本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種具有對稱結(jié)構(gòu)的四端口光環(huán)行器，該光環(huán)行器沿著裝置整體的軸線方向依次設(shè)置有雙光纖準直器、分束/合束元件、偏振轉(zhuǎn)換組件、光路變換組件、偏振轉(zhuǎn)換組件、分束/合束元件以及雙光纖準直器，其中分束/合束元件為呈斜方體的雙折射晶體結(jié)構(gòu)，并且該晶體結(jié)構(gòu)中的左右斜面均朝向光的傳輸方向；所述光路變換組件由楔角片對和屋脊棱鏡共同組成，其中楔角片對由角度相匹配的兩個楔角片組合而成，并且這兩個楔角片各自的光軸相互正交。通過本發(fā)明專利技術(shù)，可以使得保證分束/合束元件中形成對稱光路，并保證光環(huán)行器的輸入和輸出均保持在整體裝備的軸線上，便于生產(chǎn)裝配，并有利于光路調(diào)試和器件封裝。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于光導(dǎo)元件
，更具體地，涉及ー種具有對稱結(jié)構(gòu)的四端ロ光環(huán)行器。
技術(shù)介紹
光環(huán)行器是光纖通信中ー種重要的光無源器件，它的典型結(jié)構(gòu)有N(N大于等于3)個端ロ，參見圖1，當光由其中一個端ロ例如端ロ I輸入時，光可以幾乎毫無損失地由另外一個端ロ即端ロ 2輸出，其他端ロ處幾乎沒有光輸出；而當光由端ロ 2輸入時，光幾乎毫無損失地由端ロ 3輸出，其他端ロ處幾乎沒有光輸出，以此類推，由此使得光信號只能沿固定的路徑進行環(huán)行傳輸。光環(huán)行器作為ー種多端ロ輸入輸出的非互易器件，可以實現(xiàn)正反向 傳輸光的分離，因而廣泛應(yīng)用于單纖雙向傳輸系統(tǒng)、色散補償單元、波長阻塞器、通道均衡器以及波長選擇開關(guān)等光通信子系統(tǒng)中。四端ロ光環(huán)行器是三端ロ的延伸，能夠提供更多的光信號輸出路徑，然而，現(xiàn)有的四端ロ光環(huán)行器仍然存在以下的缺陷或不足首先，目前的四端ロ光環(huán)行器中通常采用長方體結(jié)構(gòu)的雙折射晶體作為分束/合束元件，這樣分光后ο光不會偏折，而e光會朝向雙折射晶體自身的光軸發(fā)生一定角度的偏折，因此不可能保證兩束光在光環(huán)行器主軸方向上的光路對稱，相應(yīng)造成光環(huán)行器加工過程中難于準確裝配的問題；其次，目前的四端ロ光環(huán)行器采用兩個光軸彼此正交的長方體雙折射晶體結(jié)構(gòu)、和分別布置在正方體晶體兩側(cè)的屋脊棱鏡來共同作為光路變換組件，以便實現(xiàn)光路控制達到環(huán)行傳輸?shù)哪康模@種結(jié)構(gòu)的光路變換器往往元件復(fù)雜、器件成本高，尤其是不利于光路調(diào)試和器件封裝。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或技術(shù)需求，本專利技術(shù)的目的在于提供ー種具有對稱結(jié)構(gòu)的四端ロ光環(huán)行器，其通過對分光/合光元件、光路變換組件等元件的結(jié)構(gòu)及其設(shè)置方式進行改進，可以使得光環(huán)行器的輸入和輸出均保持在主軸上，而且便于生產(chǎn)裝配，同時有利于光路調(diào)試和器件封裝。按照本專利技術(shù)，提供了ー種具有對稱結(jié)構(gòu)的四端ロ光環(huán)行器，該光環(huán)行器沿著裝置整體的軸線方向依次設(shè)置有雙光纖準直器、分束/合束元件、偏振轉(zhuǎn)換組件、光路變換組件、偏振轉(zhuǎn)換組件、分束/合束元件以及雙光纖準直器，其特征在于所述分束/合束元件為呈斜方體的雙折射晶體結(jié)構(gòu)，并且該晶體結(jié)構(gòu)中分別與其下表面形成相同夾角的左右斜面朝向光的傳輸方向；所述光路變換組件由楔角片對和屋脊棱鏡共同組成，其中所述楔角片對由角度相匹配的兩個楔角片組合而成，并且這兩個楔角片各自的光軸相互正交。作為進ー步優(yōu)選地，所述雙光纖準直器可以選擇由C-Lens透鏡構(gòu)成的準直透鏡。作為進ー步優(yōu)選地，所述雙光纖準直器各自的尾纖分別作為光環(huán)行器的四個端□。作為進ー步優(yōu)選地，對于所述分束/合束元件，其斜方體雙折射晶體結(jié)構(gòu)中左右斜面與其下表面所形成的夾角為4° 8°。作為進ー步優(yōu)選地，所述偏振轉(zhuǎn)換組件由上下兩組90°的非互易旋轉(zhuǎn)器共同組成，并且其上下兩組非互易旋轉(zhuǎn)器中的旋光片和λ/2波片的設(shè)置次序相反。作為進ー步優(yōu)選地，所述楔角片對中三個呈斜面形狀的光路傳輸面相對于其下表面的夾角分別依次為84.8°、83°和85. 4°。總體而言，按照本專利技術(shù)的具有對稱結(jié)構(gòu)的四端ロ光環(huán)行器與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點I、通過對現(xiàn)有四端ロ光環(huán)行器進行結(jié)構(gòu)上的調(diào)整和改進，能夠保證分束/合束元件中可形成對稱光路，并使得光環(huán)行器的輸入和輸出均保持在整體裝備的軸線上； 2、通過對光路變換組件進行結(jié)構(gòu)和設(shè)置方式上的改進，可以減少光路變換組件的組成元件，降低裝配復(fù)雜性，同時尤其能便于光路調(diào)試的エ序，并有效提高裝配的精度；3、此外，按照本專利技術(shù)的四端ロ光環(huán)行器還能夠有效實現(xiàn)正反向傳輸光的分離，并具備成本低、便于加工制造，以及簡化裝配和封裝操作等特點。附圖說明圖I是用于顯示現(xiàn)有技術(shù)中光環(huán)行器工作方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a是按照本專利技術(shù)的四端ロ光環(huán)行器的主體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖2b是按照本專利技術(shù)的四端ロ光環(huán)行器的主體結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3a是現(xiàn)有技術(shù)中的分束/合束元件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3b是按照本專利技術(shù)的分束/合束元件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a是按照本專利技術(shù)的一個偏振轉(zhuǎn)換組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4b是按照本專利技術(shù)的另ー偏振轉(zhuǎn)換組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5a是按照本專利技術(shù)的光束變換組件中的楔角對元件結(jié)構(gòu)示意圖；圖5b是按照本專利技術(shù)的光束變換組件中的脊形棱鏡結(jié)構(gòu)示意圖；在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中101-雙光纖準直器102-分束/合束元件103-偏振轉(zhuǎn)換組件104-光束變換組件105-楔角片對106-屋脊棱鏡107-偏振轉(zhuǎn)換組件108-分束/合束元件109-雙光纖準直器1031-λ/2波片1032-旋光片1033-旋光片1034-λ/2波片1071-旋光片1072-λ/2波片1073-λ/2波片1074-旋光片具體實施例方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本專利技術(shù)進行進ー步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。此外，下面所描述的本專利技術(shù)各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。圖2a是按照本專利技術(shù)的四端ロ光環(huán)行器的主體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，圖2b是按照本專利技術(shù)的四端ロ光環(huán)行器的主體結(jié)構(gòu)俯視圖。如圖2a和圖2b中所示，沿著光環(huán)行器裝置整體的軸線方向依次設(shè)置有雙光纖準直器101、分束/合束元件102、偏振轉(zhuǎn)換組件103、光路變換組件104、偏振轉(zhuǎn)換組件107、分束/合束元件108以及雙光纖準直器109，由此在整個軸線方向上構(gòu)成了對稱結(jié)構(gòu)。雙光纖準直器101、109由尾纖和準直透鏡精確定位構(gòu)成，它們各自的尾纖分別作為光環(huán)行器的端ロ，具體而言，也即雙光纖準直器101的2個尾纖構(gòu)成了光環(huán)行器的端ロ I和端ロ 3，雙光纖準直器109的2個尾纖構(gòu)成了端ロ 2和端ロ 4。雙光纖準直器的主要作用在于將光纖內(nèi)的傳輸光轉(zhuǎn)變成準直光，或?qū)ν饨缙叫泄鈭?zhí)行高效率耦合。在ー個優(yōu)選實施例中，可以將雙光纖準直器選擇為譬如C-Lens透鏡的準直透鏡，該型號的準直透鏡由于具備均勻的折射率分 布，井能通過調(diào)節(jié)其端面曲率半徑來實現(xiàn)光束的準直作用，因此有效替換目前較為昂貴的自聚焦GRIN-Lens透鏡，相應(yīng)在實現(xiàn)光路精確準直功能的同吋，降低光環(huán)行器的整體制造成本。分束/合束兀件102的作用是根據(jù)光傳輸方向,對入射的光執(zhí)行分束以生成兩束偏振方向相正交的偏振光也即ο光和e光,或者是將入射的兩束偏振光也即ο光和e光合束到一條光路上。考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的分束/合束元件大多為正長方體的雙折射晶體結(jié)構(gòu)，并存在光路相對于主軸不對稱的問題(具體參見圖3a)，相應(yīng)使得在光環(huán)行器エ藝制造過程中難以準確執(zhí)行裝配，在此情況下有必要對分束/合束元件的形狀及設(shè)置方式作出改進和調(diào)整。如圖3b中具體所示，在本專利技術(shù)中可以將分束/合束元件102 (以及對稱設(shè)置的分束/合束元件108)均設(shè)置成斜方體的雙折射晶體結(jié)構(gòu)，并且此晶體結(jié)構(gòu)中分別與其上表面形成相同夾角的左右斜面朝向光的傳輸方向，這樣當入射光到達晶體結(jié)構(gòu)的斜面時，可以通過對其中ο光與晶體結(jié)構(gòu)的光軸所成角度Θ進行調(diào)整，由此在分束/合束元件中形成對稱的光路，相應(yīng)避免光環(huán)行器難于準確裝配的問題，同時保證各個分束/合束元件的輸入/輸出口均處于整體裝置的軸線上。換而言之，在按照本專利技術(shù)的斜方體雙折射晶體結(jié)構(gòu)的分束/合束元件中，其斜面的具體傾斜角Y以及入射光與晶體結(jié)構(gòu)光軸所成的角度Θ共同決定了對稱光本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種具有對稱結(jié)構(gòu)的四端口光環(huán)行器，該光環(huán)行器沿著裝置整體的軸線方向依次設(shè)置有雙光纖準直器（101）、分束/合束元件（102）、偏振轉(zhuǎn)換組件（103）、光路變換組件、偏振轉(zhuǎn)換組件（107）、分束/合束元件（108）以及雙光纖準直器（109），其特征在于：所述分束/合束元件（102,108）為呈斜方體的雙折射晶體結(jié)構(gòu)，并且該晶體結(jié)構(gòu)中分別與其下表面形成相同夾角的左右斜面朝向光的傳輸方向；所述光路變換組件由楔角片對（105）和屋脊棱鏡（106）共同組成，其中所述楔角片對（105）由角度相匹配的兩個楔角片膠合而成，并且這兩個楔角片各自的光軸相互正交。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：萬助軍，莫檳誠，鐘瑞，劉德明，
申請(專利權(quán))人：華中科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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