專利名稱：反射型可變衰減器和分流監(jiān)視器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)。
背景技術(shù)：
光隔離器，可變光衰減器，和分流監(jiān)視器(tap monitor)被用于光通信系統(tǒng)和光測(cè)量系統(tǒng)中。光隔離器允許光束以選定的方向通過(guò)器件，但是通常阻止光沿相反的方向通過(guò)器件?？勺児馑p器則在可變的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)從器件出射的光束和進(jìn)入器件的光束之間的功率比。分流監(jiān)視器則用來(lái)測(cè)量器件的進(jìn)入或出射光束的功率，或測(cè)量器件中光的其他屬性。
雖然已有的光學(xué)組件可提供隔離、可變衰減和分流監(jiān)視，但仍希望提供改善的光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能提供衰減可變的隔離，和/或該系統(tǒng)還包括分流監(jiān)視器以對(duì)系統(tǒng)中的光進(jìn)行抽樣。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，提供一種光學(xué)系統(tǒng)，其包括一具有分束器的光隔離器，一聚焦元件，一包括兩個(gè)雙折射光楔和一單向旋光器的組合器，一補(bǔ)償器，和一反射器。光可以通過(guò)輸入光纖傳輸進(jìn)入光隔離器，并通過(guò)輸出光纖從光隔離器輸出。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，一光學(xué)系統(tǒng)具有反射型隔離。在另一實(shí)施例中，具有可變的光學(xué)衰減和/或提供分流監(jiān)視器。
根據(jù)輸入光的偏振態(tài)，通過(guò)輸入光纖傳輸進(jìn)入該光學(xué)系統(tǒng)的光被分束器分為兩束。第一光束包括具有第一偏振態(tài)的光，而第二光束包括具有第二偏振態(tài)的光。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述分束器為由雙折射材料制成的分離平板(walk-off plate)。在雙折射材料中當(dāng)?shù)谝黄駪B(tài)為e-光線時(shí)，第一光束在所述雙折射材料中被偏轉(zhuǎn)。第二光束，o-光線，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
第一和第二光束傳輸通過(guò)聚焦元件，并向聚焦軸聚焦。在一實(shí)施例中，該聚焦元件為一透鏡，如梯度折射率(GRIn)透鏡。
第一和第二光束隨后傳輸?shù)揭唤M合器，該組合器包括一具有第一光軸的第一雙折射光楔，一單向旋光器，和一具有第二光軸的第二雙折射光楔。在一些實(shí)施例中，該單向旋光器為法拉第旋光器。當(dāng)?shù)谝缓偷诙馐鴤鬏斖ㄟ^(guò)所述組合器時(shí)，它們的偏振態(tài)被旋轉(zhuǎn)，并且被雙折射光楔的表面折射。
所述第一和第二光束接著被傳輸通過(guò)補(bǔ)償器，該補(bǔ)償器被設(shè)置來(lái)改變第一和第二光束之間的相位差。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該補(bǔ)償器由具有快軸和慢軸的雙折射材料構(gòu)成，使得第一光束以比第二光束快的速度穿過(guò)補(bǔ)償器。由于第一光束通過(guò)分離平板傳輸較長(zhǎng)的路徑而導(dǎo)致的第一和第二光束之間的一半相位差，在向前方向的傳輸中被補(bǔ)償。
第一和第二光束被反射器反射。在一些實(shí)施例中，基本上全部的第一和第二光束被反射。在另外的實(shí)施例中，一個(gè)部分反射器被用來(lái)將第一和第二光束的一部分反射，而第一和第二光束的一部分被傳輸通過(guò)所述部分反射器。
第一和第二光束被反射的部分沿相反的方向通過(guò)該補(bǔ)償器。第一和第二光束之間剩下的另一半相位差在上述傳輸中被補(bǔ)償，使得第一和第二光束的相位關(guān)系大致與該光束間的初始相位差相同。
第一和第二光束沿反方向傳輸通過(guò)組合器和分離平板，使得第一和第二光束被反射的部分基本上全部通過(guò)輸出光纖傳輸?shù)焦飧綦x器外部。
通過(guò)輸出光纖傳輸進(jìn)入光隔離器的光基本上在光隔離器中被吸收而不是通過(guò)輸入光纖傳輸?shù)焦飧綦x器之外。在一些實(shí)施例中，通過(guò)輸出光纖傳輸進(jìn)入光隔離器的一部分光可被傳輸通過(guò)一個(gè)部分反射器，而通過(guò)輸出光纖傳輸進(jìn)入光隔離器的剩余部分的光被光隔離器吸收。
在一些實(shí)施例中，可改變從輸入光纖傳輸進(jìn)入光隔離器的光的衰減。例如，所述單向旋光器可以是可改變的單向旋光器。光隔離器的衰減可以通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)角度予以改變。在一些實(shí)施例中，可變的單向旋光器包括法拉第旋光器和可變的磁體。例如，其電流可變的電磁鐵可用來(lái)改變旋轉(zhuǎn)角度。一部分光隨后被光隔離器吸收而不是通過(guò)輸出光纖傳輸?shù)焦飧綦x器外部。
輸入光纖和輸出光纖被設(shè)置成使來(lái)自輸入光纖的光可以通過(guò)輸出光纖傳輸出去，但是從輸出光纖進(jìn)入的光卻不能通過(guò)輸入光纖傳輸?？梢允褂弥谓Y(jié)構(gòu)來(lái)支持和/或?qū)⑤斎牒洼敵龉饫w定位。
分離平板的特性包括其厚度和相對(duì)折射率都是可以改變的，以獲得光學(xué)隔離。雙折射光楔之一或兩個(gè)的角度可以改變，偏振旋轉(zhuǎn)角度可以改變。補(bǔ)償器的厚度和相對(duì)折射率可以改變。光隔離器的部件的厚度、組成材料、間距和角度都可以改變，使得通過(guò)輸入光纖進(jìn)入光隔離器的光可以通過(guò)輸出光纖輸出，而通過(guò)輸出光纖進(jìn)入光隔離器的光通常不能通過(guò)輸入光纖輸出光隔離器。
前述一個(gè)或更多本發(fā)明實(shí)施例的細(xì)節(jié)將結(jié)合附圖在下文描述。本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從說(shuō)明書(shū)和附圖以及權(quán)利要求書(shū)更加清楚。


圖1為光學(xué)系統(tǒng)的頂視圖；圖2為在玻璃毛細(xì)管中設(shè)置輸入光纖和輸出光纖的截面圖；圖3為表示在分離平板的一個(gè)表面上的兩支輸入光束和輸出光束的偏振狀態(tài)的截面圖；圖4A為一組合器的頂視圖；圖4B表示第一和第二光楔的光軸，以及兩支輸入光束在傳輸通過(guò)第一光楔和第二光楔時(shí)的偏振態(tài)；圖5為圖1所示光學(xué)系統(tǒng)的頂視圖；圖6為圖1所示光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖，表示光通過(guò)輸出端口傳輸進(jìn)入該光學(xué)系統(tǒng)的光路。
圖7為圖1所示光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖，該系統(tǒng)被進(jìn)行修改以實(shí)施分流監(jiān)視；圖8為圖1所示光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖，該系統(tǒng)為可變衰減被進(jìn)行了修改；以及圖9為圖1所示光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖，該系統(tǒng)為可變衰減和分流監(jiān)視被進(jìn)行了修改。
在不同附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種具有反射型隔離的光學(xué)系統(tǒng)。在其他實(shí)施例中，可以設(shè)置可變的光衰減和/或分流監(jiān)視器。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)100的頂視圖。輸入光纖105和輸出光纖110設(shè)置在玻璃毛細(xì)管115中。玻璃毛細(xì)管為該光纖提供結(jié)構(gòu)上的支撐并將其與光學(xué)系統(tǒng)100的其他組件對(duì)準(zhǔn)。圖2表示玻璃毛細(xì)管115的橫截面和輸入光纖105與輸出光纖110之間的空間關(guān)系以及分離平板120的位置。
輸入光纖105被設(shè)置為將光傳輸入光隔離器180。輸入光纖105將光傳輸?shù)椒蛛x平板120。分離平板120包括各向異性的雙折射晶體。如圖2所示，通過(guò)光隔離器180傳輸給輸入光纖105或從輸入光纖105傳出的光被傳輸通過(guò)分離平板120，而通過(guò)光隔離器180傳輸給輸出光纖110或從其傳出的光則不傳輸通過(guò)分離平板120。傳輸?shù)椒蛛x平板120的光可以分為具有第一偏振態(tài)的非尋常光線(e-光線)和偏振態(tài)與e-光線垂直的尋常光線(o-光線)。o-光線不會(huì)被分離平板偏轉(zhuǎn)，而e-光線以一定角度被偏轉(zhuǎn)。
光隔離器180包括輸入端口106和輸出端口111，其中輸入端口106被設(shè)置為將光傳輸入光隔離器180，輸出端口111被設(shè)置為將光從光隔離器180傳出。在某些實(shí)施例中，光隔離器180包括如玻璃毛細(xì)管115的支撐結(jié)構(gòu)，輸入端口106和輸出端口111設(shè)置在該支撐結(jié)構(gòu)中。輸入端口106可設(shè)置用來(lái)接收如光纖105的輸入光纖，而輸出端口可設(shè)置用來(lái)接收如光纖110的輸出光纖。輸入端口106和輸出端口111被定位成使通過(guò)輸入端口106傳輸入光隔離器180的光中至少部分經(jīng)由輸出端口111從光隔離器180傳出，而基本上沒(méi)有通過(guò)輸出端口111進(jìn)入光隔離器180的光被通過(guò)輸入端口106從光隔離器180傳出。
再次參見(jiàn)圖1，分離平板120將進(jìn)入的光分為兩分離的光束，其中第一光束121的偏振態(tài)為e-光線，而第二光束122的偏振態(tài)為o-光線。圖3表示從分離平板155輸出的第一光束121和第二光束122的偏振態(tài)。
再次參見(jiàn)圖1，第一光束121和第二光束122從分離平板120傳輸?shù)饺缣荻日凵渎?GRIN)透鏡的透鏡125。如圖1所示，透鏡125將第一光束121和第二光束122向xz平面上的中心線聚焦。第一光束121和第二光束122接著傳輸通過(guò)一個(gè)包括第一光楔130、法拉第旋光器135、第二光楔140和偏振模色散(PMD)補(bǔ)償平板145的組合器。
圖4A表示包括第一光楔130、法拉第旋光器135、第二光楔140和偏振模色散補(bǔ)償平板145的組合器。第一光楔130和第二光楔140為錐形楔板的形式并由雙折射材料構(gòu)成。第一光楔130具有第一表面131和第二表面134。第二光楔140具有第一表面141和第二表面144，其中第一光楔130的第一表面131對(duì)著第二光楔140的第一表面141。根據(jù)一實(shí)施例，第一光楔130的第一表面131基本平行于第二光楔140的第一表面141。
圖4B表示光通過(guò)第一光楔130、法拉第旋光器135和第二光楔140的偏振的效果。如o-光線和e-光線的光學(xué)元件的效果在美國(guó)未決的專利申請(qǐng)(發(fā)明名稱為“去偏振器”，Wei-zhong Li，Qingdong Guo，序列號(hào)10/119,570，2002年4月9日申請(qǐng))中得到詳細(xì)描述，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此一并作為參考。
如圖4B所示，第一光楔130的光軸為y方向，而第二光楔140的光軸為x-y方向。法拉第旋光器135被設(shè)計(jì)為使得通過(guò)法拉第旋光器135的光的偏振不論在z的正方向還是負(fù)方向都會(huì)相對(duì)于z軸正方向被旋轉(zhuǎn)45°。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，法拉第旋光器135由磁性石榴石單晶體材料構(gòu)成，例如，可以使用三菱氣體化學(xué)公司(Mitsubishi Gas Chemicals)提供的法拉第旋光器。其它材料也可以用作法拉第旋光器135。根據(jù)其他的實(shí)施例，除法拉第旋光器外可使用單向偏振旋光器。
第一光束121以x偏振方向作為o-光線進(jìn)入光楔130。第一光束121在第一光楔130的第一表面131上被折射。當(dāng)?shù)谝还馐?21穿過(guò)法拉第旋光器135時(shí)，其偏振方向相對(duì)于+z軸旋轉(zhuǎn)了45°，其結(jié)果是處于x+y偏振狀態(tài)，成為在第二光楔140中的e光線。第一光束121被第二光楔140的第一表面141折射，使其從第二光楔140中傳出并向z方向正向傳播。
第二光束122以y偏振方向作為e-光線進(jìn)入第一光楔130。第二光束122在第一光楔130的第一表面131上被折射。當(dāng)?shù)诙馐?22穿過(guò)法拉第旋光器135時(shí)，其偏振方向相對(duì)于+z軸旋轉(zhuǎn)了45°，導(dǎo)致光束以x-y的偏振方向從法拉第旋光器135出射。第二光束是第二光楔140中的o-光線。第二光束122被第二光楔140的第一表面141折射，使其從第二光楔140中傳出并向z方向正向傳播。
在從第二光楔140出射之后，第一和第二光束(已經(jīng)在物理空間上結(jié)合成單光束，但為了說(shuō)明它們各自的相位狀態(tài)和偏振狀態(tài)，仍將分別討論)通過(guò)PMD補(bǔ)償平板145。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，PMD補(bǔ)償平板的光軸為x+y方向。第一個(gè)光束121和第二光束122都沿+z軸方向傳播，并具有正交的偏振態(tài)。然而，由于第一光束121通過(guò)分離平板120傳播了更長(zhǎng)的距離，故第一光束121的相位相對(duì)于第二光束122的相位發(fā)生了移動(dòng)。PMD補(bǔ)償平板145被設(shè)置成，當(dāng)光首先沿+z方向接著沿-z方向通過(guò)它時(shí)，可補(bǔ)償上述相位移動(dòng)。
PMD補(bǔ)償平板145由具有“慢”軸在x-y方向而“快”軸在x+y方向的雙折射材料構(gòu)成。因此，第一光束121的偏振態(tài)沿著PMD補(bǔ)償平板145的快軸，而第二光束122的偏振態(tài)沿PMD補(bǔ)償平板145的的慢軸。給定其快軸和慢軸方向的折射率，選定PMD補(bǔ)償平板145的厚度以使當(dāng)?shù)谝还馐偷诙馐?z方向穿過(guò)PMD補(bǔ)償平板145時(shí)，第二光束122相對(duì)于第一光束121被充分地延遲從而補(bǔ)償兩光束之間的一半相位差。
在沿正向穿過(guò)PMD補(bǔ)償平板145后，組合的光束被反射器150反射。此組合的光束接著沿反向穿過(guò)PMD補(bǔ)償平板145，在這個(gè)過(guò)程中，補(bǔ)償了剩下的相位移。以反向從補(bǔ)償平板145傳出的第一和第二光束回到了其初始相位關(guān)系。第一光束121沿x+y方向偏振，而第二光束122沿x-y方向傳播。
接著，組合的光束沿相反方向穿過(guò)第二光楔140、法拉第旋光器135和第一光楔130。第一光束121被第二光楔140的第一表面141折射。第一光束121在第二光楔140中為e-光線。第一光束121進(jìn)入法拉第旋光器135，在其中光束的偏振方向相對(duì)于+z軸旋轉(zhuǎn)45°。第一光束121在第一光楔130中為e-光線。它被第一光楔130的第一表面131折射，以y方向的偏振方向沿-z軸方向從第一光楔130射出。
第二光束122進(jìn)入第二光楔140并被第二光楔140的第一表面141折射。第二光束122在第二光楔140中為o-光線。第二光束122進(jìn)入法拉第旋光器135，在其中光束的偏振方向相對(duì)于+z軸旋轉(zhuǎn)45°。第二光束122在第一光楔130中為o-光線。第二光束122被第一光楔130的第一表面131折射，以x方向的偏振沿-z軸方向從第一光楔130射出。
重新獲得其初始偏振態(tài)和相位關(guān)系的第一光束121和第二光束122，以-z方向通過(guò)透鏡125。第一光束121和第二光束122接著繼續(xù)通過(guò)輸出光纖110。
圖5表示對(duì)應(yīng)于圖1所示頂視圖的沿正向傳播通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)100的光的側(cè)視圖。光通過(guò)輸入光纖105輸入到光學(xué)系統(tǒng)100中。所述光被玻璃毛細(xì)管115的表面116折射。光隨后傳輸通過(guò)分離平板120，被透鏡125的表面124折射，然后通過(guò)第一光楔130、法拉第旋光器135、第二光楔140和PMD補(bǔ)償平板145。
所述光被反射器150反射，之后沿-z方向穿過(guò)光學(xué)系統(tǒng)100，其中，所述光首先被透鏡125的表面124折射，接著被玻璃毛細(xì)管115的表面116折射。如圖5所示，光學(xué)系統(tǒng)100的組件被設(shè)置得使以正方向和反方向穿過(guò)光學(xué)系統(tǒng)100的光在y方向的總偏轉(zhuǎn)量等于輸入光纖105和輸出光纖110之間在y方向的間距(separation)。
圖6為光學(xué)系統(tǒng)100的頂視圖，表示通過(guò)輸出光纖110而不是輸入光纖105輸入到光學(xué)系統(tǒng)100的光的傳輸情況。圖6說(shuō)明光學(xué)系統(tǒng)100是如何起光隔離器作用的；亦即光沿一個(gè)方向(如，從輸入光纖105進(jìn)入并從輸出光纖110傳出)而不能沿另一個(gè)方向(如，光不能從輸出光纖110進(jìn)入而從輸入光纖105傳出)通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)100。
通過(guò)輸出光纖110進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)100的光沿z軸正方向通過(guò)透鏡125。在第一光楔130中，所述光具有e-光線的分量和o-光線的分量。在第一光楔130的第二表面131上，所述光被分為第一光束121A和第二光束122A。第一光束121A在+x方向被偏轉(zhuǎn)，而第二光束122A在-x方向被偏轉(zhuǎn)。通過(guò)反射器150的反射，第一光束121A進(jìn)一步沿+x方向偏轉(zhuǎn)，而第二光束122A進(jìn)一步沿-x方向偏轉(zhuǎn)。因此，第一光束121A和第二光束122A都不能通過(guò)輸入端口105從光學(xué)系統(tǒng)100中傳出。
根據(jù)某些實(shí)施例，光學(xué)系統(tǒng)包括光隔離器和分流監(jiān)視器。圖7表示一光學(xué)系統(tǒng)700，除了所述反射器150被一個(gè)部分反射器750替換，以及增加了光電檢測(cè)器710之外，該光學(xué)系統(tǒng)與圖1的光學(xué)系統(tǒng)100相似。所述光學(xué)系統(tǒng)700提供了光隔離器和分流監(jiān)測(cè)器。光電檢測(cè)器710定位在部分反射器750之后。當(dāng)光束入射到部分反射器750上時(shí)，一部分光被反射而且一部分光被透射。部分反射器750可被設(shè)置為使得透射的功率與反射的功率具有已知的關(guān)系，這樣通過(guò)測(cè)量透射光的功率，就可以確定反射光的功率。例如，透射光功率可以與反射光功率成比例。
根據(jù)某些實(shí)施例，光學(xué)系統(tǒng)包括光隔離器和可變衰減器。圖8表示光學(xué)系統(tǒng)800，除了法拉第旋光器135被可變旋光器系統(tǒng)810替換以外，光學(xué)系統(tǒng)800與圖1中的光學(xué)系統(tǒng)100相似。可變旋光器系統(tǒng)810被設(shè)置為使得光不論以z軸的正方向或反方向通過(guò)該可變旋光器系統(tǒng)810，其偏振方向旋轉(zhuǎn)一可變的角度φ，該旋轉(zhuǎn)角度可由外部參數(shù)控制(如，通過(guò)控制可變旋光器系統(tǒng)810的電流)。
系統(tǒng)810包括法拉第旋光器835。在其他實(shí)施例中，可以使用其他單向偏振旋光器。系統(tǒng)810包括一個(gè)電磁環(huán)820。此可變的角度φ可以通過(guò)改變由電磁環(huán)820產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度而變化。
在圖8所示的實(shí)施例中，在φ為45°時(shí)獲得最大輸出信號(hào)。在這種情況下，基本上全部的第一光束821和第二光束822通過(guò)輸出光纖110從光學(xué)系統(tǒng)800傳出。
在φ不為45°的情況下，在第一光束821沿+z方向通過(guò)法拉第旋光器835之后，基本上僅有第一光束821沿x+y方向的分量通過(guò)輸出光纖110從光學(xué)系統(tǒng)800傳出。與此相似，在第二光束822沿+z方向通過(guò)法拉第旋光器835之后，基本上僅有第二光束822沿x-y方向的分量通過(guò)輸出光纖110從光學(xué)系統(tǒng)800傳出。這樣就在光學(xué)系統(tǒng)800中提供了可變的旋光器系統(tǒng)810，使得衰減可被改變。
根據(jù)某些實(shí)施例，提供具有可變的衰減和分流監(jiān)視的光隔離器。圖9表示包括光隔離器980的光學(xué)系統(tǒng)900的側(cè)視圖。光隔離器980包括可變的單向旋光器，如法拉第旋光器935。法拉第旋光器935通過(guò)提供可變的磁場(chǎng)起可變單向旋光器的作用；例如，通過(guò)提供其電流可變的電磁鐵920。而且，光學(xué)系統(tǒng)900包括部分反射器955和光電檢測(cè)器960。至少一部分沿正向通過(guò)光隔離器980的光通過(guò)部分反射器955透射，并且可利用光電檢測(cè)器960檢測(cè)到。通過(guò)部分反射器955透射光的屬性，如光束功率、偏振態(tài)和/或相位可以被確定。
以上描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例。然而，可以理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出很多修改。例如，可用不同于玻璃毛細(xì)管的結(jié)構(gòu)來(lái)支撐和/或定位輸入和輸出光纖。
另外，根據(jù)其光學(xué)特性，可以使用不同的材料和厚度。例如，通過(guò)改變圖1中分離平板120所用的雙折射材料，第一光束的偏轉(zhuǎn)可以改變。同樣所述光楔/法拉第旋光器/光楔系統(tǒng)可以使用不同的角度。也可以使用不同于本發(fā)明實(shí)施例描述的法拉第旋光器的其他偏振方向旋轉(zhuǎn)方法。光學(xué)元件的間距可以改變。輸入和輸出光纖的間距可以改變。光學(xué)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以知道，可利用其光學(xué)特性和空間關(guān)系，改變光學(xué)器件和系統(tǒng)的類型。因此，其他實(shí)施例也在下面權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置，包括一被設(shè)置為接收光的分束器，所述光包括具有第一相位差的第一偏振態(tài)的光和第二光偏振態(tài)的光，所述分束器進(jìn)一步被設(shè)置為將具有第一偏振態(tài)的光作為第一光束偏轉(zhuǎn)并將具有第二光偏振態(tài)的光作為第二光束透射；一具有聚焦軸的聚焦元件，被設(shè)置為接收第一和第二光束并將第一和第二光束向聚焦軸聚焦；一具有第一光軸的第一雙折射光楔，被設(shè)置為接收所述第一和第二光束；一單向旋光器，被設(shè)置為接收第一和第二光束，并將所述第一偏振態(tài)和第二偏振態(tài)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；一具有第二光軸的第二雙折射光楔，被設(shè)置為接收所述第一和第二光束；一補(bǔ)償器，被設(shè)置為以第一速度傳輸?shù)谝还馐⒁缘诙俣葌鬏數(shù)诙馐?，使得?dāng)?shù)谝缓偷诙馐鴱难a(bǔ)償元件退出時(shí)，所述第一光束和第二光束的相位差等于所述第一相位差；以及一反射器，被設(shè)置為反射至少一部分所述第一和第二光束。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述分束器包括雙折射材料。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述雙折射材料包括分離平板。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述聚焦元件包括透鏡。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述透鏡包括梯度折射率透鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述補(bǔ)償元件包括雙折射材料。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述補(bǔ)償元件包括偏振模色散平板。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述反射器基本上反射全部的第一光束和第二光束。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述反射器為部分反射器，僅用來(lái)反射所述第一光束和第二光束的一部分。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)裝置，進(jìn)一步包括一被定位來(lái)接收從部分反射器透射的光的光電檢測(cè)器。
11.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，進(jìn)一步包括一用于將光傳輸至所述光隔離器的輸入端口。
12.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)裝置，進(jìn)一步包括一用于將光從所述光隔離器傳出的輸出端口。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)裝置，其特征在于，所述輸入端口和輸出端口被定位使得當(dāng)光通過(guò)所述輸入端口傳輸進(jìn)入所述光學(xué)裝置時(shí)，至少一部分光通過(guò)所述輸出端口從所述光學(xué)裝置傳出。
14.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)裝置，其特征在于，所述輸入端口和輸出端口被定位使得當(dāng)光通過(guò)所述輸入端口傳輸進(jìn)入所述光學(xué)裝置并被所述反射器反射時(shí)，基本上所有的由反射器反射的光通過(guò)所述輸出端口從所述光學(xué)裝置傳出。
15.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)裝置，其特征在于，所述輸入端口和輸出端口被定位使得當(dāng)光通過(guò)所述輸出端口傳輸進(jìn)入所述光學(xué)裝置時(shí)，基本上沒(méi)有光通過(guò)輸入端口從所述光學(xué)裝置傳出。
16.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)裝置，進(jìn)一步包括一支撐結(jié)構(gòu)，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括所述輸入端口和所述輸出端口。
17.如權(quán)利要求16所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述支撐結(jié)構(gòu)包括一玻璃毛細(xì)管。
18.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述單向旋光器為法拉第旋光器。
19.如權(quán)利要求18所述的光學(xué)裝置，其特征在于，所述法拉第旋光器被設(shè)置為將初始偏振態(tài)的光的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°。
20.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述單向旋光器為可變旋光器，用來(lái)改變所述光學(xué)裝置的衰減。
21.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述可變旋光器包括法拉第旋光器和磁體。
22.如權(quán)利要求21所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述磁體為電磁鐵。
23.如權(quán)利要求22所述的光學(xué)裝置，其特征在于所述可變旋光器被設(shè)置為將初始偏振態(tài)的光的偏振方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。
24.如權(quán)利要求22所述的光學(xué)裝置，其特征在于通過(guò)改變提供給所述電磁鐵的電流而改變所述角度。
25.一種光隔離的方法，包括通過(guò)輸入端口提供光給光隔離器；將光分為具有第一偏振態(tài)的第一光束和具有第二偏振態(tài)的第二光束，所述第一光束和第二光束具有第一相位差；將所述第一光束和第二光束向聚焦軸聚焦；將所述第一光束和第二光束的偏振方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度；將所述第一光束和第二光束沿正方向傳輸通過(guò)一個(gè)補(bǔ)償平板，其中所述第一光束以第一速度通過(guò)補(bǔ)償平板，而第二光束以第二速度通過(guò)補(bǔ)償平板；反射至少一部分所述第一光束和第二光束；將所述第一光束和第二光束沿反方向傳輸通過(guò)所述補(bǔ)償平板；將所述第一光束和第二光束的偏振方向旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)角度；并且通過(guò)輸出端口將所述第一光束和第二光束從所述光隔離器傳出。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)角度為45°。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括改變所述旋轉(zhuǎn)角度。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，改變所述旋轉(zhuǎn)角度包括改變提供給電磁鐵的電流。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)通過(guò)法拉第旋光器實(shí)施。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于一部分所述第一和第二光束作為透射光束通過(guò)部分反射器傳出。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)視所述透射光束的特性。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)視進(jìn)一步包括利用光電檢測(cè)器檢測(cè)所述至少一部分所述透射光束。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于所述特性為功率。
34.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于在所述第一光束和第二光束以反方向穿過(guò)所述補(bǔ)償平板之后，所述第一光束和第二光束間的相位差等于所述第一相位差。
35.如權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括將光通過(guò)所述輸出端口傳輸進(jìn)入所述光隔離器。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，進(jìn)一步包括在所述光隔離器中基本上吸收全部的通過(guò)所述輸出端口傳輸進(jìn)入所述光隔離器的光。
37.如權(quán)利要求35所述的方法，進(jìn)一步包括將至少一部分通過(guò)輸出端口傳輸進(jìn)入所述光隔離器的光傳輸通過(guò)一個(gè)部分反射器。
38.如權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括將基本上全部的通過(guò)所述輸入端口傳輸進(jìn)入光隔離器的光通過(guò)輸出端口傳出所述光隔離器。
39.如權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括在所述光隔離器中吸收通過(guò)所述輸入端口傳輸進(jìn)入光隔離器的光的一定衰減量。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，進(jìn)一步包括改變所述衰減量。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于改變所述衰減量包括改變所述旋轉(zhuǎn)角度。
全文摘要
一種提供反射型隔離并可包括可變光衰減和/或分流監(jiān)視器的光學(xué)系統(tǒng)。該光學(xué)系統(tǒng)可以包括一帶有如分離平板的分束器的光隔離器，一如GRIN透鏡的聚焦元件，一包括兩個(gè)雙折射光楔和如法拉第旋光器的單向旋光器的組合器，一補(bǔ)償器和一反射器。所述法拉第旋光器可以為可變的，以提供可變衰減。所述反射器可以為提供一分流監(jiān)視器的部分反射器。該光學(xué)系統(tǒng)被設(shè)置為通過(guò)輸入光纖傳輸進(jìn)入光隔離器的光可以通過(guò)輸出光纖傳出光隔離器，但通過(guò)輸出光纖傳輸進(jìn)入光隔離器的光一般不能通過(guò)輸入光纖傳出光隔離器。
文檔編號(hào)G02B6/26GK1530694SQ200310124970
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2003年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月15日
發(fā)明者李偉中 申請(qǐng)人:奧普林克通信公司