一種高隔離度的偏振光合束器的製作方法
2023-09-12 08:54:40
專利名稱：一種高隔離度的偏振光合束器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於光纖通信網絡，能使兩束偏振態相互垂直的線偏振光合為一束的偏振光合束器。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種高隔離度的偏振光合束器，它能有效地隔離光路中的回射光，從而起到保護入射端泵浦源的作用，使泵浦源輸出的光功率穩定。
本實用新型高隔離度偏振光合束器包括保偏雙光纖準直器(保偏雙光纖頭、自聚集透鏡)、普通光纖準直器(普通光纖頭、自聚焦透鏡)等，沿著光路依次分別設置雙折射晶體楔角片、法拉第旋轉片、雙折射晶體楔角片，其中兩塊雙折射晶體楔角片的兩個光軸互成45°。
本實用新型由兩塊光軸互成45°的雙折射晶體楔角片和法拉第旋轉片構成的偏振光合束元件具有光路不可逆特點，能有效地隔離光路中的回射光，兼具偏振光合束和光束隔離的功能。本實用新型具有低插入損耗、高隔離度、體積小、使用方便等特點，其插入損耗可小於0.4dB，隔離度大於45dB。針對下一代具有多個泵浦源的光放大系統進行優化，它能夠有效地將兩個泵浦正交的雷射混合起來，產生更高的輸出功率，用於摻餌光纖放大器(EDFA)和喇曼放大器(Raman Amplifier)中，給放大器提供更高的泵浦功率，從而提高放大器的輸出功率，而大功率的EDFA和喇曼放大器對於擴展DWDM(Densed Wavelength Dinision Multiolexer)系統的波段，提高信息的容量是至關重要的，另外本實用新型還有很多其他應用，如用於光開關，光纖偏振可調濾波器，多光束高速掃描儀等。
圖2是
圖1的偏振光合束元件的光分束的光路，即光路可逆示意圖。
圖3是本實用新型的光路結構示意圖。
圖4是圖3中光束30經過偏振光合束元件中的偏振態示意圖。
圖5是圖3中光束31經過偏振光合束元件中的偏振態示意圖。
圖6是光路中回射經過本偏振光合束器的光路示意圖。
圖7是圖6中光束50經過偏振光合束元件中的偏振態示意圖。
圖8是圖6中光束51經過偏振光合束元件中的偏振態示意圖。
本實用新型的偏振光合束工作原理如下。如圖3所示，入射線偏振光束30、31分別從保偏雙光纖頭1中的保偏光纖11、12射出，經自聚焦透鏡2會聚準直後分別以與y軸成φ2角的入射角入射到雙折射晶體楔角片3，光束30的偏振方向垂直於x軸，光束31的偏振方向平行於x軸。光束30、31入射到雙折射晶體楔角片3，發生折射後分別為光束32、33(如圖3所示)，光束32的偏振方向垂直於雙折射晶體楔角片3的光軸，相對於雙折射晶體楔角片3來說是0光，光束33的偏振方向平行於雙折射晶體楔角片3的光軸，相對於雙折射晶體楔角片3來說是e光。光束32、33離開楔角片3時再發生一次折射後進入法拉第旋轉片4，光束32、33的偏振方向從P點看去順時針旋轉45°，然後光束32、33相交於雙折射晶體楔角片5的楔角面折射進入雙折射晶體楔角片5，此時光束32的偏振方向平行於雙折射晶體楔角片5的光軸，相對雙折射晶體楔角片5來說是e光，光束33的偏振方向垂直於雙折射晶體楔角片5的光軸，相對雙折射晶體楔角片5來說是0光，然後光束32、33合成光束35平行於y軸從雙折射晶體楔角片5輸出進入自聚焦透鏡6，並經自聚焦透鏡6會聚、準直後進入普通單光纖頭中的光纖13。圖4和圖5是光束30、31經過偏振光合束元件的偏振態示意圖。
如圖6所示，當光纖中的回射光逆向通過該偏振合束器時，無法沿原路返回。光路中的回射線偏振光50、51從普通光纖頭7中的普通光纖13射出，經自聚焦透鏡6會聚，準直後垂直入射到雙折射晶體楔角片5，光束50的偏振方向垂直於雙折射晶體楔角片5的光軸，在雙折射晶體楔角片5中是0光，光束51的偏振方向平行於雙折射晶體楔角片5的光軸，在雙折射晶體楔角片5中是e光，光束50、51離開雙折射晶體楔角片5的楔角片面時發生折射並分離開來後分別經過法拉第旋轉片4，光束50、51的偏振方向從P點看去順時針旋轉45°後，入射到雙折射晶體楔角片3，分別在雙折射晶體楔角片3的楔角面發生折射後沿平行於y軸方向進入雙折射晶體楔角片3，此時光束50的偏振方向垂直於雙折射晶體楔角片3的光軸，在雙折射晶體楔角片3中是0光，光束51的偏振方向平行於雙折射晶體楔角片3的光軸，在雙折射晶體楔角片3中是e光。此時光束50、51互相平行，離開雙折射晶體楔角片3後，經自聚焦透鏡2會聚、準直後，由於入射角度不匹配，無法耦合回保偏雙光纖頭中的保偏光纖11、12。這樣有效地隔離光路中的回射光，從而起到保護入射端泵浦源的作用，使泵浦源輸出的光功率穩定。圖7和圖8是光束50、51經過偏振光合束元件中的偏振態示意圖。
權利要求1.一種高隔離度的偏振光合束器，包括保偏雙光纖準直器(1、2)、雙折射晶體楔角片(3)、法拉第旋轉片(4)、雙折射晶體楔角片(5)、普通單光纖頭(6、7)，其特徵在於兩塊雙折射晶體楔角片(3)、(5)的兩個光軸互成45°。
2.根據權利要求1所述的一種高隔離度的偏振光合束器，其特徵在於法拉第旋轉片(4)可以是自帶磁場的法拉第旋轉片，也可以是需外帶磁環的法拉第旋轉片。
3.根據權利要求1所述的一種高隔離度的偏振光合束器，其特徵在於所述光學元件可根據使用要求，同時鍍不同波長的增透膜。
專利摘要本實用新型公開了一種高隔離度的偏振光合束器,包括保偏雙光纖準直器、雙折射晶體楔角片、法拉第旋轉片、雙折射晶體楔角片、普通單光纖頭,其中兩塊雙折射晶體楔角片兩個光軸互成45°,採用上述結構的偏振光合束元件具有光路不可逆特點,能有效地隔離光路中的回射光,兼具偏振光合束和光束隔離的功能。同時本實用新型具有低插入損耗、高隔離度、體積小、使用方便等特點,其插入損耗可小於0.4dB,隔離度大於45dB。另外本實用新型還有很多其他應用,如用於光開關,光纖偏振可調濾波器,多光束高速掃描儀等。
文檔編號G02F1/01GK2505867SQ0126343
公開日2002年8月14日 申請日期2001年10月23日 優先權日2001年10月23日
發明者林斌, 陳斯傑 申請人:福州康順光通訊有限公司