保偏三端口光環(huán)行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖通信傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種保偏三端口光環(huán)行器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光纖通信、光纖傳感在電信、航空航天、航海、工業(yè)制造領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越 普遍，由此增加了對(duì)光纖通信系統(tǒng)、光纖傳感系統(tǒng)的各種光器件的需求。在具體的需求中， 不僅對(duì)光器件的數(shù)量需求日益增加，同時(shí)也對(duì)器件的種類、性能、體積、成本等方面的要求 也不斷增加。
[0003] 在光纖通信、光纖傳感等領(lǐng)域中，環(huán)行器作為光無(wú)源器件中的一個(gè)重要元件，它能 對(duì)輸入輸出的光進(jìn)行非互易性的切換，也就是具有正向?qū)ā⒎聪蚪刂骨覍?dǎo)向其它端口的 特性，可以實(shí)現(xiàn)正反向傳輸光信號(hào)的分離。因此環(huán)行器在雙向光纖傳輸通訊系統(tǒng)、光波長(zhǎng) 上下載、可調(diào)色散補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)PMD補(bǔ)償、密集波分復(fù)用等領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的三端 口光環(huán)行器具有體積較大，所用的材料尺寸也較大同時(shí)所用的材料的種類也較多導(dǎo)致成本 高，同時(shí)組裝制作的工藝較復(fù)雜等缺點(diǎn)，同時(shí)少有具有起偏作用的高隔離度的保偏環(huán)行器 出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種保偏三端口光環(huán)行器，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的體積較大、成本 高和不具備起偏功能的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是： 一種保偏三端口光環(huán)行器，主要由第一雙保偏光纖準(zhǔn)直器、第二單保偏光纖準(zhǔn)直器和 雙極光環(huán)行器芯組成，第一雙保偏光準(zhǔn)直器包括第一保偏光纖、第二保偏光纖、雙光纖微細(xì) 管、玻璃圓管和準(zhǔn)直透鏡，第一保偏光纖和第二保偏光纖從左側(cè)穿入雙光纖微細(xì)管中用膠 粘劑固定，第一保偏光纖和第二保偏光纖的慢軸或快軸互相平行，同時(shí)第一保偏光纖和第 二保偏光纖的纖芯連線與它們的本身的慢軸或快軸互相平行或垂直，第一保偏光纖和第二 保偏光纖的右端面放置在準(zhǔn)直透鏡的后焦平面上，準(zhǔn)直透鏡采用C-LENS透鏡，準(zhǔn)直透鏡和 雙光纖微細(xì)管由玻璃圓管用膠粘劑固定；第二單保偏光準(zhǔn)直器包括第三保偏光纖、單光纖 微細(xì)管、玻璃圓管和準(zhǔn)直透鏡，第三保偏光纖從右側(cè)穿入單光纖微細(xì)管中并用膠粘劑固定， 第三保偏光纖的左端面放置在準(zhǔn)直透鏡的后焦平面上，準(zhǔn)直透鏡和單光纖微細(xì)管由玻璃圓 管用膠粘劑固定，第一保偏雙光纖準(zhǔn)直器和第二單保偏光準(zhǔn)直器采用相同的準(zhǔn)直透鏡；雙 極環(huán)行器芯是由渥拉斯頓棱鏡、兩塊相同法拉第旋光片、兩塊相同偏振片、無(wú)磁圓管和永磁 體環(huán)組成，渥拉斯頓棱鏡是由兩片單軸雙折射晶體光楔角片組成，楔角片的光軸與其底面 成45度角，兩楔角片的光軸互相垂直，且兩楔角片的光軸都與入射光方向垂直，前后兩片 偏振片的透光方向互相垂直安裝且與渥拉斯頓棱鏡的光軸方向成45度角，兩塊法拉第旋 光片的旋轉(zhuǎn)角為45度，渥拉斯頓棱鏡和兩片偏振片及兩片法拉第旋光片的組合安裝在無(wú) 磁圓管中，并用膠固定，無(wú)磁圓管套裝在永磁體環(huán)里并用粘膠劑固定。
[0006] 上述雙極環(huán)行器芯套在第二單保偏光纖準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直透鏡上并用膠固定；渥拉斯 頓棱鏡的中心位于第一雙保偏光準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直透鏡的焦點(diǎn)上。
[0007] 上述靠近透鏡的第一保偏光纖、第二保偏光纖和第三保偏光纖的端面鍍有增透 膜，準(zhǔn)直透鏡、偏振片、法拉第旋光片和渥拉斯頓棱鏡的各端面鍍有增透膜。
[0008] 上述第一保偏雙光纖準(zhǔn)直器和安裝有雙極環(huán)行器芯的第二保偏單光纖準(zhǔn)直器通 過(guò)橋接玻璃圓管橋接并用粘膠劑固定密封，再通過(guò)無(wú)磁外封金屬殼體封裝，無(wú)磁外封金屬 殼體上安裝有光纖保護(hù)套來(lái)保護(hù)第一保偏光纖、第二保偏光纖和第三保偏光纖。
[0009] 本發(fā)明提供的緊湊型的帶有起偏功能的高隔離度保偏三端口光環(huán)行器能實(shí)現(xiàn)保 偏光從第一保偏光纖的慢軸輸入從第三保偏光纖的慢軸輸出、從第三保偏光纖的慢軸輸入 從第二保偏光纖的慢軸輸出的循環(huán)功能，同時(shí)從第三保偏光纖的慢軸輸入的光不能到達(dá)第 一保偏光纖實(shí)現(xiàn)隔離，從第二保偏光纖慢軸輸入的光不能到達(dá)第三保偏光纖實(shí)現(xiàn)隔離，由 于渥拉斯頓棱鏡和偏振片都有起偏作用，使得保偏光在慢軸傳輸環(huán)行工作時(shí)則快軸截止， 同時(shí)具有很高的消光比，此外雙片法拉第旋光片的采用大大提高了器件的隔離度。
[0010] 本發(fā)明可顯著提高保偏光環(huán)行器的消光比和隔離度，同時(shí)有效減小環(huán)行器的體積 和減少材料種類，有利于降低器件成本及簡(jiǎn)化產(chǎn)品的組裝工藝，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、體積小成本 低廉，廣泛用于光纖通信、光纖傳感和色散補(bǔ)償?shù)阮I(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖中1雙光纖微細(xì)管、2玻璃圓管、3準(zhǔn)直透鏡、4橋接玻璃圓管、5無(wú)磁外封金屬殼 體、6永磁體環(huán)、7無(wú)磁圓管、8單光纖微細(xì)管、9光纖保護(hù)套、10偏振片、11法拉第旋光片、12 楔角片、13第一保偏光纖、14第二保偏光纖、15第三保偏光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 如圖所示，一種保偏三端口光環(huán)行器由第一雙保偏光纖準(zhǔn)直器、第二單保偏光纖 準(zhǔn)直器、雙極光環(huán)行器芯、橋接玻璃圓管4、無(wú)磁外封金屬殼體5和光纖保護(hù)套9組成，第一 雙保偏光準(zhǔn)直器包括第一保偏光纖13、第二保偏光纖14、雙光纖微細(xì)管1、玻璃圓管2和準(zhǔn) 直透鏡3,第一保偏光纖13和第二保偏光纖14從左側(cè)穿入雙光纖微細(xì)管1中用膠粘劑固 定，第一保偏光纖13和第二保偏光纖14的慢軸或快軸互相平行，同時(shí)第一保偏光纖13和 第二保偏光纖14的纖芯連線與它們的本身的慢軸或快軸互相平行或垂直，第一保偏光纖 13和第二保偏光纖14的右端面放置在準(zhǔn)直透鏡3的后焦平面上，準(zhǔn)直透鏡3采用C-LENS 透鏡，準(zhǔn)直透鏡3和雙光纖微細(xì)管1由玻璃圓管2用膠粘劑固定；第二單保偏光準(zhǔn)直器包 括第三保偏光纖15、單光纖微細(xì)管8、玻璃圓管2和準(zhǔn)直透鏡3,第三保偏光纖15從右側(cè)穿 入單光纖微細(xì)管8中并用膠粘劑固定，第三保偏光纖15的左端面放置在準(zhǔn)直透鏡3的后焦 平面上，準(zhǔn)直透鏡3和單光纖微細(xì)管8由玻璃圓管2用膠粘劑固定，第一保偏雙光纖準(zhǔn)直器 和第二單保偏光準(zhǔn)直器采用相同的準(zhǔn)直透鏡；雙極環(huán)行器芯是由渥拉斯頓棱鏡、兩塊相同 法拉第旋光片11、兩塊相同偏振片10、無(wú)磁圓管7和永磁體環(huán)6組成，渥拉斯頓棱鏡是由兩 片單軸雙折射晶體光楔角片12組成，楔角片12的光軸與其底面成45度角，兩楔角片的光 軸互相垂直，且兩楔角片12的光軸都與入射光方向垂直，前后兩片偏振片10的透光方向互 相垂直安裝且與渥拉斯頓棱鏡的光軸方向成45度角，兩塊法拉第旋光片11的旋轉(zhuǎn)角為45 度，渥拉斯頓棱鏡和兩片偏振片10及兩片法拉第旋光片11的組合安裝在無(wú)磁圓管7中，并 用膠固定，無(wú)磁圓管7套裝在永磁體環(huán)6里并用粘膠劑固定。雙極環(huán)行器芯套在第二單保偏 光纖準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直透鏡上并用膠固定；渥拉斯頓棱鏡的中心位于第一雙保偏光準(zhǔn)直器的準(zhǔn) 直透鏡的焦點(diǎn)上?？拷鼫?zhǔn)直透鏡的第一保偏光纖13、第二保偏光纖14和第三保偏光纖15 的端面鍍有增透膜，準(zhǔn)直透鏡、偏振片10、法拉第旋光片11和渥拉斯頓棱鏡的各端面鍍有 增透膜。第一保偏雙光纖準(zhǔn)直器和安裝有雙極環(huán)行器芯的第二保偏單光纖準(zhǔn)直器通過(guò)橋接 玻璃圓管4橋接并用粘膠劑固定密封，再通過(guò)無(wú)磁外封金屬殼體封裝，無(wú)磁外封金屬殼體5 上安裝有光纖保護(hù)套9來(lái)保護(hù)第一保偏光纖、第二保偏光纖和第三保偏光纖。
[0015] 第一保偏光纖13和第二保偏光纖14安裝在雙光纖微細(xì)管1中，并保證第一保偏 光纖13和第二保偏光纖14的貓眼的連線平行，也就是第一保偏光纖13和第二保偏光纖14 的慢軸互相平行，并用粘膠劑固定住第一保偏光纖13和第二保偏光纖14在雙光纖微細(xì)管 1中。
[0016] 第一保偏光纖13和第二保偏光纖14安裝在雙光纖微細(xì)管1中，并研磨使雙光纖 微細(xì)管的端面與其中軸線成接近8度角，同時(shí)研磨時(shí)滿足第一保偏光纖13和第二保偏光纖 14的纖芯連線與8度角的雙光纖微細(xì)管的高、低端的連線垂直，定義8度角的雙光纖微細(xì)管 的長(zhǎng)邊為高端，短邊為低端，這樣研磨并拋光后的雙光纖尾纖要送去鍍所需要的增透膜。增 透膜的作用可以提高器件的性能。
[0017] 把第一保偏光纖13和第二保偏光纖14組成的雙光纖尾纖的鍍?cè)鐾改ざ嗣娣胖迷?C-LENS透鏡3的后焦平面上，必要時(shí)需要在精密的調(diào)節(jié)架上來(lái)調(diào)節(jié)雙光纖端面和C-LENS透 鏡3的相對(duì)位置，可以使得第一保偏雙光纖準(zhǔn)直器與第二單保偏光準(zhǔn)直器在所