[发明专利]晶体保偏光耦合器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学器件，尤其涉及一种晶体保偏光耦合器以及这种光耦合器的制造方法。

背景技术

随着网络通讯的发展，光纤网络的数据传送速度越来越快，对光纤网络的容量要求也越来越高。现有光纤网络传输常使用线偏振光，同时使用保偏光耦合器对入射的光线进行光功率调整，使得出射的光线的光功率满足一定的要求，以满足光纤网络中对传输光线的光功率的要求。

公开号为CN101178463A的中国发明专利申请公开了名为“一种熔锥型3×3保偏光纤耦合器”的发明创造，该耦合器具有三根平行设置保偏光纤，且使用氢氧火焰或电弧将光纤的一个区域加热，加热时拉锥光纤，三根保偏光纤相互融合，形成一段公共的熔锥区。这样，光线在保偏光纤中传输时，经过熔锥区后将按照一定的分光比进入另一根光纤，从而实现对光线的光功率调整。

然而，熔融拉锥型光耦合器因其存在有应力区，导致偏振光经过应力区时保持偏振能力减弱，这就造成光耦合器的消光比受到限制，导致器件性能的下降。此外，由于制造该光耦合器时需要使用氢氧火焰或电弧加工，加工难度大，生产成本高。

公告号为CN2514359Y的实用新型专利公开了一种名为“光耦合器”的发明创造，该光耦合器的结构如图1所示。光耦合器由分立的光学元件构成，其具有双光纤准直器10，双光纤准直器10内装有两根光纤11、12，其中光纤11为保偏光纤且作为输入光纤，光纤12为输出光纤。

光耦合器还具有单光纤准直器15，单光纤准直器15内装有一根出射光纤16。并且，在双光纤准直器10靠近单光纤准直器15的端壁上设有膜片13。

这样，光线从光纤11入射到膜片13后，一部分光经过折射后从光纤16中出射，另一部分光被反射到光纤12并经光纤12出射。这样可以使得入射光线的能量按照预定的比例从光纤12与光纤16中出射，实现对光功率的调整。

但是，若需要调节两根光纤12、16出射光线的分光比，则需要在膜片13上镀上不同的镀膜层，导致光耦合器对分光比的调节非常不灵活。此外，膜片13的镀膜工艺要求很高，往往由于加工不到位而导致膜片13的分光比无法满足要求，影响光耦合器的质量。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种分光比能够灵活调节的晶体保偏光耦合器。

本发明的另一目的是提供一种生产成本较低且质量较好的晶体保偏光耦合器。

本发明的再一目的是提供一种加工工艺简单的晶体光耦合器的制造方法。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的晶体保偏光耦合器包括第一双光纤准直器，其内装有第一保偏光纤及第二保偏光纤，光耦合器还具有偏振合束器，位于第一双光纤准直器的出射端，偏振合束器具有相互对接的第一晶体及第二晶体，第一晶体的光轴与第二晶体的光轴垂直，位于偏振合束器的出射端的偏振分束器，偏振分束器具有相互对接的第三晶体及第四晶体，第三晶体的光轴与第四晶体的光轴垂直，且第三晶体的光轴与第一晶体的光轴形成预定角度的夹角，位于偏振分束器的出射端的第二双光纤准直器，第二双光纤准直器内装有第一出射光纤及第二出射光纤。

由上述方案可见，第一保偏光纤的光线与第二保偏光纤的光线经过偏振合束器后将沿同一光路传播并进入偏振分束器，且偏振合束器的第一晶体的光轴与偏振分束器的第三晶体的光轴之间形成预定角度的夹角，两束光线从偏振合束器出射到偏振分束器时，将形成四束光线，且四束光线中的两束沿着同一光路传播，另外两束光线沿另外一个光路传播。四束光线的光功率均跟第一晶体的光轴与第三晶体的光轴之间的夹角大小有关，因此，调整第一晶体的光轴与第三晶体的光轴之间的夹角，能够调节出射光线的光功率。

可见，本发明的晶体保偏光耦合器对光线的光功率调节是通过调节第一晶体的光轴与第三晶体的光轴之间的夹角实现的，调节灵活方便，且不受镀膜工艺的影响，加工方便，生产成本也较低。并且，对第一晶体光轴与第三晶体光轴的夹角调整较为容易，能够确保光耦合器具有较高的分光性能，质量较好。

一个优选的方案是，该预定的角度为45°的锐角。由于光线经过第三晶体与第四晶体的对接面时，分成的四束光线的光功率与预定角度的正弦值及余弦值有关，将预定角度设置为45°的锐角，能够确保每束入射光线均分成的两束光线的光功率相等，有利于光耦合器的应用。

进一步的方案是，偏振分束器及偏振合束器由同一种晶体材料制成。

由此可见，使用同一种晶体材料制作偏振分束器及偏振合束器，确保光线在同一种介质中传播，能够更好地控制光耦合器的分光比，且光耦合器的消光比更为理想。