三端口循环器制造技术

本发明专利技术涉及一种三端口循环器，包括非互易性旋转元件、第一双折射光楔和第二双折射光楔。非互易性旋转元件具有一个旋转轴，且用于将通过其的偏振光旋转一个预定的角度。第一双折射光楔具有实质上与旋转轴相垂直的第一光轴。第二双折射光楔具有实质上与旋转轴和第一光轴都相互垂直的第二光轴。第二双折射光楔光耦合在非互易性旋转元件和第一双折射光楔之间。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及光学技术。
技术介绍
光学循环器普遍用于光通信系统和光测量系统。图1示出了一种具有端口1、2和3的三端口循环器10。每一个端口1、2和3能够被耦合到偏振保持(“PM”)光纤。如图1所示，从端口1进入的偏振光信号S1，作为偏振光信号S2从端口2射出。从端口2进入的偏振光信号S2’，作为偏振光信号S3从端口3射出。
技术实现思路
一方面，专利技术提供一种三端口循环器。三端口循环器包括非互易旋转元件，第一双折射光楔，和第二双折射光楔。该非互易旋转元件具有一旋转轴并且用于以预定的角度旋转通过其的偏振光。第一双折射光楔具有实质上与旋转轴相垂直的第一光轴。第二双折射光楔具有实质上与旋转轴和第一光轴都相互垂直的第二光轴。第二双折射光楔被光学耦合在非互易旋转元件和第一双折射光楔之间。三端口循环器还可以包括光耦合在第一光楔上的第一透镜。三端口循环器还可以包括光耦合在第二光楔上的第二透镜。在三端口循环器中的非互易性旋转元件可以是一个法拉第旋转器。另一方面，本专利技术提供一种用来构造具有第一端口，第二端口和第三端口的三端口循环器的方法。该方法包括提供以相对于旋转轴的第一角度旋转通过其的偏振光的非互易性旋转元件的步骤。该方法包括提供具有第一光轴的第一双折射光楔的步骤。该方法包括提供具有与第一光轴形成第二角度的第二光轴的第二双折射光楔的步骤。该方法包括指引从第一端口接收的输入偏振光信号依次通过第一双折射光楔、第二双折射光楔和非互易性旋转元件，以提供指引到第二端口的输出偏振光信号的步骤。该方法包括指引从第二端口接收的输入偏振光信号依次通过非互易性旋转元件、第二双折射光楔和第一双折射光楔，以提供指引到第三端口的输出偏振光信号的步骤。专利技术的这些方面可以包括一个或多个以下优点。本专利技术的实施例可以提供一种具有较小的插入损耗，结构紧凑和以及降低制造成本的三端口循环器。其他的优点将从下面的附图和描述中显而易见。附图说明图1例示了包括端口1，2和3的三端口循环器10；图2a例示了一个三端口循环器的实施例；图2b例示了双折射光楔的特定的结构和在图2a所示的法拉第旋转器；图3a和3b例示了从PM光纤201射出的偏振光信号S1作为偏振光信号S2进入PM光纤202；图4a和4b例示了从PM光纤202射出的偏振光信号S2’作为偏振光信号S3进入PM光纤203；图5a和5b例示了从PM光纤203射出的偏振光信号S1作为偏振光信号S2进入PM光纤202；图6a和6b例示了从PM光纤202射出的偏振光信号S2’作为偏振光信号S3进入PM光纤201。图7a例示了使用具有ne大于n0的双折射晶体材料的双折射光楔230和240的实施例；图7b例示了使用具有ne小于n0的双折射晶体材料的双折射光楔230和240的实施例。具体实施例方式本专利技术涉及光技术方面的改进。给出的以下描述可使得本领域的普通技术人员能够制作和使用本专利技术，并且本专利技术可以在本专利申请的上下文和必要条件中被提供。对于本专利技术的各种修改对于本领域的普通技术人员来说都是显而易见的，并且本专利技术提出的通常原理也可以应用到其它的实施例中去。因此，本专利技术并不限于所示的实施例，而是与按照此处所描述的主要方面和特征的最宽的范围相一致。本专利技术按照具有特定结构的特定组件的三端口循环器进行描述。同样地，本专利技术按照具有特定连接关系的组件进行说明，例如组件之间的距离或角度。然而本领域的普通技术人员可以容易地判断出所描述的装置和系统可以包括具有相似属性的其他组件、其他的结构以及组件之间的其他连接关系。图2a说明一个三端口循环器200的实施例。三端口循环器200包括双折射光楔230，双折射光楔240和如法拉第旋转器的非互易旋转元件250。三端口循环器200可以包括用于将PM光纤201和203光耦合到双折射光楔230上的透镜220，用于将PM光纤202光耦合到法拉第旋转器250上的透镜260。PM光纤201和203的位置可以用毛细管210固定。PM光纤202的位置可以用毛细管270固定。双折射光楔230和240是呈锥形片的形状。双折射光楔230的表面232与双折射光楔240的表面242相对。在三端口循环器200的一个实施例中，表面232实质上与表面242平行。表面232可以直接、或通过其他的光学媒介(包括空气)间接地接触表面242。在图2a和2b中，例示了一个包括x方向，y方向和Z方向的坐标系。如图2b所示，双折射的光楔230的光轴是在x方向。双折射光楔240的光轴是在y方向。法拉第旋转器250是以此方式被设计，当光束通过法拉第旋转器250时，无论其是z方向的正向还是逆向，光的偏振将会相对于Z轴的正向被旋转45度。透镜260的表面262与法拉第旋转器250相对。三端口旋转器200具有为正向Z方向的主方向。三端口循环器200还具有为z-αy方向的第一端口方向，和为-z-βy方向的第三端口方向，其中α和β为正数。图3a和3b例示从PM光纤201射出的偏振光信号S1作为偏振光信号S2进入PM光纤202。更详细地，偏振光信号S1作为具有x方向偏振的光束311(e)从PM光纤201射出，并作为输入方向(即z-αy方向)的e射线进入到双折射光楔230中。光束311(e)在表面232和242被折射，并转变为在主方向(即z轴的正向)上进行传输的光束312(o)。光束312(o)作为具有x方向偏振的o射线进入到双折射光楔240，经由法拉第旋转器250，转变成在主方向上进行传输的具有x+y方向偏振的光束313。光束313作为偏振光信号S2经过透镜260进入PM光纤202。图4a和4b例示从PM光纤202射出的偏振光信号S2’作为偏振光信号S3进入PM光纤203。更详细地，从PM光纤202中射出的偏振光信号S2’作为具有x+y方向偏振的光束411在主方向的反向进行传输(即z轴的反向)。具有x+y方向偏振的光束411通过法拉第旋转器250并转变为具有y方向偏振的光束412(e)。光束412(e)作为e射线进入到双折射光楔240。光束412(e)在表面242和232被折射，并转变为光束413(o)。光束413(o)作为具有y方向偏振的o射线进入双折射光楔230，且以输出方向(即-z-βy方向)从双折射光楔230中射出。光束413(o)作为偏振光信号S3经过透镜220进入PM光纤203。在图2a的三端口循环器的实施例中，法拉第旋转器250以实质上为正向45度的角度旋转光束的偏振。在一替换实施例中，法拉第旋转器也可以实质上为反向45度的角度旋转光束的偏振。在图2a的三端口循环器的实施例中，双折射光楔230具有x方向的光轴，双折射光楔240具有y方向的光轴。在一替换实施例中，双折射光楔230可以具有在cos()x+sin()y方向的光轴，双折射光楔240可以具有coS(+90)x+sin(+90)y方向的光轴，其中为任意的角度。在图3a和3b中，从PM光纤201射出的偏振光信号S1作为e射线进入双折射光楔230；在图4a和4b中，光束作为o射线从双折射光楔230中射出，作为偏振光信号S3进入PM光纤203。在一替换的实施例中，从PM光纤203射出的偏振光信号S1可以作为o射线进入双折射光楔230中；光束可以作为e射线从双折射光楔230中射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三端口循环器，包含： 非互易性旋转元件，具有旋转轴并且用于以预定的角度旋转通过其的偏振光； 第一双折射光楔，具有实质上与旋转轴垂直的第一光轴；和 第二双折射光楔，具有实质上与旋转轴和第一光轴都相互垂直的第二光轴，该第二双折射光楔光耦合在非互易性旋转元件和第一双折射光楔之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟中，
申请(专利权)人：奥普林克通信公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]