一种保偏光纤环形器

技术领域

本发明属于光通信技术领域，特别涉及一种保偏光纤环形器。

背景技术

光纤环形器是一种多端口光学器件，它的作用是使光信号只能沿规定的端口顺序进行传输。以三端口环形器为例，当光信号从指定的端口输入时，在光环形器中只能沿着一定的顺序进行传输(1→2，2→3)，当光信号的传输顺序变更时(例如2→1，3→2等)，其损耗很大，利用该特性可实现信号的隔离。由于其隔离性高，插入损耗小的特点，光纤环形器在光通信、光传感领域广泛应用。

其中保偏光纤环形器应用于保偏领域，如高速光纤传输系统或拉曼泵浦应用，双程放大器和色散补偿器等。目前的保偏光纤环形器环形器内部元件多，主要由起偏器、法拉第旋转器、半玻片、检偏器和准直器等组成，光路耦合复杂，成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种保偏光纤环形器，包括第一端口、第二端口、第三端口、第一光纤连接器、第二光纤连接器、第三光纤连接器、第一保偏光纤准直器、第二保偏光纤准直器、第三保偏光纤准直器、线阵分束器、偏振反射模块；

所述第一保偏光纤准直器尾端连接第一光纤连接器，所述第二保偏光纤准直器尾端连接第二光纤连接器，所述第三保偏光纤准直器尾端连接第三光纤连接器；

所述第一端口位于第一光纤连接器处，所述第二端口位于第二光纤连接器处，所述第三端位于第三光纤连接器处；

入射P偏振光从第一端口射入，经第一保偏光纤准直器变成准直光射入偏振分束器，将准直后的P偏振光水平出射，经过偏振反射模块，将P偏振光转换成S偏振光，转换的S偏振光经过偏振分束器后射出，进入第二保偏光纤准直器耦合后进入光纤，从第二端口输出；

入射P偏振光从第二端口射入，经第二保偏光纤准直器变成准直光射入偏振分束器，将准直后的P偏振光水平出射，进入第三保偏光纤准直器进行耦合后进入光纤，从第三端口输出；

入射S偏振光从第三端口射入，经第三保偏光纤准直器变成准直光射入偏振分束器，将准直后的S偏振光垂直出射，进入第一保偏光纤准直器进行耦合后进入光纤，从第一端口输出。

进一步地，所述偏振反射模块包含1/4玻片和反射镜两部分。

进一步地，所述偏振反射模块包含法拉第旋转镜和反射镜两部分。

进一步地，第一光纤连接器、第二光纤连接器、第三光纤连接器均为APC光纤连接器，且APC光纤连接器的端面成斜八度。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明专利提供一种保偏光纤环形器，较现有的使用多个双折射晶体、法拉第旋转镜、1/2玻片、准直器等光器件保偏光纤环形器而言，具有结构简单，成本低的优点。

附图说明

图1是本发明实施例结构框图和光路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

参考图1，图1是本发明实施例结构框图和光路图。

本发明的实施例，一种保偏光纤环形器，包括：第一端口、第二端口、第三端口、第一光纤连接器、第二光纤连接器、第三光纤连接器、第一保偏光纤准直器、第二保偏光纤准直器、第三保偏光纤准直器、线阵分束器(PBS)、偏振反射模块。

偏振反射模块包含1/4玻片和反射镜两部分，P偏振光垂直射入1/4玻片，且光的偏振方向和玻片的光轴面成45度角。

偏振反射模块也可以使用法拉第旋转镜和反射镜两部分替代。

第一光纤连接器、第二光纤连接器、第三光纤连接器均为APC光纤连接器，且APC光纤连接器的端面成斜八度，其作用是为了减少反射光，保证器件回波损耗。

第一保偏光纤准直器尾端连接第一光纤连接器，第二保偏光纤准直器尾端连接第二光纤连接器，第三保偏光纤准直器尾端连接第三光纤连接器。

第一端口位于第一光纤连接器处，第二端口位于第二光纤连接器处，第三端位于第三光纤连接器处。

保偏光纤准直器的作用是将输入光进行准直，一般使用G-lens单模光纤准直器，插入损耗≤0.3dB，工作距离20mm。

偏振分束器的作用是将偏振无关的入射光，分束为两路正交偏振光P偏振光和S偏振光。消光比Tp：Ts＞1000(即绝大部分光为Tp偏振光)，Tp透过率＞95％，Ts反射率＞99.5％。当入射光为P偏振光时，入射光水平出射，当入射光为S偏振光时，入射光成90°垂直出射。

1/4玻片的作用是当线偏振光垂直入射1/4玻片，并且光的偏振方向和玻片的光轴面成θ角，出射后成椭圆偏振光，特别当θ＝45°时，出射光为圆偏振光。本实施例中，θ为45°，即出射光为圆偏振光。当圆偏振光垂直入射1/4玻片，并且光的偏振方向和玻片的光轴面成45°角时，出射后圆偏振光变成线偏振光。

本实施例中，反射镜为介质膜反射镜，Tp反射率＞99％，Ts反射率＞99％。

1/4玻片和反射镜组合使用的作用在于：P偏振光经过与其夹角成45°的1/4玻片，变成圆偏振光，1/4玻片具有互易性，正向传输和反向传输时偏振态的旋转方向相反，因此经过反射镜后，变成方向相反圆偏振光，再经过1/4玻片，变成与入射光正交的S线偏振光，S偏振光经过偏振分束器后，进入第二端口。

参考图1，图1是本发明实施例结构框图和光路图。

本实施例中，从第一端口至第二端口的光路为：入射P偏振光从第一端口射入，经第一保偏光纤准直器变成准直光射入偏振分束器，将准直后的P偏振光水平出射，经过偏振反射模块，将P偏振光转换成S偏振光。当偏振反射模块使用法拉第旋转镜和反射镜两部分时，准直后经偏振分束器水平出射的P偏振光经过法拉第旋转镜，P偏振光的偏振方向旋转45°，经过反射镜反射后，再次进入法拉第旋转镜，P偏振光的偏振方向再次旋转45°，即变为S偏振光；当偏振反射模块使用1/4玻片和反射镜两部分两部分时，准直后经偏振分束器水平出射的P偏振光经过1/4玻片，P偏振光变成圆偏振光，再经反射镜反射成方向相反圆偏振光，方向相反圆偏振光再次入射1/4玻片变成S偏振光。转换的S偏振光经过偏振分束器后射出，在第二保偏光纤准直器进行耦合进入光纤，从第二端口输出。

本实施例中，从第二端口至第三端口的光路为：入射P偏振光从第二端口射入，经第二保偏光纤准直器变成准直光射入偏振分束器，将准直后的P偏振光水平出射，在第三保偏光纤准直器进行耦合后进入光纤，从第三端口输出。

本实施例中，从第三端口至第一端口的光路为：入射S偏振光从第三端口射入，经第三保偏光纤准直器变成准直光射入偏振分束器，将准直后的S偏振光垂直出射，在第一保偏光纤准直器进行耦合后进入光纤，从第一端口输出。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对本发明实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。