专利名称：基于闪耀光纤光栅的光纤环行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光环行器，适用于光纤通信、激光器、光器件领域。
背景技术：
随着光信息领域技术的不断发展，各类有源或是无源光器件也都不断涌现，而且性能越来越好，价格越来越低。在对光信号进行处理的过程中会用到这样ー种多端ロ的无源光器件，光信号从某一端ロ输入，只能从相邻的某一端ロ输出，使得光信号在其中不具有可逆性，能够满足这种要求的光器件被称作光环行器。最常见的光环行器有三端口和四端ロ的类型，其中四端ロ光环行器中光信号传输方向为I — 2、2 — 3、3 — 4、4 — 1，通常的三端ロ环行器只是将4端ロ悬空，所以实现的功能为I — 2、2 — 3，从3端ロ输入的光信号不从任何ー个端ロ输出传统的光环行器的工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。主要利用旋光晶体的法拉第效应。对于沿I — 2、2 — 3、3 -4,4-1方向入射的信号光，通过双折射晶体将光信号中偏振态不同的光信号分解成两束偏振态互相垂直的光信号，分别经过波片与旋光晶体对光信号进行处理，最后再经过双折射晶体将两束处理后的光信号合束成一束光信号从输出端输出，而相反方向入射的光信号也会经过同样的处理，所不同之处在于最后ー级的双折射晶体对前期处理的光信号不进行合束处理，而是将其输出方向偏转，使其无法沿I — 2、2 — 3、3 -4,4-1的反方向输出，实现了光环行器所要求的功能。为了实现与光纤的耦合，还需要微型透镜的聚光作用，将光纤导入的光信号耦合入环行器中的晶体，同样需要微型透镜将晶体中处理后的光信号耦合入光纤输出。由于传统光环行器的上述结构，使得其正反向的隔离度很高。但从其结构中也很容易看出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，微型透镜的引入也使正向的损耗增加，而且微型透镜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，表现在整个环行器的插入损耗无法进ー步降低。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歩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，传统光环行器的结构庞大、复杂、效率低、成本高亟需解決。相比结构复杂的传统光环行器，全光纤化的光环行器结构成为ー个新的亮点，以光纤为基质的器件成本低，体积和重量都大大减小，并且由于基于全光纤的结构，与光纤的低损耗接入成为可能。中国专利申请200610010065. X中涉及ー种全光纤的环行器结构，但由于其中涉及光纤不同模式之间的耦合，无法完全在基模条件下进行。由于光纤中存在高阶模的时候，基模必然存在，只对其中的高阶模有能量转移作用，使得耦合的效率受到限制，甚至完全达不到反向光隔离的目的。因此，目前的光环行器面临的问题是结构复杂、体积大、制作难度大、成本高、插入损耗大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前的光环行器面临结构复杂、体积大、制作难度大、成本高、插入损耗大的问题。本发明的技术方案为基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，该环行器包括第一至第N光敏光纤，第一至第N光纤，在第一至第N光敏光纤上用紫外光分别刻写的第一至第N闪耀光纤光柵。第一光敏光纤和第一光纤处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第一闪耀光纤光栅的成栅面与第一光敏光纤成e角度，与第一光敏光纤和第一光纤所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°或45° < 0 <90°。所谓成栅面即为光纤光栅中折射率调制区域内相同折射率的一系列平面，这些平面相互平行。所谓边沿，即第一至第N光敏光纤和第一至第N光纤的最外层。第二光敏光纤和第二光纤处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第二闪耀光纤光栅的成栅面与第二光敏光纤成9角度，与第二光敏光纤和第二光纤所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45° 或 45° < 0 <90°。第三光敏光纤和第三光纤处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第三闪耀光纤光栅的成栅面与第三光敏光纤成e角度，与第三光敏光纤和第三光纤所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45° 或 45° < 0 <90°。第N光敏光纤和第N光纤处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第N闪耀光纤光栅的成栅面与第N光敏光纤成0角度，与第N光敏光纤和第N光纤所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45° 或 45° < 0 <90°。第一光纤的一端为该环行器的I端ロ，另一端与第二光敏光纤连接，第二光纤的一端为该环行器的2端ロ，另一端与第三光敏光纤连接，第三光纤的一端为该环行器的3端ロ，......，第N光纤的一端为该环行器的N端ロ，另一端与第一光敏光纤连接。其中决定第一光纤与第二光敏光纤的连接端选择的条件为从I端ロ输入的光信号在通过第二闪耀光纤光栅后被耦合到2端ロ输出。其中决定第二光纤与第三光敏光纤的连接端选择的条件为从2端ロ输入的光信号在通过第三闪耀光纤光栅后被耦合到3端ロ输出。依此类推。N≥3，且为整数。所述的h 满足0 < h < 10cm。从该环行器的I端ロ输入的光信号通过第二闪耀光纤光栅将光信号稱合入第二光纤，从2端ロ输出；从2端ロ输入的光信号，通过第三闪耀光纤光栅将光信号耦合入第三
光纤,从3端ロ输出；......；从N端ロ输入的光信号,通过第一闪耀光纤光栅将光信号f禹合
入第一光纤，从I端ロ输出。所述的第一至第N光敏光纤对紫外光有光敏性，第一至第N光敏光纤和第一至第N光纤均置于空气、水、折射率小于等于光纤包层折射率的折射率匹配液或石英晶体中。所述的第一至第N闪耀光纤光栅为Bragg闪耀光纤光栅、长周期闪耀光纤光栅、取样闪耀光纤光栅或啁啾闪耀光纤光柵。Bragg闪耀光纤光栅、长周期闪耀光纤光栅、取样闪耀光纤光栅和啁啾闪耀光纤光栅与传统Bragg光纤光栅、长周期光纤光栅、取样光纤光栅或啁啾光纤光栅的区别仅在于Bragg闪耀光纤光栅、长周期闪耀光纤光栅、取样闪耀光纤光栅和啁啾闪耀光纤光栅的成栅面与光纤成9角度。Bragg闪耀光纤光栅的折射率调制周期小于I微米、长周期闪耀光纤光栅的折射率调制周期大于I微米。本发明和已有技术相比所具有的有益效果相比传统基于旋光晶体和透镜的光环行器，本发明以全光纤为基质，成本低，各部分组件的制作技术成熟，全光纤结构使得可以与光纤链路低损耗的熔接。依靠闪耀光纤光栅的能量耦合，可以将任意模式的纤芯能量低损耗地转移到相邻的纤芯，使得该准环行器的插入损耗大大降低；整个环行器的主要结构即为光纤，体积和重量相比传统环行器都大大减小。端ロ按需求任意扩充，只是线性的叠加，结构简单，并不随着端ロ的增多而变得复杂。
图I为0° < 0 <45°的N个端ロ的基于闪耀光纤光栅的光纤环行器。图2为0° < 0 <45°的三个端ロ的基于闪耀光纤光栅的光纤环行器。图3为0° < 0 <45°的八个端ロ的基于闪耀光纤光栅的光纤环行器。图4为45° < 0 <90°的三个端ロ的基于闪耀光纤光栅的光纤环行器。图5 为O。< 0 1 <45。、45。< 0 2 < 90。、0。< 0 3 < 45。的三个端ロ 的基于闪耀光纤光栅的光纤环行器。图6为图5的左视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进ー步描述。实施方式一基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，如图I，该环行器包括第一至第N光敏光纤51、
52、53、......、5N,第一至第N光纤61、62、63、......、6N,在第一至第N光敏光纤51、52、
53、……、5N上用紫外光分别刻写的第一至第N闪耀光纤光栅41、42、43、……、4N。第一光敏光纤51和第一光纤61处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第一闪耀光纤光栅41的成栅面与第一光敏光纤51成0角度，与第一光敏光纤51和第一光纤61所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。第二光敏光纤52和第二光纤62处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第ニ闪耀光纤光栅42的成栅面与第二光敏光纤52成0角度，与第二光敏光纤52和第二光纤62所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。第三光敏光纤53和第三光纤63处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第三闪耀光纤光栅43的成栅面与第三光敏光纤53成0角度，与第三光敏光 纤53和第三光纤63所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。......第N光敏光纤5N和第N光纤6N处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第N闪耀光纤光栅4N的成栅面与第N光敏光纤5N成0角度，与第N光敏光纤5N和第N光纤6N所在的平面垂直，并满足O。< 0 <45°。第一光纤61的一端为该环行器的I端ロ I，另一端与第二光敏光纤52连接,第二光纤62的一端为该环行器的2端ロ 2,另一端与第三光敏光纤53连接,第三光纤63的一端
为该环行器的3端ロ 3,......,第N光纤6N的一端为该环行器的N端ロ N,另一端与第一光
敏光纤51连接。其中决定第一光纤61与第二光敏光纤52的连接端选择的条件为从I端ロ I输入的光信号在通过第二闪耀光纤光栅42后被稱合到2端ロ 2输出。其中决定第二光纤62与第三光敏光纤53的连接端选择的条件为从2端ロ 2输入的光信号在通过第三闪耀光纤光栅43后被稱合到3端ロ 3输出。
依此类推。N彡3，且为整数。所述的h 满足0 < h < 10cm。从该环行器的I端ロ I输入的光信号通过第二闪耀光纤光栅42将光信号稱合入第二光纤62,从2端ロ 2输出；从2端ロ 2输入的光信号,通过第三闪耀光纤光栅43将光
信号I禹合入第三光纤63,从3端ロ 3输出；......；从N端ロ N输入的光信号,通过第一闪耀
光纤光栅41将光信号稱合入第一光纤61,从I端ロ I输出。所述的第一至第N光敏光纤51、52、53、……、5N对紫外光有光敏性，第一至第N
光敏光纤51、52、53、......、5N和第一至第N光纤61、62、63、......、6N均置于空气、水、折射
率小于等于光纤包层折射率的折射率匹配液或石英晶体中。所述的第一至第N闪耀光纤光栅41、42、43、……、4N为Bragg闪耀光纤光栅或啁啾闪耀光纤光柵。实施方式ニ基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，如图2,该环行器包括第一至第三光敏光纤51、52、53,第一至第三光纤61、62、63，在第一至第三光敏光纤51、52、53上用紫外光分别刻写的第一至第三闪耀光纤光栅41、42、43。第一光敏光纤51和第一光纤61处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第一闪耀光纤光栅41的成栅面与第一光敏光纤51成0角度，与第一光敏光纤51和第一光纤61所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。第二光敏光纤52和第二光纤62处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第ニ闪耀光纤光栅42的成栅面与第二光敏光纤52成0角度，与第二光敏光纤52和第二光纤62所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。第三光敏光纤53和第三光纤63处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第三闪耀光纤光栅43的成栅面与第三光敏光纤53成0角度，与第三光敏光纤53和第三光纤63所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。第一光纤61的一端为该环行器的I端ロ I，另一端与第二光敏光纤52连接,第二光纤62的一端为该环行器的2端ロ 2,另一端与第三光敏光纤53连接,第三光纤63的一端为该环行器的3端ロ 3,另一端与第一光敏光纤51连接。其中决定第一光纤61与第二光敏光纤52的连接端选择的条件为从I端ロ I输入的光信号在通过第二闪耀光纤光栅42后被稱合到2端ロ 2输出。
其中决定第二光纤62与第三光敏光纤53的连接端选择的条件为从2端ロ 2输入的光信号在通过第三闪耀光纤光栅43后被稱合到3端ロ 3输出。其中决定第三光纤63与第一光敏光纤51的连接端选择的条件为从3端ロ 3输入的光信号在通过第一闪耀光纤光栅41后被稱合到I端ロ I输出。所述的h 满足0 < h < 10cm从该环行器的I端ロ I输入的光信号通过第二闪耀光纤光栅42将光信号稱合入第二光纤62,从2端ロ 2输出；从2端ロ 2输入的光信号,通过第三闪耀光纤光栅43将光信号稱合入第三光纤63,从3端ロ 3输出；从3端ロ 3输入的光信号,通过第一闪耀光纤光栅41将光信号稱合入第一光纤61,从I端ロ I输出。所述的第一至第三光敏光纤51、52、53对紫外光有光敏性，第一至第三光敏光纤
51、52、53和第一至第三光纤61、62、63均置于空气中。所述的第一至第三闪耀光纤光栅41、42、43为啁啾闪耀光纤光栅，啁啾闪耀光纤光栅的设置使得该环行器工作于超宽带的导通与隔离状态。实施方式三基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，如图3,该环行器包括第一至第八光敏光纤51、
52、53、54、55、56、57、58,第一至第八光纤61、62、63、64、65、66、67、68，在第一至第八光敏光纤51、52、53、54、55、56、57、58上用紫外光分别刻写的第一至第八闪耀光纤光栅41、42、43、44、45、46、47、48。第一光敏光纤51和第一光纤61处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第一闪耀光纤光栅41的成栅面与第一光敏光纤51成0角度，与第一光敏光纤51和第一光纤61所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。第二光敏光纤52和第二光纤62处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第ニ闪耀光纤光栅42的成栅面与第二光敏光纤52成0角度，与第二光敏光纤52和第二光纤62所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。第三光敏光纤53和第三光纤63处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第三闪耀光纤光栅43的成栅面与第三光敏光纤53成0角度，与第三光敏光纤53和第三光纤63所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。第四光敏光纤54和第四光纤64处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第四闪耀光纤光栅44的成栅面与第四光敏光纤54成0角度，与第四光敏光纤54和第四光纤64所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。第五光敏光纤55和第五光纤65处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第五闪耀光纤光栅45的成栅面与第五光敏光纤55成0角度，与第五光敏光纤55和第五光纤65所在的平面垂直,并满足0° く 0 <45°。第六光敏光纤56和第六光纤66处于同一平面内平行放置,边沿最近距离为h,第六闪耀光纤光栅46的成栅面与第六光敏光纤56成0角度，与第六光敏光纤56和第六光纤66所在的平面垂直,并满足0° く 0 <45°。第七光敏光纤57和第七光纤67处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第七闪耀光纤光栅47的成栅面与第七光敏光纤57成0角度，与第七光敏光纤57和第七光纤67所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。
第八光敏光纤58和第八光纤68处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第八闪耀光纤光栅48的成栅面与第八光敏光纤58成0角度，与第八光敏光纤58和第八光纤68所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°。第一光纤61的一端为该环行器的I端ロ I，另一端与第二光敏光纤52连接,第二光纤62的一端为该环行器的2端ロ 2,另一端与第三光敏光纤53连接,第三光纤63的一端为该环行器的3端ロ 3，另一端与第四光敏光纤54连接，第四光纤64的一端为该环行器的4端ロ 4,另一端与第五光敏光纤55连接,第五光纤66的一端为该环行器的5端ロ 5,另ー端与第六光敏光纤56连接,第六光纤66的一端为该环行器的6端ロ 6,另一端与第七光敏光纤57连接,第七光纤67的一端为该环行器的7端ロ 7,另一端与第八光敏光纤58连接，第八光纤68的一端为该环行器的8端ロ 8,另一端与第一光敏光纤51连接。其中决定第一光纤61与第二光敏光纤52的连接端选择的条件为从I端ロ I输入的光信号在通过第二闪耀光纤光栅42后被稱合到2端ロ 2输出。其中决定第二光纤62与第三光敏光纤53的连接端选择的条件为从2端ロ 2输 入的光信号在通过第三闪耀光纤光栅43后被稱合到3端ロ 3输出。依此类推。所述的h 满足0 < h < 10cm。从该环行器的I端ロ I输入的光信号通过第二闪耀光纤光栅42将光信号稱合入第二光纤62,从2端ロ 2输出；从2端ロ 2输入的光信号,通过第三闪耀光纤光栅43将光信号率禹合入第三光纤63,从3端ロ 3输出；从3端ロ 3输入的光信号,通过第四闪耀光纤光栅44将光信号f禹合入第四光纤64,从4端ロ 4输出；从4端ロ 4输入的光信号,通过第五闪耀光纤光栅45将光信号稱合入第五光纤65,从5端ロ 5输出；从5端ロ 5输入的光信号,通过第六闪耀光纤光栅46将光信号稱合入第六光纤66,从6端ロ 6输出；从6端ロ 6输入的光信号，通过第七闪耀光纤光栅47将光信号耦合入第七光纤67，从7端ロ 7输出；从7端ロ 7输入的光信号,通过第八闪耀光纤光栅48将光信号稱合入第八光纤68,从8端ロ 8输出；从8端ロ 8输入的光信号,通过第一闪耀光纤光栅41将光信号稱合入第一光纤61,从I端ロ I输出。所述的第一至第八光敏光纤51、52、53、54、55、56、57、58对紫外光有光敏性，第一至第八光敏光纤 51、52、53、54、55、56、57、58 和第一至第八光纤 61、62、63、64、65、66、67、68
均置于水中。所述的第一至第八闪耀光纤光栅41、42、43、44、45、46、47、48为长周期闪耀光纤光柵，即折射率调制周期大于I微米。实施方式四基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，如图4,该环行器包括第一至第三光敏光纤51、
52、53，第一至第三光纤61、62、63，在第一至第三光敏光纤51、52、53上用紫外光分别刻写的第一至第三闪耀光纤光栅41、42、43。第一光敏光纤51和第一光纤61处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第一闪耀光纤光栅41的成栅面与第一光敏光纤51成0角度，与第一光敏光纤51和第一光纤61所在的平面垂直，并满足45° < 0 <90°。第二光敏光纤52和第二光纤62处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第ニ闪耀光纤光栅42的成栅面与第二光敏光纤52成0角度，与第二光敏光纤52和第二光纤62所在的平面垂直，并满足45° < 0 <90°。第三光敏光纤53和第三光纤63处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第三闪耀光纤光栅43的成栅面与第三光敏光纤53成0角度，与第三光敏光纤53和第三光纤63所在的平面垂直，并满足45° < 0 <90°。第一光纤61的一端为该环行器的I端ロ I，另一端与第二光敏光纤52连接,第二光纤62的一端为该环行器的2端ロ 2,另一端与第三光敏光纤53连接,第三光纤63的一端为该环行器的3端ロ 3,另一端与第一光敏光纤51连接。其中决定第一光纤61与第二光敏光纤52的连接端选择的条件为从I端ロ I输入的光信号在通过第二闪耀光纤光栅42后被稱合到2端ロ 2输出。其中决定第二光纤62与第三光敏光纤53的连接端选择的条件为从2端ロ 2输入的光信号在通过第三闪耀光纤光栅43后被稱合到3端ロ 3输出。 其中决定第三光纤63与第一光敏光纤51的连接端选择的条件为从3端ロ 3输入的光信号在通过第一闪耀光纤光栅41后被稱合到I端ロ I输出。所述的h 满足0 < h < 10cm。从该环行器的I端ロ I输入的光信号通过第二闪耀光纤光栅42将光信号稱合入第二光纤62,从2端ロ 2输出；从2端ロ 2输入的光信号,通过第三闪耀光纤光栅43将光信号稱合入第三光纤63,从3端ロ 3输出；从3端ロ 3输入的光信号,通过第一闪耀光纤光栅41将光信号稱合入第一光纤61,从I端ロ I输出。所述的第一至第三光敏光纤51、52、53对紫外光有光敏性，第一至第三光敏光纤51、52、53和第一至第三光纤61、62、63均置于折射率小于等于光纤包层折射率的折射率匹配液或石英晶体中。所述的第一至第三闪耀光纤光栅41、42、43为Bragg闪耀光纤光柵，即折射率调制周期小于I微米。实施方式五基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，如图5、6，该环行器包括第一至第三光敏光纤51、52、53，第一至第三光纤61、62、63，在第一至第三光敏光纤51、52、53上用紫外光分别刻写的第一至第三闪耀光纤光栅41、42、43。第一光敏光纤51和第一光纤61处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第一闪耀光纤光栅41的成栅面与第一光敏光纤51成0 i角度，与第一光敏光纤51和第一光纤61所在的平面垂直，并满足0° < 0 < 45°。第二光敏光纤52和第二光纤62处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第ニ闪耀光纤光栅42的成栅面与第二光敏光纤52成0 2角度,与第二光敏光纤52和第二光纤62所在的平面垂直，并满足45° < 02<90°。第三光敏光纤53和第三光纤63处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第三闪耀光纤光栅43的成栅面与第三光敏光纤53成0 3角度，与第三光敏光纤53和第三光纤63所在的平面垂直，并满足0° く 03<45°。第一光纤61的一端为该环行器的I端ロ I，另一端与第二光敏光纤52连接,第二光纤62的一端为该环行器的2端ロ 2,另一端与第三光敏光纤53连接,第三光纤63的一端为该环行器的3端ロ 3,另一端与第一光敏光纤51连接。其中决定第一光纤61与第二光敏光纤52的连接端选择的条件为从I端ロ I输入的光信号在通过第二闪耀光纤光栅42后被稱合到2端ロ 2输出。其中决定第二光纤62与第三光敏光纤53的连接端选择的条件为从2端ロ 2输入的光信号在通过第三闪耀光纤光栅43后被稱合到3端ロ 3输出。其中决定第三光纤63与第一光敏光纤51的连接端选择的条件为从3端ロ 3输入的光信号在通过第一闪耀光纤光栅41后被稱合到I端ロ I输出。所述的h 满足0 < h < 10cm。从该环行器的I端ロ I输入的光信号通过第二闪耀光纤光栅42将光信号稱合入第二光纤62,从2端ロ 2输出；从2端ロ 2输入的光信号,通过第三闪耀光纤光栅43将光信号稱合入第三光纤63,从3端ロ 3输出；从3端ロ 3输入的光信号,通过第一闪耀光纤光 栅41将光信号稱合入第一光纤61,从I端ロ I输出。所述的第一至第三光敏光纤51、52、53对紫外光有光敏性，第一至第三光敏光纤51、52、53和第一至第三光纤61、62、63均置于折射率小于等于光纤包层折射率的石英晶体中。所述的第一至第三闪耀光纤光栅41、42、43为取样闪耀光纤光柵。
权利要求
1.基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，其特征在于该环行器包括第一至第N光敏光纤(51、52、53、......、5N),第一至第 N 光纤(61、62、63、......、6N),在第一至第 N 光敏光纤(51、52、53、……、5N)上用紫外光分别刻写的第一至第N闪耀光纤光栅(41、42、43、……、4N)； 第一光敏光纤(51)和第一光纤￠1)处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第一闪耀光纤光栅(41)的成栅面与第一光敏光纤(51)成0角度，与第一光敏光纤(51)和第一光纤(61)所在的平面垂直，并满足O。< 0 <45°或45° < 0 <90° ; 第二光敏光纤(52)和第二光纤￠2)处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第ニ闪耀光纤光栅(42)的成栅面与第二光敏光纤(52)成0角度，与第二光敏光纤(52)和第二光纤(62)所在的平面垂直，并满足O。< 0 <45。或45。< 0 <90。； 第三光敏光纤(53)和第三光纤￠3)处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第三闪耀光纤光栅(43)的成栅面与第三光敏光纤(53)成0角度，与第三光敏光纤(53)和第三光纤(63)所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°或45° < 0 <90° ; 第N光敏光纤(5N)和第N光纤^N)处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第N闪耀光纤光栅(4N)的成栅面与第N光敏光纤(5N)成0角度，与第N光敏光纤(5N)和第N光纤(6N)所在的平面垂直，并满足0° < 0 <45°或45° < 0 < 90° ;第一光纤(61)的一端为该环行器的I端ロ(I)，另一端与第二光敏光纤(52)连接,第ニ光纤(62)的一端为该环行器的2端ロ(2),另一端与第三光敏光纤(53)连接,第三光纤(63)的一端为该环行器的3端ロ(3),......，第N光纤(6N)的一端为该环行器的N端ロ(N)，另一端与第一光敏光纤(51)连接； 其中决定第一光纤￠1)与第二光敏光纤(52)的连接端选择的条件为从I端ロ(I)输入的光信号在通过第二闪耀光纤光栅(42)后被I禹合到2端ロ(2)输出； 其中决定第二光纤￠2)与第三光敏光纤(53)的连接端选择的条件为从2端ロ(2)输入的光信号在通过第三闪耀光纤光栅(43)后被I禹合到3端ロ(3)输出； 依此类推； N≥3，且为整数。
2.根据权利要求I所述的基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，其特征在于 所述的h满足0 ≤ h ≤ 10cm。
3.根据权利要求I所述的基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，其特征在于从该环行器的I端ロ(I)输入的光信号通过第二闪耀光纤光栅(42)将光信号耦合入第二光纤(62),从2端ロ(2)输出；从2端ロ(2)输入的光信号,通过第三闪耀光纤光栅(43)将光信号I禹合入第三光纤(63),从3端ロ(3)输出；......；|N端ロ(N)输入的光信号，通过第一闪耀光纤光栅(41)将光信号I禹合入第一光纤(61),从I端ロ(I)输出。
4.根据权利要求I所述的基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，其特征在于 所述的第一至第N光敏光纤(51、52、53、……、5N)对紫外光有光敏性，第一至第N光敏光纤(51、52、53、......、5N)和第一至第N光纤(61、62、63、......、6N)均置于空气、水、折射率小于等于光纤包层折射率的折射率匹配液或石英晶体中。
5.根据权利要求I所述的基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，其特征在于 所述的第一至第N闪耀光纤光栅(41、42、43、......、4N)为Bragg闪耀光纤光栅、长周期闪耀光纤光栅、取样闪耀光纤光栅或啁啾闪耀光纤光柵。
全文摘要
基于闪耀光纤光栅的光纤环行器，涉及一种光环行器，适用于光纤通信领域。解决了目前的光环行器面临结构复杂、体积大、制作难度大、成本高、插入损耗大的问题。该环行器包括第一至第N光敏光纤(51、52、53、……、5N)，第一至第N光纤(61、62、63、……、6N)，在第一至第N光敏光纤(51、52、53、……、5N)上用紫外光分别刻写的第一至第N闪耀光纤光栅(41、42、43、……、4N)；第一光敏光纤(51)和第一光纤(61)处于同一平面内平行放置，边沿最近距离为h，第一闪耀光纤光栅(41)的成栅面与第一光敏光纤(51)成0角度，第一光纤(61)的一端为该环行器的1端口(1)，另一端与第二光敏光纤(52)连接，以此类推。
文档编号G02B6/26GK102621634SQ20121010398
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者宁提纲, 张婵, 李晶, 油海东, 温晓东, 王伟强, 裴丽, 陈宏尧 申请人:北京交通大学