专利名称：一种全光纤隔离器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光隔离器，适用于光纤通信、激光器、光器件领域。
背景技术：
在通信系统中除了承担信号传输的光纤之外，更重要而且也更复杂的就是各类有源和无源光器件的应用。对于无源的光器 件，一般要求对信号有强的处理能力，并且低的插入损耗。经常会遇到这样的情况，要求光信号正向导通，反向截止，能够完成这一任务的无源光器件被称为光隔离器。这种器件在光信号正向传输时以极低的损耗通过，反向传输损耗极大，达到光隔离的目的。传统的光隔离器的工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。主要利用磁光晶体的法拉第效应。对于正向入射的信号光，通过起偏器后成为线偏振光，法拉第磁光晶体与外磁场一起使信号光的偏振方向右旋45° ,并恰好使低损耗通过与起偏器成45°放置的检偏器。对于反向光，出检偏器的线偏振光经过放置介质时，偏转方向也右旋转45° ,从而使反向光的偏振方向与起偏器方向正交，完全阻断了反射光的传输。理论上正向光无损耗，反向光完全截止，但由于制作工艺的限制，不可能达到这样理想的状态，但其特性优良正向插入损耗低，反向隔离度高，回波损耗高。其缺点也十分明显首先，磁光晶体的加工难度大，成本高，而且体积也很大，在实用的隔离器中除了磁光晶体还需要耦合透镜，其作用是将光纤与磁光晶体的光路连接起来，这种透镜的制作同样面临加工难度大，成本高，以及体积无法做的很小的难题。多级光学元件的串联导致光的损耗加大，表现在整个隔离器的插入损耗无法进一步降低。在如今对光器件的需求量越来越大的情况下，任何器件的结构、成本、体积等的因素都有可能成为进一步推行全光通信的瓶颈。尤其在逐步走向光集成、光器件智能化等的光信息领域，传统隔离器的结构庞大、复杂、效率低、成本高亟需解决。因此，目前的光隔离器面临的问题是结构复杂、体积和重量大、制作难度大、成本闻。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前的光隔离器的结构复杂、体积和重量大、制作难度大、成本高。本发明的技术方案为—种全光纤隔离器，该隔离器包括单模光纤和渐变纤芯光纤。各部分的连接方式为单模光纤的一端与渐变纤芯光纤的较大纤芯的一端熔接。光信号从单模光纤另一端输入为正向导通方向，从渐变纤芯光纤的较小纤芯的一端输入为反向截止方向。所述的渐变纤芯光纤的制作方法为将与单模光纤参数一致的光纤置与高温火焰中，置于火焰中的光纤长度为I mm 2 Cm，火焰温度为1000 °C 1500 °C，持续时间为30s 20 min，然后沿加热区域中间切断后即得到两根渐变纤芯光纤。
这样制得的渐变纤芯光纤在加热区域纤芯中锗离子会向包层扩散，导致纤芯折射率变小，芯径变大。将单模光纤弯曲成半径为R的圆环，有效增加该隔离器的反向隔离度，其中R=2cm 10cm,圆环数量大于等于一个。将多级隔离器结构串联以增加隔离度，包括单模光纤、第一至第N渐变纤芯光纤，其中N=2 100的整数。本发明和已有技术相比所具有的有益效果相比传统基于磁光晶体和透镜的光隔离器，本发明以全光纤为基质，成本低，所用到的技术包括光纤的扩芯和熔接，结构简单，技术成熟。全光纤结构不仅使得可以与光纤链路低损耗的熔接，而且体积小、重量轻，利于集成。
图I为全光纤隔离器。图2为带有弯曲圆环的全光纤隔离器。图3为串联结构的全光纤隔离器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。实施方式一一种全光纤隔离器，如图1，该隔离器包括单模光纤I和渐变纤芯光纤2。各部分的连接方式为单模光纤I的一端与渐变纤芯光纤2的较大纤芯的一端熔接。光信号从单模光纤I另一端输入为正向导通方向，从渐变纤芯光纤2的较小纤芯的一端输入为反向截止方向。所述的渐变纤芯光纤2的制作方法为将与单模光纤I参数一致的光纤置与高温火焰中，置于火焰中的光纤长度为I mm 2 cm，火焰温度为1000 °C 1500 °C，持续时间为30 s 20 min，然后沿加热区域中间切断后即得到两根渐变纤芯光纤2。这样制得的渐变纤芯光纤2在加热区域纤芯中锗离子会向包层扩散，导致纤芯折射率变小，芯径变大。实施方式二一种全光纤隔离器，如图2，与实施方式一的不同之处在于实施方式二中将单模光纤I弯曲成半径为R的圆环，有效增加该隔离器的反向隔离度，其中R=2 cm 10 cm,圆环数量大于等于一个。实施方式三一种全光纤隔离器，如图3，为了增大隔离器的隔离度，将实施方式一所述隔离器结构串联形成如图3所示的串联式光隔离器结构。该隔离器包括单模光纤(I)和第一至第N渐变纤芯光纤(21、22、……、2N)。各部分的连接方式为单模光纤I的一端与第一渐变纤芯光纤21的较大纤芯的一端熔接；第一渐变纤芯光纤21的另一端与第二渐变纤芯光纤22的较大纤芯的一端熔接；……；光信号从单模光纤I另 一端输入为正向导通方向，从第N渐变纤芯光纤2N的较小纤芯的一端输入为反向截止方向。
权利要求
1.一种全光纤隔离器，其特征在于该隔离器包括单模光纤(I)和渐变纤芯光纤(2)； 各部分的连接方式为单模光纤(I)的一端与渐变纤芯光纤(2)的较大纤芯的一端熔接； 光信号从单模光纤(I)另一端输入为正向导通方向，从渐变纤芯光纤(2)的较小纤芯的一端输入为反向截止方向。
2.根据权利要求I所述的一种全光纤隔离器，其特征在于 所述的渐变纤芯光纤(2)的制作方法为将与单模光纤(I)参数一致的光纤置与高温火焰中，置于火焰中的光纤长度为I mm 2 cm，火焰温度为1000 V 1500 °C，持续时间为30 s 20 min，然后沿加热区域中间切断后即得到两根渐变纤芯光纤(2); 这样制得的渐变纤芯光纤(2)在加热区域纤芯中锗离子会向包层扩散，导致纤芯折射率变小，芯径变大。
3.根据权利要求I所述的一种全光纤隔离器，其特征在于 将单模光纤(I)弯曲成半径为R的圆环，有效增加该隔离器的反向隔离度，其中R=2cm 10 cm,圆环数量大于等于一个。
4.根据权利要求I所述的一种全光纤隔离器，其特征在于 将多级隔离器结构串联以增加隔离度，包括单模光纤(I)、第一至第N渐变纤芯光纤(21、22、......、2N)，其中 N=2 100 的整数。
全文摘要
一种全光纤隔离器，涉及一种光隔离器，适用于光通信领域。解决了目前光隔离器目前的光隔离器的结构复杂、体积和重量大、制作难度大、成本高的问题。该隔离器包括单模光纤(1)和渐变纤芯光纤(2)；单模光纤(1)的一端与渐变纤芯光纤(2)的较大纤芯的一端熔接；光信号从单模光纤(1)另一端输入为正向导通方向，从渐变纤芯光纤(2)的较小纤芯的一端输入为反向截止方向。所述的渐变纤芯光纤(2)的制作方法为将与单模光纤(1)参数一致的光纤置与高温火焰中，置于火焰中的光纤长度为1mm～2cm，火焰温度为1000 ℃～1500 ℃，持续时间为30s～20min，然后沿加热区域中间切断后即得到两根渐变纤芯光纤(2)。
文档编号G02B6/26GK102707384SQ201210219369
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者冯素春, 宁提纲, 温晓东, 裴丽, 郑晶晶 申请人:北京交通大学