(fā)明的光學(xué)混合器入射光束與出射光束之間并未設(shè)置光纖，光學(xué)混合器不易受到溫度變化的影響，也不易受到機(jī)械振動(dòng)或沖擊影響，工作穩(wěn)定性能較高。

一個(gè)優(yōu)選的方案是，信號(hào)光輸出端口與分束器的第一入射面之間設(shè)有第一入射雙折射晶體，參考光輸出端口與分束器的第二入射面之間設(shè)有第二入射雙折射晶體，并且參考光的偏振態(tài)方向與第二入射雙折射晶體的主軸面之間形成45°的夾角。

由上述方案可見，信號(hào)光輸出端口與分束器第一入射面之間設(shè)有第一雙折射晶體，參考光輸出端口與分束器第二入射面之間設(shè)有第二雙折射晶體，即信號(hào)光以及參考光均經(jīng)過雙折射晶體形成偏振態(tài)固定的兩束信號(hào)光以及參考光入射至分束器中發(fā)生干涉。這樣，偏振態(tài)不確定的信號(hào)光經(jīng)過雙折射晶體后形成偏振態(tài)固定的兩束光束，其與參考光干涉時(shí)偏振態(tài)確定，避免信號(hào)光與參考光混合時(shí)偏振態(tài)不確定的情況發(fā)生。