專利名稱：工作波長可調的偏振無關光纖隔離器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光纖隔離器，尤其是工作波長可調的偏振無關光纖隔離器。
(2)背景技術偏振無關光纖隔離器由于其獨特的優(yōu)點和作用，在光通信系統(tǒng)、光通信器件上得到廣泛應用。該器件的一種典型基本光路框圖如圖1所示(林學煌，等編著.光無源器件，第六章.北京人民郵電出版社，1998)，其中PBS1、PBS2是兩個光軸成90°的偏振分束器。正向入射的光經(jīng)PBS1后分成為o光與e光，經(jīng)45°互易旋轉片RR旋轉45°后再經(jīng)45°法拉第(Faraday)旋轉片F(xiàn)R旋轉45°，兩束光的偏振方向都旋轉過90°變?yōu)榕c原來的方向垂直，剛好與PBS2的光軸方向一致，最后經(jīng)過PBS2合束后輸出；而反向傳輸?shù)墓饨?jīng)過PBS2分束為o光與e光后，經(jīng)過FR、RR其偏振方向都保持不變，這樣反向傳輸?shù)膐光與e光在PBS1中分開，不會耦合到輸入光纖中，達到反向隔離的目的。
但現(xiàn)有商品化的光纖隔離器最大隔離度對應波長(以下稱中心波長)是固定的，這在某些應用中不夠靈活。例如，當商用1550nm光纖隔離器中心波長不很精確，而使用時又要求在1550nm有最高隔離度時，該光纖隔離器就很難滿足要求；另外對某些非標準波長工作的光纖隔離器，現(xiàn)有隔離器就更難滿足實際需求。由于傳統(tǒng)固定波長光纖隔離器靈活性不夠其實際使用受到一定影響，設計和制作中心波長可調的光纖隔離器在實際中具有重要的意義。
(3)發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、使用方便靈活的工作波長可調的偏振無關光纖隔離器。
本實用新型采用在已有光纖隔離器加設外部磁場的技術方案，實現(xiàn)光纖隔離器工作波長的調節(jié)。
本實用新型設有光纖隔離器，在光纖隔離器外設一產生外磁場的磁器件，光纖隔離器穿設于磁器件內。
所說的磁器件可為電磁感應器件，光纖隔離器穿設于電磁感應器件內，例如環(huán)狀電磁鐵(電磁感應螺線管)。此結構是通過改變外加磁場大小來實現(xiàn)偏振無關光纖隔離器工作波長的調節(jié)。
所說的磁器件可為永久磁體，光纖隔離器穿設于永久磁體內，例如磁環(huán)，或能對隔離器內磁場產生較大影響的其它形狀電磁鐵。此結構實際上是通過改變外加磁場對偏振無關光纖隔離器的作用位置來實現(xiàn)偏振無關光纖隔離器工作波長的調節(jié)。
由于磁光材料的旋光系數(shù)與波長大小成反比，因此如果外加磁場抵消或增強了光纖隔離器內部磁環(huán)產生的磁場，那么光纖隔離器中心波長就會向短或長波長方向移動；利用光纖隔離器中心工作波長對外界磁場敏感的特點，通過控制外部磁場的大小和方向，就可以將光纖隔離器工作波長調節(jié)至特定波長，或在需要的波長處提高其隔離度。
(4)
圖1為已有偏振無關光纖隔離器原理圖。
圖2為利用電磁感應螺線管實現(xiàn)工作波長可調的偏振無關光纖隔離器結構示意圖。
圖3為利用改變外部磁環(huán)位置實現(xiàn)工作波長可調的偏振無關光纖隔離器結構示意圖。
圖4為在外加磁場(32mT)的作用下光纖隔離器反向傳輸曲線的變化實例。(在圖4中，橫坐標為波長λ/nm，縱坐標為光強P/dBm)圖5為圖4中光纖隔離器中心波長λ(單位為nm)隨外磁場強度H(單位為mT)變化發(fā)生線性移動的測量結果。
(5)具體實施方式
以下實施例將結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
實施例1利用電磁感應器件(電磁感應螺線管)實現(xiàn)光纖隔離器工作波長可調。它實際上是通過改變外磁場大小來實現(xiàn)偏振無關光纖隔離器的工作波長可調。如圖2所示，用一個電磁感應器件(這里以環(huán)狀電磁鐵即電磁感應螺線管1為例)來產生磁場，磁場大小可通過改變驅動電流源2來調節(jié)。將光纖隔離器3穿過電磁鐵1內部，這樣通過調節(jié)直流驅動電源2的大小或方向來改變電磁鐵1周圍的磁場的大小或方向，而且產生的磁場方向和光纖隔離器3內部磁場的方向相同或相反，從而部分抵消或增強內部磁場對光纖隔離器3的作用效果，實現(xiàn)對光纖隔離器的工作波長以及在工作波長處隔離度的調節(jié)。
實施例2利用永久磁體(磁環(huán)，或能對隔離器內磁場產生較大影響的其它形狀電磁鐵)實現(xiàn)光纖隔離器工作波長可調，它實際上是通過改變外磁場對偏振無關光纖隔離器的作用位置來實現(xiàn)工作波長可調。圖3為在光纖隔離器3外套一個磁環(huán)4來實現(xiàn)光纖隔離器3工作波長可調的例子。可以將磁環(huán)4沿隔離器3縱向滑動，或將磁環(huán)4套在軸承內環(huán)位置，并在軸承的外環(huán)上設計一道螺紋，在與之相對應的導軌5上也設計相匹配的螺紋，磁環(huán)4與導軌5通過螺紋相吻合。這個導軌5由一個旋鈕轉動機構6帶動。這樣，通過旋鈕帶動從而使導軌發(fā)生旋轉，牽引了外磁環(huán)4沿著平行于光纖隔離器3的方向左右移動，磁環(huán)4的移動改變了外磁場作用于光纖隔離器的位置，從而產生的變化磁場引起偏振無關光纖隔離器內部磁環(huán)在各點產生的磁場發(fā)生改變，實現(xiàn)了光纖隔離器的工作波長可調。
以上介紹的兩種方法均可實現(xiàn)電可調，由于電控，其使用將非常簡單。為了減小制作的難度和成本，也可以做成手動可調的，只要把上述兩種方法的電控制部分去掉就可以實現(xiàn)。同時，上述兩種方法都是基于不破壞原有的光纖隔離器的條件下實現(xiàn)的，若要減小體積，可將相應的控制部分和隔離器封裝在一起，這樣通過封裝后的器件所預留的電氣接口就可以實現(xiàn)對隔離器中心波長的調諧，提高了器件的集成度，因此，基于改變隔離器外部磁場的方法，通過合理設計隔離器和磁場的機構，可以方便地實現(xiàn)隔離器的波長調節(jié)。
以下給出工作波長可調的偏振無光光纖隔離器應用實例通過以上兩種方式(改變外磁場的作用強度和作用位置)可以方便地調節(jié)隔離器中心波長至所需波長處，甚至可以在不破壞原來隔離器的條件下制作工作波長可調的偏振無關隔離器。圖4給出了在外加磁場作用下，實現(xiàn)1550nm波長的隔離器工作波長可調的一個實例。在圖4中，曲線a為無加磁場，曲線b為有外磁場。圖5為一個實際的測量結果。由圖5可以看出，在外部磁場H的作用下，光纖隔離器的中心波長λ發(fā)生線性的移動。
另外，可以根據(jù)需要，以上兩種實現(xiàn)方法可以簡單設計成手動調節(jié)和電動自動調節(jié)兩種，使用方便靈活。其制作方法簡單，而且容易實現(xiàn)，在提高光纖隔離器使用的靈活性，制作生成的新型工作波長可調的光纖隔離器方面具有廣闊的應用前景。
權利要求1.工作波長可調的偏振無關光纖隔離器，其特征在于設有光纖隔離器，在光纖隔離器外設一產生外磁場的磁器件，光纖隔離器穿設于磁器件內。
2.如權利要求1所述的工作波長可調的偏振無關光纖隔離器，其特征在于所說的磁器件為電磁感應器件，光纖隔離器穿設于電磁感應器件內。
3.如權利要求2所述的工作波長可調的偏振無關光纖隔離器，其特征在于所說的電磁感應器件為環(huán)狀電磁鐵。
4.如權利要求3所述的工作波長可調的偏振無關光纖隔離器，其特征在于所說的環(huán)狀電磁鐵采用電磁感應螺線管。
5.如權利要求1所述的工作波長可調的偏振無關光纖隔離器，其特征在于所說的磁器件為永久磁體，光纖隔離器穿設于永久磁體內。
6.如權利要求5所述的工作波長可調的偏振無關光纖隔離器，其特征在于所說的磁器件為磁環(huán)。
專利摘要涉及一種光纖隔離器，尤其是工作波長可調的偏振無關光纖隔離器。設有光纖隔離器，在光纖隔離器外設一產生外磁場的磁器件，光纖隔離器穿設于磁器件內。由于磁光材料的旋光系數(shù)與波長大小成反比，因此如果外加磁場抵消或增強了光纖隔離器內部磁環(huán)產生的磁場，那么光纖隔離器中心波長就會向短或長波長方向移動；利用光纖隔離器中心工作波長對外界磁場敏感的特點，通過控制外部磁場的大小和方向，就可以將光纖隔離器工作波長調節(jié)至特定波長，或在需要的波長處提高其隔離度。
文檔編號G02F1/01GK2638095SQ0327702
公開日2004年9月1日 申請日期2003年7月18日 優(yōu)先權日2003年7月18日
發(fā)明者董小鵬, 陳勇 申請人:廈門大學