一種dpsk解調器及其小型的偏振光幹涉系統的製作方法
2023-06-22 01:00:16
一種dpsk 解調器及其小型的偏振光幹涉系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種DPSK解調器及其小型的偏振光幹涉系統，屬於光電子器件領域。其光纖裝置（100）設置於輸入準直器（200）的入光側，起偏器（220）設置於輸入準直器（200）的出光側，偏振分束/合束器陣列（300）置於起偏器（220）的出光側，偏振分光稜鏡（400）置於偏振分束/合束器陣列（300）的Z軸的出光側，溫度補償光片（320）設置於偏振分束/合束器陣列（300）的靠偏振分光稜鏡（400）一側的中部偏下，轉向稜鏡（600）置於偏振分束/合束器陣列（300）的Z軸反方向的出光側，分束器（700）設置於偏振分束/合束器陣列（300）的出光側。本實用新型的小型的偏振光幹涉系統可以有效地在整個C波段分光比保持50/50，並縮小了封裝尺寸，有利於光通訊器件的小型化發展。
【專利說明】—種DPSK解調器及其小型的偏振光幹涉系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種DPSK解調器及其小型的偏振光幹涉系統，屬於光電子器件領域。
【背景技術】
[0002]在當今的光通訊1G系統中，常用差分相移鍵控(DPSK)調製方法來降低由系統中色散及非線性效應帶來的誤碼率。為了解調DPSK信號，一個基於延遲線幹涉儀的解調器通常被置於光接收器之前。延遲線幹涉儀可以由如圖1所示的麥可遜幹涉儀構成，也可以由如圖2所示的馬赫-曾德爾幹涉儀構成或由偏振幹涉儀構成。然而，這些幹涉儀很難在整個C波段對不同偏振分量的光保持50/50的分光比。另外現有的DPSK解調器的封裝尺寸為:48*19*8.5mm，大致兩枚一元硬幣平鋪的大小，不能滿足光通訊器件的小型化發展需要。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在於克服現有幹涉儀的不足，提供一種能在整個C波段分光比保持50/50的DPSK解調器及其小型的偏振光幹涉系統。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0005]本實用新型一種小型的偏振光幹涉系統，其包括光纖裝置、輸入準直器、起偏器、偏振分束/合束器陣列、溫度補償光片、偏振分光稜鏡、四分之一波片、反射鏡、轉向稜鏡、檢偏器和分束器，所述光纖裝置設置於輸入準直器的入光側，所述起偏器設置於輸入準直器的出光側，所述偏振分束/合束器陣列置於起偏器的出光側，所述起偏器出射的偏振光覆蓋偏振分束/合束器陣列的入光側的三分之一區域，所述偏振分光稜鏡置於偏振分束/合束器陣列的Z軸的出光側，所述反射鏡設置於偏振分光稜鏡的後側，所述四分之一波片設置於偏振分光稜鏡與反射鏡之間，所述溫度補償光片設置於偏振分束/合束器陣列的靠偏振分光稜鏡一側的中部偏下，所述轉向稜鏡置於偏振分束/合束器陣列的Z軸反方向的出光側，經其180°轉向的出射光經過所述檢偏器後覆蓋偏振分束/合束器陣列的入光側的另三分之一區域，所述分束器設置於偏振分束/合束器陣列的出光側；
[0006]還包括半波片1、半波片II和半波片III，所述半波片I緊貼於輸入準直器的輸出端，所述半波片II設置於偏振分束/合束器陣列的出光側並僅覆蓋一路出光，所述半波片III設置於分束器的入光側，且緊貼分束器。
[0007]本實用新型所述起偏器和檢偏器為四分之一波片。
[0008]本實用新型所述輸入準直器為單光纖準直器。
[0009]本實用新型所述偏振分束/合束器陣列為YV04晶體稜鏡陣列。
[0010]本實用新型一種DPSK解調器，其由上述的小型的偏振光幹涉系統和輸出準直器構成，所述輸出準直器設置於所述偏振光幹涉系統的出光側。
[0011]本實用新型所述輸出準直器為雙光纖準直器。
[0012]本實用新型一種小型的偏振光幹涉系統的原理:採用偏振態分光技術，將光源的偏振態經線偏振態變成橢圓偏振態，再進一步分離不同偏振態的光，發生幹涉，最後再合併輸出，從而達到在整個C波段分光比保持50/50，有效地提高了消光比。
[0013]本實用新型所用的分光技術對應的器件很成熟，如起偏器、偏振分光稜鏡、四分之一波片、檢偏器等，可以將器件中一些與偏振相關的影響進行補償消除。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]1、本實用新型製成的偏振光幹涉系統可有效地在整個C波段分光比保持50/50，從而達到很高的消光比；
[0016]2、本實用新型將偏振分束/合束器陣列一器件多用，大大縮小了偏振光幹涉系統及基於該小型的偏振光幹涉系統製成的解調器的封裝尺寸，有利於光通訊器件的小型化發展。
[0017]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為麥可遜幹涉儀結構示意圖；
[0019]圖2為馬赫-增德爾幹涉儀結構示意圖；
[0020]圖3為本實用新型一種小型的偏振光幹涉系統的光路示意圖；
[0021 ] 圖4為圖3的DPSK解調器的消光比測試圖；
[0022]其中:
[0023]光纖裝置100
[0024]輸入準直器200
[0025]半波片I 210
[0026]起偏器220
[0027]偏振分束/合束器陣列300
[0028]半波片II 310
[0029]溫度補償光片320
[0030]檢偏器330
[0031]偏振分光稜鏡400
[0032]四分之一波片410
[0033]反射鏡500
[0034]轉向稜鏡600
[0035]分束器700
[0036]半波片III710
[0037]輸出準直器800。
【具體實施方式】
[0038]現在將在下文中參照附圖更加充分地描述本實用新型，在附圖中示出了本實用新型的示例性實施例，從而本公開將本實用新型的範圍充分地傳達給本領域的技術人員。然而，本實用新型可以以許多不同的形式實現，並且不應被解釋為限制於這裡闡述的實施例。
[0039]參見圖3，本實用新型一種小型的偏振光幹涉系統，XYZ方向如圖所示，以雷射為光源的光纖裝置100通過光纖傳輸,將入射光接入輸入準直器200。輸入準直器200為單光纖準直器，半波片I 210緊貼於輸入準直器200的輸出端，其輸出光經起偏器220後進入偏振分束/合束器陣列300。起偏器220為四分之一波片，其輸出光覆蓋偏振分束/合束器陣列300的入光側的三分之一區域，半波片II 310設置於偏振分束/合束器陣列300的出光側並僅覆蓋一路出光，偏振分光稜鏡400置於偏振分束/合束器陣列300的Z軸的出光側，反射鏡500設置於偏振分光稜鏡400的後側。反射鏡500為簡單的鍍膜玻璃片，膜層厚度精確計算和設計後可以使兩束線偏振光的光程差相差一個周期。四分之一波片410設置於偏振分光稜鏡400與反射鏡500之間。
[0040]溫度補償光片320設置於偏振分束/合束器陣列300的靠偏振分光稜鏡400 —側的中部偏下。溫度補償光片320的材料是矽或其它對溫度較敏感的光學材料，它能補償由玻璃或空氣在偏振分束/合束器陣列300中隨溫度漂移產生的路徑差，也可通過加熱矽即時調節所需的相位差。
[0041]轉向稜鏡600置於偏振分束/合束器陣列300的Z軸反方向的出光側，經其180°轉向的出射光經過檢偏器330後覆蓋偏振分束/合束器陣列300的入光側的另三分之一區域，檢偏器330為四分之一波片。分束器700設置於偏振分束/合束器陣列300的出光側，半波片III 710設置於分束器700的入光側，且緊貼分束器700。
[0042]偏振分束/合束器陣列300為YV04晶體，其具有較大的折射率值及雙折射率差，其優良的雙折射性能使其成為重要的光學元件。由起偏器220、偏振分束/合束器陣列300、半波片II 310、溫度補償光片320、偏振分光稜鏡400、四分之一波片410、反射鏡500、檢偏器330和轉向稜鏡600構成的延遲線幹涉模組，使偏振光三次經過偏振分束/合束器陣列300，形成兩支分光比50/50的輸出光路。
[0043]工作時，由光纖裝置100輸入的非偏振光經第一次經偏振分束/合束器陣列300後在X軸方向上形成上下分布且光軸方向垂直的兩束線偏振光，而設置於偏振分束/合束器陣列300的出光側並僅覆蓋一路出光的半波片II 310將其中一路線偏振光光軸旋轉90° ,形成同光軸方向的兩束上下分布的線偏振光。
[0044]經偏振分光稜鏡400、四分之一波片410後,兩束線偏振光變成兩束橢圓偏振光並發生幹涉，形成強度50/50的兩路垂直的S偏振光(簡稱S光)和P偏振光(簡稱P光)，其中S光與P光都在XOY平面內，S光軸平行於Y軸，而P光平行於X軸。
[0045]S光與P光在偏振分光稜鏡400內沿Y軸方向前行,在偏振分光稜鏡400的另一端發生全反射後沿Z軸反方向出射，S光直接再次經過偏振分束/合束器陣列300，P光經溫度補償光片320後再次經過偏振分束/合束器陣列300，沿Z軸反方向前行的兩束光經偏振分束/合束器陣列300合併後發生幹涉，造成幹涉的延遲相位由溫度補償光片320控制，經轉向稜鏡600後，幹涉光折轉180度第三次經過偏振分束/合束器陣列300，相干後90°相位差的兩束偏振光沿Y方向左右分開。
[0046]半波片III 710設置於分束器700的入光側的下半部分，其將左右兩束光的下半部偏振光的光軸旋轉90° ,經分束器700後Y軸方向左右兩束光的各自上下兩束光合併，形成左右兩束平行的輸出光。
[0047]本實用新型的偏振光幹涉系統充分利用偏振分束/合束器陣列300,米用偏振態分光技術，將光源的偏振態經線偏振態變成橢圓偏振態，再進一步分尚不同偏振態的光，發生幹涉，最後再合併輸出，從而達到在整個C波段分光比保持50/50，有效地提高了消光比。同時一器件多用，大大縮小了偏振光幹涉系統的封裝尺寸。
[0048]在上述小型的偏振光幹涉系統的出光側耦合以雙光纖準直器為主的輸出準直器800可以製成DPSK解調器，其可用於整個C波段，C波段的波長範圍為1528nm至1567nm，其消光比可達到20dB，如圖4所示。
[0049]本實用新型的DPSK解調器的尺寸:20mmX 15小於一枚五毛硬幣的尺寸，比現有的解調器小40%左右，這在40G系統中非常重要，有利於光通訊器件的小型化發展。
[0050]本實用新型的一種小型的偏振光幹涉系統及基於該小型的偏振光幹涉系統製成的解調器不限於上述優選實施例，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和範圍內，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實用新型權利要求所界定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種小型的偏振光幹涉系統，其特徵在於:包括光纖裝置(100)、輸入準直器(200)、起偏器(220 )、偏振分束/合束器陣列(300 )、溫度補償光片(320 )、偏振分光稜鏡(400 )、四分之一波片(410)、反射鏡(500)、轉向稜鏡(600)、檢偏器(330)和分束器(700),所述光纖裝置(100 )設置於輸入準直器(200 )的入光側，所述起偏器(220 )設置於輸入準直器(200 )的出光側，所述偏振分束/合束器陣列(300 )置於起偏器(220 )的出光側，所述起偏器(220 )出射的偏振光覆蓋偏振分束/合束器陣列(300)的入光側的三分之一區域,所述偏振分光稜鏡(400)置於偏振分束/合束器陣列(300)的Z軸的出光側,所述反射鏡(500)設置於偏振分光稜鏡(400)的後側,所述四分之一波片(410)設置於偏振分光稜鏡(400)與反射鏡(500)之間,所述溫度補償光片(320)設置於偏振分束/合束器陣列(300)的靠偏振分光稜鏡(400)—側的中部偏下，所述轉向稜鏡(600)置於偏振分束/合束器陣列(300)的Z軸反方向的出光側，經其180 °轉向的出射光經過所述檢偏器(330)後覆蓋偏振分束/合束器陣列(300)的入光側的另三分之一區域，所述分束器(700)設置於偏振分束/合束器陣列(300)的出光側； 還包括半波片I (210)、半波片II (310)和半波片111(710)，所述半波片I (210)緊貼於輸入準直器(200)的輸出端，所述半波片II (310)設置於偏振分束/合束器陣列(300)的出光側並僅覆蓋一路出光，所述半波片111(710)設置於分束器(700)的入光側，且緊貼分束器(700)。
2.根據權利要求1所述一種小型的偏振光幹涉系統，其特徵在於:所述起偏器(220)和檢偏器(330)為四分之一波片。
3.根據權利要求2所述一種小型的偏振光幹涉系統，其特徵在於:所述輸入準直器(200)為單光纖準直器。
4.根據權利要求3所述一種小型的偏振光幹涉系統，其特徵在於:所述偏振分束/合束器陣列(300)為YV04晶體稜鏡陣列。
5.一種DPSK解調器，其特徵在於:所述DPSK解調器由如權利要求1至4中任一項所述的小型的偏振光幹涉系統和輸出準直器(800)構成，所述輸出準直器(800)設置於所述偏振光幹涉系統的出光側。
6.根據權利要求5所述一種DPSK解調器，其特徵在於:所述輸出準直器(800)為雙光纖準直器。
【文檔編號】G02B27/28GK204009241SQ201420343120
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】吳學斌, 馮嶽忠 申請人:吳學斌