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专利名称:光学元件的制作方法
本发明与光学元件有关,特别与光学开关有关,但不仅限于此。
本发明的一个方面是提供一个光学元件,它具有一段保持光偏振不变的光学纤维,及用于向光纤发射激励信号并因此在光纤中感生双折射的装置,感生双折射的量随激励信号强度而改变,其中所用的向光纤发射的偏振信号依赖于感生双折射而改变。
本发明的另一方面是提供一种控制偏振光信号的方法,它包括向一段保持光偏振不变的光学纤维发射偏振信号,利用向光纤发射激励信号从而在光纤中感生双折射,借助改变激励信号强度来改变感生双折射量,传输的偏振信号根据感生双折射的效果而变化。
就已提出的光学开关来说,可通过在两段光纤端部间的空隙设置一电光部件而简单制成。依靠加在该电光材料上的电场来改变该材料的透明度,从而使透射入一段光纤的一个光信号在极端条件下可由另一段光纤接收或拒绝,即可使该光信号接通或判断。
然而,我们已发现通过在光学上引起克尔效应(电光效应),可以实现对在单光纤元件中光信号的开、关。
另一方面,一般说来光学纤维会使一个光信号的偏振面旋转,但也有的光学纤维能保持向其里面发射的光信号的偏振面不变,比如,具有椭圆形芯的光学纤维。如果除了向一般保持光偏振不变的光纤发射一个波长为
λS的光信号以外,同时还向该段光纤发射另一波长为λP的光信号(激励信号),然而改变激励信号强度,则感生双折射量也相应地改变。这样,偏振信号根据感生双折射效果而改变透射程度,在极端条件下完全地通过或阻断,即接通或关断。
作为对我们同时递交悬而未决的专利申请第号(序号第号)(K、C、Byron-5)和第号(序号第号)(K、C、Byron-6)所讨论的,有赖于激励信号功率,信号波长λS和λP的间隔,以及借助受激喇曼发射对波长为λS的信号的光学放大,在一个对长度、损耗及材料均适当设计的光纤放大器是可以达到的。这里要求波长λS与一个或多个始自波长λP的斯托克斯频移相对应。因此可装设一个光学元件,该元件中通过光学上引起克尔效应实现对信号的开关,当该元件接通时,通过受激喇曼发射可实现对光信号的放大。
如上所述由光学开关的简单通-断可以做成光学逻辑元件。比如,两个这样的开关串连起来可以组成一个“与”门,每个开关有各自的激励信号,如果相应的激励信号强度使两个相应的开关都处于“导通”(ON)状态,那么传入两开关中第一个(开关)的某一光信号只会再从两开关中的第二个(开关)传出。
其他光学元件也可以这种光学元件为基础而实现。例如,通过适当地控制激励信号强度可作成一种光学脉冲发生器。
权利要求
,其特征在于该元件具有一段保持光偏振不变的光学纤维和用于向该光学纤维发射激励信号,并由此使其感生双折射的装置;感生双折射量随激励信号强度而改变,其中所用的向该光纤发射的偏振信号依赖于感生双折射而改变。
,其特征在于第一个激励信号的强度相当于通过该光学纤维的偏振信号的接通值,而第二个激励信号的强度相当于通过该光学纤维的偏振信号的关断值。
,其特征在于其中光学纤维是这样的一段;偏振信号的波长相当于始自激励信号波长的一个或多个斯托克斯频移,传输时也将这一偏振信号放大。
,其特征在于该光学元件与另一个这样的元件串连起来,每一所述元件有各自的激励信号,从而构成一种光学的“与”门。
,其特征是其实质上如权项1所述。
,其特征是该方法为向一段保持光偏振不变的光学纤维发射偏
振信号,向光学纤维发射一激励信号以便在其中感生双折射,利用改变激励信号强度使感生双折射量变化,所传输的偏振信号根据感生双折射的效果而变化。
,其特征是其中第一激励信号强度相当于通过光学纤维的偏振信号的接通值,而第二激励信号强度相当于通过该光学纤维的偏振信号的关断值。
专利摘要
一种光学元件由一段保持光偏振不变的光学纤维和为在该光纤内感生双折射而向其发射激励信号的装置组成。双折射量随激励信号强度而改变。当向该光纤发射一偏振信号时,通过感生双折射使该信号起变化。在极端状态下此元件起开关作用,允许或阻止传输的偏振信号通过光纤。此光纤与信号波长可以使传输过的偏振信号得到放大(增益)。两个串连的光学开关可组成一个光学“与”门。