[發明專利]一種新型光纖隔離器的設計方法

在審

• 申請號: 202010638877.9
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111610652A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 高峰;陳琦;王東寧;王海龍;王兆坤;徐賁;陳俊;陳柳兵;牛元棟
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G02F1/095
• 分類號: G02F1/095;G02B6/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種新型光纖隔離器，其特征在于，由光隔離單元級聯構成；光隔離單元是外部手段在光纖上引入一組包層波導結構；組波導結構與光纖構成一定的幾何構型，利用纖芯內光場的耦合作用，使得正向傳輸光被重新耦合入光纖，反向傳輸光被導出纖芯，在包層中被耗散。

2.如權利要求1所述的光纖隔離器，其特征在于，所述光纖是圓形橢圓形波導的總稱，包括但不限于光子晶體光纖、微結構光纖、單模光纖、多模光纖、少模光纖、高分子光纖、保偏光纖、多芯光纖等圓形及橢圓形波導。

3.如權利要求1至2所述的光纖隔離器，其特征在于，所述能夠在光纖內制造波導結構的外部操作方法包括飛秒激光刻蝕、溶液腐蝕、紫外相位掩模版刻蝕、表面等離子束注入等方法。

4.如權利要求1至3所述的光纖隔離器，其特征在于，所述級聯方式包括并聯與串聯以及兩者混合方式；并聯方式為在光纖同一位置，引入多個光隔離單元，不同隔離單元的區別在于其與光纖軸向夾角不同，或者在光纖剖面上的排布方向不同；串聯方式為在光纖不同位置，引入多個光隔離單元。

5.如權利要求1至4所述的光纖隔離器，其特征在于，所述隔離單元的幾何構型，其核心內容是由光纖纖芯延續到光纖纖芯外或本身在光纖纖芯外，與光纖軸向方向呈現一定夾角，具有一定長度的一段外部引入的一組波導結構；并且該波導在纖芯軸向上的投影，可與軸向直線重合，也可不與軸向直線重合。

6.如權利要求1至5所述的光纖隔離器，其特征在于，所述一組包層波導，既包括一組直線類型波導，也包括具有一定弧度的一組曲線類型波導；一組直線類型的波導包括通過外部手段，單次制備的一條直線波導；包括通過外部手段，多次制備，加大折射率差異的一條直線波導；也包括通過外部手段，多次制備，加大耦合效果的平行的多條直線波導；一組曲線類型波導要求曲線弧度小于0.1745，即10°角；一組直線類型的波導包括通過外部手段，單次制備的一條曲線波導；包括通過外部手段，多次制備，加大折射率差異的一條曲線波導；也包括通過外部手段，多次制備，加大耦合效果的平行的多條曲線波導。

7.如權利要求1至6所述光纖隔離器，其特征在于所述隔離單元的幾何構型的典型參數為；波導與光纖軸向方向夾角為0-85度；波導可以通過光纖纖芯，也可以不通過光纖纖芯，其與光纖模場中心點的最小距離為0μm至10倍光纖內主要傳輸模式模場直徑；波導的長度為1μm至10cm。

8.如權利要求6或7所述光纖隔離器的幾何構型，可以選擇在波導的起始位置，中間位置，制備額外的一組波導結構，增強波導與光纖纖芯內光場的耦合強度。

9.如權利6或7所述的光纖隔離器的幾何構型，可以選擇在波導的中間位置，末端位置，制備額外的波導結構，增強被波導從光纖纖芯耦合出的光場能量的損耗。