專利名稱：基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光環(huán)行器，適用于光纖通信、激光器、光器件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著光信息領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，各類有源或是無源光器件也都不斷涌現(xiàn)，而且性能越來越好，價格越來越低。在對光信號進行處理的過程中會用到這樣ー種多端ロ的無源光器件，光信號從某一端ロ輸入，只能從相鄰的某一端ロ輸出，使得光信號在其中不具有可逆性，能夠滿足這種要求的光器件被稱作光環(huán)行器。最常見的光環(huán)行器有三端口和四端ロ的類型，其中四端ロ光環(huán)行器中光信號傳輸方向為I — 2、2 — 3、3 — 4、4 — 1，通常的三端ロ環(huán)行器只是將4端ロ懸空，所以實現(xiàn)的功能為I — 2、2 — 3，從3端ロ輸入的光信號不從任何ー個端ロ輸出傳統(tǒng)的光環(huán)行器的工作原理是基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易性。主要利用旋光晶體的法拉第效應。對于沿I — 2、2 — 3、3 -4,4-1方向入射的信號光，通過雙折射晶體將光信號中偏振態(tài)不同的光信號分解成兩束偏振態(tài)互相垂直的光信號，分別經(jīng)過波片與旋光晶體對光信號進行處理，最后再經(jīng)過雙折射晶體將兩束處理后的光信號合束成一束光信號從輸出端輸出，而相反方向入射的光信號也會經(jīng)過同樣的處理，所不同之處在于最后ー級的雙折射晶體對前期處理的光信號不進行合束處理，而是將其輸出方向偏轉(zhuǎn)，使其無法沿I — 2、2 — 3、3 -4,4-1的反方向輸出，實現(xiàn)了光環(huán)行器所要求的功能。為了實現(xiàn)與光纖的耦合，還需要微型透鏡的聚光作用，將光纖導入的光信號耦合入環(huán)行器中的晶體，同樣需要微型透鏡將晶體中處理后的光信號耦合入光纖輸出。由于傳統(tǒng)光環(huán)行器的上述結(jié)構(gòu)，使得其正反向的隔離度很高。但從其結(jié)構(gòu)中也很容易看出其缺點也十分明顯首先，磁光晶體的加工難度大，成本高，而且體積也很大，微型透鏡的引入也使正向的損耗增加，而且微型透鏡同樣面臨加工難度大，成本高，以及體積無法做的很小的難題。多級光學元件的串聯(lián)導致光的損耗加大，表現(xiàn)在整個環(huán)行器的插入損耗無法進ー步降低。在如今對光器件的需求量越來越大的情況下，任何器件的結(jié)構(gòu)、成本、體積等的因素都有可能成為進一歩推行全光通信的瓶頸。尤其在逐步走向光集成、光器件智能化等的光信息領(lǐng)域，傳統(tǒng)光環(huán)行器的結(jié)構(gòu)龐大、復雜、效率低、成本高亟需解決。相比結(jié)構(gòu)復雜的傳統(tǒng)光環(huán)行器，全光纖化的光環(huán)行器結(jié)構(gòu)成為ー個新的亮點，以光纖為基質(zhì)的器件成本低，體積和重量都大大減小，并且由于基于全光纖的結(jié)構(gòu)，與光纖的低損耗接入成為可能。中國專利申請200610010065. X中涉及ー種全光纖的環(huán)行器結(jié)構(gòu)，但由于其中涉及光纖不同模式之間的耦合，無法完全在基模條件下進行。由于光纖中存在高階模的時候，基模必然存在，只對其中的高階模有能量轉(zhuǎn)移作用，使得耦合的效率受到限制，甚至完全達不到反向光隔離的目的。因此，目前的光環(huán)行器面臨的問題是結(jié)構(gòu)復雜、體積大、制作難度大、成本高、插入損耗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是目前的光環(huán)行器面臨結(jié)構(gòu)復雜、體積大、制作難度大、成本高、插入損耗大的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案為基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，該環(huán)行器包括第一至第N光敏光纖，第一至第N光纖，在第一至第N光敏光纖上用紫外光分別刻寫的第一至第N閃耀光纖光柵。第一光敏光纖和第一光纖處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第一閃耀光纖光柵的成柵面與第一光敏光纖成e角度，與第一光敏光纖和第一光纖所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°或45° < 0 <90°。所謂成柵面即為光纖光柵中折射率調(diào)制區(qū)域內(nèi)相同折射率的一系列平面，這些平面相互平行。所謂邊沿，即第一至第N光敏光纖和第一至第N光纖的最外層。第二光敏光纖和第二光纖處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第二閃耀光纖光柵的成柵面與第二光敏光纖成9角度，與第二光敏光纖和第二光纖所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45° 或 45° < 0 <90°。第三光敏光纖和第三光纖處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第三閃耀光纖光柵的成柵面與第三光敏光纖成e角度，與第三光敏光纖和第三光纖所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45° 或 45° < 0 <90°。第N光敏光纖和第N光纖處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第N閃耀光纖光柵的成柵面與第N光敏光纖成0角度，與第N光敏光纖和第N光纖所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45° 或 45° < 0 <90°。第一光纖的一端為該環(huán)行器的I端ロ，另一端與第二光敏光纖連接，第二光纖的一端為該環(huán)行器的2端ロ，另一端與第三光敏光纖連接，第三光纖的一端為該環(huán)行器的3端ロ，......，第N光纖的一端為該環(huán)行器的N端ロ，另一端與第一光敏光纖連接。其中決定第一光纖與第二光敏光纖的連接端選擇的條件為從I端ロ輸入的光信號在通過第二閃耀光纖光柵后被耦合到2端ロ輸出。其中決定第二光纖與第三光敏光纖的連接端選擇的條件為從2端ロ輸入的光信號在通過第三閃耀光纖光柵后被耦合到3端ロ輸出。依此類推。N≥3，且為整數(shù)。所述的h 滿足0 < h < 10cm。從該環(huán)行器的I端ロ輸入的光信號通過第二閃耀光纖光柵將光信號稱合入第二光纖，從2端ロ輸出；從2端ロ輸入的光信號，通過第三閃耀光纖光柵將光信號耦合入第三
光纖,從3端ロ輸出；......；從N端ロ輸入的光信號,通過第一閃耀光纖光柵將光信號f禹合
入第一光纖，從I端ロ輸出。所述的第一至第N光敏光纖對紫外光有光敏性，第一至第N光敏光纖和第一至第N光纖均置于空氣、水、折射率小于等于光纖包層折射率的折射率匹配液或石英晶體中。所述的第一至第N閃耀光纖光柵為Bragg閃耀光纖光柵、長周期閃耀光纖光柵、取樣閃耀光纖光柵或啁啾閃耀光纖光柵。Bragg閃耀光纖光柵、長周期閃耀光纖光柵、取樣閃耀光纖光柵和啁啾閃耀光纖光柵與傳統(tǒng)Bragg光纖光柵、長周期光纖光柵、取樣光纖光柵或啁啾光纖光柵的區(qū)別僅在于Bragg閃耀光纖光柵、長周期閃耀光纖光柵、取樣閃耀光纖光柵和啁啾閃耀光纖光柵的成柵面與光纖成9角度。Bragg閃耀光纖光柵的折射率調(diào)制周期小于I微米、長周期閃耀光纖光柵的折射率調(diào)制周期大于I微米。本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果相比傳統(tǒng)基于旋光晶體和透鏡的光環(huán)行器，本發(fā)明以全光纖為基質(zhì)，成本低，各部分組件的制作技術(shù)成熟，全光纖結(jié)構(gòu)使得可以與光纖鏈路低損耗的熔接。依靠閃耀光纖光柵的能量耦合，可以將任意模式的纖芯能量低損耗地轉(zhuǎn)移到相鄰的纖芯，使得該準環(huán)行器的插入損耗大大降低；整個環(huán)行器的主要結(jié)構(gòu)即為光纖，體積和重量相比傳統(tǒng)環(huán)行器都大大減小。端ロ按需求任意擴充，只是線性的疊加，結(jié)構(gòu)簡單，并不隨著端ロ的增多而變得復雜。


圖I為0° < 0 <45°的N個端ロ的基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器。圖2為0° < 0 <45°的三個端ロ的基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器。圖3為0° < 0 <45°的八個端ロ的基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器。圖4為45° < 0 <90°的三個端ロ的基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器。圖5 為O。< 0 1 <45。、45。< 0 2 < 90。、0。< 0 3 < 45。的三個端ロ 的基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器。圖6為圖5的左視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進ー步描述。實施方式一基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，如圖I，該環(huán)行器包括第一至第N光敏光纖51、
52、53、......、5N,第一至第N光纖61、62、63、......、6N,在第一至第N光敏光纖51、52、
53、……、5N上用紫外光分別刻寫的第一至第N閃耀光纖光柵41、42、43、……、4N。第一光敏光纖51和第一光纖61處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第一閃耀光纖光柵41的成柵面與第一光敏光纖51成0角度，與第一光敏光纖51和第一光纖61所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。第二光敏光纖52和第二光纖62處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第ニ閃耀光纖光柵42的成柵面與第二光敏光纖52成0角度，與第二光敏光纖52和第二光纖62所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。第三光敏光纖53和第三光纖63處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第三閃耀光纖光柵43的成柵面與第三光敏光纖53成0角度，與第三光敏光 纖53和第三光纖63所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。......第N光敏光纖5N和第N光纖6N處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第N閃耀光纖光柵4N的成柵面與第N光敏光纖5N成0角度，與第N光敏光纖5N和第N光纖6N所在的平面垂直，并滿足O。< 0 <45°。第一光纖61的一端為該環(huán)行器的I端ロ I，另一端與第二光敏光纖52連接,第二光纖62的一端為該環(huán)行器的2端ロ 2,另一端與第三光敏光纖53連接,第三光纖63的一端
為該環(huán)行器的3端ロ 3,......,第N光纖6N的一端為該環(huán)行器的N端ロ N,另一端與第一光
敏光纖51連接。其中決定第一光纖61與第二光敏光纖52的連接端選擇的條件為從I端ロ I輸入的光信號在通過第二閃耀光纖光柵42后被稱合到2端ロ 2輸出。其中決定第二光纖62與第三光敏光纖53的連接端選擇的條件為從2端ロ 2輸入的光信號在通過第三閃耀光纖光柵43后被稱合到3端ロ 3輸出。
依此類推。N彡3，且為整數(shù)。所述的h 滿足0 < h < 10cm。從該環(huán)行器的I端ロ I輸入的光信號通過第二閃耀光纖光柵42將光信號稱合入第二光纖62,從2端ロ 2輸出；從2端ロ 2輸入的光信號,通過第三閃耀光纖光柵43將光
信號I禹合入第三光纖63,從3端ロ 3輸出；......；從N端ロ N輸入的光信號,通過第一閃耀
光纖光柵41將光信號稱合入第一光纖61,從I端ロ I輸出。所述的第一至第N光敏光纖51、52、53、……、5N對紫外光有光敏性，第一至第N
光敏光纖51、52、53、......、5N和第一至第N光纖61、62、63、......、6N均置于空氣、水、折射
率小于等于光纖包層折射率的折射率匹配液或石英晶體中。所述的第一至第N閃耀光纖光柵41、42、43、……、4N為Bragg閃耀光纖光柵或啁啾閃耀光纖光柵。實施方式ニ基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，如圖2,該環(huán)行器包括第一至第三光敏光纖51、52、53,第一至第三光纖61、62、63，在第一至第三光敏光纖51、52、53上用紫外光分別刻寫的第一至第三閃耀光纖光柵41、42、43。第一光敏光纖51和第一光纖61處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第一閃耀光纖光柵41的成柵面與第一光敏光纖51成0角度，與第一光敏光纖51和第一光纖61所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。第二光敏光纖52和第二光纖62處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第ニ閃耀光纖光柵42的成柵面與第二光敏光纖52成0角度，與第二光敏光纖52和第二光纖62所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。第三光敏光纖53和第三光纖63處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第三閃耀光纖光柵43的成柵面與第三光敏光纖53成0角度，與第三光敏光纖53和第三光纖63所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。第一光纖61的一端為該環(huán)行器的I端ロ I，另一端與第二光敏光纖52連接,第二光纖62的一端為該環(huán)行器的2端ロ 2,另一端與第三光敏光纖53連接,第三光纖63的一端為該環(huán)行器的3端ロ 3,另一端與第一光敏光纖51連接。其中決定第一光纖61與第二光敏光纖52的連接端選擇的條件為從I端ロ I輸入的光信號在通過第二閃耀光纖光柵42后被稱合到2端ロ 2輸出。
其中決定第二光纖62與第三光敏光纖53的連接端選擇的條件為從2端ロ 2輸入的光信號在通過第三閃耀光纖光柵43后被稱合到3端ロ 3輸出。其中決定第三光纖63與第一光敏光纖51的連接端選擇的條件為從3端ロ 3輸入的光信號在通過第一閃耀光纖光柵41后被稱合到I端ロ I輸出。所述的h 滿足0 < h < 10cm從該環(huán)行器的I端ロ I輸入的光信號通過第二閃耀光纖光柵42將光信號稱合入第二光纖62,從2端ロ 2輸出；從2端ロ 2輸入的光信號,通過第三閃耀光纖光柵43將光信號稱合入第三光纖63,從3端ロ 3輸出；從3端ロ 3輸入的光信號,通過第一閃耀光纖光柵41將光信號稱合入第一光纖61,從I端ロ I輸出。所述的第一至第三光敏光纖51、52、53對紫外光有光敏性，第一至第三光敏光纖
51、52、53和第一至第三光纖61、62、63均置于空氣中。所述的第一至第三閃耀光纖光柵41、42、43為啁啾閃耀光纖光柵，啁啾閃耀光纖光柵的設置使得該環(huán)行器工作于超寬帶的導通與隔離狀態(tài)。實施方式三基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，如圖3,該環(huán)行器包括第一至第八光敏光纖51、
52、53、54、55、56、57、58,第一至第八光纖61、62、63、64、65、66、67、68，在第一至第八光敏光纖51、52、53、54、55、56、57、58上用紫外光分別刻寫的第一至第八閃耀光纖光柵41、42、43、44、45、46、47、48。第一光敏光纖51和第一光纖61處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第一閃耀光纖光柵41的成柵面與第一光敏光纖51成0角度，與第一光敏光纖51和第一光纖61所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。第二光敏光纖52和第二光纖62處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第ニ閃耀光纖光柵42的成柵面與第二光敏光纖52成0角度，與第二光敏光纖52和第二光纖62所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。第三光敏光纖53和第三光纖63處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第三閃耀光纖光柵43的成柵面與第三光敏光纖53成0角度，與第三光敏光纖53和第三光纖63所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。第四光敏光纖54和第四光纖64處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第四閃耀光纖光柵44的成柵面與第四光敏光纖54成0角度，與第四光敏光纖54和第四光纖64所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。第五光敏光纖55和第五光纖65處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第五閃耀光纖光柵45的成柵面與第五光敏光纖55成0角度，與第五光敏光纖55和第五光纖65所在的平面垂直,并滿足0° く 0 <45°。第六光敏光纖56和第六光纖66處于同一平面內(nèi)平行放置,邊沿最近距離為h,第六閃耀光纖光柵46的成柵面與第六光敏光纖56成0角度，與第六光敏光纖56和第六光纖66所在的平面垂直,并滿足0° く 0 <45°。第七光敏光纖57和第七光纖67處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第七閃耀光纖光柵47的成柵面與第七光敏光纖57成0角度，與第七光敏光纖57和第七光纖67所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。
第八光敏光纖58和第八光纖68處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第八閃耀光纖光柵48的成柵面與第八光敏光纖58成0角度，與第八光敏光纖58和第八光纖68所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°。第一光纖61的一端為該環(huán)行器的I端ロ I，另一端與第二光敏光纖52連接,第二光纖62的一端為該環(huán)行器的2端ロ 2,另一端與第三光敏光纖53連接,第三光纖63的一端為該環(huán)行器的3端ロ 3，另一端與第四光敏光纖54連接，第四光纖64的一端為該環(huán)行器的4端ロ 4,另一端與第五光敏光纖55連接,第五光纖66的一端為該環(huán)行器的5端ロ 5,另ー端與第六光敏光纖56連接,第六光纖66的一端為該環(huán)行器的6端ロ 6,另一端與第七光敏光纖57連接,第七光纖67的一端為該環(huán)行器的7端ロ 7,另一端與第八光敏光纖58連接，第八光纖68的一端為該環(huán)行器的8端ロ 8,另一端與第一光敏光纖51連接。其中決定第一光纖61與第二光敏光纖52的連接端選擇的條件為從I端ロ I輸入的光信號在通過第二閃耀光纖光柵42后被稱合到2端ロ 2輸出。其中決定第二光纖62與第三光敏光纖53的連接端選擇的條件為從2端ロ 2輸 入的光信號在通過第三閃耀光纖光柵43后被稱合到3端ロ 3輸出。依此類推。所述的h 滿足0 < h < 10cm。從該環(huán)行器的I端ロ I輸入的光信號通過第二閃耀光纖光柵42將光信號稱合入第二光纖62,從2端ロ 2輸出；從2端ロ 2輸入的光信號,通過第三閃耀光纖光柵43將光信號率禹合入第三光纖63,從3端ロ 3輸出；從3端ロ 3輸入的光信號,通過第四閃耀光纖光柵44將光信號f禹合入第四光纖64,從4端ロ 4輸出；從4端ロ 4輸入的光信號,通過第五閃耀光纖光柵45將光信號稱合入第五光纖65,從5端ロ 5輸出；從5端ロ 5輸入的光信號,通過第六閃耀光纖光柵46將光信號稱合入第六光纖66,從6端ロ 6輸出；從6端ロ 6輸入的光信號，通過第七閃耀光纖光柵47將光信號耦合入第七光纖67，從7端ロ 7輸出；從7端ロ 7輸入的光信號,通過第八閃耀光纖光柵48將光信號稱合入第八光纖68,從8端ロ 8輸出；從8端ロ 8輸入的光信號,通過第一閃耀光纖光柵41將光信號稱合入第一光纖61,從I端ロ I輸出。所述的第一至第八光敏光纖51、52、53、54、55、56、57、58對紫外光有光敏性，第一至第八光敏光纖 51、52、53、54、55、56、57、58 和第一至第八光纖 61、62、63、64、65、66、67、68
均置于水中。所述的第一至第八閃耀光纖光柵41、42、43、44、45、46、47、48為長周期閃耀光纖光柵，即折射率調(diào)制周期大于I微米。實施方式四基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，如圖4,該環(huán)行器包括第一至第三光敏光纖51、
52、53，第一至第三光纖61、62、63，在第一至第三光敏光纖51、52、53上用紫外光分別刻寫的第一至第三閃耀光纖光柵41、42、43。第一光敏光纖51和第一光纖61處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第一閃耀光纖光柵41的成柵面與第一光敏光纖51成0角度，與第一光敏光纖51和第一光纖61所在的平面垂直，并滿足45° < 0 <90°。第二光敏光纖52和第二光纖62處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第ニ閃耀光纖光柵42的成柵面與第二光敏光纖52成0角度，與第二光敏光纖52和第二光纖62所在的平面垂直，并滿足45° < 0 <90°。第三光敏光纖53和第三光纖63處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第三閃耀光纖光柵43的成柵面與第三光敏光纖53成0角度，與第三光敏光纖53和第三光纖63所在的平面垂直，并滿足45° < 0 <90°。第一光纖61的一端為該環(huán)行器的I端ロ I，另一端與第二光敏光纖52連接,第二光纖62的一端為該環(huán)行器的2端ロ 2,另一端與第三光敏光纖53連接,第三光纖63的一端為該環(huán)行器的3端ロ 3,另一端與第一光敏光纖51連接。其中決定第一光纖61與第二光敏光纖52的連接端選擇的條件為從I端ロ I輸入的光信號在通過第二閃耀光纖光柵42后被稱合到2端ロ 2輸出。其中決定第二光纖62與第三光敏光纖53的連接端選擇的條件為從2端ロ 2輸入的光信號在通過第三閃耀光纖光柵43后被稱合到3端ロ 3輸出。 其中決定第三光纖63與第一光敏光纖51的連接端選擇的條件為從3端ロ 3輸入的光信號在通過第一閃耀光纖光柵41后被稱合到I端ロ I輸出。所述的h 滿足0 < h < 10cm。從該環(huán)行器的I端ロ I輸入的光信號通過第二閃耀光纖光柵42將光信號稱合入第二光纖62,從2端ロ 2輸出；從2端ロ 2輸入的光信號,通過第三閃耀光纖光柵43將光信號稱合入第三光纖63,從3端ロ 3輸出；從3端ロ 3輸入的光信號,通過第一閃耀光纖光柵41將光信號稱合入第一光纖61,從I端ロ I輸出。所述的第一至第三光敏光纖51、52、53對紫外光有光敏性，第一至第三光敏光纖51、52、53和第一至第三光纖61、62、63均置于折射率小于等于光纖包層折射率的折射率匹配液或石英晶體中。所述的第一至第三閃耀光纖光柵41、42、43為Bragg閃耀光纖光柵，即折射率調(diào)制周期小于I微米。實施方式五基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，如圖5、6，該環(huán)行器包括第一至第三光敏光纖51、52、53，第一至第三光纖61、62、63，在第一至第三光敏光纖51、52、53上用紫外光分別刻寫的第一至第三閃耀光纖光柵41、42、43。第一光敏光纖51和第一光纖61處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第一閃耀光纖光柵41的成柵面與第一光敏光纖51成0 i角度，與第一光敏光纖51和第一光纖61所在的平面垂直，并滿足0° < 0 < 45°。第二光敏光纖52和第二光纖62處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第ニ閃耀光纖光柵42的成柵面與第二光敏光纖52成0 2角度,與第二光敏光纖52和第二光纖62所在的平面垂直，并滿足45° < 02<90°。第三光敏光纖53和第三光纖63處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第三閃耀光纖光柵43的成柵面與第三光敏光纖53成0 3角度，與第三光敏光纖53和第三光纖63所在的平面垂直，并滿足0° く 03<45°。第一光纖61的一端為該環(huán)行器的I端ロ I，另一端與第二光敏光纖52連接,第二光纖62的一端為該環(huán)行器的2端ロ 2,另一端與第三光敏光纖53連接,第三光纖63的一端為該環(huán)行器的3端ロ 3,另一端與第一光敏光纖51連接。其中決定第一光纖61與第二光敏光纖52的連接端選擇的條件為從I端ロ I輸入的光信號在通過第二閃耀光纖光柵42后被稱合到2端ロ 2輸出。其中決定第二光纖62與第三光敏光纖53的連接端選擇的條件為從2端ロ 2輸入的光信號在通過第三閃耀光纖光柵43后被稱合到3端ロ 3輸出。其中決定第三光纖63與第一光敏光纖51的連接端選擇的條件為從3端ロ 3輸入的光信號在通過第一閃耀光纖光柵41后被稱合到I端ロ I輸出。所述的h 滿足0 < h < 10cm。從該環(huán)行器的I端ロ I輸入的光信號通過第二閃耀光纖光柵42將光信號稱合入第二光纖62,從2端ロ 2輸出；從2端ロ 2輸入的光信號,通過第三閃耀光纖光柵43將光信號稱合入第三光纖63,從3端ロ 3輸出；從3端ロ 3輸入的光信號,通過第一閃耀光纖光 柵41將光信號稱合入第一光纖61,從I端ロ I輸出。所述的第一至第三光敏光纖51、52、53對紫外光有光敏性，第一至第三光敏光纖51、52、53和第一至第三光纖61、62、63均置于折射率小于等于光纖包層折射率的石英晶體中。所述的第一至第三閃耀光纖光柵41、42、43為取樣閃耀光纖光柵。
權(quán)利要求
1.基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，其特征在于該環(huán)行器包括第一至第N光敏光纖(51、52、53、......、5N),第一至第 N 光纖(61、62、63、......、6N),在第一至第 N 光敏光纖(51、52、53、……、5N)上用紫外光分別刻寫的第一至第N閃耀光纖光柵(41、42、43、……、4N)； 第一光敏光纖(51)和第一光纖￠1)處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第一閃耀光纖光柵(41)的成柵面與第一光敏光纖(51)成0角度，與第一光敏光纖(51)和第一光纖(61)所在的平面垂直，并滿足O。< 0 <45°或45° < 0 <90° ; 第二光敏光纖(52)和第二光纖￠2)處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第ニ閃耀光纖光柵(42)的成柵面與第二光敏光纖(52)成0角度，與第二光敏光纖(52)和第二光纖(62)所在的平面垂直，并滿足O。< 0 <45。或45。< 0 <90。； 第三光敏光纖(53)和第三光纖￠3)處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第三閃耀光纖光柵(43)的成柵面與第三光敏光纖(53)成0角度，與第三光敏光纖(53)和第三光纖(63)所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°或45° < 0 <90° ; 第N光敏光纖(5N)和第N光纖^N)處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第N閃耀光纖光柵(4N)的成柵面與第N光敏光纖(5N)成0角度，與第N光敏光纖(5N)和第N光纖(6N)所在的平面垂直，并滿足0° < 0 <45°或45° < 0 < 90° ;第一光纖(61)的一端為該環(huán)行器的I端ロ(I)，另一端與第二光敏光纖(52)連接,第ニ光纖(62)的一端為該環(huán)行器的2端ロ(2),另一端與第三光敏光纖(53)連接,第三光纖(63)的一端為該環(huán)行器的3端ロ(3),......，第N光纖(6N)的一端為該環(huán)行器的N端ロ(N)，另一端與第一光敏光纖(51)連接； 其中決定第一光纖￠1)與第二光敏光纖(52)的連接端選擇的條件為從I端ロ(I)輸入的光信號在通過第二閃耀光纖光柵(42)后被I禹合到2端ロ(2)輸出； 其中決定第二光纖￠2)與第三光敏光纖(53)的連接端選擇的條件為從2端ロ(2)輸入的光信號在通過第三閃耀光纖光柵(43)后被I禹合到3端ロ(3)輸出； 依此類推； N≥3，且為整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，其特征在于 所述的h滿足0 ≤ h ≤ 10cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，其特征在于從該環(huán)行器的I端ロ(I)輸入的光信號通過第二閃耀光纖光柵(42)將光信號耦合入第二光纖(62),從2端ロ(2)輸出；從2端ロ(2)輸入的光信號,通過第三閃耀光纖光柵(43)將光信號I禹合入第三光纖(63),從3端ロ(3)輸出；......；|N端ロ(N)輸入的光信號，通過第一閃耀光纖光柵(41)將光信號I禹合入第一光纖(61),從I端ロ(I)輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，其特征在于 所述的第一至第N光敏光纖(51、52、53、……、5N)對紫外光有光敏性，第一至第N光敏光纖(51、52、53、......、5N)和第一至第N光纖(61、62、63、......、6N)均置于空氣、水、折射率小于等于光纖包層折射率的折射率匹配液或石英晶體中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，其特征在于 所述的第一至第N閃耀光纖光柵(41、42、43、......、4N)為Bragg閃耀光纖光柵、長周期閃耀光纖光柵、取樣閃耀光纖光柵或啁啾閃耀光纖光柵。
全文摘要
基于閃耀光纖光柵的光纖環(huán)行器，涉及一種光環(huán)行器，適用于光纖通信領(lǐng)域。解決了目前的光環(huán)行器面臨結(jié)構(gòu)復雜、體積大、制作難度大、成本高、插入損耗大的問題。該環(huán)行器包括第一至第N光敏光纖(51、52、53、……、5N)，第一至第N光纖(61、62、63、……、6N)，在第一至第N光敏光纖(51、52、53、……、5N)上用紫外光分別刻寫的第一至第N閃耀光纖光柵(41、42、43、……、4N)；第一光敏光纖(51)和第一光纖(61)處于同一平面內(nèi)平行放置，邊沿最近距離為h，第一閃耀光纖光柵(41)的成柵面與第一光敏光纖(51)成0角度，第一光纖(61)的一端為該環(huán)行器的1端口(1)，另一端與第二光敏光纖(52)連接，以此類推。
文檔編號G02B6/26GK102621634SQ20121010398
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者寧提綱, 張嬋, 李晶, 油海東, 溫曉東, 王偉強, 裴麗, 陳宏堯 申請人:北京交通大學