專利名稱：一種全光纖隔離器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光隔離器，適用于光纖通信、激光器、光器件領域。
背景技術：
在通信系統(tǒng)中除了承擔信號傳輸?shù)墓饫w之外，更重要而且也更復雜的就是各類有源和無源光器件的應用。對于無源的光器 件，一般要求對信號有強的處理能力，并且低的插入損耗。經常會遇到這樣的情況，要求光信號正向導通，反向截止，能夠完成這一任務的無源光器件被稱為光隔離器。這種器件在光信號正向傳輸時以極低的損耗通過，反向傳輸損耗極大，達到光隔離的目的。傳統(tǒng)的光隔離器的工作原理是基于法拉第旋轉的非互易性。主要利用磁光晶體的法拉第效應。對于正向入射的信號光，通過起偏器后成為線偏振光，法拉第磁光晶體與外磁場一起使信號光的偏振方向右旋45° ,并恰好使低損耗通過與起偏器成45°放置的檢偏器。對于反向光，出檢偏器的線偏振光經過放置介質時，偏轉方向也右旋轉45° ,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。理論上正向光無損耗，反向光完全截止，但由于制作工藝的限制，不可能達到這樣理想的狀態(tài)，但其特性優(yōu)良正向插入損耗低，反向隔離度高，回波損耗高。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，在實用的隔離器中除了磁光晶體還需要耦合透鏡，其作用是將光纖與磁光晶體的光路連接起來，這種透鏡的制作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)在整個隔離器的插入損耗無法進一步降低。在如今對光器件的需求量越來越大的情況下，任何器件的結構、成本、體積等的因素都有可能成為進一步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域，傳統(tǒng)隔離器的結構龐大、復雜、效率低、成本高亟需解決。因此，目前的光隔離器面臨的問題是結構復雜、體積和重量大、制作難度大、成本聞。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是目前的光隔離器的結構復雜、體積和重量大、制作難度大、成本高。本發(fā)明的技術方案為—種全光纖隔離器，該隔離器包括單模光纖和漸變纖芯光纖。各部分的連接方式為單模光纖的一端與漸變纖芯光纖的較大纖芯的一端熔接。光信號從單模光纖另一端輸入為正向導通方向，從漸變纖芯光纖的較小纖芯的一端輸入為反向截止方向。所述的漸變纖芯光纖的制作方法為將與單模光纖參數(shù)一致的光纖置與高溫火焰中，置于火焰中的光纖長度為I mm 2 Cm，火焰溫度為1000 °C 1500 °C，持續(xù)時間為30s 20 min，然后沿加熱區(qū)域中間切斷后即得到兩根漸變纖芯光纖。
這樣制得的漸變纖芯光纖在加熱區(qū)域纖芯中鍺離子會向包層擴散，導致纖芯折射率變小，芯徑變大。將單模光纖彎曲成半徑為R的圓環(huán)，有效增加該隔離器的反向隔離度，其中R=2cm 10cm,圓環(huán)數(shù)量大于等于一個。將多級隔離器結構串聯(lián)以增加隔離度，包括單模光纖、第一至第N漸變纖芯光纖，其中N=2 100的整數(shù)。本發(fā)明和已有技術相比所具有的有益效果相比傳統(tǒng)基于磁光晶體和透鏡的光隔離器，本發(fā)明以全光纖為基質，成本低，所用到的技術包括光纖的擴芯和熔接，結構簡單，技術成熟。全光纖結構不僅使得可以與光纖鏈路低損耗的熔接，而且體積小、重量輕，利于集成。


圖I為全光纖隔離器。圖2為帶有彎曲圓環(huán)的全光纖隔離器。圖3為串聯(lián)結構的全光纖隔離器。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。實施方式一一種全光纖隔離器，如圖1，該隔離器包括單模光纖I和漸變纖芯光纖2。各部分的連接方式為單模光纖I的一端與漸變纖芯光纖2的較大纖芯的一端熔接。光信號從單模光纖I另一端輸入為正向導通方向，從漸變纖芯光纖2的較小纖芯的一端輸入為反向截止方向。所述的漸變纖芯光纖2的制作方法為將與單模光纖I參數(shù)一致的光纖置與高溫火焰中，置于火焰中的光纖長度為I mm 2 cm，火焰溫度為1000 °C 1500 °C，持續(xù)時間為30 s 20 min，然后沿加熱區(qū)域中間切斷后即得到兩根漸變纖芯光纖2。這樣制得的漸變纖芯光纖2在加熱區(qū)域纖芯中鍺離子會向包層擴散，導致纖芯折射率變小，芯徑變大。實施方式二一種全光纖隔離器，如圖2，與實施方式一的不同之處在于實施方式二中將單模光纖I彎曲成半徑為R的圓環(huán)，有效增加該隔離器的反向隔離度，其中R=2 cm 10 cm,圓環(huán)數(shù)量大于等于一個。實施方式三一種全光纖隔離器，如圖3，為了增大隔離器的隔離度，將實施方式一所述隔離器結構串聯(lián)形成如圖3所示的串聯(lián)式光隔離器結構。該隔離器包括單模光纖(I)和第一至第N漸變纖芯光纖(21、22、……、2N)。各部分的連接方式為單模光纖I的一端與第一漸變纖芯光纖21的較大纖芯的一端熔接；第一漸變纖芯光纖21的另一端與第二漸變纖芯光纖22的較大纖芯的一端熔接；……；光信號從單模光纖I另 一端輸入為正向導通方向，從第N漸變纖芯光纖2N的較小纖芯的一端輸入為反向截止方向。
權利要求
1.一種全光纖隔離器，其特征在于該隔離器包括單模光纖(I)和漸變纖芯光纖(2)； 各部分的連接方式為單模光纖(I)的一端與漸變纖芯光纖(2)的較大纖芯的一端熔接； 光信號從單模光纖(I)另一端輸入為正向導通方向，從漸變纖芯光纖(2)的較小纖芯的一端輸入為反向截止方向。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種全光纖隔離器，其特征在于 所述的漸變纖芯光纖(2)的制作方法為將與單模光纖(I)參數(shù)一致的光纖置與高溫火焰中，置于火焰中的光纖長度為I mm 2 cm，火焰溫度為1000 V 1500 °C，持續(xù)時間為30 s 20 min，然后沿加熱區(qū)域中間切斷后即得到兩根漸變纖芯光纖(2); 這樣制得的漸變纖芯光纖(2)在加熱區(qū)域纖芯中鍺離子會向包層擴散，導致纖芯折射率變小，芯徑變大。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種全光纖隔離器，其特征在于 將單模光纖(I)彎曲成半徑為R的圓環(huán)，有效增加該隔離器的反向隔離度，其中R=2cm 10 cm,圓環(huán)數(shù)量大于等于一個。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種全光纖隔離器，其特征在于 將多級隔離器結構串聯(lián)以增加隔離度，包括單模光纖(I)、第一至第N漸變纖芯光纖(21、22、......、2N)，其中 N=2 100 的整數(shù)。
全文摘要
一種全光纖隔離器，涉及一種光隔離器，適用于光通信領域。解決了目前光隔離器目前的光隔離器的結構復雜、體積和重量大、制作難度大、成本高的問題。該隔離器包括單模光纖(1)和漸變纖芯光纖(2)；單模光纖(1)的一端與漸變纖芯光纖(2)的較大纖芯的一端熔接；光信號從單模光纖(1)另一端輸入為正向導通方向，從漸變纖芯光纖(2)的較小纖芯的一端輸入為反向截止方向。所述的漸變纖芯光纖(2)的制作方法為將與單模光纖(1)參數(shù)一致的光纖置與高溫火焰中，置于火焰中的光纖長度為1mm～2cm，火焰溫度為1000 ℃～1500 ℃，持續(xù)時間為30s～20min，然后沿加熱區(qū)域中間切斷后即得到兩根漸變纖芯光纖(2)。
文檔編號G02B6/26GK102707384SQ201210219369
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權日2012年6月28日
發(fā)明者馮素春, 寧提綱, 溫曉東, 裴麗, 鄭晶晶 申請人:北京交通大學