CN1334930A - 多端口的光纤光隔离器 - Google Patents

Abstract

一种多端口隔离器,为多对光纤(202,204;222,224)之间提供光隔离,使光能从各对光纤的第一光纤(202,204)传送至第二光纤(222,224),但不能从第二光纤到第一光纤。该多端口隔离器有第一和第二耦合模块(200,220),与不同光纤进行光耦合,还有位于耦合模块之间的隔离器模块(410),以阻止光从一对光纤的第二光纤通向第一光纤。每一耦合模块(200,220)包括两个聚焦单元(206,208;226,228),两个聚焦单元的排列,要使第一聚焦单元(206,226)引导光束与模块光轴相交,并使第二聚焦单元(226,228)把来自第一聚焦单元的各光束平行化。该隔离器包括一Faraday旋转器(414),介于两个双折射板(412,416)之间。

Description

多端口的光纤光隔离器

本发明一般针对光纤装置，更具体说，是针对有多端口的光纤光隔离器。

用光纤在两点之间引导光束有许多应用。光纤经过开发，已具有低损耗、低色散、保偏等性质，还能起放大器的作用。因此，光纤系统有广阔的应用，例如用在光通信中。

光纤光束传输的诸多重要优点之一，就是能把光束封闭起来在终端点之间引导，但这也是一种限制。在光纤系统的应用中，或在光纤系统的开发中，起重要作用的许多光部件，并没有以基于光纤的形式实现，在光纤中光束是被波导引导的。与此相反，这些光部件是以块形式实现的，在块形式中，光必须在其中自由传播。该种部件的一个例子是光隔离器。因而，在光纤系统中包括块光隔离器，必然使光纤系统中有一段，其中光束路径是在空间自由传播的，而不是在光纤内被引导的。

自由空间传播通常要求来自每根光纤的光束必须准直，并在自由空间传播段，必须沿所用块部件的轴引导。一般的做法是，在输入光纤处必须放一准直透镜，把输入光准直，还要在输出光纤处放一聚焦透镜，把自由传播的光聚焦，送进输出光纤。自由空间传播段置于该两个透镜之间。引入自由空间传播段，要求准直透镜和聚焦透镜每一个都对准各自的光纤，并且还要求聚焦透镜准确对准准直透镜的准直光束路径。即使不考虑光纤的数目，相应各对准直与聚焦透镜的对准，依旧是十分艰巨的。因此，当多根光纤要求多个准直和聚焦透镜对准多个隔离器时，对准过程变得更复杂和耗时。

此外，各准直和聚焦透镜与每根光纤都必须有横向支撑。每一光纤/透镜组件要求的横向支承设施，增加了总的横截面，从而导致巨大的系统。

因此，需要一种在光纤系统中引入自由空间传播段的改进的办法，使该自由空间传播段更易于对准和更紧凑。此外，还需要能处理多个输入的紧凑的隔离器。

本发明一般涉及一种多端口隔离器，该隔离器在多对光纤之间提供光隔离，使光能从一对光纤的第一光纤传送至第二光纤，但不会从第二光纤到第一光纤。多端口隔离器有耦合不同光纤的光的第一和第二耦合模块，在该两耦合模块之间还有隔离器模块。

多端口隔离器的一个实施例，包括可与多根光纤耦合的第一和第二耦合模块，以接收来自光纤的光束。每一耦合模块包括位于模块光轴上的第一聚焦单元，该聚焦单元有选定的第一聚焦率，引导光束与模块光轴相交，还有第二聚焦单元，沿模块光轴与第一聚焦单元相隔一单元间分开距离。第二聚焦单元放在能接收第一聚焦单元光束的位置，且有第二聚焦率。选定单元间分开距离，使从第一聚焦单元接收的各光束平行化。

隔离器模块放在两个耦合模块之间。来自第一耦合模块的至少一束平行化光束的第一光束路径，按向前方向通过该隔离器模块，并把光耦合进第二耦合模块的平行化光束的第二光束路径。还有，沿向着第一耦合模块的第二光束路径返回的第二耦合模块的光，被隔离器模块阻止沿第一光束路径返回第一耦合模块。

上面对本发明的概括，不是企图说明本发明每一个举出的实施例或各种实施办法。后面的图及详细说明更具体地阐明这些实施例。

结合附图考察后面本发明各个实施例的详细说明后，可以对本发明有更完整的了解，附图有：

图1A和1B按照本发明画出多光束耦合模块的不同实施例；

图2A按照本发明的一个实施例，画出一对多光束耦合模块，可以与多根光纤一起使用，产生自由空间传播区；

图2B画出图2A举出的例子的一个实用实施例；

图3A-3C画出耦合模块的各种不同配置，以适应不同光几何结构的块光部件；

图4A和4B画出一种按照本发明一个实施例的隔离器组件；

图5A和5B示意画出图4A和4B实施例中的前向和反向传播的光束；

图6A和6B画出在图4A和4B隔离器的输入表面上，前向和反向光束的两维排列。

虽然本发明可改变为各种变型和另外的形式，但本发明的性能已经用举例方式在附图示明，并且还要详细说明。但是应该指出，其用意不是把本发明限制于说明的特定实施例。相反，如在后面 书所规定的，本发明的精神和范围内的一切变型，等价装置，和另外的形式，都被本发明涵盖。

本发明能用于光纤系统，并相信特别适合于把自由空间传播段引入光纤系统。这里给出的办法比常规系统更易于对准和更紧凑。

本发明的系统是基于使用一种耦合模块，该耦合模块从许多输入光纤接收输入，并产生一组自由传播的、平行的光束。这一步称为平行化操作。该耦合模块易于对准，且只包括两个透镜。只有两个透镜的耦合模块，可用于把大量光纤的输出平行化。该耦合模块在本发明人的美国专利申请中有说明，序号为No.09/181,145，标题为“MultiplePort，Fiber Optic Coupling Devie”，1998年10月27日提交，这里引用，供参考。

该耦合模块还能以反向方式使用，即接收许多平行的、自由传播的光束，并把这些光束聚焦，送进许多输出光纤。这一步称为消平行化操作。

因为各耦合模块既能用于平行化操作，也能用于消平行化操作，所以在两个耦合模块之间能构造有一自由空间传播区的自由空间耦合单元。第一耦合模块使从一组光纤输入的光平行化，产生平行光束，通过自由空间传播区传播。第二耦合模块把光消平行化，送进第二组光纤。类似地，对以相反方向通过该光纤系统传送的光，第二耦合模块使从第二组光纤接收的光平行化，在自由空间传播段沿平行的光束路径自由传播。第一耦合模块把光消平行化，送进第一组光纤。

耦合模块100示意画在图1A，图上画出来自两根输入光纤102与104的光束的光路。在图中用两根光纤，是为了下面解释的清晰和简明。本发明不限于图示的两根输入光纤，而可以用于更多光纤。

耦合模块100包括两个透镜，第一透镜106和第二透镜108，置于光轴110上。分别来自光纤102和104的光路112和114，通过第一透镜106，并被引导在标记C的位置上与光轴110相交。假如光纤102和104的输出被调整至与光轴110平行，那么位置C离开第一透镜106的距离等于第一透镜的焦距f1。与轴110相交后，光束路径112和114传播至第二透镜108，后者的位置离开第一透镜106的距离是“d”。假如第二透镜的焦距是f2，则距离d近似等于f1＋f2。通过第二透镜108的传输之后，光束路径112和114平行于光轴110传播。

虽然图上画出的光束路径112和114在两个透镜106和108之间是准直的，但这并不是必要条件。在两个透镜106和108之间光束路径112和114的准直性，与光束从光纤102和104输出时的发散度、第一透镜106与光纤102和104的距离、以及第一透镜的焦距有关。

通过第二透镜108的传输之后，光束路径112和114会聚，分别在虚线标出的平面BB中产生束腰116和118。平面BB与第二透镜108的分开距离，与进入第一透镜106的光束的发散度、和光纤102和104的两个输出面之间分开距离有关。分开距离d设为近似等于f1＋f2，以便第二透镜108保持平行的输出，且不宜用作调整量。

每一束腰116和118形成光纤102和104输出面的各自的像。耦合模块100把光纤102和104在虚线标记的输入平面AA上的输出面的像，中继在像平面BB上，是本发明的重要特征。在平面BB上形成的像可以是放大的像。

第一和第二透镜可以是不同类型的透镜，例如，可以是球面或非球面的透镜，也可以是双凸、平凸、或凹凸透镜。透镜类型的选取，依赖于特定的系统和可接受的像差级别，后者转换为光损耗。

另一个实施例的耦合模块150画在图1B。耦合模块150接收两根输入光纤152和154的输出。耦合模块150包括沿光轴160对准的第一和第二透镜156和158。第一透镜156是梯度折射率(GRIN)透镜，因为其桶状和平坦的光学表面垂直于透镜光轴，是一种常常与光纤结合使用的透镜。GRIN透镜156可以有任何合适的梯度，把光束路径162和164偏转，与轴160相交。如果该GRIN透镜是四分一梯度透镜，那么，GRIN透镜的输出面157位于交点C上。假如GRIN透镜156的梯度小于0.25，例如在0.18-0.23范围，交点C位于输出面157之外。同样，假如GRIN透镜156的梯度大于0.25，则交点C位于GRIN透镜156之内。

第二透镜158可以是平凸非球面透镜，其平面表面159指向交点C，以降低像差效应。

耦合模块150把输入平面的像中继在像平面BB上。像平面BB也可以称为共轭平面。假如光纤152和154与GRIN透镜156对接，则输入平面与GRIN透镜156的输入面155重合。

可以应用耦合模块100与150，把从许多光纤接收的输入，传送至非光纤部件或系统。例如，耦合模块100与150可用于把光纤阵列的光纤输出，耦合至检测器阵列中相应的检测器。耦合模块100与150还可以用于把自由空间输入的多个光束，耦合进光纤阵列。例如，在密集波分复用(DWDM)信号消复用的一种办法中，单个的被复用的光束被弯曲的衍射光栅衍射。被光栅分离的不同波长分量，可以用该耦合模块耦合进许多光纤，每根光纤对应于一个波长分量。

图2A画出一种自由空间装置，该装置用两个相对的耦合模块，在光纤系统内产生自由空间传播区。两个耦合模块200和220沿同一光轴210排列，虽然如下面所指出，不一定非如此排列不可。

第一耦合模块200从输入光纤202和204接收输入光。第一耦合模块200有第一GRIN透镜206和第二非球面透镜208。如上所述，也可以用其他类型的透镜。光束路径212和214被第一透镜206引导，与光轴210相交，又被第二透镜208平行化，与光轴210平行。此外，光束路径212和214在像平面BB上会聚成束腰216和218。换言之，第一耦合模块200把输入平面的像，即输入光纤202和204出射面所在平面上的像，中继在BB的像平面上。

第二耦合模块220与光纤222和224耦合。第二耦合模块220有第一GRIN透镜226和第二非球面透镜228。如上所述，也可以用其他类型的透镜。光束路径232和234被第一透镜226引导，与光轴210相交，又被第二透镜228平行化，与光轴210平行。此外，光束路径232和234在像平面BB上会聚成束腰236和238。换言之，耦合模块220把它的输入平面的像，即输入光纤222和224出射面所在平面上的像，中继在BB的像平面上。

当两根第一光纤202和222的束腰216和236并置在平面BB上时，由互逆性，光纤202出射面的像被聚焦在对应的光纤222的出射面上，而光纤222出射面的像被聚焦在光纤202的出射面上。类似地，光纤204出射面的像被聚焦在光纤224的出射面上，反之亦然。

利用该系统，光从每根光纤被耦合出来，通过两个耦合模块200和220之间的自由空间区240传播，复又被导入自由空间区另一侧的相应光纤。块光部件242可以放在两个耦合模块200和220之间，对通过自由空间区240传播的光束进行操作。如前所述，块光部件是不以光纤形式实现的部件，并且可以是光开关或光开关阵列、空间光调制器、隔离器、环行器、滤波器、或某些其他块光部件。耦合模块200和220的分开距离可以调整，以补偿经块光部件242传播的光路长度，使各耦合模块200与220的共轭平面仍保持重合。

在一个特定的实施例中，耦合模块200与220做成完全一样。换言之，第一透镜206与226有相同的焦距f1(在GRIN透镜的情形，是有相同的梯度)，第二透镜208与228有相同的焦距f2，并且每个耦合模块内，第一和第二透镜之间的单元间分开距离d，也是相同的。当第一和第二耦合模块相同时，所提供的优点是，聚焦进入第二组光纤的光束的大小，与第一组光纤发射的光束大小相同，反之亦然。该种对称安排提供的另一个优点是，可以简化制作和组装过程。

假如各耦合模块200和220所成的像，在同一像平面BB上不重合时，从一组光纤到另一组光纤的光耦合效率可能降低。还有，显而易见，为了使光功率从第一组光纤有效地传递至第二组光纤，或反过来，那么，每组光纤的几何排列应与另一组光纤一致。例如，假如耦合模块200与220完全相同，并从一光纤组到另一光纤组产生对称的成像，那么，一根光纤，如光纤202相对于光轴的横向位移和方位角位置，应与它对应的光纤，如光纤222相同，这是很重要的。但是，并不要求耦合模块200与220完全相同。

不一定要求各光纤按一维图形与耦合模块耦合。各光纤也可以按两维图形耦合。以阵列为例，不同光纤间分开距离可以是规则的，也可以是不规则的。一般说，在系统两侧对应的光纤，相对于光轴放置，以便相互发射和接收光。因此，假如与耦合模块相关的一组光纤被排列成例如4×4阵列，那么，与另一耦合模块相关的一组对应的光纤也排列成4×4阵列。在每阵列中光纤的间隔可以不同，依赖于各耦合模块200和220的光学性质。显而易见，虽然在一组光纤中的光纤可以方便地环绕光轴以对称方式排列，但对称的排列不是必要条件，可以把光纤不对称地环绕光轴排列。此外，不要求系统两测的光纤一一对应，也不要求只能有一光束从一耦合模块耦合进另一耦合模块。

自由空间装置另一个实施例示于图2B。该光耦合模块与示于图2A的相同，但在装置每侧耦合了四根光纤，而不是两根。此外，为了简化，只画出光纤组之间的光路轨迹，而不是画出光束的宽度。每根光纤可以看作一个能向该装置输入和输出的端口。从图可见，在装置左侧的端口202A有一光路与装置右侧的端口222A耦合。同样，装置左侧的端口202B、202C、和202D有光路与装置右侧对应的端口222B、222C、222D耦合。图上画出的装置还包括固定的部件，把光部件固定在各自适当的相对位置上。虽然画出的固定部件是圆柱形的，但这不能认为是对本发明的限制。

端口202A-202D上的光纤，与GRIN透镜206的输入面205对接。这些光纤用固定在第一固定环254内的夹头252固定。端口202A-202D上的光纤穿过夹头252的小孔256，并用例如环氧树脂或其他适当粘合剂，与夹头一起固定在合适的位置上。夹头252与GRIN透镜206也可以用环氧树脂或其他适当粘合剂，固定在第一固定环254内适当的位置上。端口202A-202D上的光纤末端与GRIN透镜206的输入面，可以抛光成小角度，例如8°，还可以镀抗反膜，以降低返回的反射。

耦合模块200由固定在模块环258之内的第一固定环254组件及第二透镜208构成。第一固定环254和第二透镜208也可以用环氧树脂粘在适当位置上，或用任何其他合适的方法固定，如另一种粘合剂或焊剂。装配时，第二透镜208固定在模块环258内，然后把第一固定环放进模块环258内。调整GRIN透镜206与第二透镜208之间分开距离，直至在第二透镜外各光束路径平行为止。确保各光束路径平行的一种方法，是在调整GRIN透镜206与第二透镜208单元间分开距离的同时，测量被一反射镜向后反射进每一光纤的光量。在相同的单元间分开距离下，当各光纤中向后反射光的电平被最佳化时，自由空间的光束即被认为平行。然后，用环氧树脂、粘合剂、焊剂、或某种其他适当方法，把第一固定环254固定在被认为产生平行光束的位置上。

然后，把被块光部件242分开的两个全同的模块200与220，放进外套筒260中。调整模块200与220间的相对取向，以及模块间的分开距离，使模块200与220间达到最大的光耦合。如上所述，当第一模块200的像平面与第二模块220的像平面重合时，即达到最佳的模块间分开距离。然后，把模块200与220固定在外套筒260中最佳的相对取向和模块间分开距离的位置上。模块200与220的固定，可以用环氧树脂、粘合剂、焊剂、或任何其他适当的方法。

块光部件242可以如说明那样放进外套筒260内，也可以在某一模块插入外套筒260之前，固定在该模块上。

诸如上述的组件那样的部件，通常在提供给用户时都带有光纤尾纤，以便例如用熔接法、用连接器、或某些其他合适方式，与光纤系统耦合。因此，光纤202A-202D和222A-222D，可以是能迅速安装至整个组件270上的光纤的尾纤。但是，这不是对该装置的一种限制，光纤系统的光纤可以直接耦合至自由空间耦合装置270的第一聚焦单元。

该种组件可以非常紧凑。在本发明的某些实施例中，GRIN透镜206和226的长度可以是几毫米，而第二透镜的焦距在约2-10mm范围。因此，该装置在GRIN透镜之间的总长度，可以在8-40mm或差不多的范围。

显然，在制作自由空间耦合装置时，可以采用其他方法装配耦合模块和固定模块，本发明不受这里举出的那些方法的限制。例如，耦合模块可以分开地用可调节的支承，固定在一工作台的顶部，以提供必要的自由度，供校准各耦合模块平行光束路径之用。

图3A-3C画出自由空间耦合装置的不同的实施例。在图3A和3B的实施例中，每个耦合模块的光轴，不与其他耦合模块的光轴重合。在图3A画出的实施例中，一耦合模块的光轴相对于另一模块光轴平移。各耦合模块300与320仅以示意的形式画出。第一耦合模块有两根输入光纤302和304，产生两个平行于第一模块300光轴310的输出光束312和314。同样，第二耦合模块320有两根输入光纤322和324和两个平行于第二模块320光轴330的光束路径332和334。

块光部件342置于两耦合模块300和320之间的自由空间340之内。块光部件342使通过其中的光束平移，但不改变传播方向。因此，沿光束路径312输入块光部件342的光束，沿路径334输出，反之亦然。同样，沿路径314输入的光束，沿路径334输出，反之亦然。所以，使通过的光束偏移的块光学单元342，适合使用该自由空间装置，在该装置上，模块光轴310和330间的偏移，等于块光部件对通过的光束在空间上的平移。

在图3B的实施例中，耦合模块300和320与图3A的相同。但是，在本实施例中，块光学单元392使通过的光束偏转一角度θ，例如使光束反射离开反射镜391。为了适应该种情况，光轴310和330以相对角度θ放置。因此，来自第一耦合模块300的光束路径312被块光学单元392重新引导后，它的路径与来自第二耦合模块320的光束路径332重合但反平行。

在图3C的实施例中，块光学单元380包括部分反射的表面382，该部分反射表面可以使所有通过的光束都部分地反射，也可以只有某些通过的光束被全部反射。图示反射镜382是部分地反射所有通过的光束。第一耦合模块300有输入光纤302和304，并产生相应的平行化光束312和314。光束312的一部分透过反射镜382，成为光束332，并耦合进第二耦合模块320。光束312的反射部分被反射镜382引导，作为光束372进入第三耦合模块360。同样，光束314的一部分透过反射镜382，成为光束334，并耦合进第二耦合模块320。光束314的反射部分被反射镜382引导，作为光束374进入第三耦合模块360。然后，光束332、334、372、和374在耦合模块320和360内，被耦合进相应的光纤322、324、362、和364。显然，光可以沿反方向从第二和第三耦合模块320和360，耦合进第一耦合模块300。在本实施例中，所有三个耦合模块300、320、和360的共轭平面最好重合，以便保持高效地从一模块耦合至另一模块。

显然，也可以采用别的配置，例如把第四耦合模块添加到图3C实施例的T型配置中，建立X型配置的耦合器。此外，添加的耦合模块可以用若干个部分反射镜级联而成，使从单个模块来的光被耦合进数个其他模块之内。

本发明的一种特殊实施例画在图4A和4B，图上分别画出隔离器组件400的顶视图和侧视图。隔离器组件400包括两个耦合模块200和220，以及一隔离器模块410。隔离器模块使用了构成隔离器的光学单元。经光纤202和204从图的左侧进入组件400的光，通过隔离器组件400到达输出光纤222和224。该隔离器阻止光沿反方向通过组件400。

图4A和4B画出在组件400的每一侧，有八根光纤与之耦合。耦合至第一耦合模块200上部的一行光纤202的各光纤，记以202A、202B、202C、和202D。同样，耦合至第二模块上部的一行光纤222的各光纤，记以222A、222B、222C、和222D。图4A画出的光束路径212和214有非零的宽度，而画在图4B的光束路径只画成射线。在所示实施例中，隔离器模块410包括第一双折射板412、Faraday旋转器414、和第二双折射板416。

图4A对沿向右行进方向传播、从第一耦合模块200到第二耦合模块的光，画出其通过隔离器模块的光路420和422。第一和第二双折射板412和414的晶轴，相互相对地旋转，同时，调节Faraday旋转器，使光的偏振旋转45°。通过第一双折射板412向着第二耦合模块220传播的光，作为寻常光线沿第一光路420(实线)传播。通过第一双折射板412沿第二光路422(虚线)传播的光，作为非常光线。第二光路422在第一双折射板412出射时，相对于第一光路420发生位移。

第一和第二光路420和422通过Faraday旋转器414，在Faraday旋转器414上，沿每条路径传播的光的偏振，被沿第一方向旋转45°。顺着传播方向看去，第一旋转方向可以是顺时针的，也可以是反时针的。第二双折射板416的晶轴相对于第一双折射板412的晶轴旋转，使沿第一光束路径420传播的光，作为非常光线进入第二双折射板416。因此，第一光路420向着第二光路422偏折。沿第二光路422传播的光，作为寻常光线进入第二双折射板416。第一和第二光路420和422在第二双折射板416的输出表面418上重新结合，然后，继续沿路径234到达第二耦合模块220。

通过隔离器模块400的前向光路，示意地画在图5A，图上画出向前传播的光束的光束路径214、第一和第二光束路径420和422、以及耦合进第二耦合模块220的路径234。还画出沿光束路径212向前传播的光束，该光束进入第一双折射板412的点离开光束路径214一段距离“s1”。作为寻常光线通过第一双折射板412传播的光的路径，以路径426表示，而作为非常光线通过第一双折射板412传播的光的路径，则以路径428表示。路径426和428在第一双折射板412的输出表面418上结合。

通过隔离器模块410的反向光路，画在图5B。在这里，光从右侧沿光束路径232和234，进入隔离器模块410。作为寻常光线进入第二双折射板416的光，沿第一路径442传播，而作为非常光线进入的光，则沿第二路径444传播。第一和第二路径442和444上的光的偏振方向，被Faraday旋转器414沿第二方向旋转约45°，该第二方向与第一旋转方向相反。注意，旋转方向是对顺着传播方向看去的观察者而测定的。例如，如果向前传播的光的偏振方向按顺时针方向旋转45°，那么，向后传播的光的偏振方向则按反时针方向旋转45°。结果，作为寻常光线通过第二双折射板416的光，也作为寻常光线通过第一双折射板412，并沿不同于从左侧进入的光的路径214离开第一双折射板。此外，作为非常光线沿路径444通过第二双折射板416传播的光，也作为非常光线沿路径446通过第一双折射板412传播，该光也沿不同于路径214的路径离开第一双折射板。因此，光沿向右行进方向通过隔离器模块410，从路径214到路径234。但是，光不能沿向左行进方向通过，从路径234到路径214，所以，隔离器模块410有效地把隔离器模块410左侧的分量与隔离器模块410右侧的分量隔离。

对来自光束路径232向左行进的光，画出第二组光束路径。作为沿路径446的寻常光线的光，沿向左行进方向从光束路径232进入第二双折射板416，而作为非常光线进入的光，则沿路径448。不论是路径446还是路径448，都不会耦合到输入路径212。

单个隔离器模块410可用作多个光束路径如212和214的隔离器。此外，隔离器模块410可有效地与排列成两维图形通过组件400的多个光束路径一起使用。但是，应小心避免向左行进的光束路径上的光，又向后耦合进向右行进的光束路径。这一点要求前向传播的光束间分开距离s1应大于分开距离s2，即向右行进光束与和它相关的向左行进光束之间的分开距离，例如路径212与路径448的分开距离。

向该种隔离器输入的光束，可按图6A排列。隔离器模块410的输入面610，被画成许多以带十字的圆表示的不同光束612进入面610。每一进入的光束612有两个伴随的出射光束614，每个以带点的圆表示。出射光束614与相关的进入光束612在空间上的分开距离为s2。当进入的光束612按照一个进入光束在另一个进入光束612之上的图形排列时，为了避免把出射光束614沿与进入光束612相同的路径馈送，分开距离s1最好大于s2。为了在输入面610上更紧凑地装填进入光束612，可以如图6B所示，把进入光束612错开排列。

这里提供的说明不想对隔离器模块的类型加以限制。许多其他不同的隔离器模块类型都适用于本发明。可供本发明使用的另一种隔离器模块的一个例子，是以隔离器设计为基础，带有双折射光楔的，该例子在美国专利No.4,547,478中说明，在此引用该专利，以供参考。在该专利中，隔离器的基础是利用补偿楔形双折射板，该隔离器能有效地利用通过双折射板的光束路径，这些双折射板被安排成具有相同的通过光楔的路径长度。

本发明能使单个隔离器模块对多个光束路径提供隔离功能，而不要求对每一光束路径提供单个隔离器模块。因此，本发明能降低光纤系统中隔离器的数量，并以小型的设备为多个光束路径提供隔离。

如上面所指出，本发明能用于光纤系统，并确信特别适用于为多光纤的光纤系统提供隔离能力。因此，不能认为本发明只局限于上面说明的特定例子，如后面的权利要求书所明确指出，应理解为覆盖本发明的所有方面。本领域熟练人员显然明白，存在适用于本发明的各种变化、等价处理方法、和许多结构，在阅读本说明书的基础上，均可用之导出本发明。权利要求书的本意是要涵盖这类变化和装置。

Claims (10)

1.一种与多根光纤耦合的隔离器系统，包括：

第一和第二耦合模块，可与多根光纤耦合，接收其上的光束，每个耦合模块包括：

第一聚焦单元，置于模块光轴上，具有选定的第一聚焦率，以便引导光束与模块光轴相交，和

第二聚焦单元，沿模块光轴与第一聚焦单元相隔一单元间分开距离，并放在能接收第一聚焦单元的光束的位置，该第二聚焦单元有第二聚焦率，选定该单元间分开距离，以便把从第一聚焦单元接收的各光束平行化；

和

隔离器模块，置于该两个耦合模块之间；

其中来自第一耦合模块平行化的至少一束光束的第一光束路径，按向前方向通过隔离器模块，并把光耦合进第二耦合模块平行化的第二光束路径，而从第二耦合模块沿第二光束路径反向通向第一耦合模块的光，则被该隔离器模块阻止沿第一光束路径反向通向第一耦合模块。

2.按照权利要求1的系统，还包括第一和第二多根尾光纤，分别与第一和第二耦合模块连接，并能与多根光纤耦合。

3.按照权利要求1的系统，其中第一耦合模块的模块光轴，与第二光轴的模块光轴平行，但有相对位移。

4.按照权利要求1的系统，其中每个耦合模块有各自离开第二聚焦单元一个像距的共轭平面，该像距由第一聚焦率、第二聚焦率、和单元间分开距离决定。

5.按照权利要求4的系统，其中每个耦合模块中的像距，近似等于相应的第二聚焦单元的焦距。

6.按照权利要求4的系统，其中第一和第二耦合模块的两个第二聚焦单元分开的距离，等于第一和第二耦合模块的像距之和。

7.按照权利要求1的系统，其中第一耦合模块的第一聚焦率、第二聚焦率、和单元间分开距离，基本上分别等于第二耦合模块的第一聚焦率、第二聚焦率、和单元间分开距离。

8.按照权利要求1的系统，其中第一和第二耦合模块之间的模块间分开距离，基本上等于第一和第二耦合模块的两个第二聚焦单元焦距之和。

9.按照权利要求1的系统，其中的隔离器模块，包括第一和第二双折射单元及位于第一和第二双折射单元间的Faraday旋转器。

10.按照权利要求9的系统，其中第一双折射单元要能把从第一耦合模块进来的光束，分解为正交偏振的第一和第二光束，Faraday旋转器把该第一和第二光束的偏振旋转，而第二双折射单元要能把该第一和第二光束结合成一输出光束，耦合至第二耦合模块。

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