专利名称：工作波长可调的偏振无关光纤隔离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光纤隔离器，尤其是工作波长可调的偏振无关光纤隔离器。
(2)背景技术偏振无关光纤隔离器由于其独特的优点和作用，在光通信系统、光通信器件上得到广泛应用。该器件的一种典型基本光路框图如图1所示(林学煌，等编著.光无源器件，第六章.北京人民邮电出版社，1998)，其中PBS1、PBS2是两个光轴成90°的偏振分束器。正向入射的光经PBS1后分成为o光与e光，经45°互易旋转片RR旋转45°后再经45°法拉第(Faraday)旋转片FR旋转45°，两束光的偏振方向都旋转过90°变为与原来的方向垂直，刚好与PBS2的光轴方向一致，最后经过PBS2合束后输出；而反向传输的光经过PBS2分束为o光与e光后，经过FR、RR其偏振方向都保持不变，这样反向传输的o光与e光在PBS1中分开，不会耦合到输入光纤中，达到反向隔离的目的。
但现有商品化的光纤隔离器最大隔离度对应波长(以下称中心波长)是固定的，这在某些应用中不够灵活。例如，当商用1550nm光纤隔离器中心波长不很精确，而使用时又要求在1550nm有最高隔离度时，该光纤隔离器就很难满足要求；另外对某些非标准波长工作的光纤隔离器，现有隔离器就更难满足实际需求。由于传统固定波长光纤隔离器灵活性不够其实际使用受到一定影响，设计和制作中心波长可调的光纤隔离器在实际中具有重要的意义。
(3)发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便灵活的工作波长可调的偏振无关光纤隔离器。
本实用新型采用在已有光纤隔离器加设外部磁场的技术方案，实现光纤隔离器工作波长的调节。
本实用新型设有光纤隔离器，在光纤隔离器外设一产生外磁场的磁器件，光纤隔离器穿设于磁器件内。
所说的磁器件可为电磁感应器件，光纤隔离器穿设于电磁感应器件内，例如环状电磁铁(电磁感应螺线管)。此结构是通过改变外加磁场大小来实现偏振无关光纤隔离器工作波长的调节。
所说的磁器件可为永久磁体，光纤隔离器穿设于永久磁体内，例如磁环，或能对隔离器内磁场产生较大影响的其它形状电磁铁。此结构实际上是通过改变外加磁场对偏振无关光纤隔离器的作用位置来实现偏振无关光纤隔离器工作波长的调节。
由于磁光材料的旋光系数与波长大小成反比，因此如果外加磁场抵消或增强了光纤隔离器内部磁环产生的磁场，那么光纤隔离器中心波长就会向短或长波长方向移动；利用光纤隔离器中心工作波长对外界磁场敏感的特点，通过控制外部磁场的大小和方向，就可以将光纤隔离器工作波长调节至特定波长，或在需要的波长处提高其隔离度。
(4)
图1为已有偏振无关光纤隔离器原理图。
图2为利用电磁感应螺线管实现工作波长可调的偏振无关光纤隔离器结构示意图。
图3为利用改变外部磁环位置实现工作波长可调的偏振无关光纤隔离器结构示意图。
图4为在外加磁场(32mT)的作用下光纤隔离器反向传输曲线的变化实例。(在图4中，横坐标为波长λ/nm，纵坐标为光强P/dBm)图5为图4中光纤隔离器中心波长λ(单位为nm)随外磁场强度H(单位为mT)变化发生线性移动的测量结果。
(5)具体实施方式
以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
实施例1利用电磁感应器件(电磁感应螺线管)实现光纤隔离器工作波长可调。它实际上是通过改变外磁场大小来实现偏振无关光纤隔离器的工作波长可调。如图2所示，用一个电磁感应器件(这里以环状电磁铁即电磁感应螺线管1为例)来产生磁场，磁场大小可通过改变驱动电流源2来调节。将光纤隔离器3穿过电磁铁1内部，这样通过调节直流驱动电源2的大小或方向来改变电磁铁1周围的磁场的大小或方向，而且产生的磁场方向和光纤隔离器3内部磁场的方向相同或相反，从而部分抵消或增强内部磁场对光纤隔离器3的作用效果，实现对光纤隔离器的工作波长以及在工作波长处隔离度的调节。
实施例2利用永久磁体(磁环，或能对隔离器内磁场产生较大影响的其它形状电磁铁)实现光纤隔离器工作波长可调，它实际上是通过改变外磁场对偏振无关光纤隔离器的作用位置来实现工作波长可调。图3为在光纤隔离器3外套一个磁环4来实现光纤隔离器3工作波长可调的例子。可以将磁环4沿隔离器3纵向滑动，或将磁环4套在轴承内环位置，并在轴承的外环上设计一道螺纹，在与之相对应的导轨5上也设计相匹配的螺纹，磁环4与导轨5通过螺纹相吻合。这个导轨5由一个旋钮转动机构6带动。这样，通过旋钮带动从而使导轨发生旋转，牵引了外磁环4沿着平行于光纤隔离器3的方向左右移动，磁环4的移动改变了外磁场作用于光纤隔离器的位置，从而产生的变化磁场引起偏振无关光纤隔离器内部磁环在各点产生的磁场发生改变，实现了光纤隔离器的工作波长可调。
以上介绍的两种方法均可实现电可调，由于电控，其使用将非常简单。为了减小制作的难度和成本，也可以做成手动可调的，只要把上述两种方法的电控制部分去掉就可以实现。同时，上述两种方法都是基于不破坏原有的光纤隔离器的条件下实现的，若要减小体积，可将相应的控制部分和隔离器封装在一起，这样通过封装后的器件所预留的电气接口就可以实现对隔离器中心波长的调谐，提高了器件的集成度，因此，基于改变隔离器外部磁场的方法，通过合理设计隔离器和磁场的机构，可以方便地实现隔离器的波长调节。
以下给出工作波长可调的偏振无光光纤隔离器应用实例通过以上两种方式(改变外磁场的作用强度和作用位置)可以方便地调节隔离器中心波长至所需波长处，甚至可以在不破坏原来隔离器的条件下制作工作波长可调的偏振无关隔离器。图4给出了在外加磁场作用下，实现1550nm波长的隔离器工作波长可调的一个实例。在图4中，曲线a为无加磁场，曲线b为有外磁场。图5为一个实际的测量结果。由图5可以看出，在外部磁场H的作用下，光纤隔离器的中心波长λ发生线性的移动。
另外，可以根据需要，以上两种实现方法可以简单设计成手动调节和电动自动调节两种，使用方便灵活。其制作方法简单，而且容易实现，在提高光纤隔离器使用的灵活性，制作生成的新型工作波长可调的光纤隔离器方面具有广阔的应用前景。
权利要求1.工作波长可调的偏振无关光纤隔离器，其特征在于设有光纤隔离器，在光纤隔离器外设一产生外磁场的磁器件，光纤隔离器穿设于磁器件内。
2.如权利要求1所述的工作波长可调的偏振无关光纤隔离器，其特征在于所说的磁器件为电磁感应器件，光纤隔离器穿设于电磁感应器件内。
3.如权利要求2所述的工作波长可调的偏振无关光纤隔离器，其特征在于所说的电磁感应器件为环状电磁铁。
4.如权利要求3所述的工作波长可调的偏振无关光纤隔离器，其特征在于所说的环状电磁铁采用电磁感应螺线管。
5.如权利要求1所述的工作波长可调的偏振无关光纤隔离器，其特征在于所说的磁器件为永久磁体，光纤隔离器穿设于永久磁体内。
6.如权利要求5所述的工作波长可调的偏振无关光纤隔离器，其特征在于所说的磁器件为磁环。
专利摘要涉及一种光纤隔离器，尤其是工作波长可调的偏振无关光纤隔离器。设有光纤隔离器，在光纤隔离器外设一产生外磁场的磁器件，光纤隔离器穿设于磁器件内。由于磁光材料的旋光系数与波长大小成反比，因此如果外加磁场抵消或增强了光纤隔离器内部磁环产生的磁场，那么光纤隔离器中心波长就会向短或长波长方向移动；利用光纤隔离器中心工作波长对外界磁场敏感的特点，通过控制外部磁场的大小和方向，就可以将光纤隔离器工作波长调节至特定波长，或在需要的波长处提高其隔离度。
文档编号G02F1/01GK2638095SQ0327702
公开日2004年9月1日 申请日期2003年7月18日 优先权日2003年7月18日
发明者董小鹏, 陈勇 申请人:厦门大学