专利名称：方向相关光纤偏振器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤传感技术及光纤通信技术，特别涉及一种光纤偏振装置。
背景技术：
目前，光纤偏振器已经被广泛应用于光纤测量、光纤传感和各种偏振控制系统中。通常的光纤偏振器主要由光纤、准直器、偏振镜组成。光纤中的光由准直器变为平行光，经过偏振镜起偏后，再经准直器进入光纤传输。其工作机理是利用偏振镜使光线中一个方向(如X方向)的光产生很大衰减后被滤除，而使另一方向(与之垂直Y方向)的光衰减很小，顺利进入准直器后被光纤传输出去。这种偏振器与光传输方向无关。
现有技术中对光纤偏振器的改进主要着重于在提高产品的质量，即如何降低插入损耗或提高消光比，以及如何进一步保证其工作的稳定性。例如中国专利申请02217755.8(晶体包裹型保偏光纤偏振器)中公开了一种新的光纤偏振器，它采用光纤一体化，用光纤周围的晶体实现起偏特性，它仍然属于具有互易特性的光纤偏振器。
发明内容
本实用新型的目的在于，提出一种具有非互易特性的与光在光纤中传输方向相关的光纤偏振器，即在光的正向传输方向(+Z轴)上对某一起偏方向(X轴)起偏，而在反方向传输时，对原起偏方向的正交方向(Y轴)起偏的光纤偏振器。
本实用新型的目的由以下方式实现。
本实用新型的方向相关光纤偏振器，包括按偏振器光路要求组装的两个准直器，偏振镜及前后两根传输光纤，其特征在于，还包括有两个45°法拉第旋转器，它们分别设置在偏振镜的两侧，其两镜面分别与偏振镜和准直器的镜面紧密接触，其中，所述两个45°法拉第旋转器的旋转方向相反，偏振镜的起偏方向与某一传输方向的起偏方向(X轴)成45°。
本实用新型的方向相关光纤偏振器，当X轴方向的线偏振光沿光的正向传输方向(+Z轴)时，经过第一个45°法拉第旋转器旋转45°进入偏振镜，由于与偏振镜的起偏方向相同，所以能低损通过，并经过第二个45°法拉第旋转器反转45°，使其偏振方向又回到X方向；而沿+Z轴传输的X轴的正交方向(Y轴)线偏振光经过第一个45°法拉第旋转器旋转45°后，被偏振镜高损滤除。如果是在相反方向(-Z轴)传输的光却完全相反，此时Y方向的线偏振光经过第二个45°法拉第旋转器旋转45°，恰好与偏振镜的起偏方向相同而顺利通过，经过第一个45°法拉第旋转器后使偏振方向又转回Y方向；而在(-Z)轴传输的X方向线偏振光被偏振镜高损滤除。
在实际应用中，当需要传输光起偏并且光的线偏振态旋转90°时，可以使两个45°法拉第旋转器的旋转方向相同。但是此时它的起偏特性与传输方向无关。
本实用新型的方向相关光纤偏振器，扩展了现有技术中的光纤偏振器的特性，使之具有非互易特性，从而扩大了其使用范围。例如，应用在光纤环形激光器中，可使环形腔中顺、逆两方向上产生的激光偏振态是正交的，从而可以清除两方向上激光波长的闭锁问题。如果与90°法拉第旋转镜联合使用，则能够使法拉第旋转镜的光纤系统保持单偏振。也可以与Sagnac环联合使用，当输入光具有不同的偏振态和不同脉宽时，会使输出光有各种不同特性。
图1是现有技术中的光纤偏振器的实施例示意图。
图2是本实用新型的方向相关光纤偏振器的实施例示意图。
具体实施方式
参见图2，1、7为光纤传输线，它们用常规方法分别与准直器2、6连成一体，4为光学中通用的偏振镜，45°法拉第旋转器3和5分设在偏振镜的两侧，两个45°法拉第旋转器的旋转方向相反，如图中箭头所示。旋转器3的两镜面分别和准直器2及偏振镜镜面紧密接触。旋转器5的两镜面分别和准直器6及偏振镜镜面紧密接触。偏振镜的起偏方向与X轴成45°角。当X方向的线偏振光沿+Z轴传输时，经45°法拉第旋转器3转45°进入偏振镜，正好是起偏方向，低损通过后进入45°法拉第旋转器5，又反转45°而使偏振方向又回到X方向；同时，沿+Z轴传输的Y方向线偏振光经45°法拉第旋转器3旋转45°后，给偏振镜高损滤除。再看在(-Z)轴传输的光的情形却完全相反，Y方向的线偏振光经45°法拉第旋转器5旋转45°在偏振镜的起偏方向而顺利通过，在经45°法拉第旋转器2后使偏振方向又转回Y方向；同时，在(-Z)轴传输的X方向线偏振光就给吸收掉了。由上所述，本方向相关光纤偏振器实现了对+Z传输的光在X方向起偏，而对(-Z)轴传输的光在Y方向起偏。
从市场购得以下规格的散件福州康顺光通讯有限公司公司生产的φ2.8mm的准直器(FCO-B-S-131-0)，φ2.4mm×2.4mm的偏振镜，φ2.4mm×2.4mm的45°法拉第旋转器(FR-155-025-0.5)及普通单模光纤，用常规方法按照本实施方式组装成本实用新型所述的方向相关光纤偏振器，依照现行互易光纤偏振器的标准对其进行有关性能测试，结果如下工作波长λ＝1550nm，插入损耗0.64dB，消光比＞30dB。测试结果表明，本实用新型所述的方向相关光纤偏振器在插入损耗和消光比都令人满意，同时具有在不同的光传输方向上有着不同起偏方向的优点。
在实际应用中，当尾纤采用普通单模光纤时，由于光纤本身没有确定的X和Y轴，因此偏振镜的起偏方向可以任意设置，X方向就是与确定后的起偏方向成45°角的方向；但是单模光纤的随机双折射会使光纤输出端口处的消光比变低。为了保证高的消光比，可采用保偏光纤作为光纤尾纤。由于此时光纤本身已有轴性，则应令两光轴分别在X轴和Y轴，安装时，应按上文所述，偏振镜的起偏方向与X轴成45°角。
权利要求1.一种方向相关光纤偏振器，包括按偏振器光路要求组装的两个准直器，偏振镜及前后两根传输光纤，其特征在于，还包括有两个45°法拉第旋转器，它们分别设置在偏振镜的两侧，其两镜面分别与偏振镜和准直器的镜面紧密接触，其中，所述两个45°法拉第旋转器的旋转方向相反，偏振镜的起偏方向与某一传输方向的起偏方向成45°。
专利摘要本实用新型涉及光纤传感技术及光纤通信技术，特别涉及光纤偏振装置。它包括按偏振器光路要求组装的两个准直器，偏振镜及前后两根传输光纤，还包括有两个45°法拉第旋转器，它们分别设置在偏振镜的两侧，其两镜面分别与偏振镜和准直器的镜面紧密接触，偏振镜的起偏方向与某一传输方向的起偏方向成45°，两个45°法拉第旋转器的旋转方向相反。它扩展了现有光纤偏振器的特性，使之具有非互易特性，扩大了其使用范围。应用在光纤环形激光器中，可清除两方向上激光波长的闭锁问题。与90°法拉第旋转镜联合使用，能够使法拉第旋转镜的光纤系统保持单偏振。与Sagnac环联合使用，当输入光具有不同的偏振态和不同脉宽时，会使输出光有各种不同特性。
文档编号G02B6/27GK2725912SQ20042006282
公开日2005年9月14日 申请日期2004年7月15日 优先权日2004年7月15日
发明者钱景仁, 苏觉 申请人:中国科学技术大学