[实用新型]一种新型的小型偏振光合束器

说明书

技术领域

本新型涉及一种光通讯中使用的偏振光合束器(PolarizationBeam Combiner，以下简称PBC)，特别涉及一种插损性能良好的小型偏振光合束器。

背景技术

数据通讯业务的爆破性发展使得现有通讯容量和带宽日渐枯竭，DWDM的下一步发展目标就是进一步扩展带宽。目前拉曼放大器是唯一一种可实现全波段(1270nm-1670nm)放大的光纤放大器，而且任何一种光纤都可作为它的放大媒介。将喇曼放大器与EDFA组合起来并用多波长泵浦时可得到132nm甚至更宽带宽的光放大器，而单纯用掺饵光纤放大器EDFA时的放大区域为(1530~1565)nm的35nm带宽，可见运用喇曼放大器后将大大加宽放大区域，从而可以获得更大的传输容量。实现喇曼放大器的关键是高的泵浦功率，这时就要用到偏振光合束器。利用这种偏振光合束器可以将从两个泵浦激光器出来的光合成一束，其功率为单个泵浦源输出光功率的两倍。以此合束光作为泵浦功率对喇曼放大器进行泵浦。而且当用多波长泵浦时可以在宽波段内获得平坦增益。目前国内外有很多种设计是基于这种偏振光合束器的。

在通常的设计中，合束部分往往是有两片晶体协同完成的。图1所示就是一种最常见的偏振光合束器的设计方案：两束线偏光从双光纤准直器出来后以一定的角度入射合束晶体，经过两个YVO₄楔角片的双折射作用后合成一束，并通过单光纤准直器耦合进出纤输出。

这种设计的偏振光合束器对晶体的楔角、光轴精度以及准直器的设计提出了很高的要求，角度不易匹配，做成产品的一致性较差，而且插损偏大。

发明内容

本新型的目的是设计一种插损性能良好的小型偏振光合束器，为了达到此目的在结构上采用了把合束元件放进准直器内部，以减小尺寸优化性能，具体结构是：

采用一个保偏双光纤头，用来提供入射线偏光；

采用一片双折射晶体YVO₄；它的使用是将两束平行入射的入射线偏光合成一束；

在双折射晶体YVO₄厚片的入射光面固定有一片很薄的补偿片，用来保证两束光能同时被自聚焦透镜所准直；

采用一个自聚焦透镜，用来准直合束光；

采用一个普通单光纤准直器，用来耦合接收输出的高功率光。

其中保偏双光纤头与补偿片、YVO₄晶体以及自聚焦透镜固定在同一玻璃套筒内，且YVO₄晶体和补偿片的两端面分别带有8°楔角面，并位于保偏双光纤头与自聚焦透镜之间，在自聚焦透镜出光端面有一普通单光纤准直器，在套筒与单光纤准直器之间固定有金属桥，在与YVO₄晶体两端面相对应处的保偏双光纤头和自聚焦透镜也分别有8°楔角，各组成元件的通光面上都镀有相应于工作波长的增透膜。

本新型采用如上结构，不但可以缩小整个器件的尺寸，更重要的是使得最后器件的封装更为简单、稳定和可靠，大大优化了PBC的性能，是一种插损性能良好的小型偏振光合束器。

附图说明

图1是常见偏振光合束器的方案原理图。

图2是本偏振光合束器结构示意图的正视图。

图3是本偏振光合束器结构示意图的俯视图。

图4是两种结构的双芯光纤头垂直型(a)和平行型(b)。

图5是保偏双光纤头。

图6是偏振光合束器的装配图。

具体实施方式

从原理上讲，本实用新型是根据光在双折射晶体中的双折射性质来进行合束的，其中用到了保偏双光纤头以简化结构，并且把合束元件放入准直器内部，减小了偏振光合束器的尺寸，并使得最后器件的封装更加简单和可靠，对降低PBC的插损有很大帮助。

图2中，从保偏双光纤头出来时两束光的中心光线间距约为纤芯直径大小，这一距离决定了YVO₄晶体的厚度d，对于本实用新型中所用的光轴与通光面成48°夹角的YVO₄来晶体来说，晶体长度与两束光距离的比约为10∶1。