专利名称：具有传送光检测级的反向光截止装置及利用所述装置检测传送光的方法
技术领域：
本发明涉及截止反向光用的装置，更具体地说，涉及一种具有传送光检测级的反向光截止装置，所述检测级包括分别安排在输入级和输出级的光纤，并设计成能检测输入和输出信号的状态，从而消除反向传送光流造成的激光源的不稳定性。本发明还涉及利用这样一种装置来检测传送光的方法。
参见
图1，示出了一种传统的反向光截止装置，它包括监视光敏二极管。如图1所示，反向光截止装置包括用来把输入信号光70传送给输出级的输入光纤72以及支持和固定输入光纤72用的套圈74。第一透镜76安排在第一套圈74的下游，以便将输入信号光70聚焦。分光镜78安排在第一透镜76的下游，用来反射1％的输入信号光70，以检测输入信号光70的状态。检测件82位于分光镜78的下面，用来检测分光镜78反射的检测光80。分光镜是99∶1的分光镜，上面覆有特殊的涂层，以便透射大部分(约99％)的输入信号光70，而反射小部分(约1％)的输入信号光70。
在分光镜78的下游安排了第一偏振器84，将透过分光镜78的输入信号光70分成垂直和水平偏振光束。偏振光旋转器86位于第一偏振器84的下游，以便使第一偏振器84分出的输入信号光的光束70移相。第二偏振器88安排在偏振光旋转器86的下游，将由偏振光旋转器86移相的输入信号光70的分开的光束集中。第二透镜90也安排在第二偏振器88的下游，将从第二偏振器88出来的输入信号光70聚焦进入输出光纤94。输出光纤94位于第二透镜90的下游，以接收从第二透镜90来的输入信号光70，以此输出输出信号光96。在输出信号光纤94周围设置第二套圈92，以牢牢地支持输出光纤94。
现将描述具有上述配置的传统反向光截止装置的操作。
处于激发状态的发光元件发出的输入信号光70首先通过输入光纤72传送到第一透镜76。在这个传送过程中，输入信号光70在第一套圈74和第一透镜76之间部分地转变成多重反射光。
此后，输入信号光70被第一透镜76聚焦，然后传送到分光镜78。分光镜78将99％的输入信号光70透射到第一偏振器84。1％的输入信号光70作为检测光80被分光镜78反射到检测件82，用来检测输入信号光70的状态。
检测件82检测检测光80，以此检测输入信号光70状态的变化。同时，入射到第一偏振器84上的输入信号光70穿过第一偏振器84的上部。结果，输入信号光70被分成垂直和水平的偏振光束。
然后，从第一偏振器84出来的输入信号光70分出的偏振光束，穿过偏振光束旋转器86，使光束移相。
移相后的输入信号光70的光束通过第二偏振器88，后者将分开的光束集中。然后，第二偏振器88通过第二透镜90将所得的光送到输出光纤94。输出光纤94将输入信号光70调制成输出信号光96，然后将其输出。
既然上述反向光截止装置使用分光镜78和检测件82按上述方法来检测传送光，制造所述装置就要增加制造工序。此外，成本也要提高，因为分光镜78使用敷有特殊涂层的元件。为了检测传送光，分光镜78透射输入信号光70的大部分(99％)，而将输入信号光70的少部分(1％)，反射到检测件82。结果，输入信号光70的一部分不必要地消耗掉了。另外，分光镜78的加工是与反向光截止装置的制造过程分开进行的。其结果是，延长制造时间，增大制造困难。此外，反向光截止装置变得体积庞大，从而给外观带来不利影响。
因此，本发明的一个目的是解决上述问题，并提供一种具有包括分别安排在输入和输出级的光纤而无具有特别加工的涂层的光学分配器的传送光检测级的反向光截止装置，并提供一种利用这样的装置来检测传送光的方法。
本发明的另一个目的，是提供一种具有能够利用在光纤和透镜之间产生的多重反射光来检测传送光的传送光检测级的反向光截止装置，并提供一种利用这样的装置来检测传送光的方法。
本发明的另一个目的，是提供这样的一种具有传送光检测级的反向光截止装置，和利用这样的装置来检测传送光的方法，所述装置和方法能够减少制造工序、缩短制造时间。
本发明的另一个目的，是提供这样一种具有传送光检测级的反向光截止装置，和利用这样的装置来检测传送光的方法，所述装置和方法能够防止光纤和透镜之间产生的多重反射光反馈到分别构成传送光检测级的输入和输出光纤上。
本发明的另一个目的，是提供这样一种具有传送光检测级的反向光截止装置，和利用这样的装置来检测传送光的方法，所述装置和方法能够同时完成反向光截止功能和传送光检测功能。
本发明的另一个目的，是提供这样一种具有传送光检测级而无光学分配器从而能够降低制造成本和使仪器紧凑的反向光截止装置，并提供一种利用这样的装置来检测传送光的方法。
按照一个方面，本发明提供一种反向光截止装置，它包括适合于将输入信号光传送到输出级的输入光纤；适合于接收在反向光截止装置内部产生的多重反射光并根据所述多重反射光来检测输入级检测光的第一检测光纤；适合于牢牢地支持输入光纤和第一检测光纤的第一套圈；适合于使从输入光纤射出的输入信号光聚焦的第一透镜；适合于将聚焦后的输入信号光分成垂直和水平偏振光束的第一偏振器；适合于使被第一偏振器分开的输入信号光的光束移相的偏振光旋转器；适合于将被偏振光旋转器移了相的输入信号光的分开了的光束集中的第二偏振器；适合于使来自第二偏振器的输入信号光聚焦，进入输出光纤的第二透镜；适合于检测再次从输出光纤反射并再次引入反向光截止装置内部的输出信号光产生的反向光，以此在输出级检测检测光的第二检测光纤；以及适合于牢牢地支持输出光纤和第二检测光纤的第二套圈。
按照另一方面，本发明提供一种上述反向光截止装置来检测传送光的方法，它包括以下步骤(A)通过下列步骤检测输入信号光的状态(a)将利用输入光纤送到第一透镜的输入信号光的一部分转变成输入光纤与第一透镜之间的多重反射光，(b)将多重反射光再次引入第一检测光纤，并(c)作为输入级检测光检测多重反射光；以及(B)通过下列步骤检测输出信号光的状态(a)使从输入光纤送到第一透镜的输入信号光聚焦，而同时使输入信号光依次通过第一透镜、第一偏振器、偏振光旋转器、第二偏振器和第二透镜，将聚焦的输入信号光转变成输出信号光，并发送该输出信号光，(b)用一种介质再次反射输出信号光，使得通过输出光纤将输出信号光反向引入反向光截止装置，(c)将反向光部分地转变成第二透镜和输出光纤之间的反射光，(d)将反射光再次引入第二检测光纤，以及(e)将反射光作为输出级检测光进行检测。
从以下参照附图对实施例的描述，本发明的其他目的和方面将变得更加清楚。附图中图1是示意图，举例说明一种传统的包括检测用光敏二极管的反向光截止装置；图2是示意图，举例说明一种按照本发明的实施例的反向光截止装置；图3和4是电路图，分别说明其中包括了本发明的反向光截止装置的光放大器；以及图5是曲线图，描绘被透镜反射，然后在检测级输出的检测信号随着本发明反向光截止装置中的输入光振幅的变化。
参见图2，显示了按本发明的实施例的反向光截止装置。如图2所示，本发明的反向光截止装置包括适合于将输入信号光12传送到输出级的输入光纤14；以及安排在输入光纤14下面并适合于接收在反向光截止装置内部产生的多重反射光22，进而检测输入级检测光16的第一检测光纤18。第一检测光纤18检测在输入光纤14和第一透镜24之间反射的多重反射光22，以此在输入级检测输入信号光12的状态。
在输入光纤14和第一检测光纤18的周围设置第一套圈20，以便牢牢地支持输入光纤14和第一检测光纤18。第一透镜24安排在第一套圈20的下游，与输入光纤14相隔一个焦距，以便使输入信号光12聚焦。第一偏振器26安排在第一透镜24的下游，将聚焦后的输入信号光12分成垂直和水平偏振光束。偏振光旋转器28位于第一偏振器26的下游，使被第一偏振器26分开的输入信号光12的光束移相。第二偏振器30安排在偏振光旋转器28的下游，将被偏振光束旋转器28移了相的输入信号光12的分开了的光束集中。第二透镜32安排在第二偏振器30的下游，使从第二偏振器30出来的输入信号光12聚焦，进入输出光纤42。输出光纤42位于第二透镜32的下游，把从第二透镜32出来的输入信号光12调制成输出信号光44。第二检测光纤38位于输出光纤42的上面，检测再次从输出光纤42反射并再次引入反向光截止装置内部的输出信号光44产生的反向光，以此在输出级检测检测光40。在此情况下，第二检测光纤38检测再次从输出级反射而再次被引入第二检测光纤38的反向光的一部分，亦即，输出光纤42和第二透镜32之间反射的光34，以此检测反射到输出级，然后送到反向光截止装置的光的状态。
第二套圈36位于输出光纤42和第二检测光纤38的周围，牢牢地支持它们。这样，第一和第二检测光纤18和38分别安排在输入和输出级。
现将描述具有上述按本发明的配置的反向光截止装置的操作。
处于激发态下的发光元件发出的输入信号光12首先通过输入光纤14传送给第一透镜24。在此传送过程中，输入信号光12在第一套圈20和第一透镜24之间部分地转变成多重反射光22。
此后，多重反射光22再次被引入第一检测光纤18，而后者随后检测作为输入级检测光16的被引入的多重反射光，从而检测在输入级的输入信号光的状态。同时，输入信号光12被第一透镜24焦距，以便传送给第一偏振器26。
入射在第一偏振器26上的输入信号光12随后通过第一偏振器26的上部。结果，输入信号光12被分成垂直和水平偏振光束。
从第一偏振器26出来的输入信号光12的分裂的光束通过偏振光旋转器28，而后者本身使所述光束移相。被移了相的输入信号光12通过第二偏振器30，将分裂的光束集中。第二偏振器30将所得的光通过第二透镜32送到输出光纤42。输出光纤42将输入信号光12调制成输出信号光44，并将其输出。
接着，输出信号光44被一种介质再次反射，然后通过输出光纤42被再次引入反向光截止装置10的内部。
然后，再次引入的反向光在第二透镜32和输出光纤42之间部分地转变成反射光34。
此后，反射光34进入第二检测光纤38，作为输出级的检测光40被检测。这样，便检测了馈送到反向光截止装置的光的状态。
参见图5，其中显示一种曲线图，它描述了被透镜反射然后在检测级输出的检测光随着本发明反向光截止装置内的输入光的振幅的变化。
图3是一个示意图，举例说明其中加入了本发明反向光截止装置的光放大器。
现将结合图3描述所述光放大器。如图3所示，所述光放大器包括耦合到光放大器输入级的输入级反向光截止装置10a和耦合到光放大器输出级的输出级反向光截止装置10b。光放大器还包括适合于接收来自输入级的输入信号光12并通过输入级反向光截止装置10a将输入信号光12传送到输出级的第一输入光纤14；以及适合于将表示从输入级反向光截止装置10a输出的输入信号光12的状态的信号作为第一检测级输出信号46传送到控制电路58的第一检测光纤18a。光放大器还包括适合于将从输入级反向光截止装置10a输出的输入信号光12传送给波长分割耦合器48的第一输出光纤42a；以及适合于将在放大状态下再次从第一输出光纤42a反射到输入级反向光截止装置10a的信号光传送到控制电路58的第三检测光纤38a。第一检测光纤18a连接到控制电路58，而第三检测光纤38a不连接到控制电路58。
光放大器包括激光源50，用来当输入信号光12弱时放大输入信号光12。光放大器还包括把激光源50发射的光信号的波长连同输入信号光的波长一起加以分割的波长分割耦合器48，并调制波长分割了的信号。放大光纤52耦合到波长分割耦合器48，以便放大来自波长分割耦合器48的输出信号。
光放大器还包括适合于把来自放大光纤52的放大了的光信号传送到输出级反向光截止装置10b的第二输入光纤14b；以及适合于把表示放大光纤增益状态的信号作为第二检测级输出信号54传送给控制装置58的第二检测光纤18a。光放大器还包括适合于把标有标号60的放大了的输出光传送给光放大器输出级的第二输出光纤42b；以及适合于把表示再次从第二输出光纤42b反射到输出级反向光截止装置10b的信号光的状态的信号作为第三检测级输出信号56传送给控制电路58的第四检测光纤38b。第二检测光纤18b和第四检测光纤38b都连接到控制电路58。
控制电路58用来检测第一、第二和第四检测级的输出信号46，54和56，以此检测这些输出增益的变化及所述光信号状态的变化。出现这样的变化时，控制电路58进行电控制，以驱动激光源50。
现将描述具有上述配置的光放大器的操作。
输入信号光12首先通过第一输入光纤14a传送到输入级反向光截止装置10a。输入级反向光截止装置10a通过第一检测光纤18a把表示输入信号光12状态的信号作为第一检测级输出信号46送给控制电路58。输入信号光12弱时，控制电路58驱动激光源50，产生光信号。激光源50发出的光信号传送给波长分割调制器48。
通过了输入级反向光截止装置10a的输入信号光12在波长分割调制器48内与从激光源50输出的光信号一起进行调制。所得的光送到放大光纤52。
信号光在通过放大光纤52的同时被放大。此后，放大了的光信号通过连接到输出级的输出级反向光截止装置10b。然后，输出级反向光截止装置10b通过第二输出光纤42b输出信号光作为放大了的输出光60。
这时，放大了的光信号的状态通过第二检测光纤18b作为第二检测级输出信号54传送给控制电路58。控制电路58还接收表示再次引入输出级反向光截止装置10b的反射光的状态的信号作为第三检测级输出信号54。当控制电路58接收第三检测级输出信号56时，它驱动激光源50向波长分割调制器48送出光信号。
图4是一个示意图，说明其中包括了本发明的反向光截止装置的另一种光放大器。
现结合图4描述这种光放大器。在图4中，分别与图3中元件对应的元件一律标以相同的标号。如图4所示，光放大器包括耦合到光放大器输入级的反向光截止装置10。光放大器还包括适合于从光放大器输入级接收输入信号光12并通过反向光截止装置10将输入信号光12传送到光放大器输出级的第一输入光纤14a，以及适合于把表示输入信号光12状态的信号作为第一检测级输出信号46传送给控制电路58的第一检测光纤18a。所述光放大器还包括适合于把输入信号光12传送给波长分割耦合器48的第一输出光纤42a，以及适合于把从第一输出光纤42a再次反射到反向光截止装置10的在放大了的状态下的信号光作为第二检测级输出信号54传送给控制电路58的第二检测光纤38a。第一和第二检测光纤18a和38a都连接到控制电路58。
光放大器还包括激光源50，用来在输入信号光弱时将输入信号光12放大。波长分割耦合器48也包括在光放大器中。波长分割耦合器48对激光源50发出的光信号的波长连同输入信号光12的波长一起进行分割，并调制波长分割后的信号。放大光纤52耦合到波长分割耦合器48，把来自波长分割耦合器48的输出信号放大。
光放大器还包括光学系统62、适合于把来自放大光纤52的放大了的光信号传送给光学系统62的第二输入光纤14b；以及适合于把标有标号60的放大了的输出光传送给光放大器输出级的第二输出光纤42b。
控制电路58用来检测第一和第二检测级输出信号46和54，以此检测输出增益的变化和光信号状态的变化。出现变化时，控制电路58进行电控制，以驱动激光源50。
现将描述加有上述配置的光放大器。
把输入信号光12引入输入光纤14a，后者把输入信号光12送到反向光截止装置10。反向光截止装置10通过第一检测光纤18a把表示输入信号光12状态的信号作为第一检测级输出信号46送到控制电路58。输入信号光12弱时，控制电路58驱动激光源50，产生光信号。来自激光源50的光信号传送到波长分割调制器48。
通过了输入级反向光截止装置10的输入信号光12在波长分割调制器48中连同来自激光源50的光信号一起被调制。所得的光被馈送到放大光纤52。
信号光在通过放大光纤52时被放大。此后，放大了的信号光通过连接到输出级的光学系统62。然后，光学系统62通过第二输出光纤42b输出作为放大了的输出光60的信号光。
此时，放大了的光信号状态通过第二检测光纤38a作为第二检测级输出信号54传送给控制电路58。当控制电路58接收到第二检测级输出信号54时，它驱动激光源50，向波长分割调制器48送出光信号。
正如从上面的描述看到的，本发明的反向光截止装置检测级的数目，在制造成本相同的情况下，比传统的反向光截止装置多两个。在这一方面，本发明的反向光截止装置的竞争力强。特别是，本发明的反向光截止装置没有光分配器，因而减少了制造或装配的工序数目。这就有可能提高生产率。此外，本发明的反向光截止装置变得紧凑了，因而外形也好看了。将反向光截止装置装入光放大器时，就产生了这样的效果，即它既可以装入光放大器的输入级，又可以装入其输出级。
虽然作为例证公开了本发明的最佳实施例，但是，本专业的技术人员将理解在不脱离后附的权利要求书所公开的范围和精神的情况下，有可能作出各种各样的修改、增加和替换。
权利要求
1.一种反向光截止装置，其特征在于包括适合于将输入信号光传送到输出级的输入光纤；适合于接收在反向光截止装置内部产生的多重反射光并根据所述多重反射光来检测输入级检测光的第一检测光纤；适合于牢牢地支持输入光纤和第一检测光纤的第一套圈；适合于使从输入光纤射出的输入信号光聚焦的第一透镜；适合于将聚焦后的输入信号光分成垂直和水平偏振光束的第一偏振器；适合于使被第一偏振器分开的输入信号光的光束移相的偏振光旋转器；适合于将被偏振光束旋转器移了相的输入信号光的分开了的光束集中的第二偏振器；适合于使从第二偏振器出来的输入信号光聚焦，进入输出光纤的第二透镜；适合于传送输出信号光的输出光纤；适合于检测再次从输出光纤反射并再次引入反向光截止装置内部的输出信号光产生的反向光，以此在输出级检测检测光的第二检测光纤；以及适合于牢牢地支持输出光纤和第二检测光纤的第二套圈。
2.按照权利要求1的反向光截止装置，其特征在于，所述第一和第二检测光纤被分别设置在输入和输出级。
3.按照权利要求1的反向光截止装置，其特征在于，所述第一检测光纤用来检测输入级输入信号光的状态，而所述第二检测光纤用来检测从输出级反射并被送到反向光截止装置的光的状态。
4.按照权利要求1或3的反向光截止装置，其特征在于，所述第一检测光纤用来根据在输入光纤和第一透镜之间反射的多重反射光而检测输入级检测光的状态。
5.按照权利要求1或3的反向光截止装置，其特征在于，所述第二检测光纤用来根据再次从输出级反射并再次引入第二检测光纤的反向光，亦即，在输出光纤和第二透镜之间反射的光，检测输出级检测光的状态。
6.一种利用权利要求1提出的反向光截止装置来检测传送光的方法，其特征在于它包括以下步骤(A)通过下列步骤检测输入信号光的状态(a)将输入光纤送到第一透镜的输入信号光的一部分转变成输入光纤与第一透镜之间的多重反射光，(b)将多重反射光再次引入第一检测光纤，并(c)作为输入级检测光检测多重反射光；以及(B)通过下列步骤检测输出信号光的状态(a)使从输入光纤送到第一透镜的输入信号光聚焦，而同时使输入信号光依次通过第一透镜、第一偏振器、偏振光旋转器、第二偏振器和第二透镜，将聚焦的输入信号光转变成输出信号光，并送出输出信号光，(b)用一种介质再次反射输出信号光，使得通过输出光纤将输出信号光反向引入反向光截止装置，(c)将反向光部分地转变成第二透镜和输出光纤之间的反射光，(d)将反射光再次引入第二检测光纤，以及(e)将反射光作为输出级检测光进行检测。
7.光放大器，其特征在于包括适合于将输入信号光送到输出级的输入光纤；适合于把表示输入信号光状态的信号作为第一检测级输出信号送到控制电路的第一检测光纤；适合于截止输入信号光反向流的输入级反向光截止装置；适合于在输入信号光弱时放大输入信号光的激光源；适合于将激光源发出的光信号的波长连同输入信号光的波长一起进行分割，并调制波长分割后的信号的波长分割耦合器；适合于放大来自波长分割耦合器的输出信号的放大光纤；适合于把表示放大了的光信号的增益状态的信号作为第二检测级信号输出到控制电路的第二检测光纤；适合于截止放大了的光信号的反向流的输出级反向光截止装置；适合于把放大了的输出光传送给输出级的输出光纤；适合于把表示从输出光纤再次向输出级反向光截止装置反射的光的状态的信号作为第三检测级输出信号传送到控制电路的第三检测光纤，以及适合于检测第一、第二和第三检测级输出信号，以此控制激光源的控制电路。
8.按照权利要求7的光放大器，其特征在于，第一检测级的输出信号耦合在输入级反向光截止装置和控制电路之间，而第二和第三检测级的输出信号耦合在输出级反向光截止装置和控制电路之间。
9.按照权利要求7或8的光放大器，其特征在于，所述控制电路进行电控制以驱动激光源。
10.光放大器，其特征在于包括适合于将输入信号光送到输出级的输入光纤；适合于把表示输入信号光状态的信号作为第一检测级的输出送到控制电路的第一检测光纤；适合于截止输入信号光反向流的反向光截止装置；适合于把通过反向光截止装置的输入信号光输出的第一输出光纤；适合于在输入信号光弱时放大输入信号光的激光源；适合于将激光源发出的光信号的波长连同输入信号光的波长一起进行分割，并调制波长分割的信号的波长分割耦合器；适合于放大来自波长分割耦合器的输出信号的放大光纤；适合于把表示再次从第一输出光纤反射的放大了的信号光的状态的信号作为第二检测级输出信号传送给控制电路的第二检测光纤；适合于截止放大了的光信号的反向流的光学系统；适合于把放大了的输出光传送给输出级的第二输出光纤，以及适合于检测第一和第二检测级输出信号，以此控制激光源的控制电路。
11.按权利要求10的其中设置了具有传送光检测级的反向光截止装置的光放大器，其特征在于，所述第一检测级输出信号和第二检测级输出信号耦合在所述反向光截止装置和所述控制电路之间。
12.按权利要求10或11的其中设置了具有传送光检测级的反向光截止装置的光放大器，其特征在于，所述控制电路进行电控制以驱动所述激光源。
全文摘要
具有传送光检测级的反向光截止装置及利用该装置检测传送光的方法，该装置包括检测输入级检测光的第一检测光纤；使输入信号光聚焦的第一透镜；将聚焦的输入信号光分成垂直和水平偏振光束的第一偏振器；使分开的输入信号光束移相的偏振光旋转器；将分开并移相的输入信号光束集中的第二偏振器；使来自第二偏振器的输入信号光聚焦、进入输出光纤第二透镜；传送输出信号光的输出光纤；检测再次从输出光纤反射并引入反向光截止装置内部的反向光的第二检测光纤。
文档编号G02F1/095GK1162206SQ9710348
公开日1997年10月15日 申请日期1997年3月11日 优先权日1996年3月11日
发明者金映周 申请人:三星电子株式会社