多端口光纤环行器制造技术

一种反射式环行器，包括一双折射分束和组合单元、一非互易偏振旋转器、和双折射平移单元。该环行器的某些实施例包括一倒像反射镜。该环行器能够缩放，以包含大量排列成一维阵列或两维图形的端口。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般针对光纤装置，更具体说是针对多端口环行器。非互易装置在微波和光通信中被用来有选择地把信号从一个端口引导至另一个端口。随着光纤通信的增长，对适合用于光纤系统的非互易部件的需求也在增加。例如，隔离器被用来降低反馈进单模半导体激光器的光功率，以增加该激光器的频率和功率的稳定性。随着光纤系统变得越来越复杂，例如，随着波分复用(WDM)的出现，对先进部件的需求也在增加，例如用在诸如复用/消复用、分/插复用及双向传输的光环行器。在复杂的光纤系统中，可能要求有多根功能相同的光纤。例如，许多光纤可能都载运着要求消复用的信号。目前一些消复用的方法，要求每根光纤有独立的消复用器。若能提供并行的、可共享的能力，使其中每个WDM信道的信号与其他WDM信道共享一些或全部消复用器部件，那么可能更方便和更合算。现在环行器设计的实施办法，不易用于把环行器缩放至供若干个信道共用。此外，许多环行器使用大量部件，得到的装置对准复杂、组装昂贵、并且反射损耗高。为了适应高密度的装配结构，光纤部件趋向于小型化。而且，在一些空间受限制的应用中，装置的输入端口与输出端口必须放在同一侧。因此也要求环行器要小，以便能与光纤系统的其余部件相容。许多环行器的设计，都使用具有光学面的部件，相互用环氧树脂粘合。光学环氧树脂的长期耐用性是不确定的，所以该类部件可能比没有用环氧树脂粘合面的部件有较短的平均失效寿命。许多环行器采用延迟波片来旋转光束的偏振方向。但是，波片的厚度是准确地为某个特定波长设定的，而偏离设定波长会损害波片的偏振旋转性质。因此，在环行器中使用波片，将降低端口间的隔离带宽，并限制该装置用于窄的波长范围。需要提供一种环行器，该种环行器无环氧树脂光路、紧凑，且用少量部件，从而使制作不那么复杂，并降低反射损耗。还需要提供缩放该种环行器的能力，以容纳大量输入端和输出端，并提供与不同信道并行运行的能力。还希望环行器中避免使用延迟波片，以便获得宽的工作波长范围。本专利技术一般涉及能缩放至用许多端口工作，但仍然紧凑的环行器，且要求光束通路中不存在任何环氧树脂粘合面。该环行器具有部件数量最少的优点，有多个端口，小型，制作容易和调节简单。在某些实施办法中，环行器使用倒像反射镜，对通过双折射单元的不同偏振的光束进行交换。在另一些实施办法中，一种环行器非互易模块与一个或两个多端口耦合模块一起使用，使环行器能用多端口工作。本专利技术的一个特殊实施例，是一种有双折射分束和组合单元的环行器，双折射分束和组合单元的作用，是把沿输入轴以向前方向传播的光束分解，成为有相互正交偏振的第一和第二光路。该环行器还有倒像反射镜，把沿第一光路向前行进的光反射，使之沿平行于第一光路的第三光路的反方向行进，并反射沿第二光路向前行进的光，使之沿平行于第二光路的第四光路的反方向传播。第一非互易偏振旋转器把沿第一分束和组合单元产生的第一、第二、第三和第四光路传播的光的偏振方向，旋转约45°。双折射平移单元使以第一偏振方向在其上传播的光束，产生横向位移，但使具有正交于第一偏振方向的第二偏振方向的光束透过而不产生横向位移。沿第二和第三光路之一通过双折射平移单元传播的光，产生横向位移，而沿第二和第三光路另一光路通过双折射平移单元传播的光，则不产生横向位移，同时，沿第三和第四光路传播的光，在双折射分束和组合单元中组合为单一的输出通路。在另一个特殊的实施例中，双折射分束和组合单元把从第一端口沿向前方向传播的光束分解，成为有相互正交偏振的第一和第二光路。一倒像反射镜把沿第一光路向前行进的光反射，使之沿平行于第一光路的第三光路的反方向行进，并反射沿第二光路向前行进的光，使之沿平行于第二光路的第四光路的反方向传播。第一非互易偏振旋转器把沿第一、第二、第三、和第四光路传播的光的偏振方向旋转约45°。位于双折射分束和组合单元与倒像反射镜之间的双折射平移单元，有一放在第二与第三光路中的第一双折射平移单元，其作用是使以第一偏振方向在其上传播的光束产生横向位移，但使在其上传播的、有正交于第一偏振方向的第二偏振方向的光束透过，而不产生横向位移。该双折射平移单元还包括置于第一和第四光路中的非双折射单元。沿第三和第四通路传播的光，在双折射分束和组合单元中组合为单一的输出通路，耦合至第二端口。在另一个实施例的环行器中，有一种把沿向前方向传播的光束，分解为两个正交偏振光束的装置，该装置还把沿反方向传播的两光束组合成单一的输出光束。该环行器还有用于旋转该两光束偏振方向的装置、用于使选定偏振方向的该两光束之一产生横向位移的装置、和用于使该两光束颠倒并反射的装置。另一个实施例的环行器中，有一双折射分束和组合单元，把沿向前方向传播的光束分解，成为相互正交偏振的第一和第二光路，还有一非互易偏振旋转器，把沿分束和组合单元产生的第一和第二光路传播的光的偏振方向，旋转约45°。一双折射平移单元有上部和下部，第一光路在下部通过，而第二光路在上部通过。一倒像反射镜反射从下部通过的向前行进的光，使之通过上部向后行进，同时反射从上部通过的向前行进的光，使之通过下部向后传播；其中，通过上部向前传播的光和向后传播的光之一，作为非常光线通过双折射平移单元传播，而通过上部向前传播的光和向后传播的光的另一束，则作为寻常光线通过双折射平移单元传播。另一种环行器有一双折射分束和组合单元，把沿单元输入轴传播的正交偏振光束，分解成第一和第二光路，还有第一非互易偏振旋转器，把沿第一分束和组合单元产生的第一和第二光路传播的两束光的偏振方向，分别按相反方向旋转约45°。一双折射平移单元沿第一和第二光路放置，使通过其上传播的、有第一偏振方向的光束产生横向位移，但使有正交于第一偏振方向的第二偏振方向的光束透过而不产生横向位移。第二非互易偏振旋转器把沿平移单元产生的第一和第二光路传播的光的偏振方向旋转约45°。一反射镜把沿第一和第二光路传播的光，分别沿第一和第二光路的反方向反射。另一种环行器有第一和第二耦合模块，每一耦合模块包括第一聚焦单元和第二聚焦单元，第一聚焦单元可与相应的第一和第二多根光纤的输出端耦合，并有选定的第一聚焦率，以引导来自多根光纤的相应光束与第一聚焦单元的轴相交，第二聚焦单元沿第一光轴与第一聚焦单元相隔第一分开距离，并放在能接收第一聚焦单元的光束的位置，第二聚焦单元有第二聚焦率，要选定该第一分开距离，使从第一聚焦单元接收的各光束平行化。该环行器还有非互易模块，非互易模块包括第一双折射分束和组合单元，把来自第一耦合模块第二聚焦单元的沿单元输入轴传播的输入光束分解，成为正交偏振的第一和第二光路。该非互易模块还有第一非互易偏振旋转器和双折射平移单元，第一非互易偏振旋转器把沿第一分束和组合单元产生的第一和第二光路两束光的偏振方向，分别按相反方向旋转约45°，双折射平移单元沿第一和第二光路放置，用于使以第一偏振方向通过其上传播的光束产生横向位移，但使有正交于第一偏振方向的第二偏振方向的光束透过而不产生横向位移。第二非互易偏振旋转器把沿平移单元产生的第一和第二光路传播的两束光的电场矢量，按相反方向旋转约45°。第二双折射分束和组合单元，把沿第一和第二光路传播的光束组合，成为一束输出光束，该输出光束被引导至第二光耦合模块的第二聚焦单元。另一个实施例的环行器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光环行器，包括：一双折射分束和组合单元，把沿向前方向传播的光分解为相互正交偏振的第一和第二光路；一倒像反射镜，用于反射沿第一光路向前行进的光，使之沿平行于第一光路的第三光路的反方向行进，还反射沿第二光路向前行进的光，使之沿平行于 第二光路的第四光路的反方向行进；第一非互易偏振旋转器，把沿第一分束和组合单元产生的第一、第二、第三、和第四光路传播的光的偏振方向，旋转约４５°；和一双折射平移单元，用于使在其上通过的具有第一偏振方向的光束产生横向位移，但使具有正交于 第一偏振方向的第二偏振方向的光束透过而不产生横向位移；其中沿第二和第三光路之一传播，通过双折射平移单元的光产生横向位移，而沿第二和第三光路的另一光路传播，通过双折射平移单元的光不产生横向位移，并且沿第三和第四光路传播的光，在双折射分束和 组合单元中组合成单一的输出通路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：良驹卢，B巴里张，
申请(专利权)人：ADC电信公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]