[发明专利]光学循环器

说明书

相关申请

本申请是基于1998年2月18日提出的专利申请09/025,526的申请，该专利申请要求了1997年12月8日提出的专利申请08/986,064的优先权。背景技术

本发明涉及光纤的非互逆耦合，尤其涉及光学循环器。

技术领域

光学循环器是一种具有至少三个接受学纤的端口的装置。通过第一端口进入到循环器的光通过第二端口出来；通过第二端口进入的光通过第三端口出来。光学循环器是一种固有的非互逆装置，由于如果通过第一端口进入，它就从第二端口出来，而如果光接着再反射回第二端口，它并不折回其路么返回到第一端，而是从第三端口出来。

循环器必须使用例如同一根光纤进行接收和传送数据。第一端口可以连接到数据发送器上，第二端口可以连接到长距离光纤上。在这种情况下，数据可以从发送器传送到光纤上。同时，从长距离光纤来的输入光数据通过第二端口进入到循环器中，然后指向可以与接收器连接的第三端口上。

在Kuwahara的美国专利No.4,650,289中描述了一种已有技术的光学循环器；参见图1。在该循环器中，标记A、B和C对应于上述的第一、第二和第三端口(端口D不使用)。该循环器存在下列缺点：它需要两条空间上分离的光路，端口A和C是垂直的。这意味着对于希望有更紧凑的体积，循环器将是庞大的。

在Koga的美国专利No.5,204,771中描述了一种更紧凑的循环器；参见图2。该循环器显示出了对前一种的改进，其两条光路可以很靠近，第一和第三端口(图中以27和28来指示)是平行的。不幸的是，该装置仍存在缺点。在第一光纤和循环器之间必须放置一透镜，以准直从第一光纤来的光。在第三光纤和循环器之间也必须放置一透镜，以把光聚焦到第三光纤上。如果第一和第三光纤相隔得足够远，有一间房间来并排插入两片透镜(每根光纤一片)，则循环器将不得不是非常大。由于成本将随着部件体积而增加，因此这样一种循环器也将是昂贵的。

如果第一和第三端口(图2中的27和28)靠得非常近，则第一和第三光纤将不得不共用同一片透镜进行对准和聚焦。然而，用单片透镜对两根光纤适当地进行上述功能是不可能的。困难可以追溯到耦合到第一和第三端口的光束是平行的，而且单片透镜不能把两个平行的光束会聚到两个不同的点上(即会聚到两条光纤上)这一事实。因此，这种已有技术存在的缺点是当循环器较大时，不能经济地进行制造，而当循环器较小时，又不能有效地耦合到光纤上。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种紧凑的和经济的光学循环器，它可以高效地耦合到光纤上。

本发明由至少具有三个光纤端口的光学循环器组成。耦合到第一和第三光纤上的光束是不平行的；两光束之间稍有角度。由于这一角度，单片透镜就可以用来同时把第一和第三光纤耦合到循环器上。

本发明还由包含两个锥形双折射板的折光器件组成，双折射板被设置成补偿耦合到第一和第三光纤上的光束之间的角度。

附图概述

图1示出了已有技术的Kuwahara的光学循环器。

图2示出了已有技术的Koga的光学循环器。

图3示出了根据本发明的循环器中如何从第一光纤向第二光纤传输光。

图4示出了图3的循环器中如何从第二光纤向第三光纤传输光。

图5a示出了n_o＞n_e时与偏振有关的导光装置的各种实施例。

图5b示出了n_o＜n_e时与偏振有关的导光装置的各种实施例。

图6示出了从第一光纤向第二光纤传播光的较佳的循环器的三维视图。

图7a是图6的循环器的俯视图，示出了从第一光纤向第二光纤传播的光束。

图7b是图6的循环器的侧视图，示出了从第一光纤向第二光纤传播的光束。

图8a是图6的循环器的俯视图，示出了从第二光纤向第三光纤传播的光束。

图8b是图6的循环器的侧视图，示出了从第二光纤向第三光纤传播的光束。

本发明的实施方式

图3示出了根据本发明的循环器。第一光纤1插入到第一玻璃毛细管10A。第二光纤2插入到第二玻璃毛细管10B，与第一光纤1相对。第三光纤3插入到第一玻璃毛细管10A，与光纤1相邻，所以光纤3和光纤1平行。

一组正交基准轴布置得与使y轴与光纤1、2和3平行。基准点P位于第一玻璃毛细管10A附近。