專利名稱：光學(xué)循環(huán)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
光學(xué)循環(huán)器是一種具有至少三個接受學(xué)纖的端口的裝置。通過第一端口進入到循環(huán)器的光通過第二端口出來；通過第二端口進入的光通過第三端口出來。光學(xué)循環(huán)器是一種固有的非互逆裝置，由于如果通過第一端口進入，它就從第二端口出來，而如果光接著再反射回第二端口，它并不折回其路么返回到第一端，而是從第三端口出來。
循環(huán)器必須使用例如同一根光纖進行接收和傳送數(shù)據(jù)。第一端口可以連接到數(shù)據(jù)發(fā)送器上，第二端口可以連接到長距離光纖上。在這種情況下，數(shù)據(jù)可以從發(fā)送器傳送到光纖上。同時，從長距離光纖來的輸入光數(shù)據(jù)通過第二端口進入到循環(huán)器中，然后指向可以與接收器連接的第三端口上。
在Kuwahara的美國專利No.4,650,289中描述了一種已有技術(shù)的光學(xué)循環(huán)器；參見

圖1。在該循環(huán)器中，標記A、B和C對應(yīng)于上述的第一、第二和第三端口(端口D不使用)。該循環(huán)器存在下列缺點它需要兩條空間上分離的光路，端口A和C是垂直的。這意味著對于希望有更緊湊的體積，循環(huán)器將是龐大的。
在Koga的美國專利No.5,204,771中描述了一種更緊湊的循環(huán)器；參見圖2。該循環(huán)器顯示出了對前一種的改進，其兩條光路可以很靠近，第一和第三端口(圖中以27和28來指示)是平行的。不幸的是，該裝置仍存在缺點。在第一光纖和循環(huán)器之間必須放置一透鏡，以準直從第一光纖來的光。在第三光纖和循環(huán)器之間也必須放置一透鏡，以把光聚焦到第三光纖上。如果第一和第三光纖相隔得足夠遠，有一間房間來并排插入兩片透鏡(每根光纖一片)，則循環(huán)器將不得不是非常大。由于成本將隨著部件體積而增加，因此這樣一種循環(huán)器也將是昂貴的。
如果第一和第三端口(圖2中的27和28)靠得非常近，則第一和第三光纖將不得不共用同一片透鏡進行對準和聚焦。然而，用單片透鏡對兩根光纖適當?shù)剡M行上述功能是不可能的。困難可以追溯到耦合到第一和第三端口的光束是平行的，而且單片透鏡不能把兩個平行的光束會聚到兩個不同的點上(即會聚到兩條光纖上)這一事實。因此，這種已有技術(shù)存在的缺點是當循環(huán)器較大時，不能經(jīng)濟地進行制造，而當循環(huán)器較小時，又不能有效地耦合到光纖上。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種緊湊的和經(jīng)濟的光學(xué)循環(huán)器，它可以高效地耦合到光纖上。
本發(fā)明由至少具有三個光纖端口的光學(xué)循環(huán)器組成。耦合到第一和第三光纖上的光束是不平行的；兩光束之間稍有角度。由于這一角度，單片透鏡就可以用來同時把第一和第三光纖耦合到循環(huán)器上。
本發(fā)明還由包含兩個錐形雙折射板的折光器件組成，雙折射板被設(shè)置成補償耦合到第一和第三光纖上的光束之間的角度。
附圖概述圖1示出了已有技術(shù)的Kuwahara的光學(xué)循環(huán)器。
圖2示出了已有技術(shù)的Koga的光學(xué)循環(huán)器。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的循環(huán)器中如何從第一光纖向第二光纖傳輸光。
圖4示出了圖3的循環(huán)器中如何從第二光纖向第三光纖傳輸光。
圖5a示出了no＞ne時與偏振有關(guān)的導(dǎo)光裝置的各種實施例。
圖5b示出了no＜ne時與偏振有關(guān)的導(dǎo)光裝置的各種實施例。
圖6示出了從第一光纖向第二光纖傳播光的較佳的循環(huán)器的三維視圖。
圖7a是圖6的循環(huán)器的俯視圖，示出了從第一光纖向第二光纖傳播的光束。
圖7b是圖6的循環(huán)器的側(cè)視圖，示出了從第一光纖向第二光纖傳播的光束。
圖8a是圖6的循環(huán)器的俯視圖，示出了從第二光纖向第三光纖傳播的光束。
圖8b是圖6的循環(huán)器的側(cè)視圖，示出了從第二光纖向第三光纖傳播的光束。
本發(fā)明的實施方式圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的循環(huán)器。第一光纖1插入到第一玻璃毛細管10A。第二光纖2插入到第二玻璃毛細管10B，與第一光纖1相對。第三光纖3插入到第一玻璃毛細管10A，與光纖1相鄰，所以光纖3和光纖1平行。
一組正交基準軸布置得與使y軸與光纖1、2和3平行?；鶞庶cP位于第一玻璃毛細管10A附近。
光纖1發(fā)射光束30，由第一透鏡12A準直。透鏡12A還使光束30與y軸的角度為θ。較佳地，透鏡12A是漸變折射率(GRIN)透鏡。
然后光束30通過第一雙折射塊14A。這樣光束30被分成具有正交偏振的兩束，具體的為30A和30B，對應(yīng)于雙折向塊14A中尋常和非常光線。光束30A沿x軸(在紙外)偏振；這種偏振用圖3中的點來指示。光束30B以y-z平面偏振；這種偏振用線段來指示。雙折射塊14A的長度被調(diào)節(jié)成使光束30A和30B之間在空間上分離，以使它們通過獨立的光學(xué)元件。
因此，光束30A進入第一半波板18A，它把偏振平面以逆時針方向(從圖3的P點看)旋轉(zhuǎn)45°。然后光束30A進入到第一法拉第旋轉(zhuǎn)器20A，以順時針方向(從P點看)把偏振平面旋轉(zhuǎn)45°。因此，半波板18A和法拉第旋轉(zhuǎn)器20A(第一互逆器件和第二非互逆器件)的凈效應(yīng)為保持光束30A的偏振不變。
同時光束30B進入到位于第一半波板18A上面的第二半波板16A。第二半波板16A把光束30B以順時針方向(從P點看)旋轉(zhuǎn)45°，即半波板16A起到與半波板18A的方向相反的旋轉(zhuǎn)作用。然后光束30B通過法拉第旋轉(zhuǎn)器20A，再次把偏振平面以順時針方向(從P點看)旋轉(zhuǎn)45°。因此，在通過了半波板16A和法拉第旋轉(zhuǎn)器20A之后，光束30B的偏振在x方向上，或者說與光束30A的偏振平行。
半波板16A和18A與法拉第旋轉(zhuǎn)器20A一起組成第一復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器40A，使兩個正交偏振變?yōu)楸舜似叫小?br> 在這一點上，當光束30A和30B退出旋轉(zhuǎn)器20A時，它們?nèi)耘cy軸成角度θ傳播。該傳播角度被與偏振有關(guān)的導(dǎo)光器件42改變。器件42由第一錐形雙折射板22和第二錐形雙折射板24組成。板22的錐度與板24的錐度互補，各板的錐度為角α。板22和24用相同的雙折射材料做成，各塊具有兩個折射率ne和no，對應(yīng)于非常光線和尋常光線。在圖3所示的實施例中，no＞ne。
通常，根據(jù)進入到材料，折射率確定有多少光線彎曲或折射。當折射率已知時，折射量可以由斯涅爾定律來確定。雙折射材料具有兩個折射率，表示不同偏振的光將以不同的量折射。
板22的光軸OA1定向成與x軸平行。因此，光束30A和30B在板22中被看作非常光線，因此根據(jù)非常折射率ne進行折射。板24的光軸OA2與z軸平行，所以光束30A和30B在板24內(nèi)是尋常光線。因此光束30A和30B在從板22到達板24時，由于折射率ne和no之間的差異而折射。
由導(dǎo)光器件42調(diào)節(jié)角度α使光束30A和30B與y軸平行。在每個界面上，利用斯涅爾定律，得到角度α與θ之間的關(guān)系是sinθ＝nesin{sin-1[(no/ne)sinα]-α} (1)光束30A和30B退出板24，進入到第二雙折射塊26。塊26的光軸被定向成使光束30A和30B在塊26內(nèi)為尋常光線，從而保持不偏斜。
接著，光束30A進入到半波板18B，半波板18B使光束30A的偏振平面以逆時針方向(從P點看)旋轉(zhuǎn)45°。然后光束30A通過法拉第旋轉(zhuǎn)器20B，其偏振被以逆時針方向(從P點看)再旋轉(zhuǎn)了45°?，F(xiàn)在光束30A被偏振在z方向上(圖中線段所指示)。
同時，光束30B通過半波板16B，半波板16B把偏振順時針方向(從P點看)旋轉(zhuǎn)45°。然后光束30B進入到法拉第旋轉(zhuǎn)器20B，其偏振平面被以逆時針方向(從P點看)旋轉(zhuǎn)45°。因此，半波板16B和旋轉(zhuǎn)器20B一起對光束30B的偏振沒有發(fā)生作用。
半波板16B和18B以及法拉第旋轉(zhuǎn)器20B一起組成第二復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器40B，它使兩個平行偏振彼此垂直。
光束30A和30B然后通過第三雙折射塊14B，其中光束30A為非常光線，而光束30B為尋常光線。塊14B把光束30A和30B組合形成單個光束31，由于組合了兩個正交偏振的光束30A和30B，所以光束31是一個一般的非偏振光。
光束31被第二透鏡12B(較佳的是一個GRIN透鏡)會聚，并進入到安裝在玻璃毛細管10B內(nèi)的光纖2。
至此的描述顯示了源于光纖1的光如何被導(dǎo)入到光纖2。對于適當工作的循環(huán)器來說，也必須把從光纖2進入到循環(huán)器的光引導(dǎo)到光纖3中。換句話說，循環(huán)器100具有把光從光纖1引導(dǎo)到光纖2以及把光從光纖2引導(dǎo)到光纖3而不把光纖2的光引導(dǎo)回光纖1的特性。圖4示出了這個第二步。
因此，光束32退出光纖2，由透鏡12B準直。然后光束32進入到雙折射塊14B，分離成兩路光束，32A和32B，它們具有正交的偏振。在塊14B中，光束32A是尋常光線，光束32B是非常光線。一旦離開塊14B，如圖4所示，光束32A以x方向偏振，光束32B以y方向偏振。
接著光束32A和32B進入到復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器40B。光束32A進入到法拉第旋轉(zhuǎn)器20B，法拉第旋轉(zhuǎn)器20B把光束32A的偏振以逆時針方向(從P點看)旋轉(zhuǎn)45°。光束32A進入到半波板16B，其偏振被以逆時針方向(從P點看)再旋轉(zhuǎn)45°。
同時，32B的偏振被法拉第旋轉(zhuǎn)器20B以逆時針方向(從P點看)旋轉(zhuǎn)45°。然后光束32B的偏振被半波板18B以順時針方向(從P點看)旋轉(zhuǎn)45°。
因此，在光束32A和32B進入到雙折射塊26之前，它們都是z方向偏振。這里，循環(huán)器100的非互逆屬性已經(jīng)清楚，由于如果光束32A和32B要精確地折回光束30A和30B的路線(圖3)，它們應(yīng)當是以x方向偏振。非互逆的根源在于法拉第旋轉(zhuǎn)器20B，其偏振旋轉(zhuǎn)方向并不與光傳播的方向的改變而相反。
光束32A和32B進入到雙折射塊26，在那里，它們是非常光線，并且偏移距離f。然后兩光束32A和32B進入到導(dǎo)光器件42，導(dǎo)光器件32使光束32A和32B都相對于y軸產(chǎn)生角度φ。
現(xiàn)在光束32A和32B進入到雙折射板24。板24的光軸OA2與光束32A和32B的偏振平行。因此光束32A和32B在板24中是非常光線，但是由于它們是垂直入射到板24上，所以不偏斜。
然而在離開板24進入到板22后，由于它們的偏振與板22的光軸OA1垂直，所以光束32A和32B變成尋常光線。因此光束32A和32B在進入到板22時，由于折射率ne和no之間的差異而發(fā)生折射。當光束32A和32B退出板22時，它們再次折射，以與y軸成角度φ地退出。利用斯涅爾定律，角度φ與角度α之間的關(guān)系如下sinφ＝nosin{α-sin-1[(ne/no)sinα} (2)在離開導(dǎo)光器件42之后，然后光束32A通過法拉第旋轉(zhuǎn)器20A和半波板16A，它們對其偏振沒有發(fā)生作用。光束32B通過法拉第旋轉(zhuǎn)器20A和半波板18A；其結(jié)果是光束32A的偏振被以順時針方向(從P點看)旋轉(zhuǎn)了90°?，F(xiàn)在光束32A和32B的偏振正交，由雙折射塊14A組合成單個光束33。然后光束33被透鏡12A會聚到光纖3上。
雙折射塊26在把光從光纖2引導(dǎo)到光纖3時起到了重要的作用。由于導(dǎo)光器件32使光束32A和32B彎曲角度φ，所以光束32A和32B在離開器件42后在橫向(負z方向)以及縱向(負y方向)行進。這種側(cè)面行進被塊26補償。
為了精確，光束32A和32B被雙折射塊26偏移距離f。光束32B進入板24的點與光纖3之間沿z軸的距離為d2(參見圖4)。光纖1與光束30A離開板24的點之間沿z軸的距離為d1(參見圖3)。光纖1與光纖3之間的垂直或z軸距離為t。這些量之間的關(guān)系為f＝d1+d2-t (3)在給定循環(huán)器100的其他參數(shù)，即已知d1、d2和t時，則據(jù)此式可設(shè)計塊26以得到正確偏移f。
在另一個實施例中，裝置被設(shè)計成d1+d2＝t。公式(3)則意味著f＝0，其含義是通過這種設(shè)計可以完全除去雙折射塊26。
如果角度θ精確地等于角度φ，則光纖1和3將被設(shè)置成關(guān)于透鏡12A的中心對稱。即，從光纖1至透鏡12A的中心的橫向距離(沿z軸測得的距離)將等于從光纖3至透鏡12A的中心的橫向距離。然而角度θ和φ僅是接近相等如果角度θ、φ和α都較小，則公式(1)和(2)產(chǎn)生第一近似值θ≈(no-ne)α≈φ為了更好地近似，角度θ與角度φ稍有不同。這一差異可以至少以兩種方式來調(diào)節(jié)。第一種方案是調(diào)節(jié)光纖1和3的橫向位置(即z坐標)，使光纖不對稱于透鏡12A的中心。第二，較佳的方案是把光纖1和3設(shè)置成關(guān)于透鏡12A的中心對稱，把導(dǎo)光器件42沿平行于x軸的軸稍微旋轉(zhuǎn)，從而改變公式(1)和(2)，確保θ＝φ。兩種方案之任一種表現(xiàn)出對整個裝置的微小調(diào)節(jié)。實踐中，角度φ和θ在1°與3°之間，導(dǎo)光器件42旋轉(zhuǎn)幾分之一度。
雙折射元件14A、14B、22、24和26可以用雙折射材料，例如金紅石、方解石或原釩酸釔(yttrium orthovanadate)來制作。
應(yīng)當明白，上述實施例可以有幾種變化，但仍落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，光束30A和30B的偏振不必如圖所示一樣精確。唯一重要的是當光束退出塊14A時，光束30A和30B為彼此正交或者垂直以及在離開旋轉(zhuǎn)器20A后偏振是平行的。當光束30A和30B的偏振不是如上所述時，調(diào)節(jié)雙折射元件14A、14B、22、24和26的光軸。這種調(diào)節(jié)改變了光束32A和32B的偏振。然而，對于本技術(shù)領(lǐng)域普通熟練人員來說，顯然循環(huán)器100的原理仍沒有改變。
因此，在另一個實施例中，在塊14A中光束30A是非常光線，而光束30B是尋常光線。在本實施例中，在塊14B中光束具有互補的特性光束30A是尋常光線，光束30B是非常光線。這種布置確保了如在循環(huán)器100的實施例中那樣，光束30A和30B都以接近相同的光路行進，因此，它們之間的所有相位關(guān)系都得到保持。
對導(dǎo)光器件42進行改變也是可能的。圖5a示出了當no＞ne時板22和24可能具有的不同的形狀和光軸OA1和OA2形狀和取向。如果板22和24用一些no＜ne的材料制作，則可以如圖5b所示使用其它的幾何形狀。再一個變化也是可能的在圖5a和圖5b的例子中，板22和24都有一個面與z軸平行。然而，對板22和24之一或兩者都可以使用更一般的梯形，沒有面與z軸平行。而且板22不需要用與板24相同的材料制作。
在較佳實施例中，循環(huán)器200被設(shè)計成角度θ和φ位于同一平面上，而雙折射塊的離散發(fā)生在垂直面上。本實施例的一的結(jié)構(gòu)和操作是與循環(huán)器100類似的，在圖6示出了其三維視圖。
第一和第三光纖202、204平行且相鄰地插入到后面跟的第一透鏡208A的玻璃毛細管206A。第一塊雙折射材料210A、第一復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器230A、導(dǎo)光器件250、第二雙折射塊256、第二復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器230B和的第三塊雙折射材料210B都沿循環(huán)器200的縱向軸L設(shè)置。第二透鏡208B和支持第二光纖258的第二玻璃毛細管206B位于裝置200的相對端。與循環(huán)器100區(qū)別之處是第一和第三光纖1，3上下插入(沿z軸)，而光纖202，204布置成彼此并排(沿x軸)。
如圖所示，從第一光纖202傳播來的第一光束240進入到第一塊210A，兩個正交的偏振240A和240B在塊210A中離散。這些偏振連續(xù)地傳播通過循環(huán)器200的元件，直到它們被第三塊210B再組合，并由第二透鏡208B會聚到第二光纖258上。
圖7a的俯視圖也示出了從光纖202通過循環(huán)器200的元件傳播到光纖258的第一光束240。當在x-y平面內(nèi)退出第一透鏡208A時，第一光束240與縱軸L之間有角度θ。同時，如圖所示，在圖7b的側(cè)視圖中，在y-z平面內(nèi)發(fā)生了雙折射塊210A中的兩個正交偏振240A和240B的離散。
當?shù)诙馐?70從第二光纖258傳播到第三光纖204時，如圖8a-b所示，第二塊256中偏移距離f。請注意，該偏移距離f是在x-y平面內(nèi)(圖8a)。接著，在導(dǎo)光器件250中，光束270被彎曲了角度φ(相對于縱軸L)。換句話說，光束270以角度φ退出導(dǎo)光器件250。角度φ也位于x-y平面內(nèi)。因此，角度φ和θ都位于平行的平面內(nèi)，而在與它們垂直的平面內(nèi)發(fā)生離散。
角度φ和θ位于x-y平面內(nèi)而在y-z平面內(nèi)發(fā)生離散的優(yōu)點是易于與離散無關(guān)地調(diào)節(jié)角度φ和θ。具體地說，在實踐中，易于調(diào)節(jié)循環(huán)器200元件的位置，以便當離散和補償角φ、θ都位于垂直平面內(nèi)時，在光纖202、258和204之間獲得適當?shù)墓馐?40和270耦合。
而且，在這種結(jié)構(gòu)中，循環(huán)器200的元件可以做得較小，整個循環(huán)器易于制造。
從較寬的意義上來說，本循環(huán)器可以用于在三個光學(xué)端口之間耦合光。這些端口可以包括上述實施例中或其它光學(xué)元件中的光纖。
本技術(shù)領(lǐng)域的一般熟練人員應(yīng)當理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)對循環(huán)器可以有許多變化。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當由下面的權(quán)利要求書和它們的法定等效來確定。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)循環(huán)器，把光從第一光纖耦合到第二光纖以及把光從第二光纖耦合到第三光纖，所述第一光纖和所述第三光纖沿縱軸彼此相鄰，所述第二光纖沿所述縱軸與所述第一和第三光纖相對設(shè)置，所述光學(xué)循環(huán)器沿所述縱軸從所述第一光纖至所述第二光纖的按順序包含a)第一透鏡，從所述第一光纖引導(dǎo)光和向所述第三光纖引導(dǎo)光；b)第一雙折射材料塊，分離和組合相互正交的偏振；c)第一復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器，使互相平行的偏振正交，使互相正交的偏振平行；d)與偏振有關(guān)的導(dǎo)光器件，包含雙折射材料的第一和第二錐形板，所述第一板具有第一光軸，所述第二板具有第二光軸，所述第一光軸和所述第二光軸互相垂直；e)與偏振有關(guān)的光束偏轉(zhuǎn)器，包含第二雙折射材料塊；f)第二復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器，使互相平行的偏振垂直，使互相垂直的偏振平行；g)第三雙折射材料塊，用于分離和組合相互正交的偏振；以及h)第二透鏡，從和向所述第二光纖引導(dǎo)光，其中從所述第一光纖來的光以與所述縱軸成角度θ退出所述第一透鏡，從所述第二光纖來的所述光以與所述縱軸成角度φ退出所述導(dǎo)光器件。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述第一和第二透鏡是漸變折射率透鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述角度θ在1°與3°之間，所述角度φ在1°與3°之間。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述與偏振有關(guān)的導(dǎo)光器件被旋轉(zhuǎn)成使所述角度φ基本等于所述角度θ。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述第一、第二和第三雙折射材料和所述第一和第二錐形板包含從下面選出的一種材料金紅石、方解石和原釩酸釔。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述第一復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器包含第一和第二互逆偏振旋轉(zhuǎn)器和第一非互逆偏振旋轉(zhuǎn)器；所述第二復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器包含第三和第四互逆偏振旋轉(zhuǎn)器和第二非互逆偏振旋轉(zhuǎn)器。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述與偏振有關(guān)的光束偏轉(zhuǎn)器把從所述第二端口來的光相對于所述縱軸偏移距離f。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述距離f在所述角度φ的平面內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述角度θ位于第一平面內(nèi)，所述角度φ位于與所述第一平面平行的第二平面內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述互相正交的偏振和所述互相平行的偏振在與所述第一平面和所述第二平面垂直的第三平面內(nèi)，在所述第一雙折射材料塊和第二雙折射材料塊中被分離和組合。
11.一種改進行光學(xué)循環(huán)器，耦合第一端口、第二端口和第三端口，所述循環(huán)器含有縱軸，所述縱軸按順序包含a)第一透鏡；b)第一光束分離器和組合器，包含第一雙折射材料塊；c)第一復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器，包含第一和第二互逆偏振旋轉(zhuǎn)器和第一非互逆偏振旋轉(zhuǎn)器；d)與偏振有關(guān)的光路偏轉(zhuǎn)器，包含第二雙折射材料塊；e)第二復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器，包含第三和第四互逆偏振旋轉(zhuǎn)器和第二非互逆偏振旋轉(zhuǎn)器；f)第二光束分離器和組合器，包含第三雙折射材料塊；g)第二透鏡；其改進包含與偏振有關(guān)的導(dǎo)光器件包含第一和第二錐形雙折射材料板，所述第一板具有第一光軸，所述第二板具有第二光軸，所述第一光軸與所述第二光軸垂直，所述與偏振有關(guān)的導(dǎo)光器件位于所述與偏振有關(guān)的光路偏轉(zhuǎn)器和所述第一復(fù)合偏振旋轉(zhuǎn)器之間；在下述(I)和(II)之間存在非零角度(I)進入所述第一雙折射塊并從所述第一端口傳播來的第一光束；以及(ii)退出所述與偏振有關(guān)的導(dǎo)光器件并從所述第二端口傳播的第二光束。
12.如權(quán)利要求11所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述第一和第二透鏡是漸變折射率透鏡。
13.如權(quán)利要求11所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述非零角在2°與6°之間。
14.如權(quán)利要求11所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述第一端口與所述第三端口相鄰且平行。
15.如權(quán)利要求11所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，從所述第一端口傳播的所述第一光束通過所述第一透鏡，從所述第二端口傳播的第二光束通過所述第一透鏡，進入到所述第三端口。
16.如權(quán)利要求11所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述第一、第二和第三雙折射材料塊和所述第一和第二錐形板包含從下面選出的一種材料金紅石、方解石或原釩酸釔。
17.如權(quán)利要求11所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述與偏振有關(guān)的光路偏轉(zhuǎn)器把所述第二光束偏移距離f。
18.如權(quán)利要求11所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述非零角包含角度θ和角度φ。
19.如權(quán)利要求18所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述角度θ位于第一平面內(nèi)；所述角度φ位于與所述第一平面平行的第二平面內(nèi)。
20.如權(quán)利要求19所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述互相正交的偏振和所述互相平行的偏振在與所述第一平面和所述第二平面垂直的第三平面內(nèi)，在所述第一雙折射材料塊和所述第二雙折射材料塊中被分離和組合。
21.如權(quán)利要求11所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述與偏振有關(guān)的光束偏轉(zhuǎn)器把所述第二光束相對于所述縱軸偏移距離f。
22.如權(quán)利要求21所述的改進的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述非零角度包含角度θ和角度φ。
23.如權(quán)利要求22所述的光學(xué)循環(huán)器，其特征在于，所述距離f在所述角度φ的平面內(nèi)。
全文摘要
一種改進的光學(xué)循環(huán)器,把光從第一光學(xué)端口傳輸?shù)降诙鈱W(xué)端口,從第二端口傳輸?shù)降谌丝?。該循環(huán)器具有互逆偏振旋轉(zhuǎn)器(16－A,－B;18－A,－B)和非互逆偏振旋轉(zhuǎn)器(20－a,－B)、雙折射光束分離器和組合器(14－A,－B)和雙折射離散元件(26)以及包含兩個錐形雙折射板(22,24)的與偏振有關(guān)的光彎曲裝置。光彎曲裝置補償從第一端口發(fā)出的第一光束與傳播到第三端口的第二光束之間的角度。這種角度的存在可以使第一和第三光纖利用一塊透鏡耦合到光束上。
文檔編號G02F1/09GK1251175SQ98803256
公開日2000年4月19日 申請日期1998年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月8日
發(fā)明者李偉中, 歐陽瑞庭, 郭慶東 申請人:美國凱發(fā)技術(shù)股份有限公司