一种结构紧凑型的光纤环形器的制作方法

本实用新型涉及光通讯系统的光无源器件领域，尤其是涉及一种结构紧凑型的光纤环形器。

背景技术：

光纤环形器是一种非互易性光无源器件，它能将光信号从一个端口导向另一个端口，每次只进行单向传输。实际应用时，光信号可能根据需要进行重新导向，但是光信号必须依次通过各个端口。由于它插入损耗低，并且对输入和反射的光功率具有很高的隔离度，因此光纤环形器被广泛地用于光纤通讯系统中。光纤环形器基于磁光晶体非互易的特性，采用多个分立的双折射晶体或偏振分光棱镜、非互易的旋光片如磁光晶体、互易的旋光片如半波片构成功能核心，再通过单、双光纤准直器，结合屋脊棱镜或双折射晶体对双光纤准直器的交叉角匹配，以完成光信号按照指定端口耦合输入输出的功能。目前此类的产品，都是基于多个分立的光学元件结构，如棱镜、晶体、PBS、波片等，再通过对各光学元件安装位置精确调节、分别固定、固化封装等步骤完成，装配过程繁琐，工序复杂，需投入较多的人工完成操作，也导致生产成本难以进一步优化。

技术实现要素：

基于现有技术的情况，本实用新型的目的在于提供一种各光学部件高度集成且低成本化和可以在传统生产平台上批量制造的结构紧凑型的光纤环形器。

为了实现上述的技术目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种结构紧凑型的光纤环形器，其包括依序设置的双光纤准直器、光学楔角片、第一偏振分光棱镜、法拉第旋转器、半波片、第二偏振分光棱镜和单光纤准直器，其中，所述第一偏振分光棱镜、法拉第旋转器、半波片和第二偏振分光棱镜胶合或光胶成一体。

进一步，所述的光学楔角片与第一偏振分光棱镜胶合或光胶成一体。

进一步，所述的光学楔角片为一块光学玻璃楔角片构成或由两块相互独立的光学玻璃楔角片相对设置构成，用于校准双光纤准直交叉角光学楔角片，可以为一个或两个独立的光学玻璃楔角片，可以视具体工艺和结构要求与光束环路核心胶合成一体或者分立调节。

进一步，所述的双光纤准直器为一个或多个双光纤准直器构成的双光纤准直器阵列。

进一步，所述的单光纤准直器为一个或多个单光纤准直器构成的单光纤准直器阵列。

采用上述的技术方案，本实用新型的基本特征是采用PBS作为偏振分光器件，各光学部件高度集成，通过特殊的结构和光路设计实现产品性能。其完全摆脱了当前同类产品在进行偏振光处理时对于晶体材料的依赖性，可在传统光学生产平台上批量制造。而且各光学部件集成一体组成光环路核心，具有结构紧凑，低成本化的特点，有利于降低整体器件的尺寸，有效利用系统空间，另外，该设计结构也同样可用于生产阵列型光纤环形器产品。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来对本专利方案的典型光纤环形器的结构及光路，进行阐述本专利的设计思想。

图1为本实用新型光纤环形器正/反向光路示意图；

图2为阵列型光纤环形器示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括依序设置的双光纤准直器1、光学楔角片2、第一偏振分光棱镜3、法拉第旋转器4、半波片5、第二偏振分光棱镜6和单光纤准直器7，其中，所述第一偏振分光棱镜3、法拉第旋转器4、半波片5和第二偏振分光棱镜6通过胶合或光胶成一体。

作为其中一种实施形式，所述的光学楔角片2与第一偏振分光棱镜3通过胶合或光胶成一体。

进一步，所述的光学楔角片2可以为一块光学玻璃楔角片构成或由两块相互独立的光学玻璃楔角片相对设置构成。

图1所示结构形成一3端口环形器结构，其光路可参考图1对应带有箭头的虚线和实线示意，这种结构的光路涉及偏振态的改变，其中水平偏振分量Tp和垂直偏振分量Ts分别用直线和点表示。从光纤端口1输入的任意偏振态的光经过准直透镜（即双光纤准直器1）折射后，与水平方向成一定角度入射到光学楔角片2上，经过特定角度的楔角片折射后，入射光与水平方向平行入射到偏振分光棱镜，两种偏振面正交的偏振态Ts和Tp在结合面的偏振分光膜上分别发生反射和透射，传输方向相互垂直分离开，然后通过磁光晶体（即法拉第旋转器4），这两束偏振光的偏振面沿逆时针方向旋转45度，然后再通过基于双折射晶体材质的旋光半玻片5，两束偏振光的偏振态再沿逆时针方向继续旋转45度，此后，与入射时的偏振态相比，两种偏振光的偏振态各自旋转了90度，即原Ts变为Tp，原Tp变为Ts，再经过结合面的偏振分光膜后，Ts和Tp分别发生反射和透射，最后合并成一束任意偏振光耦合入单光纤准直器7并从端口2出射。

从端口2入射的任意偏振光，经接合面的偏振分光膜分解为传输方向相互垂直的Tp和Ts光，再经过旋光半波片5，这两束偏振光的偏振面沿逆时针旋转45度，然后再经过磁光晶体（即法拉第旋转器4），两束偏振光的偏振面沿顺时针旋转45度，此后，Tp和Ts光的偏振态还原不变，再经过结合面的偏振分光膜后，Ts和Tp分别发生反射和透射，最后并合并成一束任意偏振光经特定角度的楔角块折射后，满足双光纤准直器1的交叉角并被耦合接收，从端口3出射。

基于图1所示的结构，将其拓展延伸成图2所示结构，其包括由长条形光学楔角片、长条形PBS构成的第一偏振分光棱镜、长条形磁光晶体、长条形旋光半波片、长条形PBS构成的第二偏振分光棱镜依序光胶或胶合成光纤环形器阵列的环路核心8，双光纤准直器阵列1、单光纤准直器阵列7再依照其对应图1所示设置位置设置在环路核心8两端排列，通过该结构可实现任意端口数的阵列型光纤环形器。

以上所述为本实用新型实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本实用新型的涵盖范围。