[发明专利]光隔离器及其制造方法

说明书

本发明涉及光纤系统内，用于隔离光信号的光隔离器及其制造方法。

光隔离器(Optical isolators)是用在由激光产生光信号的光纤通信系统中的关键性元件。譬如说，在一种投射式高速信息通道(projected information highway)系统中，于发射机中采用半导体激光器来产生传导(forward directed)光信号。如众所周知，由这些激光所产生的光信号，可能载送有：以数字、模拟或组合式形式(format)呈现的信息。

若在一发射机中所使用的激光信号受到所不需要的光反射信号，则将发生几种不利的作用。这些不利的作用包括：光波长颤动(jitter)，激光输出强度杂音，以及非受控制的光功率变化。

非受控制的光功率变化：表示激光驱动电流与输出光功率间的关系的一个非线性激光信号转移函数。这会导致：用来表示具有一失真光信号的电信号(RF)的失真度(infidelity)。此项失度可能会在已连接电路，诸如判定(decision making)电路中，将应为“1”状态误识别成为“0”状态。于诸如多频道电视(TV)系统的模拟系统中，在激光转移函数中的非线性，可能会在频道之间导致干扰。

随激光操作而感应的激光信号输出强度杂讯会受到非所需要的光回射影响，而使电视“信号-杂讯比”降低，因而导致影象质量降低。当光信号沿着一条光纤路径传播时，在光纤中传输的光波长颤动，会因信号分散(dispersion)而进一步造成电视信号失真。

在数字系统中，可藉由位元符号，以24亿位元/秒(即：Gd/s)或更高的速率来载送信息。在这种速率下，位元对位元的间隔就逐渐变得更受限制。当光信息位元沿着一条光纤前进时，这些位元就易分散，而使位元的信号位准降低。降低的信号位准会导致位元误差率的增加。信号分散会造成信号的扩散(spreading)，并导致位元重叠。位元的重叠随之造成高的位元误差率，并使在信息传输中的保真度(fidelity)降低。

因此，一方面阻止光信号的反向或回射传输回到发射机，而另一方面又在传输方向提供低衰减是必要的。

再者，在通信系统以及在超高速信息通道操作的一些光系统中，有必要降低不需要的反射光功率的信号位准。

在光纤系统中，有必要制造降低反射光功率的低成本的光隔离器。

于光系统中，光隔离器与光纤放大器一起使用，以便防止导因子反射的振荡，并防止自发性(spontaneous)光发射注入至产生光信号的激光发射机。诸如自发性发射的光干扰作用，能够以光的“百万分之一”(即：在60分贝(dB)以下)的反射位准发生。干扰杂讯会增加光纤传输系统的传输杂讯，因而导致信号一杂讯比的降低及信号失真。

于1994年核准给潘氏(Jing-Jong Pan)，并转让予“电子科技动力公司”(E-Tek Dynamics，Inc，)的美国专利第5,317,655号中，显示一种光隔离器，具有：一输入光纤，第一GRIN(渐变折射率)透镜，第一偏光镜(polarizer)，一光旋转器(rotator)，作为检偏光镜(analyzer)的第二偏光镜，第二GRIN透镜，以及一输出光纤。输入光纤被连接到由一薄片玻璃所形成的一窗元件(window elemnt)。玻璃被涂上一层抗反射材料。抗反射材料层的厚度可在玻璃片上加以测试，以便决定涂层是否令人满意。当涂层令人满意时，就将玻璃片加以切割成小窗。再将小窗中的一个安装在位于玻璃套圈(ferrule)的倾斜端部上的光纤末端上方。此窗的制造及配置的过程既复杂又昂贵。

本发明的目的在于提供一种信号一杂信比高的光隔离器。