[实用新型]一种光环行器

说明书

本实用新型涉及一种光学器件，具体涉及一种光环行器。

光环行器是至少包括三个端口的多端口光学器件，一束光从环行器的第一端口进入，将从第二端口出来，但从第二端口进入的光却不会从第一端口出来，而是从第三或别的端口出来。将环行器安装在光纤一端，就能将在同一光纤中互为逆向传输的两束光在该光纤端分开到不同的端口，因此能将本只能单向传输的光通道迅速并非常容易地变成双向传输的光通道，从而成倍地增加光传输容量。因其特性光学环行器被广泛应用于波分复用器(WDM)、掺铒光纤放大器(EDFA)、光分插复用器(OADM)、色散补偿器等领域。

环行器的基本原理是利用o光和e光在晶体中的折射率不同，当一束光斜入晶体时，经过晶体折射后，o光和e光将在晶体中分开。图1为Wollaston(渥拉斯登)棱镜示意图。两棱镜光轴互相垂直，当一束光经过两棱镜时，o光和e光的折射率不同，o光和e光将发散地从棱镜中射出。环形器是Wollaston棱镜的另外一种应用。如图2所示，当一束线偏振光由a射入Wollaston棱镜，经过Wollaston棱镜后到达b端，另外一束与a端射入光偏振态相垂直的线偏振光从b端射入时，经过Wollaston棱镜后，到达c端，而非a端，从而实现环行的原理。

目前环行器方面的专利比较多，其中和本实用新型最为近似的是美国专利US6049426和US6052228，专利US6052228实际是在专利US6049426的基础上增加了一个具体的实施例。这两个专利的基本结构和光路是相同的，如图3所示光环行器依次包括光端口301和302、准直器31、分束/合束晶体32、法拉第旋光片331和332、光楔341和342、光楔351和352、法拉第旋光片361和362、分束/合束晶体37、准直器38、光端口39。当一束光由端口301进入，经准直器31聚焦后垂直入射到分束/合束晶体32表面。分束/合束晶体的作用在于将一束光分为两束偏振态互相垂直的线偏振光，并且使两束线偏振光之间产生距离，同时分束/合束晶体还能将两束偏振态互相垂直的线偏振光合为一束光。入射光经分束/合束晶体32分束后，变成偏振态互相垂直的两束线偏振光，这两束线偏振光分别经过法拉第旋光片331和332。法拉第旋光片的作用是改变线偏振光的偏振方向。因此法拉第旋光片331将其中的一束线偏振光顺时针旋转45度，法拉第旋光片332将入射光的另一束偏振光逆时针旋转45度，这样两束线偏振光分别经过两法拉第旋光片331和332后，两束偏振态互相垂直的线偏振光变成偏振态互相平行的线偏振光。两束线偏振光然后经过光楔341和342，在两光楔之间的交叉面产生折射，由于光楔的作用在于实现Wollaston棱镜的功能，改变光的传输方向，但并不改变偏振光的偏振方向，因此经过光楔341和342的两偏振光的偏振方向仍然是平行的，图6的第一行表示了入射光从准直器31到光楔341、342的偏振态的变化过程。折射后的两束线偏振光经过光楔351和352时，在351和352的交叉面又会产生折射，折射后的两束线偏振光垂直从光楔352表面射出，后入射到法拉第旋光片361和362，法拉第旋光片361将其中的一束线偏振光又顺时针旋转45度，法拉第旋光片362将另一线偏振光逆时针旋转45度，这样两束线偏振光又变成偏振态互相垂直的线偏振光，这两束线偏振光经过分束/合束晶体37时，分束/合束晶体37将这两束线偏振光合为一束光。图6的第二行表示了光从光楔351到准直器38的偏振状态。这束光经过准直器38聚焦后从端口39射出。

当入射光从端口39进入，其光路和从端口301进入相类似，只是最后从端口302射出。在此不再详述。图7示出了环行器光路由端口39到302经过各器件时的偏振态变化过程。图4和图5分别为图3的俯视图和正视图，从这两图可看出光分别从端口301和端口39进入后在图3所示环行器中的光路是不同的，从而实现正向光和逆向光在端口301、302一侧的分离。

从图3可以看出，所述的两个现有美国专利其光楔341、342的外侧面、光楔351和352的外侧面都是和光环形器的纵向轴线垂直，当分离后的线偏振光分别从331、332和361、362入射到光楔341和352时为垂直入射，因此在其表面产生的反射光会沿入射光的方向返回至输入端口，从而增大了光环形器的反射损耗。

本实用新型的目的就在于克服现有光环行器的上述缺点，提供一种新的光环形器，以减少光在环行器的传输过程中的反射损耗，同时还能增加光环行器的隔离度。