法拉第旋转器和隔离器的制造方法
【专利摘要】法拉第旋转器和隔离器。一种全光纤法拉第旋转器和隔离器被给出。该装置有多成分玻璃光纤，该多成分玻璃光纤具有有第一稀土金属氧化物的55%-85%（重量/重量）的第一掺杂浓度的纤芯，以及有第二稀土金属氧化物的55%-85%（重量/重量）的第二掺杂浓度的包层，其中该第一稀土金属氧化物和第二稀土金属氧化物，是Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、La2O3、Ga2O3、Ce2O3和Lu2O3中的一种或多种，且这里该包层的折射率低于该纤芯的折射率。该光纤装置还包含多个磁性元件，各形成包含贯通磁性元件伸延的孔，这里该光纤被置于该多个磁性元件之一的孔中。
【专利说明】法拉第旋转器和隔离器
[0001]交叉参考相关申请
[0002]本申请是2011年6月29日递交的美国专利申请N0.13/172，623，标题为“AllFiber Optical Isolator” 的部分继续申请，US N0.13/172，623 是 2010 年 5 月 12 日递交的美国专利申请N0.12/778，712,标题为“Highly Rare-Earth Doped Fiber Array”的部分继续申请，US N0.12/778，712是2009年12月I日递交的美国专利申请N0.12/628，914，标题为“Highly Rare Earth Doped Fiber”的部分继续申请。本申请按照35U.S.C.§120,要求基于前述申请的优先权，各申请的内容通过全文引用合并于本文，用于所有目的。
[0003]关于联邦赞助的研究或开发的声明
[0004]本发明按照合同N0.FA9451-12-D-081，在政府支持下完成。政府在本发明中具有某些权利。
【技术领域】
[0005]本发明涉及基于光纤的法拉第旋转器，尤其涉及利用高稀土元素掺杂光纤的法拉第旋转器、光纤隔离器和光纤偏振旋转器。
【背景技术】
[0006]法拉第旋转，或法拉第效应，是一种磁光现象，它作为介质中光与磁场之间相互作用的结果，引起光波的偏振矢量旋转一定角度，该角度线性地比例于与光的传播方向共线的磁场分量的强度。例如，法拉第效应引起左的和右的圆偏振光波以略微不同的速度传播，一种称为圆双折射的性质。给定的线偏振矢量能够被表示为两个圆偏振分量的合成，法拉第效应作用到线 偏振的光波上诱发的相对相移效应，是使光波的线偏振矢量的取向旋转。
[0007]光波的线偏振矢量旋转的经验角度，由P=VBd给出，这里β是旋转角度(以弧度为单位)，V是光波传播所通过的材料的韦尔代(Verdet)常数，B是沿传播方向的磁通量密度(以特斯拉为单位)，而d是路径长度(以米为单位)。韦尔代常数反映特定材料的法拉第效应的强度。韦尔代常数能够是正的或负的，当传播方向与磁场平行时，是对应于反时针方向旋转的正的韦尔代常数。韦尔代常数对绝大多数材料是极其小的并与波长有关。通常，光的波长越长，韦尔代常数越小。应当看到，旋转需要的角度能够在通过高韦尔代常数的材料传播时，在较短的距离上获得。
[0008]法拉第效应允许法拉第旋转器的构建，法拉第旋转器是法拉第隔离器的主要部件，法拉第隔离器是一种只沿一个方向透射光的装置。相关的法拉第旋转器和法拉第隔离器是大块的、单独应用的装置，不能很好地适用于光学集成(诸如，举例说，与基于波导或基于光纤的部件集成)，而且，当被合并到集成光学系统中时，要求与该集成系统的其他部件进行自由空间光学耦合，从而限制该系统小型化的程度和引起耦合损耗。
【发明内容】
[0009]在一个实施方案中，一种全光纤法拉第旋转器和隔离器被给出。该装置有多成分玻璃光纤，该玻璃光纤有纤芯和包层，该纤芯有第一稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第一掺杂浓度，该包层有第二稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第二掺杂浓度，这里该第一稀土金属氧化物和第二稀土金属氧化物，是如下之一种或多种:Pr203、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、La2O3、Ga2O3、Ce2O3 和Lu2O3，且这里包层的折射率小于纤芯的折射率。该光纤装置还包含多个磁性元件，各形成包含贯通磁性元件伸延的孔，这里该光纤被置于该多个磁性元件之一的孔中。
[0010]在另一个实施方案中，一种具有没有自由空间区的光路径的光纤装置被给出。该装置包含第一和第二多成分玻璃光纤，各有纤芯和包层，该纤芯有第一稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第一掺杂浓度，该包层有第二稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第二掺杂浓度，这里该第一稀土金属氧化物和第二稀土金属氧化物，选自如下组成的一组:Pr2O3> Nd203、Pm2O3> Sm2O3> Eu203> Gd203、Tb2O3> Dy203> Ho2O3> Er2O3> Tm2O3> Yb2O3> La2O3>Ga2O3, Ce2O3和Lu2O3 ;且包层的折射率小于纤芯的折射率。该装置还包含多个磁性元件，各形成包含贯通磁性元件伸延的孔，这里该第一光纤被置于一个磁性元件的孔中，而该第二光纤被置于另一个磁性元件的孔中。
[0011]在又另一个实施方案中，一种用于操作具有没有自由空间区的光路径的光纤装置的方法被给出。该方法包含通过具有没有自由空间区的光路径的光纤装置发送光。该被使用的光纤装置，包含有纤芯和包层的多成分玻璃光纤，该纤芯有第一稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第一掺杂浓度，该包层有第二稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第二掺杂浓度，这里该第一稀土金属氧化物和第二稀土金属氧化物，是如下之一种或多种:Pr2O3> Nd203、Pm2O3> Sm2O3> Eu203> Gd203、Tb2O3> Dy203> Ho2O3> Er2O3> Tm2O3> Yb2O3> La2O3>Ga2O3Xe2O3和Lu2O3,且这里包层的折射率小于纤芯的折射率。该光纤装置还包含多个磁性元件，各形成包含贯通磁性元件伸延的孔，这里该光纤被置于该磁性元件之一的孔中。
[0012]在前述实施方案的某些实施方案中，该多个磁性元件被这样放置，使每一个都有相同的磁性取向。在又另一个实施例中，磁性元件被这样放置，使它们有相反的磁性取向。在另外的实施例中，磁性兀件被这样放置，使一些有相同的磁性取向，而另一些有相反的磁性取向。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]从下面阐明的详细描述当与附图结合时，本发明的实施方案将变得更为明显，附图中，相同的单元具有相同的参考数字。
[0014]图1A是示例性现有技术自由空间法拉第隔离器的示意图；
[0015]图1B是示例性现有技术法拉第旋转器的横截面透视视图；
[0016]图2是示例性现有技术有光纤引出线的自由空间法拉第隔离器的示意图；
[0017]图3画出本发明的实施例；
[0018]图4是铽掺杂的玻璃的透射光谱曲线图；
[0019]图5示意画出本发明的另外实施例；
[0020]图6是对应于图5实施例的磁场分布的曲线图；
[0021]图7是供本发明实施例使用的示例性高稀土元素掺杂光纤的横截面视图；
[0022]图8、9、10、11和12画出本发明的各个不同实施例；[0023]图13不意表明本发明的另一个实施例；
[0024]图14和15示出保偏光纤分路器/组合器的性能；
[0025]图16按透视视图，描绘利用图14和15的分路器/组合器的本发明另一个实施例；
[0026]图17A和17B示意画出本发明的另外实施例；
[0027]图18A、18B和18C示意示出本发明的磁性元件的可能磁性取向；
[0028]图18D示意示出本发明中使用的磁性元件的横截面；
[0029]图19A和19B是按照本发明的法拉第旋转器的示意图例；和
[0030]图20是按照本发明的法拉第隔离器的示意图例。
【具体实施方式】
[0031]实施方案建议在多分段的法拉第旋转器中使用多个磁体。遍及下面的说明书，本发明都参照具体实施例和有关的图被描述，图中相同的参考数字代表相同或类似的单元。在整个说明书中，有关“一个实施例”、“某一实施例”、或类似的语句，是指结合该实施例描述的特定特征、结构、或特性，被包含在本发明至少一个实施例中。因此，术语“在一个实施例中”、“在某一实施例中”、或类似语句的出现，在整个说明书中，可以，但不一定全部指该相同实施例。
[0032]描述的本发明的特征、结构、或特性，可以在一个或多个实施例中按任何合适的方式被组合。在下面的描述中，若干具体的细节被举出以提供对本发明实施例的详尽理解。然而，相关领域熟练的技术人员将认识到，本发明可以不用该一个或多个具体细节，或者用其他方法、部件、材料等等而被实现。在其他情形下，众所周知的结构、材料、或操作没有被示出或详细描述，以免妨碍正在讨论的本发明的各方面。
[0033]光学隔离器，是允许光只沿一个方向发送的装置。法拉第隔离器是采用法拉第旋转器的光学隔离器的特定类型，该法拉第旋转器是一种磁光装置，它改变穿越暴露于磁场的介质的光的偏振。
[0034]法拉第旋转器与偏振有关，并包含夹在两个光学偏振器之间的法拉第旋转器装置。法拉第隔离器的操作的简单图例，参考图1A示出，图中画出法拉第隔离器100的常见实施例，该法拉第隔离器100采用自由空间法拉第旋转器装置104 (包含元件104a，用于建立贯通该元件的磁场，以及适当选择的有高韦尔代常数的材料104b)和有各自透射轴的输入及输出线偏振器108及112 (这样表示是参考光的向前传播方向，Z-轴)，该透射轴以箭头 108a、112a 示出。
[0035]输入光120有平行于矢量108a的线偏振的部分116,在传输通过输入偏振器108后，被耦合进该旋转器装置104。该法拉第旋转器104使光116的偏振矢量通常旋转45度，并使输出光122传向输出偏振器(亦称检偏器)112。光112有与透射轴112a共线的偏振分量，作为光124在偏振器112的输出上出射。任何沿相反方向(即，沿-Z方向)传播的光束，例如向后反射的光，当它第二次传输通过法拉第旋转器104时，另外再旋转四十五(45)度，因而有垂直于偏振器108的透射轴的偏振矢量，从旋转器104出射。因此，偏振器108阻挡向后反射的光。当输入光120的偏振矢量被对准成平行于透射轴108a，且当该透射轴112a被对准成平行于光122的已旋转了的偏振矢量时，从法拉第旋转器104出射、在通过该法拉第隔离器100传播后的光的衰减被最小化。
[0036]通常，法拉第旋转器，诸如法拉第旋转器装置104，包含被插入磁管(图1A的单元104a)中的铽镓柘榴石(TGG)晶体，或铽掺杂的玻璃(图1A的单元104b)。铽镓柘榴石(TGG)是在1064nm上有_40rad/T.m的最高韦尔代常数之一。
[0037]已经知道，磁管104的磁通量密度应当足够强，以便当光传输通过法拉第旋转器104时产生四十五(45)度偏振旋转。在一些常见的实施例中，该磁管104a由铁磁材料制成，尽管其他相关领域采用暴露于磁场中的任何材料的管。
[0038]如上所述，商业上可用的法拉第隔离器，是自由空间装置，其中的光在被耦合进法拉第旋转器之前，传输通过自由空间的区。简而言之，自由空间隔离器，诸如图1A的常用法拉第隔离器100，有自由空间把它的部件隔开。图2所示的另一个例子，给出有关领域的另一种自由空间法拉第隔离器的示意图，它通过耦合光学装置208从输入光纤210引入(intake)输入光120,并通过光学装置212把光124向外f禹合(outcouple)进输出光纤部件220。这种所谓有光纤引出线的常用的大块自由空间法拉第隔离器装置100，被用于促进装置100与集成光学系统一部分(未画出)之间的光学耦合。图1B按横截面示出有关领域的示例性法拉第旋转器，诸如图1A和2的装置104的透视图。
[0039]光纤隔离器的发展，在高功率光纤激光器方面的近来进展已经成为决定性的。产生高达十(10)千瓦输出功率的光纤激光器，已经被展示，能实现包含激光焊接、激光切割、激光钻孔、以及军事防御应用等广泛范围的新应用。即使这些光纤激光器已经被成功引进工业中，但由于当前可用的光学隔离器的限制，它们的许多操作潜力尚未实现。目前，自由空间有光纤引出线的隔离器，诸如图2中描绘的隔离器，正在被使用。把这些自由空间隔离器引进更大的光学系统，要求各种各样精确的操作(诸如举例说，光纤终端、透镜对准、以及从光纤激光器源到光纤的光的再耦合)，这些操作的每一种，降低光纤激光器的整体性能。不仅自由空间隔离器的使用，使光纤激光器的功率限制于约200W，而且还降低整个系统的坚固性和可靠性，坚固性和可靠性是光纤激光器提供的优于自由空间固态激光器的两个主要优点。本发明的实施例来自于实现了作为全光纤部件装置的光学隔离器，没有自由空间的光路径，不仅通过允许用户利用该光纤激光器的全光谱操作特性，便于这种隔离器随光纤激光器源的使用，而且还极大地降低生产成本和得到的全光纤激光器系统的故障概率二者。与当前已知系统使用的单个磁管相反，通过使用多段磁性材料，能够达到制造成本和隔离器重量的进一步降低。
[0040]有关领域没有公开基于光纤的法拉第旋转器装置，或者没有公开采用这种基于光纤的法拉第旋转器装置的法拉第隔离器系统。这可能是由于下面的事实造成的:以稀土材料掺杂的光纤单元，习惯地使掺杂浓度在几个重量百分比的量级或甚至更低，这对应于低的韦尔代常数。例如,2% (重量)掺杂的二氧化娃玻璃有约lrad/T.m的韦尔代常数。采用这种光纤部件的法拉第旋转器装置，在被该光纤部件引导的光的线偏振矢量的旋转达到四十五度之前，将要求该光纤部件极端地长，约一米的量级。因此，要使这样的旋转器的性能有效，所要求的磁性单元的尺寸和重量是代价高昂且操作上不可行的。与有关领域截然相反，本发明采用的光纤部件，是以大于55% (重量)的显著增大的稀土材料浓度掺杂的。在某些实施例中，该掺杂浓度大于65% (重量)。在其他实施例中，该掺杂浓度大于70% (重量)。在具体的实施例中，该掺杂浓度在55%-85% (重量)之间。这些高的掺杂浓度，确保得到30rad/T.m或约30rad/T.m的韦尔代常数，有利于在5cm的量级上制作基于光纤的法拉第旋转器整体。
[0041]本发明的实施例采用或者单模或者多模光纤，该光纤以稀土材料掺杂，供在法拉第旋转器单元的结构中使用。在一个实施例中，该基于光纤的法拉第旋转器与基于光纤的偏振单元(下文亦称光纤偏振器)熔接，以便形成全光纤隔离器系统。如本领域所知，熔接是使用热处理，按传输通过第一光纤部件的光，无需传输通过自由空间并以最小光学损耗(即，在该接头的部位上的散射和反射被最佳化)进入第二光纤部件的这种方式，有利于两个光纤部件端对端的共线集成。在一具体的实施例中，法拉第旋转器单元的功率输入是大于100瓦。此外，本发明的实施例实现全光纤偏振单元，当与全光纤法拉第旋转器实施例结合使用时，该全光纤偏振单元给出一种新颖的全光纤隔离器系统。还有，这些实施例采用在各种各样布置中的多个磁体，以建立一种多区段的全光纤法拉第旋转器和隔离器。
[0042]现在转到图3，该图示出全光纤隔离器装置的实施例300，按光沿Z-轴通过该装置300传播所遇到的顺序，包含:第一基于光纤的偏振器302、含有被置于磁性元件306a (例如被做成管形)内的光纤部件306b的法拉第旋转器306、以及第二基于光纤的偏振器310。该光纤部件306b的端部，与偏振器302和310的对应端部熔接(如光纤熔接点320a和320b所示)，从而建立基于全光纤的装置。在法拉第旋转器306中使用的光纤部件306，以诸如Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、La2O3、Ga2O3、Ce2O3和Lu2O3中的至少之一的稀土金属氧化物掺杂。
[0043]在一具体的实施例中，该部件306b包含铽掺杂的玻璃。图4画出以55重量百分比的Tb2O3掺杂的玻璃的透射光谱，该图表明，虽然Tb2O3呈现的韦尔代常数，在那些对应的稀土金属氧化物中间是最高的，但该材料在1.5微米和2微米附近的光谱区中也吸收光。
[0044]另一个采用本发明的全光纤隔离器(未画出)的法拉第旋转器510的实施例，在图5中示出。这里，通过该实施例传播的光，其偏振矢量的法拉第旋转的角度，通过采用对应的玻璃材料有相反符号韦尔代常数的两个辅助光纤部件被增加。由第一玻璃材料制成的光纤部件510b，在磁性元件510b内部作为法拉第旋转器510的部件被采用。由第二类型玻璃材料(或，换种方式，由不同的第二和第三类型玻璃)制成的光纤部件516和520,被分别放在法拉第旋转器506的输入和输出上，并例如，经过熔接，被成直线地(端对端)集成，以建立复合的不中断的包含光纤516、510b和520依次组合的光纤通道。每一光纤部件516和520的玻璃材料有一种符号的韦尔代常数,而光纤部件510b的玻璃材料有不同符号的韦尔代常数。例如，磁管510a内光纤部件510b的玻璃，有负的韦尔代常数，而部件516和520的玻璃材料有正的韦尔代常数。在一具体的实施例中，有正的韦尔代常数的光纤部件516和520，以Yb2O3、Sm2O3、Gd2O3和/或Tm2O3中的至少之一掺杂，而有负的韦尔代常数的光纤部件510b以Tb2O3掺杂。图6描绘出图5的全光纤隔离器的磁场分布。
[0045]应当知道，韦尔代常数的符号被颠倒的实施例(例如，元件610a内的光纤材料有正的韦尔代常数，而元件610a外的光纤部件有负的韦尔代常数),也在本发明的范围之内。
[0046]再参考图3，在一个实施例中，法拉第旋转器306中使用的光纤部件306b的材料以La203、Ga2O3、Yb2O3和Ce2O3中的至少之一掺杂。可取的是，与这样的法拉第旋转器的实施例一起使用的光纤激光器，操作在1.5微米附近或2微米附近的波长上。
[0047]再参考图3，在另一个有关的实施例中，该光纤部件306b包含多成分玻璃。具体地说，这样的多成分玻璃光纤306b的纤芯和/或包层，例如可以含有硅酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、亚碲酸盐玻璃、铋玻璃、和/或铝酸盐玻璃。此外或另外，光纤部件306的多成分玻璃,可以包含玻璃网络形成体(network former)、中间体(intermediate)、以及改性剂(modifier)。在某些实施例中，玻璃的网络结构包含能够显著改变玻璃性质的某些类型的原子。阳离子能够起网络改性剂的作用，破坏网络的连续性，或者起形成体的作用，有助于网络的形成。网络形成体有大于或等于三的化合价和不大于四的配位数(coordination number)。网络中间体比网络形成体有较低的化合价和较高的配位数。在一具体实施例中，图3光纤部件306b的多成分玻璃的一种或多种玻璃网络形成体，包含 Si02、GeO2, P2O5, B2O3> TeO2, Bi2O3 和 Al2O3 中的至少之一。
[0048]表1
[0049]
【权利要求】
1.一种具有没有自由空间区的光路径的光纤装置，该光纤装置包括: 第一多成分玻璃光纤，包括: 有第一稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第一掺杂浓度的纤芯；和 有第二稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第二掺杂浓度的包层； 其中: 该第一稀土金属氧化物和该第二稀土金属氧化物选自由Pr203、Nd203、Pm2O3> Sm2O3>Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、La2O3、Ga2O3、Ce2O3 和 Lu2O3 构成的组；且该包层的折射率小于该纤芯的折射率；以及 多个磁性元件，各形成包含贯通磁性元件伸延的孔，其中该第一光纤被置于该多个磁性元件之一的孔中。
2.权利要求1的光纤装置，其中该多个磁性兀件的每一个有磁性取向，其中该多个磁性元件按相同的磁性取向放置。
3.权利要求2的光纤装置，还包括: 第二多成分玻璃光纤，被置于该多个磁性元件中的另一个磁性元件的孔中，其中该第一和第二光纤是相同的；和 有第一端和第二端的第三玻璃光纤，其中该第一端与该第一光纤熔接，而该第二端与该第二光纤熔接。
4.权利要求3的光纤装置,其中该第三光纤有选自由下列构成的组中的性质: 第二旋转角度，其中该第一光纤有第一旋转角度，其中在磁场通量密度下该第一角度`大于该第二旋转角度；和 第二旋转方向，其中该第一光纤有与该第二旋转方向相反的第一旋转方向。
5.权利要求2的光纤装置，其中该多个磁性元件的每一个有一定长度，其中该多个磁性元件的每一个被分开的距离等于至少一半的该长度。
6.权利要求1的光纤装置，其中该多个磁性兀件的每一个有磁性取向，其中该多个磁性元件按相反的磁性取向被放置。
7.权利要求6的光纤装置，其中该多个磁性元件的每一个与该多个磁性元件的至少另一个在物理上接触。
8.权利要求6的光纤装置,其中该多个磁性兀件的每一个都被分开。
9.权利要求6的光纤装置，还包括第二光纤，被置于该多个磁性元件之一的另一个孔中，该第二光纤有选自由下列构成的组中的性质: 第二旋转角度，其中在磁场通量密度下该第一光纤有大于该第二旋转角度的第一旋转角度；和 第二旋转方向，其中该第一光纤有与该第二旋转方向相反的第一旋转方向。
10.权利要求9的光纤装置，还包括第三多成分玻璃光纤，被置于该多个磁性元件中的另一个磁性元件的孔中，其中该第一光纤和第三光纤是相同的，其中该第二光纤有第一端和第二端，其中该第一端与该第一光纤熔接，其中该第二端与该第三光纤熔接。
11.权利要求1的光纤装置，有第一端口和第二端口，该光纤装置还包括:用于定义该第一端口的第一基于光纤的偏振器，以及用于定义该第二端口的第二基于光纤的偏振器。
12.权利要求1的光纤装置，其中该多个磁性元件中的第一个包括第一磁性材料，其中该多个磁性元件中的第二个包括第二磁性材料，其中该第一和第二磁性材料是不同的。
13.权利要求1的光纤装置，其中该多个磁性兀件的每一个有磁性取向，其中该多个磁性元件中的第一个按与该多个磁性元件中的第二个相同的磁性取向放置，其中该多个磁性元件中的第三个按与该多个磁性元件中的第二个相反的磁性取向放置。
14.权利要求1的光纤装置，其中该第一稀土金属氧化物选自由La203、Ga203、Yb2O3和Ce2O3构成的组，其中该光纤装置还包括波长在1.5微米到2.5微米之间的光纤激光器。
15.一种具有没有自由空间区的光路径的光纤装置，该光纤装置包括: 第一和第二多成分玻璃光纤，该第一和第二光纤各包括: 有第一稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第一掺杂浓度的纤芯；和 有第二稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第二掺杂浓度的包层； 其中: 该第一稀土金属氧化物和该第二稀土金属氧化物选自由Pr203、Nd203、Pm2O3> Sm2O3>Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、La2O3、Ga2O3、Ce2O3 和 Lu2O3 构成的组；且该包层的折射率小于该纤芯的折射率；以及 多个磁性元件，各形成包含贯通磁性元件伸延的孔，其中该第一光纤被置于该多个磁性元件之一的孔中，而该第二光纤被置于该多个磁性元件的另一个磁性元件的孔中。
16.权利要求15的光纤装置，其中该第一光纤的纤芯以与第二光纤的纤芯不同的稀土金属氧化物掺杂。
17.权利 要求15的光纤装置,其中该多个磁性兀件的每一个有磁性取向，其中该多个磁性兀件按相同的磁性取向放置，其中该光纤装置还包括有第一端和第二端的第三玻璃光纤，其中该第一端与该第一光纤熔接，而该第二端与该第二光纤熔接，其中该第三光纤有选自由下列构成的组中的性质: 第二旋转角度，其中该第一光纤有第一旋转角度，其中在磁场通量密度下该第一角度大于该第二旋转角度；和 第二旋转方向，其中该第一光纤有与该第二旋转方向相反的第一旋转方向。
18.权利要求15的光纤装置,其中该多个磁性兀件的每一个有磁性取向，其中该多个磁性元件按相反的磁性取向放置，该光纤装置还包括第三光纤，被置于该多个磁性元件之一的另一个孔中，其中该第三光纤有第一端和第二端，其中该第一端与该第一光纤熔接，其中该第二端与该第二光纤熔接，其中该第三光纤有选自由下列构成的组中的性质: 第二旋转角度，其中在磁场通量密度下该第一光纤有大于该第二旋转角度的第一旋转角度；和 第二旋转方向，其中该第一光纤有与该第二旋转方向相反的第一旋转方向。
19.权利要求15的光纤装置，有第一端口和第二端口，该光纤装置还包括:用于定义该第一端口的第一基于光纤的偏振器，以及用于定义该第二端口的第二基于光纤的偏振器。
20.一种具有没有自由空间区的光路径的光纤装置，该光纤装置包括: 第一多成分玻璃光纤，包括: 有第一稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第一掺杂浓度的纤芯；和 有第二稀土金属氧化物的55%-85% (重量/重量)的第二掺杂浓度的包层； 其中:该第一稀土金属氧化物和该第二稀土金属氧化物选自由Pr203、Nd203、Pm2O3> Sm2O3>Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、La2O3、Ga2O3、Ce2O3 和 Lu2O3 构成的组；且该包层的折射率小于该纤芯的折射率； 多个磁性元件，各形成包含贯通磁性元件伸延的孔，其中该第一光纤被置于该多个磁性元件之一的孔中； 在第一端口上的第一偏振器；和 在第二端口上的第二偏振器； 其中通过该光纤装置透射的光的偏振被旋转40到50度。
21.权利要求20的光纤装置，还包括第二玻璃光纤和第三玻璃光纤，其中: 该多个磁性兀件的每一个有磁性取向，其中该多个磁性兀件按相同的磁性取向放置； 该第二光纤被置于该多个磁性元件的另一个磁性元件的孔中，其中该第一和第二光纤是相同的；和 该第三光纤有第一端和第二端，其中该第一端与该第一光纤熔接，而该第二端与该第二光纤熔接；且 该第三光纤有选自由下列构成的组中的性质: 第二旋转角度，其中该第一光纤有第一旋转角度，其中在磁场通量密度下该第一角度大于该第二旋转角度；和 第二旋转方向，其中该第一光纤有与该第二旋转方向相反的第一旋转方向。
22.权利要求20的光纤装置，``还包`括与第一光纤熔接的第二玻璃光纤，其中: 该多个磁性兀件的每一个有磁性取向，其中该多个磁性兀件按相反的磁性取向放置； 该第二光纤被置于该多个磁性元件之一的另一个孔中；和 该第二光纤有选自由下列构成的组中的性质: 第二旋转角度，其中在磁场通量密度下该第一光纤有大于该第二旋转角度的第一旋转角度；和 第二旋转方向，其中该第一光纤有与该第二旋转方向相反的第一旋转方向。
【文档编号】G02B6/02GK103869507SQ201310145605
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年4月24日 优先权日:2012年12月7日
【发明者】蒋仕彬, 耿纪宏, 姜卓, 罗涛 申请人:高值光电股份有限公司