专利名称：闭路环行器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于光纤通讯的环行器，特别是涉及一种四端口闭路环行器。
背景技术：
在光纤通讯中，环行器作为无源器件中一个重要的元件，可广泛应用于双向通讯、光波长的上下载等领域。目前常用的四端口环行器，依次由光学功能组合A，光学功能组合B和光学功能组合C组成。
光学功能组合A是实现激光的输入输出、偏振分合光、旋转偏振方向功能的光学元件组合，它主要由双光纤头，聚焦透镜、偏折光器件、偏振分光晶体、两片半波片组合和法拉第旋光片组成，其中的双光纤头的两根光纤分别对应环行器的端口1和端口3。
光学功能组合C与光学功能组合A功能和原理相同，结构类似。其中的双光纤头的两根光纤分别对应环行器的端口2和端口4。
光学功能组合B主要包括偏振光分光器件，从端口1输入的激光经光学功能组合A偏振分光并旋转偏振方向后入射到该偏振光分光器件，对应为寻常光，则光路直线通过，再经过光学功能组合C旋转偏振方向并合光后耦合到端口2输出，相同的原理端口3输入的激光由端口4输出；从端口2输入的激光经光学功能组合C偏振分光、旋转偏振方向后，入射到该偏振光分光器件，对应为非寻常光，则光路出射时将产生平移，再通过光学功能组合A旋转偏振方向并合光后耦合到端口3输出。
上述的四端口环行器，所实现的功能是能够使端口1的入射激光从端口2出射，端口2的入射激光从端口3出射，端口3的入射激光由端口4出射，但端口4的入射激光不能从端口1出射，不能形成闭路环行光路。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种四端口闭路环行器，它不但能够使端口1入射的激光从端口2出射，端口2入射的激光从端口3出射，端口3入射的激光从端口4出射，而且能够使端口4的入射激光从端口1出射，可以形成一个闭路环行光路。
本实用新型所采用的技术方案是本实用新型依次由光学功能组合A、光学功能组合B组成，其中，所述的光学功能组合A主要由四光纤头、聚焦透镜、偏折光器件、偏振光分光器件、半波片组合及法拉第旋光片组成；所述的光学功能组合B依次由第一片半波片、第一个偏振光分光器件、第二片半波片、第二个偏振光分光器件、第三片半波片、直角棱镜反射镜组成。
所述的光学功能组合B中，所述的第一个偏振光分光器件的光轴方向为右上，所述的第二个偏振光分光器件的光轴方向为右下，所述的第一片半波片和所述的第二片半波片对应于所述的第一个偏振光分光器件和所述的第二个偏振光分光器件的中下部，所述的第三片半波片在垂直方向的位置对应于所述的第一个偏振光分光器件和所述的第二个偏振光分光器件的上部；所述的第一、第二、第三片半波片的光轴与入射光偏振方向成45度。
所述的光学功能组合B中的光学元件也可以这样设置所述的第一个偏振光分光器件的光轴方向为左下，所述的第二个偏振光分光器件的光轴方向为右下，所述的第一片半波片和所述的第二片半波片在垂直方向的位置对应于所述的第一个偏振光分光器件和所述的第二个偏振光分光器件的上部，所述的第三片半波片在垂直方向的位置对应于所述的第一个偏振光分光器件和所述的第二个偏振光分光器件的中上部。
所述的光学功能组合B中的光学元件也可依次由第一片半波片、第二片半波片、第一个偏振光分光器件、第三片半波片、第二个偏振光分光器件、直角棱镜反射镜组成，其相对位置可以这样设置所述的第一个偏振光分光器件的光轴方向为左下，所述的第二个偏振光分光器件的光轴方向为右下，所述的第一片半波片和所述的第三片半波片在垂直方向的位置对应于所述的第一个偏振光分光器件和所述的第二个偏振光分光器件的上部，所述的第二片半波片在垂直方向的位置对应于所述的第一个偏振光分光器件和所述的第二个偏振光分光器件的中下部。
所述的光学功能组合B中的光学元件也可依次由第一片半波片、第二片半波片、第一个偏振光分光器件、第三片半波片、第二个偏振光分光器件、单面镀了全反射膜的法拉第旋光片组成，其相对位置可以这样设置所述的第一个偏振光分光器件的光轴方向为右下，所述的第二个偏振光分光器件的光轴方向为左下，所述的第一片半波片在垂直方向的位置对应于所述的第一个偏振光分光器件和所述的第二个偏振光分光器件的上部，所述的第二片半波片在垂直方向的位置对应于所述的第一个偏振光分光器件和所述的第二个偏振光分光器件的中下部，所述的第三片半波片在垂直方向的位置对应于所述的第一个偏振光分光器件和所述的第二个偏振光分光器件的下部，其长度为第一、二片半波片的三倍。
所述的聚焦透镜是自聚焦透镜或球面透镜；所述的偏折光器件是屋脊棱镜或斜角片或渥拉斯顿棱镜，所述的偏振光分光器件可以是双折射晶体或PBS棱镜或渥拉斯顿棱镜。所述的半波片组合由两片光轴方向夹角45度且与两入射光偏振方向成22.5度的半波片拼接组成，或由一片光轴方向与入射光偏振方向成45度夹角的半波片及一片玻璃片组成。
本实用新型的有益效果是由于本实用新型光学功能组合B中设置了三个半波片以及二个偏振光分光器件及直角棱镜反射镜或镀全反射膜的法拉第旋光片，光束由所述的半波片适当调整偏振方向并通过偏振光分光器件及直角棱镜适当平移光路，本实用新型不但可以实现端口1入射的激光从端口2出射，端口2入射的激光从端口3出射，端口3入射的激光从端口4出射，而且可以实现端口4的入射激光从端口1出射，可以形成一个闭路环行光路。
图1是本实用新型实施例1光学结构示意图；图2是本实用新型实施例2光学结构示意图；图3是本实用新型实施例3光学结构示意图；图4是本实用新型实施例1端口1→端口2光路正视图；图5是本实用新型实施例1端口2→端口3光路正视图；图6是本实用新型实施例1端口3→端口4光路正视图；图7是本实用新型实施例1端口4→端口1光路正视图；图8是本实用新型实施例1的装配结构示意图。
图9是本实用新型实施例2端口1→端口2光路正视图；图10是本实用新型实施例2端口2→端口3光路正视图；图11是本实用新型实施例2端口3→端口4光路正视图；图12是本实用新型实施例2端口4→端口1光路正视图；图13是本实用新型实施例3端口1→端口2光路正视图；图14是本实用新型实施例3端口2→端口3光路正视图；图15是本实用新型实施例3端口3→端口4光路正视图；图16是本实用新型实施例3端口4→端口1光路正视图；图17是本实用新型实施例4光学结构示意图；图18是本实用新型实施例5光学结构示意图；图19是本实用新型实施例4端口1→端口2光路正视图；图20是本实用新型实施例4端口2→端口3光路正视图；图21是本实用新型实施例4端口3→端口4光路正视图；图22是本实用新型实施例4端口4→端口1光路正视图；图23是本实用新型实施例5端口1→端口2光路正视图；图24是本实用新型实施例5端口2→端口3光路正视图；图25是本实用新型实施例5端口3→端口4光路正视图；图26是本实用新型实施例5端口4→端口1光路正视图；具体实施方式
实施例1如图1所示，本实用新型依次由光学功能组合A、光学功能组合B组成，所述的光学功能组合A依次由四光纤头(1)、聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)及法拉第旋光片(5)组成，当然，将半波片组合(4)与法拉第旋光片(5)的位置互换或将偏折光器件(6)放置在聚焦透镜(2)与偏振光分光器件(7)之间的任一位置，光学功能组合A也可以实现同样功能；所述的光学功能组合B依次由半波片(15)、偏振光分光器件(7)、半波片(16)、偏振光分光器件(8)及半波片(17)、直角棱镜(18)组成，所述的偏振光分光器件(7)是双折射晶体，其光轴方向为左下，当然也可以用适当的PBS棱镜替代，所述的另一偏振光分光器件(8)是双折射晶体，其光轴方向为右下，当然也可以用适当的PBS棱镜替代。所述的三个半波片(15)、(16)、(17)是光轴与其入射光偏振方向成45度的半波片，其中半波片(15)、(16)在垂直方向的位置对应于偏振分光晶体(7)、(8)的中下部，半波片(17)在垂直方向的位置对应于偏振分光器件(7)、(8)的上部；所述的聚焦透镜(2)是自聚焦透镜，当然也可以是球面透镜；所述的偏振光分光器件(3)是双折射晶体，当然也可以是PBS棱镜或渥拉斯顿棱镜；所述的偏折光器件(6)是屋脊棱镜，当然也可以是斜角片或渥拉斯顿棱镜，它对入射光传输方向偏折特定角度；所述的半波片组合(4)由两片光轴方向夹角45度且与两入射光偏振方向成22.5度的半波片拼接组成，或由一片光轴方向与入射光偏振方向成45度夹角的半波片及一片玻璃片组成；所述的法拉第旋光片(5)能将偏振光偏振方向旋转45度；所述的四光纤头(1)的四根光纤分别对应为端口1、端口2、端口3和端口4，当然也可以由2个双光纤头或4个单光纤头替代。
本实施例的光路原理如下所述如图4所示，从端口1输入的激光被聚焦透镜(2)聚焦准直后，通过偏折光器件(6)改变折射角度并从其上部出射，再通过偏振光分光器件(3)分成两路偏振方向相互垂直的偏振光，然后分别穿过光轴方向夹角45度的半波片组合(4)后，两束光偏振方向一致，再通过法拉第旋光片(5)，其振动方向旋转45度，进入偏振光分光器件(7)(双折射晶体)的下部，此时两束光对应于双折射晶体为寻常光，因此出射光点与入射时高度一致，之后直线穿过另一偏振光分光器件(8)的下半部分到达直角棱镜(18)的下部，经直角棱镜(18)反射后，经过半波片(17)进入偏振光分光器件(8)(双折射晶体)的上部，此时激光对应于偏振光分光器件(7)及(8)为非寻常光，在里面走的是斜线，穿过偏振光分光器件(8)后，光束相对于入射点向上平移了一段距离，再穿过偏振光分光器件(7)，光束向下平移了一段距离，再通过法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)改变偏振态，经偏振光分光器件(3)两束光合成为一束光，通过偏折光器件(6)改变其折射角度后，再通过聚焦透镜(2)耦合到端口2输出。此路光没有经过半波片(15)、(16)。图4中偏振态转化示意图标示了光束经过各光学元件后的偏振态。
如图5所示，从端口2入射的激光逆着端口1入射到端口2出射的轨迹到达偏振光分光器件(7)、(8)(双折射晶体)时，相对于该双折射晶体为寻常光，因此出射光相对于入射点位置高度一致，由偏振光分光器件(8)(双折射晶体)的上部出射，再通过半波片(17)后偏振方向旋转90度，经过直角棱镜(18)后进入偏振分光器件(8)的下部，此时光束对应其为非寻常光，出射光相对于入射点位置向上平移一段距离，出射后的光束通过半波片(16)后偏振方向再次旋转90度，再进入偏振分光器件(7)下部，此时对应于寻常光，出射光相对于入射点位置高度不变，再经过半波片(15)偏振方向再次旋转90度，然后依次通过法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)后再通过聚焦透镜(2)耦合到端口3输出。图5中偏振态转化示意图标示了光束经过各光学元件后的偏振态。
如图6所示，从端口3入射的激光逆着从端口2入射到端口3出射的轨迹经过半波片(15)到达偏振光分光器件(7)(双折射晶体)，并从其中下部入射，对应为非寻常光，光束相对于入射时向上平移一段距离而从其中上部出射，入射到另一偏振光分光器件(8)的中上部，对应为非寻常光，光束相对于入射时向下平移一段距离从其中下部出射，再通过直角棱镜(18)反射后到达偏振光分光器件(8)的中上部，对应为非寻常光，穿过偏振光分光器件(8)后光束相对于入射时的高度向上平移一段距离出射，再通过偏振光分光器件(7)后向下平移一段距离从其中上部出射，然后依次通过法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)后再通过聚焦透镜(2)耦合到端口4中。该光路不通过半波片(16)、(17)。图6中偏振态转化示意图标示了光束经过各光学元件后的偏振态。
如图7所示，从端口4入射的激光逆着从端口3入射到端口4出射的轨迹到达偏振光分光器件(7)，对应为寻常光出射后不改变高度，再通过偏振光分光器件(8)(双折射晶体)，出射后同样不改变高度，经直角棱镜(18)反射后，到达偏振光分光器件(8)的中下部，出射后依然不改变高度，再经过半波片(16)光束偏折方向旋转90度，进入偏振光分光器件(7)，对应为非寻常光，因此出射光点向下平移一段距离从其下部出射，然后依次通过法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)(渥拉斯顿棱镜)、偏折光器件(6)后经聚焦透镜(2)耦合到端口1输出。该光路不通过半波片(15)、(17)。图7中偏振态转化示意图标示了光束经过各光学元件后的偏振态。
可以看出，本实用新型实现了端口1的入射激光从端口2出射，端口2的入射激光从端口3出射，端口3的入射激光从端口4出射，端口4的入射激光从端口1出射，形成一个闭路环行光路。
图(8)是本实施例的装配结构示意图光学元件安装于外壳中，并按照一定的位置关系与外壳固定连接，所述的四光纤头(1)的光纤尾端伸出壳外。
实施例2如图2所示，本实用新型光学功能组合B中的偏振光分光器件(7)采用双折射晶体，其光轴方向为左下，偏振光分光器件(8)也采用双折射晶体，其光轴方向为右下；半波片(15)、(16)在垂直方向的位置分别对应于偏振光分光器件(7)、(8)的上部，半波片(17)在垂直方向的位置分别对应于偏振光分光器件(7)、(8)的中上部。本实施例的其余结构与实施例1相同。
如图9所示，从端口1入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、偏振光分光器件(7)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、半波片(16)、偏振光分光器件(7)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)、最终由端口2输出，该光路不经过半波片(15)、(17)。图9中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图10所示，从端口2入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、偏振光分光器件(7)、偏振光分光器件(8)、半波片(17)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、偏振光分光器件(7)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口3输出，该光路不经过半波片(15)、(16)。图10中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图11所示，从端口3入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、偏振光分光器件(7)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、波片(17)、偏振光分光器件(8)、波片(16)、偏振光分光器件(17)、波片(15)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口4输出。图11中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图12所示，从端口4入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、波片(15)、偏振光分光器件(7)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、偏振光分光器件(7)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口1输出，该光路不经过半波片(16)、(17)。图12中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
可以看出，本实用新型实现了端口1的入射激光从端口2出射，端口2的入射激光从端口3出射，端口3的入射激光从端口4出射，端口4的入射激光从端口1出射，形成一个闭路环行光路。
实施例3如图3所示，本实用新型光学功能组合B中各部件依次为半波片(15)、半波片(16)、偏振光分光器件(7)、半波片(17)、偏振光分光器件(8)及直角棱镜(18)，其中偏振光分光器件(7)采用双折射晶体，其光轴方向为左下，偏振光分光器件(8)也采用双折射晶体，其光轴方向为右下；半波片(15)、(17)在垂直方向的位置分别对应于偏振光分光器件(7)、(8)的上部，半波片(16)在垂直方向的位置对应于偏振光分光器件(7)、(8)的中下部。本实施例的其余结构与实施例1相同。
如图13所示，从端口1入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、偏振光分光器件(7)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、半波片(17)、偏振光分光器件(7)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口2输出，该光路不经过半波片(15)、(16)。图13中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图14所示，从端口2入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、偏振光分光器件(7)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、偏振光分光器件(7)、半波片(16)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口3输出，该光路不经过半波片(15)、(17)。图14中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图15所示，从端口3入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、半波片(16)、偏振光分光器件(7)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、波片(17)、偏振光分光器件(7)、波片(15)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口4输出。图15中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图16所示，从端口4入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、半波片(15)、偏振光分光器件(7)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、偏振光分光器件(7)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口1输出，该光路不经过半波片(16)、(17)。图16中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
可以看出，本实用新型实现了端口1的入射激光从端口2出射，端口2的入射激光从端口3出射，端口3的入射激光从端口4出射，端口4的入射激光从端口1出射，形成一个闭路环行光路。
实施例4如图17所示，本实用新型光学功能组合B中的偏振光分光器件(7)采用双折射晶体，其光轴方向为左下，偏振光分光器件(8)也采用双折射晶体，其光轴方向为右下；半波片(17)在垂直方向的位置分别对应于偏振光分光器件(7)、(8)的上部，其高度为实施例3中的半波片(17)的三倍。本实施例的其余结构与实施例3相同。
如图19所示，从端口1入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、偏振光分光器件(7)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、半波片(17)、偏振光分光器件(7)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口2输出，该光路不经过半波片(15)、(16)。图19中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图20所示，从端口2入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、偏振光分光器件(7)、半波片(17)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、半波片(17)、偏振光分光器件(7)、半波片(15)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口3输出，该光路不经过半波片(16)。图20中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图21所示，从端口3入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、半波片(15)、偏振光分光器件(7)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、半波片(17)、偏振光分光器件(7)、半波片(16)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口4输出。图21中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图22所示，从端口4入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、半波片(16)、偏振光分光器件(7)、半波片(17)、偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)、偏振光分光器件(8)、半波片(17)、偏振光分光器件(7)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口1输出，该光路不经过半波片(15)。图22中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
可以看出，本实用新型实现了端口1的入射激光从端口2出射，端口2的入射激光从端口3出射，端口3的入射激光从端口4出射，端口4的入射激光从端口1出射，形成一个闭环环行光路。
实施例5如图18所示，本实用新型光学功能组合B中各部件依次为半波片(15)、半波片(16)、偏振光分光器件(7)、半波片(17)、偏振光分光器件(8)及单面镀全反射膜的法拉第旋光片(19)，其中偏振光分光器件(7)采用双折射晶体，其光轴方向为右下，偏振光分光器件(8)也采用双折射晶体，其光轴方向为左下；半波片(15)在垂直方向的位置分别对应于偏振光分光器件(7)、(8)的上部，半波片(16)在垂直方向的位置对应于偏振光分光器件(7)、(8)的中下部，半波片(17)在垂直方向的位置对应于偏振光分光器件(7)、(8)的下部，且其高度是半波片(15)、(16)的三倍。本实施例的其余结构与实施例1相同。
如图23所示，从端口1入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、偏振光分光器件(7)、半波片(17)、偏振光分光器件(8)后，穿过法拉第旋光片(19)，偏折方向旋转45度，然后被全反射膜反射，再次经过法拉第旋光片(19)偏振方向又旋转45度，因此相对于入射前而言，偏振方向旋转了90度，再经过偏振光分光器件(8)、偏振光分光器件(7)、波片(15)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口2输出，该光路不经过半波片(16)。图23中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图24所示，从端口2入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、半波片(15)、偏振光分光器件(7)、半波片(17)、偏振光分光器件(8)、法拉第旋光片(19)、偏振光分光器件(8)、半波片(17)、偏振光分光器件(7)、半波片(15)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口3输出。图24中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图25所示，从端口3入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、半波片(16)、偏振光分光器件(7)、半波片(17)、偏振光分光器件(8)、法拉第旋光片(19)、偏振光分光器件(8)、偏振光分光器件(7)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口4输出，该光路不经过半波片(15)。图25中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
如图26所示，从端口4入射的激光依次通过聚焦透镜(2)、偏折光器件(6)、偏振光分光器件(3)、半波片组合(4)、法拉第旋光片(5)、偏振光分光器件(7)、半波片(17)、偏振光分光器件(8)、法拉第旋光片(19)、偏振光分光器件(8)、半波片(17)、偏振光分光器件(7)、法拉第旋光片(5)、半波片组合(4)、偏振光分光器件(3)、偏折光器件(6)、聚焦透镜(2)，最终由端口1输出，该光路不经过半波片(15)、(16)。图26中的偏振态转化示意图标示了该激光束经过各光学元件后的偏振态。
可以看出，本实用新型实现了端口1的入射激光从端口2出射，端口2的入射激光从端口3出射，端口3的入射激光从端口4出射，端口4的入射激光从端口1出射，形成一个闭路环行光路。
权利要求1.一种闭路环行器，包括四光纤头(1)，聚焦透镜(2)，偏折光器件(6)，偏振光分光器件(3)，半波片组合(4)，法拉第旋光片(5)，半波片(15)，偏振光分光器件(7)，半波片(16)，半波片(17)，偏振光分光器件(8)、直角棱镜(18)，其特征是从四光纤头端口1输入的光能从端口2输出，从端口2输入的光能从端口3输出，从端口3输入的光能从端口4输出，从端口4输入的光能从端口1输出，从而实现光束闭路环行功能。
2.根据权利要求1所述的闭路环行器，其特征是偏振光分光器件可以是双折射晶体或PBS棱镜或渥拉斯顿棱镜，所述的偏折光器件是屋脊棱镜或斜角片或渥拉斯顿棱镜。
3.根据权利要求1所述的闭路环行器，其特征是半波片组合(4)由两片光轴方向夹角45度且与两入射光偏振方向成22.5度的半波片拼接组成，或由一片光轴方向与入射光偏振方向成45度夹角的半波片及一片玻璃片组成。
4.根据权利要求1所述的闭路环行器，其特征是直角棱镜(18)也可由单面镀有全反射膜的法拉第旋光片(19)替换。
5.根据权利要求1所述的闭路环行器，其特征是半波片(15)、半波片(16)、半波片(17)是与入射光偏振方向成45度的半波片。
6.根据权利要求1所述的闭路环行器，其特征是四光纤头可以由两个双光纤头替代，也可以由4个单光纤头替代。
专利摘要一种闭路环行器，该环行器有4个端口，从四光纤头端口1输入的光能从端口2输出，从端口2输入的光能从端口3输出，从端口3输入的光能从端口4输出，从端口4输入的光能从端口1输出，从而实现光束闭路环行功能。由于该环行器具有闭环功能，所以端口1、2、3、4只有相对含义。
文档编号G02B27/00GK2713495SQ200420048148
公开日2005年7月27日 申请日期2004年4月14日 优先权日2004年4月14日
发明者叶小华, 张民, 叶培大 申请人:北京邮电大学