光束合成器及合成器消偏振鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于拉曼泵浦（Raman pump)單元的光束合成器。本發(fā)明還涉及用于 拉曼泵浦單元的合成器消偏振鏡。
【背景技術(shù)】
[0002] 在本說明書中，術(shù)語"光"將出于以下意義而被使用，用于光學(xué)系統(tǒng)，不僅意味著可 見光，也意味著具有可見范圍外的波長的電磁福射。
[0003] 分布式拉曼放大被用于光學(xué)網(wǎng)絡(luò)以用于放大光學(xué)信號。拉曼泵浦激光器（源）提 供了高功率泵浦光束，該高功率泵浦光束被注入進(jìn)攜帶光學(xué)信號的光纖，以放大該光學(xué)信 號。這產(chǎn)生了被刺激的拉曼散射，從而放大信號。
[0004] 典型地，至少兩個(gè)拉曼泵浦源被使用，且來自這些拉曼泵浦源的光必須被合成。此 外，來自拉曼泵浦源的光在注入進(jìn)光纖之前被消偏振，以減少依賴增益的任何偏振。
[0005] 因此，現(xiàn)有的拉曼泵浦單元包括用于合成拉曼泵浦光束的合成器以及用于消偏振 在泵浦光束中的光的消偏振鏡。各類配置已知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)在第一方面中的本發(fā)明，提供了用于拉曼泵浦單元的光束合成器。所述光束 合成器被配置為接收和傳播至少兩個(gè)正交偏振的校準(zhǔn)光束。所述光束合成器包括雙折射棱 鏡和光學(xué)各向同性棱鏡。棱鏡中的每一者位于光束的路徑中并被配置為使得當(dāng)所述光束從 所述光束合成器發(fā)出時(shí)，所述光束彼此基本平行。
[0007] 可選地，所述雙折射棱鏡和所述光學(xué)各向同性棱鏡被配置為使當(dāng)光束從所述光束 合成器發(fā)出時(shí)，所述光束被對齊。
[0008] 可選地，所述雙折射棱鏡被配置為更改所述光束之間的相對角度，以使當(dāng)所述光 束從所述雙折射棱鏡發(fā)出時(shí)，所述光束是基本平行的。
[0009] 可選地，所述各向同性棱鏡被配置為減少所述光束之間的空間分離，以使當(dāng)所述 光束從所述各向同性棱鏡發(fā)出時(shí)，所述光束在橫截面中基本重疊。
[0010] 可選地，所述各向同性棱鏡被配置為保持所述光束之間的相對角度。
[0011] 可選地，所述雙折射棱鏡被配置為使所述光束中的至少一者通過空間走離而折 射。
[0012] 可選地，當(dāng)光束進(jìn)入所述雙折射棱鏡時(shí)，所述雙折射棱鏡的光軸相對于至少一個(gè) 光束的傳播方向存在角度。
[0013] 可選地，所述各向同性棱鏡的面存在角度，以折射所述輸入光束。
[0014] 可選地，所述雙折射棱鏡鄰接所述各向同性棱鏡。
[0015] 可選地，所述雙折射棱鏡和所述各向同性棱鏡接合在一起。
[0016] 可選地，所述雙折射棱鏡與所述各向同性棱鏡間隔開。
[0017] 可選地，所述雙折射棱鏡和所述各向同性棱鏡之間的空氣間隙是Imm或者更小。
[0018] 可選地，從所述光束合成器輸出的光束彼此是基本同軸對齊的。
[0019] 根據(jù)在第二方面中的本發(fā)明，提供了合成器消偏振鏡。所述合成器消偏振鏡包括 上述的光束合成器。所述合成器消偏振鏡還包括在所述光束合成器的光學(xué)下游的消偏振雙 折射棱鏡。所述消偏振雙折射棱鏡的光學(xué)路徑長度隨從所述光束合成器發(fā)出的光束中的每 一者的直徑而變化。
[0020] 可選地，所述消偏振雙折射棱鏡的光軸基本垂直于所述光束合成器的所述雙折射 棱鏡的光軸。
[0021] 可選地，所述消偏振雙折射棱鏡鄰接所述光束合成器。
[0022] 可選地，所述消偏振雙折射棱鏡與所述光束合成器間隔開。
[0023] 根據(jù)在第二方面中的本發(fā)明，提供了光學(xué)組件，所述光學(xué)組件包括上述的光束合 成器或者上述的合成器消偏振鏡。所述光學(xué)組件還包括在所述光束合成器的光學(xué)上游的輸 入梯度指數(shù)（index)微透鏡，且所述輸入梯度指數(shù)微透鏡用于校準(zhǔn)輸入光束。
[0024] 可選地，所述光束合成器鄰接所述輸入梯度指數(shù)微透鏡。
[0025] 可選地，所述光束合成器接合至所述輸入梯度指數(shù)微透鏡。
[0026] 可選地，所述各向同性棱鏡位于所述雙折射棱鏡的光學(xué)上游并被集成至所述輸入 梯度指數(shù)微透鏡。
[0027] 可選地，所述光學(xué)組件還包括在所述光束合成器的光學(xué)下游的輸出梯度指數(shù)微透 鏡，且所述輸出梯度指數(shù)微透鏡被配置為聚焦從所述光束合成器發(fā)出的光束至同一聚焦 點(diǎn)。
【附圖說明】
[0028] 本發(fā)明的示例性實(shí)施方式現(xiàn)將參考附圖被描述，其中：
[0029] 圖1是貫通包括光束合成器的光學(xué)組件的截面；
[0030] 圖2示出了光束合成器的實(shí)施方式；
[0031] 圖3示出了光束合成器的實(shí)施方式；
[0032] 圖4示出了光束合成器的實(shí)施方式；
[0033] 圖5示出了光束合成器的實(shí)施方式；
[0034] 圖6A是貫通包括消偏振合成器的光學(xué)組件的截面；
[0035] 圖6B是貫通包括消偏振合成器的光學(xué)組件的截面的透視圖；
[0036] 圖7A不出了消偏振之前的光束的偏振；
[0037] 圖7B不出了消偏振之后的光束的偏振；
[0038] 圖8A不出了消偏振之前的光束的偏振；以及
[0039] 圖8B不出了消偏振之后的光束的偏振。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 圖1示出了用于在拉曼泵浦單元中使用的光學(xué)組件100。該光學(xué)組件100包括輸入 梯度指數(shù)微透鏡（gradient index microlens) 102、光束合成器104、偏振無關(guān)隔離器106、 四分之一波片消偏振鏡108以及輸出梯度指數(shù)微透鏡110。
[0041] 通過偏振保持（PM)光纖112、114輸入至輸入梯度指數(shù)微透鏡102的光束是拉曼 泵浦光束。該光束穿過光學(xué)組件100,從輸出梯度指數(shù)微透鏡Iio輸出至輸出偏振保持光纖 116。因此，光學(xué)流動路徑（flowpath)可以被定義為從輸入梯度指數(shù)微透鏡102貫穿至輸 出梯度指數(shù)微透鏡110。鑒于此，光學(xué)組件100的特征可以被認(rèn)為是彼此的光學(xué)上游或者光 學(xué)下游，其中光學(xué)下游是光學(xué)流動路徑的方向，及光學(xué)上游與光學(xué)流動路徑的方向相反。例 如，光束合成器104可以被認(rèn)為是輸入梯度指數(shù)微透鏡102的光學(xué)下游。
[0042] 光束合成器104包括光學(xué)各向同性棱鏡104a和雙折射棱鏡104b，雙折射棱鏡 104b是各向同性棱鏡104a的光學(xué)下游。各向同性棱鏡104a包括光學(xué)各向同性材料，及雙 折射棱鏡l〇4b包括雙折射材料。棱鏡104a、104b被配置為從光束合成器104輸出正交偏 振的校準(zhǔn)（collimated)光束，該正交偏振的校準(zhǔn)光束彼此平行，且可選擇地被對齊。
[0043] 在本示例中的雙折射材料是I凡酸紀(jì)（Yttrium Vanadate)。光學(xué)各向同性材料可以 是BK7或N-SF66高指數(shù)玻璃（high index glass)。其它雙折射材料或光學(xué)各向同性材料 可以被使用。
[0044] 于此使用的術(shù)語棱鏡不一定指的是幾何棱鏡。該術(shù)語棱鏡包含光學(xué)棱鏡，其可以 被定義為帶有平坦表面、且光可以在該平坦表面被折射的透明元件。于此公開的棱鏡可以 是幾何棱鏡，但并不限制于此。
[0045] 兩個(gè)拉曼泵浦源（未示出）將高功率泵浦光輸出至PM光纖112、114。該P(yáng)M光纖 112、114將泵浦光輸入至光學(xué)組件100的輸入梯度指數(shù)微透鏡102成為兩路光束118、120。 光束118相對于光束120正交偏振。
[0046] 輸入梯度指數(shù)微透鏡102校準(zhǔn)光束118、120。輸入梯度指數(shù)微透鏡102被制造為 梯度指數(shù)微透鏡。光束118、120最初是發(fā)散的，且當(dāng)它們傳播穿過輸入梯度指數(shù)微透鏡102 時(shí)被校準(zhǔn)。從輸入梯度指數(shù)微透鏡102輸出的是兩個(gè)寬的校準(zhǔn)光束118、120。該兩個(gè)光束 118、120被校準(zhǔn)，且彼此寬度基本相同。但是，光束118、120相對于彼此有角度位移。也就 是，它們是在不同方向各自傳播。
[0047] 光束合成器104是輸入梯度指數(shù)微透鏡102的光學(xué)下游，且被配置為接收和傳播 校準(zhǔn)的光束118、120。光束合成器104使光束118