[实用新型]紧凑型三端口光环行器

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及光纤通信系统的光无源器件，尤其涉及一种结构紧凑的偏振无关光环行器。

【背景技术】

三端口光环行器是包括有三个端口的光无源器件，一束光从环行器的第一端口输入，将从第二端口输出，但从第二端口输入的光却不会从第一端口输出，而是从第三端口输出。将光环行器安装在光纤一端，就能使在同一光纤中互为逆向传输的两束光在该光纤端分开到不同的端口。因此能将原本只能单向传输的光通道迅速并非常容易的变成双向传输的光通道，从而成倍的增加光传输容量。因此，光环形器被广泛用于波分复用器、掺铒光纤放大器、光分插复用器、色散补偿器等领域。

光环行器的典型结构可分为分光/合光器、偏振态转换器及光束环路器件三大部份。其中，第一部分，分光/合光器，通常为单块双折射晶体做成的光束分离器，能将一束光分成两束偏振态相互垂直的线偏振光，或将两束偏振态相互垂直的线偏振光合束成一束光；第二部份为偏振态转换器件，能将分光/合光器分离出的两束偏振态相垂直的线偏振光的偏振态分别按一定的角度旋转。其通常由两片晶体半波片及一片法拉第旋转片组成。第一部分及第二部份不论从工作原理上，还是从应用上，都已定型，不同的公司及科研单位在此两部件并无太大的差异。

第三部份为光束行路器件，也是光环行器中最为核心的部件，它不仅需要将不同的线偏振态的光束按不同的光转播线路传输，同时还必需能使不同线偏振态的两束光以一定的角度与双光纤准直器的光束交叉耦合角度相互匹配。不同的公司及不同的科研单位，对此部件都做了相当大的工作及研究，利用不同的光学元件，或光学元件的组合，来完成此部分的功能。但在实际使用过程中，都不可避免地有些缺点。影响了产品的性能及成本。

目前光环形器方面的专利比较多，其中与本实用新型较近似的结构是美国专利US6049426A、US6052228A、US6822793B2以及中国专利ZL01222961.X，它们共同的及最基本的特征是都采用两个独立的渥拉斯顿棱镜（Wollaston Prism）作为光束环行器件。这些专利技术中，因采用两个独立的渥拉斯顿棱镜，不仅体积较大，且装配调整也较困难，从而导致了性能不佳，成本较高。

【发明内容】

本实用新型的目的就在于克服现有光环行器的上述缺点，简化光束环路器件的结构，降低装配难度，提高产品的可靠性及降低成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种紧凑型三端口光环行器，包括依次排列在该光环行器的纵向轴线上的双光纤准直器、第一分束/合束晶体、第一组偏振态转换器、光束环路器件、第二组偏振态转换器、第二分束/合束晶体以及单光纤准直器，其中：所述光束环路部件由同种材质的第一双折射晶体光楔、第二双折射晶体光楔以及第三双折射晶体光楔组成的晶体偏振分光棱镜；所述第一双折射晶体光楔的外端面与纵向轴线垂直，内端面为楔角面；所述第三双折射晶体光楔的外端面与纵向轴线垂直，内端面为楔角面；所述第二双折射晶体光楔的两端面均为楔角面，并分别与第一双折射晶体光楔、第三双折射晶体光楔的楔角面平行；所述第一双折射晶体光楔的光轴和第三双折射晶体的光轴垂直于光束入射面、所述第二双折射晶体光楔的光轴平行于光束入射面；且第一双折射晶体光楔与第二双折射晶体光楔形成的楔角面的方位角α1、所述第二双折射晶体光楔与第三双折射晶体光楔形成的楔角面的方位角α2分别与双光纤准直器的光束交叉角度相匹配。

进一步的，所述的双折射晶体光楔方位角α1、α2与双光纤准器的光束交叉角β的关系式如下：