本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種提高BOSA器件隔離度的方法。

背景技術(shù)：

光纖到戶在中國起步晚，但是發(fā)展快，隨著對高清視頻、網(wǎng)絡(luò)游戲等網(wǎng)絡(luò)信息需要量的加大，用戶對接入帶寬的要求越來高，特別是在中國提出4G網(wǎng)絡(luò)后光纖通信已快速增長進(jìn)入方方面面如家用、交通、電子商務(wù)等，寬帶已成為接入網(wǎng)已成為現(xiàn)代通信的重要特征。無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive optical network,PON)接入已成熟，IEEE 802.3 G984.2，G652，MIL-STD-883E，GR-468-Core等協(xié)議已對各性能參數(shù)，可靠性要求做了詳細(xì)的說明，而價(jià)格、傳輸能力等將成為主要的考慮對象，目前，在民用光纖通信網(wǎng)中，多采用BOSA(Bi-Directi onal Optical Sub-Assembly,光接收組件)器件用于光信號的發(fā)射和接收，其具有信號傳輸速率高、結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、體積小、成本低、便于生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因而BOSA器件在民用光纖通信中占大比例。

BOSA器件中，一般采用分光片將發(fā)射信號和接收信號分開,一路透射一路反射，其分光片不具有偏振相關(guān)性，無隔離作用，采用隔離器隔離系統(tǒng)中的反射光，如圖1所示。光源發(fā)出的發(fā)射光經(jīng)過隔離器、普通分光片，射入插針。器件接收光由插針引入，其波長與入射光不同，分光片不允許其透過，將其以一定角度反射出去，經(jīng)濾波片濾波后，為光探測器所接收。如中國專利CN201510718826“一種雙向波長可調(diào)BOSA器件”，光路與此類似，采用分光片將發(fā)射光信號和接收光信號分開，分光片不起隔離作用，采用隔離器隔離系統(tǒng)中的反射光。

在整個(gè)光通信系統(tǒng)中，半導(dǎo)體激光器及光放大器等對來自連接器、熔接點(diǎn)、濾波器等的反射光非常敏感，并導(dǎo)致性能惡化。因而系統(tǒng)中必須添加能夠減弱甚至消除反射光的元器件，來提高系統(tǒng)的性能。對于BOSA器件而言，半導(dǎo)體激光器對反射光非常敏感，必須在其光路上增加一個(gè)只允許光單向通過的元器件，允許入射光通過，但是不允許系統(tǒng)中反射回來的回波通過的器件，即提供較好的隔離度。目前，BOSA器件中通常采用光隔離器來提供隔離度。光隔離器主要利用磁光晶體的法拉第效應(yīng)，磁場改變偏振光的偏振方向。對于正向入射的信號光，通過起偏器后成為線偏振光，法拉弟旋磁介質(zhì)與外磁場一起使信號光的偏振方向右旋45度，并恰好使低損耗通過與起偏器成45度放置的檢偏器。對于反向光，出檢偏器的線偏振光經(jīng)過放置介質(zhì)時(shí)，偏轉(zhuǎn)方向也右旋轉(zhuǎn)45度，從而使反向光的偏振方向與起偏器方向正交，完全阻斷了反射光的傳輸。在BOSA器件的半導(dǎo)體激光器前面加光隔離器固然可以提供較好的隔離度，但是增加了BOSA器件的元件數(shù)，增大了BOSA器件的體積，同時(shí)還存在磁性減弱導(dǎo)致隔離失效的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種提高BOSA器件隔離度的方法，能夠提高BOSA器件的隔離度，簡單易于產(chǎn)業(yè)化，且成本低廉。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種提高BOSA器件隔離度的方法，包括以下步驟：

1)偏振光源發(fā)出發(fā)射光；

2)發(fā)射光以偏振分光片允許通過的偏振方向透過偏振分光片，并進(jìn)入插針；

3)發(fā)射光到達(dá)插針的表面和系統(tǒng)中能夠反射的光部位時(shí)，形成反射光；

4)反射光返回到偏振分光片，由于反射光的偏振方向相對于發(fā)射光的偏振方向改變明顯，偏振分光片不允許反射光通過，將反射光進(jìn)行隔離。

進(jìn)一步，所述偏振光源在BOSA器件中作為發(fā)射光源使用，所述偏振光源發(fā)出的光為偏振方向一定的線偏振光。

進(jìn)一步，所述偏振分光片能夠?qū)l(fā)射光信號和接收光信號分開。

進(jìn)一步，所述偏振分光片對光的偏振方向非常敏感。

進(jìn)一步，所述偏振分光片按照設(shè)計(jì)的偏振方向制作完成后，只允許與設(shè)計(jì)的偏振方向相同的光通過，與設(shè)計(jì)的偏振方向不同的光則不能通過。

本發(fā)明的有益效果為：偏振光源、偏振相關(guān)分光片等元器件技術(shù)成熟，成本低，體積小，易于批量生產(chǎn)。

1)本發(fā)明專利的關(guān)鍵元器件，如偏振相關(guān)分光片，發(fā)射偏振光的光源等，多年來就已經(jīng)批量生產(chǎn)，其技術(shù)為業(yè)內(nèi)熟知，使得該方法可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)，便于產(chǎn)業(yè)化。

2)本發(fā)明專利的關(guān)鍵元器件，如偏振相關(guān)分光片，發(fā)射偏振光的光源等，其制作平臺及工藝已經(jīng)非常成熟，市場成開放競爭狀態(tài)，利于控制成本。

3)本發(fā)明專利采用的偏振相關(guān)分光片，偏振方向和偏振相關(guān)性可以根據(jù)需求設(shè)計(jì)，同時(shí)分光片體積小，使用靈活。

4)本發(fā)明專利提出的提高BOSA器件隔離度的方法，可以廣泛運(yùn)用于各類BOSA器件中，用于改進(jìn)，提升其隔離度，甚至減少元器件如隔離器的使用，簡化結(jié)構(gòu)，節(jié)省成本。

5)本發(fā)明專利提出的提高BOSA器件隔離度的方法，對于市場上主流BOSA器件，無需進(jìn)行大的結(jié)構(gòu)上的改動，即可達(dá)到提高器件隔離度的效果。

【附圖說明】

圖1為現(xiàn)有技術(shù)存在的一般BOSA分光片分光示意圖；

圖2為本發(fā)明一種提高BOSA器件隔離度的方法的運(yùn)用示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中偏振光入射、反射、折射時(shí)的P，S分量示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)射光的振動方位角β隨入射光入射角θ₁變化示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中偏光分光片隔離發(fā)射光示意圖。

其中，1、偏射光源；3、光探測器；4、偏振分光片；5、濾光片；6、插針；7、發(fā)射光；8、發(fā)射光。

【具體實(shí)施方式】

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

如圖2所示，一種提高BOSA器件隔離度的方法，包括偏振光源1、光探測器3、偏振分光片4、濾光片5和插針6。本實(shí)施例中以EML為偏振光源1，EML發(fā)出線偏振光，即發(fā)射光7，其偏振方向與偏振分光片4允許通過的偏振方向一致，故發(fā)射光7能夠透過偏振分光片4進(jìn)入插針6中。

當(dāng)發(fā)射光7到達(dá)插針6的表面和系統(tǒng)中可反射的光部位時(shí)，會形成發(fā)射光7，并最終返回到偏振分光片4。由于偏振光入射到光介質(zhì)表面時(shí)，會發(fā)生反射和折射，如圖3所示，設(shè)2種介質(zhì)的折射率分別為為n₁和n₂，入射角為θ₁，反射角為θ₂，折射角為θ₃。一般可以將入射光波的電矢量分解為垂直于入射面的S分量和平行于入射面的P分明。相應(yīng)地，入射光、反射光、折射光的S分量和P分量分別表示為E_s和E_p，R_s和R_p，D_s和D_p，方向如圖3。根據(jù)菲涅爾公式，有：

$\frac{Rs}{Es}=-\frac{sin({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_3)}{sin({\mathrm{\θ}}_1+{\mathrm{\θ}}_3)}---\left(1\right)$

$\frac{R_p}{E_p}=\frac{tan({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_3)}{\tan ({\mathrm{\θ}}_1+{\mathrm{\θ}}_3)}---\left(2\right)$

$\frac{D_s}{E_s}=\frac{2{\mathrm{cos\θ}}_1{\mathrm{sin\θ}}_3}{sin({\mathrm{\θ}}_1+{\mathrm{\θ}}_3)}---\left(3\right)$

$\frac{D_p}{E_p}=\frac{2{\mathrm{cos\θ}}_1{\mathrm{sin\θ}}_3}{sin({\mathrm{\θ}}_1+{\mathrm{\θ}}_3)\cos ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_3)}---\left(4\right)$

線偏振光的振動方向與入射面的夾角稱為振動方位角，設(shè)入射光的振動方位角為α，反射光的振動方位角為β，根據(jù)定義有：

$\frac{E_s}{E_p}=tan\mathrm{\α}---\left(5\right)$

$\frac{R_s}{R_p}=tan\mathrm{\β}---\left(6\right)$

由公式(1)～(6)可得

$tan\mathrm{\β}=\frac{R_s}{R_p}=\frac{cos({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_3)}{\cos ({\mathrm{\θ}}_1+{\mathrm{\θ}}_3)}tan(-\mathrm{\α})---\left(7\right)$

一般情況下，cos(θ₁-θ₃)≠cos(θ₁+θ₃)，所以反射光的振動方位角β和入射光的振動方位角α不相等，即偏振方向發(fā)生了變化。假設(shè)，入射光由空氣入射玻璃，即n₁＝1，n₂＝1.5時(shí)，當(dāng)入射光振動方位角α一定時(shí)，據(jù)式(7)可得出反射光的振動方位角β隨入射光入射角θ1變化情況如圖4所示。由圖4可知，在入射光振動方位角α不變的情況下，反射光的振動方位角β隨入射光入射角θ1的變化而明顯改變，即反射光的偏振方向相對于入射光明顯改變。

如圖5所示，當(dāng)發(fā)射光7達(dá)到偏振分光片4時(shí)，因其偏振方向與偏振分光片4允許通過的偏振方向一致，發(fā)射光7可透過分光片4，當(dāng)反射光8到達(dá)分光片4的表面時(shí)，因其偏振方向已明顯改變，分光片4不允許反射光8通過，將反射光8隔離，故整個(gè)BOSA器件的隔離度得到提升。偏振分光片4的制造精度可以控制，即容許的偏振角度誤差可控，當(dāng)其偏振角度誤差較小時(shí)，整個(gè)BOSA器件的偏振相關(guān)分光片提供的隔離度較高，能夠完全替代隔離器的作用，即便偏振分光片4的制造精度較差，偏振角誤差偏大時(shí)，偏振分光片4也可以起到部分隔離作用，提高整個(gè)BOSA器件的隔離度。

其中，偏振光源1在BOSA器件中作為發(fā)射光源使用，發(fā)出的光為線偏振光，偏振方向一定。本發(fā)明中偏振光源1為DFB(Distributed Feed Back，分布反饋激光器)或EML(Electro-absorption modulated laser，調(diào)制激光器)。這些激光器發(fā)出的光為單一方向的線偏振光，能夠起到提高隔離度的作用。

偏振分光片4，與一般BOSA器件使用的分光片不同，目前，市場上BOSA器件采用的分光片大部分是偏振不相關(guān)的，即光波能否通過分光片與光的偏振態(tài)無關(guān)。本發(fā)明中所采用的分光片，為偏振分光片，即僅允許偏振方向與設(shè)計(jì)偏振方向相同的線偏振光通過，而其他的光無法通過。偏振分光片4設(shè)計(jì)成僅允許與BOSA器件選用的偏振光光源的光通過而隔離其他光。因偏振光經(jīng)反射后，偏振方向會有所變化，而偏振分光片4對光的偏振方向非常敏感，按照設(shè)計(jì)的偏振方向制作完成之后，只允許與偏振方向相同的偏振光通過，而與其偏振方向不同的偏振光則不能通過。故反射光8無法通過分光片，被分光片隔離開來，整個(gè)BOSA器件的隔離度得到提升。

以上所舉實(shí)施例為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，僅用來方便說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部更動或修飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。