一种光环形器的制造方法
一种光环形器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤通讯技术领域，尤其涉及一种光环形器。
【背景技术】
[0002]光环行器是一种多端口输入输出的非互易性光学器件，它的作用是使光信号只能沿规定的端口顺序传输。它的典型结构有N (N大于等于3)个端口，当光由端口 I输入时，光由端口 2输出，当光由端口 2输入时，光由端口 3输出，以此类推。
[0003]当光环形器用于单纤双向通信时可将同一根光纤中正向传输和反向传输的光信号分开。将端口 I连接数据发送器，端口 2连接外部网络，端口 3连接信号接收器。数据可由发送器通过光环形器的端口 I由端口 2送到外部网络，外部来的信号由端口 2进入光环形器，但不会到达端口 I而到达端口 3进入信号接收器。
[0004]光环形器还可用于光通信中单纤双向通信，光纤布拉格光栅(FBG)组合应用，掺铒光纤放大器(EDFA)，波分复用(WDM)，色散补偿，光信号上载/下载，还可在光学时域反射仪(OTDR)和光纤陀螺(Sagnac干涉仪)中做耦合器。
[0005]但是现有的光环形器存在体积大，隔离度低、插入损耗高、偏振相关损耗高等缺陷。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种光环形器，该光环形器不仅构造简单，体积小，而且隔离度高，插入损耗低。
[0007]本实用新型的技术方案在于:一种光环形器，其特征在于，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器、第一位移片、第二移位片及第二准直器，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤和第三光纤，所述第二准直器上沿轴心线并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光纤和第二光纤。
[0008]优选地，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片和连接于第二移位片前端面的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第三波片、第二双折射楔角片、第二磁光晶体及第四波片。
[0009]进一步的，上述第一波片连接于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相反的一侧。
[0010]优选地，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片和连接于第二移位片前端面的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片及第二磁光晶体。
[0011]进一步的，上述第一波片连接于于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相同的一侧。
[0012]优选地，所述中间光学组合体包括并排连接于第一位移片后端面的第一波片和第三波片，以及并排连接于第二移位片前端面的第二波片和第四波片，所述第一波片、第三波片和第二波片、第四波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片、第二磁光晶体；所述第一光纤、第二光纤、第三光纤及第四光纤为热扩束光纤。
[0013]一种光环形器，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器、第一位移片、第二移位片及第二准直器，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上设置有与轴心线相平行的第三光纤，所述第二准直器上沿轴心线方向设置有与第三光纤相对应的第二光纤以及与第二光纤相平行的第四光纤；或所述第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤和第三光纤，所述第二准直器上设置有与轴心线相平行且与第三光纤相对应的第二光纤。
[0014]优选地，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面一旁侧的第一波片和连接于第二移位片前端面且与第一波片相反一侧的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第三波片、第二双折射楔角片、第二磁光晶体及第四波片。
[0015]优选地，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面一旁侧的第一波片和连接于第二移位片前端面且与第一波片相同一侧的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片及第二磁光晶体。
[0016]优选地，所述中间光学组合体包括并排连接于第一位移片后端面的第一波片和第三波片，以及并排连接于第二移位片前端面的第二波片和第四波片，所述第一波片、第三波片和第二波片、第四波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片、第二磁光晶体。
[0017]与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点:该光环形器具有构造简单，体积小、隔离度高、插入损耗低、偏振相关损耗低等优点。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例一中光从环形器的光纤11到光纤12的光路侧视图；
[0019]图2为本实用新型实施例一中光从环形器的光纤12到光纤13的光路侧视图；
[0020]图3为本实用新型实施例一中光从环形器的光纤13到光纤14的光路侧视图；
[0021]图4为本实用新型实施例一中光环形器光路俯视图；
[0022]图5为本实用新型的实施例一的中间光学组合体侧视图；
[0023]图6为本实用新型的实施例二的中间光学组合体侧视图；
[0024]图7为本实用新型的实施例三的中间光学组合体侧视图；
[0025]图中:11_第一光纤12-第二光纤13-第三光纤14-第四光纤21-第一准直器22-第二准直器31-第一位移片32-第二位移片41-第一波片42-第二波片43-第三波片44-第四波片51-第一双折射楔角片52-第二双折射楔角片61-第一磁光晶体62-第二磁光晶体。
【具体实施方式】
[0026]为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本实用新型并不限于此。
[0027]参考图1至图5
[0028]实施例一一种光环形器，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器21、第一位移片31、第二移位片32及第二准直器22，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿纵轴z方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上沿沿纵轴z并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光14纤和第二光纤12。
[0029]当第一准直器上只设置有与轴心线相平行的第三光纤13，所述第二准直器上沿轴心线方向设置有与第三光纤相对应的第二光纤12以及与第二光纤相平行的第四光纤，BP形成三端口光环形器；或者当第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上只设置有与轴心线相平行且与第三光纤相对应的第二光纤12，即形成三端口光环形器。
[0030]本实施例中，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片41和连接于第二移位片前端面的第二波片42，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片51、第一磁光晶体61、第三波片43、第二双折射楔角片52、第二磁光晶体62及第四波片44。
[0031]本实施例中，所述第一波片连接于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相反的一侧。
[0032]本实施例中，所述第一光纤、第二光纤、第三光纤及第四光纤为热扩束光纤。
[0033]该光环行 器的工作原理:
[0034]第一准直器21，将来自第一光纤11的光准直成平行光束和将平行光束导入第三光纤13 ;第二准直器22，将平行光束导入第二光纤12和第四光纤14或者将来自第二光纤12的光准直成平行光束；第一位移片31、第二位移片32用来将任意状态的输入光分解成两束偏振方向垂直的偏振分量或者将这样的两束偏振方向垂直的偏振分量合成一个光束；第一波片41、第二波片42、第三波片43、第四波片44、第一磁光晶体61、第二磁光晶体62用来改变光束的偏振态；第一双折射楔角片51、第二双折射楔角片52是与偏振相关的角度偏折器。
[0035]参考图1、图4及图5
[0036]当光从第一光纤导入时，第一准直器21将来自第一光纤11的光准直成平行光束211，因为光纤11相对于第一准直器处于离轴位置，位于中心面上方，光束211有一个向下的倾斜角。光束211进入第一位移片31后，被分成具有相互垂直偏振态的沿y方向分离的两束光，即正常光211ο和反常光211e。图1下方的xy平面剖面图标示了它们的偏振态。光束211e经第一波片41后，偏振态被旋转了 90°和光束211ο的偏振态相同，光束标不为211^，偏振方向沿X方向，图1下方的xy平面剖面图标示了光束211e偏振态的变化。然后这两束光以原有的倾斜角进入第一双折射楔角片51，偏振态没有变化。两束光经过第一磁光晶体61后，偏振方向顺时针旋转45°，两束光经过第三波片43后，偏振方向逆时针旋转45°，偏振方向沿X方向。两束光还是以原来的倾斜角进入第二双折射楔角片52，偏振态没有变化，再进入第二磁光晶体62，两束光偏振方向也是顺时针旋转45°，两束光经过第四波片44后，偏振方向逆时针旋转45°，两束光的偏振态沿X方向，图5 (光环形器中间组合体侧视图)下方的xy平面剖面图标示了两束光偏振态的变化。其中光束211ο'经过第二波片42后，偏振方向旋转了 90°，偏振方向沿y方向，图1下方的xy平面剖面图标示了两束光偏振态的变化。因此，两束光的偏振态由相互平行变为相互垂直，此时两束光标示为211ο"和21 Ie"。第二位移片32将两束光合成一束，合成光束为321由第二准直器22的第二光纤12接收输出。
[0037]参考图2、图4及图5
[0038]当光从第二光纤导入时，第二准直器22将来自第二光纤12的光准直成平行光束221，因为光纤12相对于准直器处于离轴位置，位于中心面下方，光束221有一个向上的倾斜角。光束221进入第二位移片32后，被分成具有相互垂直偏振态的沿I方向分离的两束光，即正常光221ο和反常光221e。图2下方的xy平面剖面图标示了它们的偏振态。光束221ο经第二波片42后，偏振态被旋转了 90°和光束221e的偏振态相同，为光束221V，偏振方向沿X方向，图2下方的xy平面剖面图标示了光束221ο偏振态的变化。然后这两束光以原有的倾斜角进入第四波片44后，偏振方向顺时针旋转45°，再经过第二磁光晶体62后，偏振方向顺时针旋转45°，偏振方向沿y方向。再经过第二双折射楔角片52后，两束光偏振态没有发生变化。两束光还是以原来的倾斜角进入第三波片43，两束光的偏振方向顺时针旋转45°，再进入第一磁光晶体61，两束光偏振方向再顺时针旋转45°，两束光的偏振态沿X方向。两束光进入第一双折射楔角片51，由于两束光的偏振态和楔角片光轴的取向，两束光在X方向角度发生变化，两束光将折向下方。双折射楔角片对光束的偏折角由楔角片的角度和其材料的折射率决定。两束光偏振态都没发生变化，图5下方的xy平面剖面图标示了两束光偏振态的变化以及X方向角度的变化。其中光束221e'经过第一波片41后，偏振方向旋转了 90°，偏振方向沿y方向。因此，两束光的偏振态由相互平行变为相互垂直，此时两束光标示为221ο"和221e"。第一位移31将两束光合成一束，合成光束为311由第一准直器21的第三光纤13接收输出。
[0039]参考图3、图4及图5
[0040]当光从第三光纤导入时，第一准直器21将来自第三光纤13的光准直成平行光束212，因为光纤13相对于准直器处于离轴位置，位于中心面下方，光束212有一个向上的倾斜角。光束212进入第一位移片31后，被分成具有相互垂直偏振态的沿y方向分离的两束光，即正常光212ο和反常光212e。图3下方的xy平面剖面图标示了它们的偏振态。光束212e经第一波片41后，偏振态被旋转了 90°和光束212ο的偏振态相同，光束标示为212ο'和212^，偏振方向沿X方向，图3下方的xy平面剖面图标示了光束212e偏振态的变化。然后这两束光以原有的倾斜角进入第一双折射楔角片51，偏振态没有变化。两束光经过第一磁光晶体61后，偏振方向顺时针旋转45°，两束光再经过第三波片43后，偏振方向逆时针旋转45°，偏振方向沿X方向。两束光还是以原来的倾斜角进入第二双折射楔角片52，偏振态没有变化，再进入第二磁光晶体62，两束光偏振方向再顺时针旋转45°，两束光经过第四波片44后，偏振方向逆时针旋转45 °，两束光的偏振方向沿X方向，图5下方的xy平面剖面图标示了两束光偏振态的变化。其中光束212ο'经过第二波片42后，偏振方向旋转了 90°，偏振方向沿y方向，图3下方的xy平面剖面图标示了两束光偏振态的变化。因此，两束光的偏振态由相互平行变为相互垂直，此时两束光标示为212ο"和212e"。第二位移片32将两束光合成一束，合成光束为322由第二准直器22的第四光纤14接收输出。
[0041]第一位移片31将任意状态的输入光分解成两束偏振方向垂直的偏振分量后，经过中间一系列的光学组件后，两束光的偏振方向还是相互垂直的，而后再由第二位移片32将这样的两束偏振方向垂直的偏振分量合成一个光束。光环形器中间光学组合体可以有多种组合。
[0042]实施例二参考图6
[0043]一种光环形器，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器21、第一位移片31、第二移位片32及第二准直器22，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿沿纵轴z方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上沿沿纵轴z方向并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光14纤和第二光纤12。
[0044]当第一准直器上只设置有与轴心线相平行的第三光纤13，所述第二准直器上沿轴心线方向设置有与第三光纤相对应的第二光纤12以及与第二光纤相平行的第四光纤，BP形成三端口光环形器；或者当第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上只设置有与轴心线相平行且与第三光纤相对应的第二光纤12，即形成三端口光环形器。
[0045]本实施例中，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片41和连接于第二移位片前端面的第二波片42，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片51、第一磁光晶体61、第二双折射楔角片52及第二磁光晶体62。
[0046]本实施例中，所述第一波片连接于于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相同的一侧。
[0047]本实施例中，所述第一光纤、第二光纤、第三光纤及第四光纤为热扩束光纤。
[0048]该光环行器的工作原理:
[0049]来自光纤11的光束被第一位移片31分解成两束偏振方向垂直的偏振分量后，其中沿I方向的偏振分量经第一波片41后，偏振态被旋转了 90°和另一偏振分量偏振态相同， 偏振方向沿X方向，图6下方的xy平面剖面图标示了两光束偏振态的变化。然后这两束光进入第一双折射楔角片51，偏振态没有变化。两束光经过第一磁光晶体61后，偏振方向顺时针旋转45°，再经过第二双折射楔角片52，偏振态没有变化，再进入第二磁光晶体62，两束光偏振方向也是顺时针旋转45°，两束光偏振方向沿y方向。其中一束光经过第二波片42后，偏振方向被旋转了 90°，偏振方向沿X方向，因此两束光的偏振态由相互平行变为相互垂直，第二位移片32将两束光合成一束由第二光纤12接收输出。来自光纤12的光束到光纤13的传输，来自光纤13的光束到光纤14的传输，光束的偏振态变化如图6所示。
[0050]实施例三参考图7
[0051]一种光环形器，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器21、第一位移片31、第二移位片32及第二准直器22，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿沿纵轴z方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上沿沿纵轴z方向并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光14纤和第二光纤12。
[0052]当第一准直器上只设置有与轴心线相平行的第三光纤13，所述第二准直器上沿轴心线方向设置有与第三光纤相对应的第二光纤12以及与第二光纤相平行的第四光纤，BP形成三端口光环形器；或者当第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上只设置有与轴心线相平行且与第三光纤相对应的第二光纤12，即形成三端口光环形器。
[0053]本实施例中，所述中间光学组合体包括并排连接于第一位移片后端面的第一波片41和第三波片43，以及并排连接于第二移位片前端面的第二波片42和第四波片44，所述第一波片、第三波片和第二波片、第四波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片51、第一磁光晶体61、第二双折射楔角片52、第二磁光晶体62。
[0054]本实施例中，所述第一光纤、第二光纤、第三光纤及第四光纤为热扩束光纤。
[0055]该光环行器的工作原理:
[0056]来自光纤11的光束被第一位移片31分解成两束偏振方向垂直的偏振分量后，其中沿I方向的偏振分量经第一波片41后，偏振态被逆时针旋转了 67.5°，其中沿X方向的偏振分量经第三波片43，偏振态被顺时针旋转了 22.5°，两光束的偏振态相同，图7下方的xy平面剖面图标示了两光束偏振态的变化。然后这两束光进入第一双折射楔角片51，偏振态没有变化。两束光经过第一磁光晶体61后，偏振方向逆时针旋转45°，再经过第二双折射楔角片52，偏振态没有变化，再进入第二磁光晶体62，两束光偏振方向也是逆时针旋转45°。其中一束光经过第二波片42后，偏振方向顺时针旋转了 67.5°，偏振方向沿x方向；另一光束经过第四波片44后，偏振方向逆时针旋转了 22.5°，偏振方向沿y方向。因此两束光的偏振态由相互平行变为相互垂直，第二位移片32将两束光合成一束由第二光纤12接收输出。光纤12光束到光纤13的传输，光纤13光束到光纤14的传输，光束的偏振态变化如图7所示。
[0057]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
【主权项】
1.一种光环形器，其特征在于，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器、第一位移片、第二移位片及第二准直器，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤和第三光纤，所述第二准直器上沿轴心线并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光纤和第二光纤。2.根据权利要求1所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片和连接于第二移位片前端面的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第三波片、第二双折射楔角片、第二磁光晶体及第四波片。3.根据权利要求2所述的一种光环形器，其特征在于，所述第一波片连接于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相反的一侧。4.根据权利要求1所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片和连接于第二移位片前端面的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片及第二磁光晶体。5.根据权利要求4所述的一种光环形器，其特征在于，所述第一波片连接于于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相同的一侧。6.根据权利要求1所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括并排连接于第一位移片后端面的第一波片和第三波片，以及并排连接于第二移位片前端面的第二波片和第四波片，所述第一波片、第三波片和第二波片、第四波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片、第二磁光晶体；所述第一光纤、第二光纤、第三光纤及第四光纤为热扩束光纤。7.一种光环形器，其特征在于，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器、第一位移片、第二移位片及第二准直器，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上设置有与轴心线相平行的第三光纤，所述第二准直器上沿轴心线方向设置有与第三光纤相对应的第二光纤以及与第二光纤相平行的第四光纤；或所述第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤和第三光纤，所述第二准直器上设置有与轴心线相平行且与第三光纤相对应的第二光纤。8.根据权利要求7所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面一旁侧的第一波片和连接于第二移位片前端面且与第一波片相反一侧的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第三波片、第二双折射楔角片、第二磁光晶体及第四波片。9.根据权利要求7所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面一旁侧的第一波片和连接于第二移位片前端面且与第一波片相同一侧的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片及第二磁光晶体。10.根据权利要求7所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括并排连接于第一位移片后端面的第一波片和第三波片，以及并排连接于第二移位片前端面的第二波片和第四波片，所述第一波片、第三波片和第二波片、第四波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片、第二磁光晶体。
【专利摘要】本实用新型涉及光纤通讯技术领域，尤其涉及一种光环形器，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器、第一位移片、第二移位片及第二准直器，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤和第三光纤，所述第二准直器上沿轴心线并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光纤和第二光纤；当少了第一光纤或少了第二光纤即形成三端口环形器。该光环形器不仅构造简单，体积小，而且隔离度高，插入损耗低。
【IPC分类】G02F1/095
【公开号】CN204694946
【申请号】CN201520298559
【发明人】游海斌, 吴玉霞
【申请人】福州宏旭科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月11日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤通讯技术领域，尤其涉及一种光环形器。
【背景技术】
[0002]光环行器是一种多端口输入输出的非互易性光学器件，它的作用是使光信号只能沿规定的端口顺序传输。它的典型结构有N (N大于等于3)个端口，当光由端口 I输入时，光由端口 2输出，当光由端口 2输入时，光由端口 3输出，以此类推。
[0003]当光环形器用于单纤双向通信时可将同一根光纤中正向传输和反向传输的光信号分开。将端口 I连接数据发送器，端口 2连接外部网络，端口 3连接信号接收器。数据可由发送器通过光环形器的端口 I由端口 2送到外部网络，外部来的信号由端口 2进入光环形器，但不会到达端口 I而到达端口 3进入信号接收器。
[0004]光环形器还可用于光通信中单纤双向通信，光纤布拉格光栅(FBG)组合应用，掺铒光纤放大器(EDFA)，波分复用(WDM)，色散补偿，光信号上载/下载，还可在光学时域反射仪(OTDR)和光纤陀螺(Sagnac干涉仪)中做耦合器。
[0005]但是现有的光环形器存在体积大，隔离度低、插入损耗高、偏振相关损耗高等缺陷。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种光环形器，该光环形器不仅构造简单，体积小，而且隔离度高，插入损耗低。
[0007]本实用新型的技术方案在于:一种光环形器，其特征在于，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器、第一位移片、第二移位片及第二准直器，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤和第三光纤，所述第二准直器上沿轴心线并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光纤和第二光纤。
[0008]优选地，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片和连接于第二移位片前端面的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第三波片、第二双折射楔角片、第二磁光晶体及第四波片。
[0009]进一步的，上述第一波片连接于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相反的一侧。
[0010]优选地，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片和连接于第二移位片前端面的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片及第二磁光晶体。
[0011]进一步的，上述第一波片连接于于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相同的一侧。
[0012]优选地，所述中间光学组合体包括并排连接于第一位移片后端面的第一波片和第三波片，以及并排连接于第二移位片前端面的第二波片和第四波片，所述第一波片、第三波片和第二波片、第四波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片、第二磁光晶体；所述第一光纤、第二光纤、第三光纤及第四光纤为热扩束光纤。
[0013]一种光环形器，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器、第一位移片、第二移位片及第二准直器，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上设置有与轴心线相平行的第三光纤，所述第二准直器上沿轴心线方向设置有与第三光纤相对应的第二光纤以及与第二光纤相平行的第四光纤；或所述第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤和第三光纤，所述第二准直器上设置有与轴心线相平行且与第三光纤相对应的第二光纤。
[0014]优选地，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面一旁侧的第一波片和连接于第二移位片前端面且与第一波片相反一侧的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第三波片、第二双折射楔角片、第二磁光晶体及第四波片。
[0015]优选地，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面一旁侧的第一波片和连接于第二移位片前端面且与第一波片相同一侧的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片及第二磁光晶体。
[0016]优选地，所述中间光学组合体包括并排连接于第一位移片后端面的第一波片和第三波片，以及并排连接于第二移位片前端面的第二波片和第四波片，所述第一波片、第三波片和第二波片、第四波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片、第二磁光晶体。
[0017]与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点:该光环形器具有构造简单，体积小、隔离度高、插入损耗低、偏振相关损耗低等优点。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例一中光从环形器的光纤11到光纤12的光路侧视图；
[0019]图2为本实用新型实施例一中光从环形器的光纤12到光纤13的光路侧视图；
[0020]图3为本实用新型实施例一中光从环形器的光纤13到光纤14的光路侧视图；
[0021]图4为本实用新型实施例一中光环形器光路俯视图；
[0022]图5为本实用新型的实施例一的中间光学组合体侧视图；
[0023]图6为本实用新型的实施例二的中间光学组合体侧视图；
[0024]图7为本实用新型的实施例三的中间光学组合体侧视图；
[0025]图中:11_第一光纤12-第二光纤13-第三光纤14-第四光纤21-第一准直器22-第二准直器31-第一位移片32-第二位移片41-第一波片42-第二波片43-第三波片44-第四波片51-第一双折射楔角片52-第二双折射楔角片61-第一磁光晶体62-第二磁光晶体。
【具体实施方式】
[0026]为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本实用新型并不限于此。
[0027]参考图1至图5
[0028]实施例一一种光环形器，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器21、第一位移片31、第二移位片32及第二准直器22，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿纵轴z方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上沿沿纵轴z并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光14纤和第二光纤12。
[0029]当第一准直器上只设置有与轴心线相平行的第三光纤13，所述第二准直器上沿轴心线方向设置有与第三光纤相对应的第二光纤12以及与第二光纤相平行的第四光纤，BP形成三端口光环形器；或者当第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上只设置有与轴心线相平行且与第三光纤相对应的第二光纤12，即形成三端口光环形器。
[0030]本实施例中，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片41和连接于第二移位片前端面的第二波片42，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片51、第一磁光晶体61、第三波片43、第二双折射楔角片52、第二磁光晶体62及第四波片44。
[0031]本实施例中，所述第一波片连接于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相反的一侧。
[0032]本实施例中，所述第一光纤、第二光纤、第三光纤及第四光纤为热扩束光纤。
[0033]该光环行 器的工作原理:
[0034]第一准直器21，将来自第一光纤11的光准直成平行光束和将平行光束导入第三光纤13 ;第二准直器22，将平行光束导入第二光纤12和第四光纤14或者将来自第二光纤12的光准直成平行光束；第一位移片31、第二位移片32用来将任意状态的输入光分解成两束偏振方向垂直的偏振分量或者将这样的两束偏振方向垂直的偏振分量合成一个光束；第一波片41、第二波片42、第三波片43、第四波片44、第一磁光晶体61、第二磁光晶体62用来改变光束的偏振态；第一双折射楔角片51、第二双折射楔角片52是与偏振相关的角度偏折器。
[0035]参考图1、图4及图5
[0036]当光从第一光纤导入时，第一准直器21将来自第一光纤11的光准直成平行光束211，因为光纤11相对于第一准直器处于离轴位置，位于中心面上方，光束211有一个向下的倾斜角。光束211进入第一位移片31后，被分成具有相互垂直偏振态的沿y方向分离的两束光，即正常光211ο和反常光211e。图1下方的xy平面剖面图标示了它们的偏振态。光束211e经第一波片41后，偏振态被旋转了 90°和光束211ο的偏振态相同，光束标不为211^，偏振方向沿X方向，图1下方的xy平面剖面图标示了光束211e偏振态的变化。然后这两束光以原有的倾斜角进入第一双折射楔角片51，偏振态没有变化。两束光经过第一磁光晶体61后，偏振方向顺时针旋转45°，两束光经过第三波片43后，偏振方向逆时针旋转45°，偏振方向沿X方向。两束光还是以原来的倾斜角进入第二双折射楔角片52，偏振态没有变化，再进入第二磁光晶体62，两束光偏振方向也是顺时针旋转45°，两束光经过第四波片44后，偏振方向逆时针旋转45°，两束光的偏振态沿X方向，图5 (光环形器中间组合体侧视图)下方的xy平面剖面图标示了两束光偏振态的变化。其中光束211ο'经过第二波片42后，偏振方向旋转了 90°，偏振方向沿y方向，图1下方的xy平面剖面图标示了两束光偏振态的变化。因此，两束光的偏振态由相互平行变为相互垂直，此时两束光标示为211ο"和21 Ie"。第二位移片32将两束光合成一束，合成光束为321由第二准直器22的第二光纤12接收输出。
[0037]参考图2、图4及图5
[0038]当光从第二光纤导入时，第二准直器22将来自第二光纤12的光准直成平行光束221，因为光纤12相对于准直器处于离轴位置，位于中心面下方，光束221有一个向上的倾斜角。光束221进入第二位移片32后，被分成具有相互垂直偏振态的沿I方向分离的两束光，即正常光221ο和反常光221e。图2下方的xy平面剖面图标示了它们的偏振态。光束221ο经第二波片42后，偏振态被旋转了 90°和光束221e的偏振态相同，为光束221V，偏振方向沿X方向，图2下方的xy平面剖面图标示了光束221ο偏振态的变化。然后这两束光以原有的倾斜角进入第四波片44后，偏振方向顺时针旋转45°，再经过第二磁光晶体62后，偏振方向顺时针旋转45°，偏振方向沿y方向。再经过第二双折射楔角片52后，两束光偏振态没有发生变化。两束光还是以原来的倾斜角进入第三波片43，两束光的偏振方向顺时针旋转45°，再进入第一磁光晶体61，两束光偏振方向再顺时针旋转45°，两束光的偏振态沿X方向。两束光进入第一双折射楔角片51，由于两束光的偏振态和楔角片光轴的取向，两束光在X方向角度发生变化，两束光将折向下方。双折射楔角片对光束的偏折角由楔角片的角度和其材料的折射率决定。两束光偏振态都没发生变化，图5下方的xy平面剖面图标示了两束光偏振态的变化以及X方向角度的变化。其中光束221e'经过第一波片41后，偏振方向旋转了 90°，偏振方向沿y方向。因此，两束光的偏振态由相互平行变为相互垂直，此时两束光标示为221ο"和221e"。第一位移31将两束光合成一束，合成光束为311由第一准直器21的第三光纤13接收输出。
[0039]参考图3、图4及图5
[0040]当光从第三光纤导入时，第一准直器21将来自第三光纤13的光准直成平行光束212，因为光纤13相对于准直器处于离轴位置，位于中心面下方，光束212有一个向上的倾斜角。光束212进入第一位移片31后，被分成具有相互垂直偏振态的沿y方向分离的两束光，即正常光212ο和反常光212e。图3下方的xy平面剖面图标示了它们的偏振态。光束212e经第一波片41后，偏振态被旋转了 90°和光束212ο的偏振态相同，光束标示为212ο'和212^，偏振方向沿X方向，图3下方的xy平面剖面图标示了光束212e偏振态的变化。然后这两束光以原有的倾斜角进入第一双折射楔角片51，偏振态没有变化。两束光经过第一磁光晶体61后，偏振方向顺时针旋转45°，两束光再经过第三波片43后，偏振方向逆时针旋转45°，偏振方向沿X方向。两束光还是以原来的倾斜角进入第二双折射楔角片52，偏振态没有变化，再进入第二磁光晶体62，两束光偏振方向再顺时针旋转45°，两束光经过第四波片44后，偏振方向逆时针旋转45 °，两束光的偏振方向沿X方向，图5下方的xy平面剖面图标示了两束光偏振态的变化。其中光束212ο'经过第二波片42后，偏振方向旋转了 90°，偏振方向沿y方向，图3下方的xy平面剖面图标示了两束光偏振态的变化。因此，两束光的偏振态由相互平行变为相互垂直，此时两束光标示为212ο"和212e"。第二位移片32将两束光合成一束，合成光束为322由第二准直器22的第四光纤14接收输出。
[0041]第一位移片31将任意状态的输入光分解成两束偏振方向垂直的偏振分量后，经过中间一系列的光学组件后，两束光的偏振方向还是相互垂直的，而后再由第二位移片32将这样的两束偏振方向垂直的偏振分量合成一个光束。光环形器中间光学组合体可以有多种组合。
[0042]实施例二参考图6
[0043]一种光环形器，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器21、第一位移片31、第二移位片32及第二准直器22，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿沿纵轴z方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上沿沿纵轴z方向并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光14纤和第二光纤12。
[0044]当第一准直器上只设置有与轴心线相平行的第三光纤13，所述第二准直器上沿轴心线方向设置有与第三光纤相对应的第二光纤12以及与第二光纤相平行的第四光纤，BP形成三端口光环形器；或者当第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上只设置有与轴心线相平行且与第三光纤相对应的第二光纤12，即形成三端口光环形器。
[0045]本实施例中，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片41和连接于第二移位片前端面的第二波片42，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片51、第一磁光晶体61、第二双折射楔角片52及第二磁光晶体62。
[0046]本实施例中，所述第一波片连接于于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相同的一侧。
[0047]本实施例中，所述第一光纤、第二光纤、第三光纤及第四光纤为热扩束光纤。
[0048]该光环行器的工作原理:
[0049]来自光纤11的光束被第一位移片31分解成两束偏振方向垂直的偏振分量后，其中沿I方向的偏振分量经第一波片41后，偏振态被旋转了 90°和另一偏振分量偏振态相同， 偏振方向沿X方向，图6下方的xy平面剖面图标示了两光束偏振态的变化。然后这两束光进入第一双折射楔角片51，偏振态没有变化。两束光经过第一磁光晶体61后，偏振方向顺时针旋转45°，再经过第二双折射楔角片52，偏振态没有变化，再进入第二磁光晶体62，两束光偏振方向也是顺时针旋转45°，两束光偏振方向沿y方向。其中一束光经过第二波片42后，偏振方向被旋转了 90°，偏振方向沿X方向，因此两束光的偏振态由相互平行变为相互垂直，第二位移片32将两束光合成一束由第二光纤12接收输出。来自光纤12的光束到光纤13的传输，来自光纤13的光束到光纤14的传输，光束的偏振态变化如图6所示。
[0050]实施例三参考图7
[0051]一种光环形器，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器21、第一位移片31、第二移位片32及第二准直器22，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿沿纵轴z方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上沿沿纵轴z方向并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光14纤和第二光纤12。
[0052]当第一准直器上只设置有与轴心线相平行的第三光纤13，所述第二准直器上沿轴心线方向设置有与第三光纤相对应的第二光纤12以及与第二光纤相平行的第四光纤，BP形成三端口光环形器；或者当第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤11和第三光纤13，所述第二准直器上只设置有与轴心线相平行且与第三光纤相对应的第二光纤12，即形成三端口光环形器。
[0053]本实施例中，所述中间光学组合体包括并排连接于第一位移片后端面的第一波片41和第三波片43，以及并排连接于第二移位片前端面的第二波片42和第四波片44，所述第一波片、第三波片和第二波片、第四波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片51、第一磁光晶体61、第二双折射楔角片52、第二磁光晶体62。
[0054]本实施例中，所述第一光纤、第二光纤、第三光纤及第四光纤为热扩束光纤。
[0055]该光环行器的工作原理:
[0056]来自光纤11的光束被第一位移片31分解成两束偏振方向垂直的偏振分量后，其中沿I方向的偏振分量经第一波片41后，偏振态被逆时针旋转了 67.5°，其中沿X方向的偏振分量经第三波片43，偏振态被顺时针旋转了 22.5°，两光束的偏振态相同，图7下方的xy平面剖面图标示了两光束偏振态的变化。然后这两束光进入第一双折射楔角片51，偏振态没有变化。两束光经过第一磁光晶体61后，偏振方向逆时针旋转45°，再经过第二双折射楔角片52，偏振态没有变化，再进入第二磁光晶体62，两束光偏振方向也是逆时针旋转45°。其中一束光经过第二波片42后，偏振方向顺时针旋转了 67.5°，偏振方向沿x方向；另一光束经过第四波片44后，偏振方向逆时针旋转了 22.5°，偏振方向沿y方向。因此两束光的偏振态由相互平行变为相互垂直，第二位移片32将两束光合成一束由第二光纤12接收输出。光纤12光束到光纤13的传输，光纤13光束到光纤14的传输，光束的偏振态变化如图7所示。
[0057]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
【主权项】
1.一种光环形器，其特征在于，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器、第一位移片、第二移位片及第二准直器，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤和第三光纤，所述第二准直器上沿轴心线并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光纤和第二光纤。2.根据权利要求1所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片和连接于第二移位片前端面的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第三波片、第二双折射楔角片、第二磁光晶体及第四波片。3.根据权利要求2所述的一种光环形器，其特征在于，所述第一波片连接于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相反的一侧。4.根据权利要求1所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面的第一波片和连接于第二移位片前端面的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片及第二磁光晶体。5.根据权利要求4所述的一种光环形器，其特征在于，所述第一波片连接于于第一位移片后端面的一旁侧，所述第二波片连接于第二移位片前端面且与第一波片相同的一侧。6.根据权利要求1所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括并排连接于第一位移片后端面的第一波片和第三波片，以及并排连接于第二移位片前端面的第二波片和第四波片，所述第一波片、第三波片和第二波片、第四波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片、第二磁光晶体；所述第一光纤、第二光纤、第三光纤及第四光纤为热扩束光纤。7.一种光环形器，其特征在于，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器、第一位移片、第二移位片及第二准直器，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上设置有与轴心线相平行的第三光纤，所述第二准直器上沿轴心线方向设置有与第三光纤相对应的第二光纤以及与第二光纤相平行的第四光纤；或所述第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤和第三光纤，所述第二准直器上设置有与轴心线相平行且与第三光纤相对应的第二光纤。8.根据权利要求7所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面一旁侧的第一波片和连接于第二移位片前端面且与第一波片相反一侧的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第三波片、第二双折射楔角片、第二磁光晶体及第四波片。9.根据权利要求7所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括连接于第一位移片后端面一旁侧的第一波片和连接于第二移位片前端面且与第一波片相同一侧的第二波片，所述第一波片和第二波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片及第二磁光晶体。10.根据权利要求7所述的一种光环形器，其特征在于，所述中间光学组合体包括并排连接于第一位移片后端面的第一波片和第三波片，以及并排连接于第二移位片前端面的第二波片和第四波片，所述第一波片、第三波片和第二波片、第四波片之间设置有依次连接的第一双折射楔角片、第一磁光晶体、第二双折射楔角片、第二磁光晶体。
【专利摘要】本实用新型涉及光纤通讯技术领域，尤其涉及一种光环形器，包括依次设置于同一轴心线上的第一准直器、第一位移片、第二移位片及第二准直器，所述第一位移片和第二移位片之间设置有中间光学组合体，所述第一准直器上沿轴心线方向并排设置有相邻的第一光纤和第三光纤，所述第二准直器上沿轴心线并排设置有相邻且与第一光纤和第三光纤相对应的第四光纤和第二光纤；当少了第一光纤或少了第二光纤即形成三端口环形器。该光环形器不仅构造简单，体积小，而且隔离度高，插入损耗低。
【IPC分类】G02F1/095
【公开号】CN204694946
【申请号】CN201520298559
【发明人】游海斌, 吴玉霞
【申请人】福州宏旭科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月11日
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