專利名稱：多通道光隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬光學(xué)器件領(lǐng)域，特別是一種多通道光隔離器，主要應(yīng)用于激光技術(shù)及光纖通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光隔離器是一種單向?qū)ㄆ骷?，它只允許光由一個(gè)方向通過，用于保護(hù)激光器、光放大器等發(fā)光器件的工作不受回向光的干擾。光隔離器是一種雙端口器件，這兩個(gè)端口形成一個(gè)單向通道，我們稱其中的一個(gè)端口為導(dǎo)通端，另一個(gè)端口為截止端，當(dāng)光由導(dǎo)通端口輸入時(shí)，光幾乎毫無損失地由截止端口輸出；當(dāng)光由截止端口輸入時(shí)，在導(dǎo)通端口處幾乎沒有光輸出。光隔離器可分為透射式和反射式兩種類型，每一種類型中按光隔離能力的大小又有單級和多級之分。目前，透射式單級隔離器如美國專利4548478、4712880；透射式多級隔離器如美國專利6049425、6091866、5446578；反射式單級隔離器如美國專利5033830；反射式多級隔離器如美國專利6212305、6239900、6246518。為了降低光隔離器的制造成本，有人設(shè)計(jì)了多通道光隔離器，即采用與單通道雙端口器件幾乎相同的元器件制造多個(gè)獨(dú)立通道的雙端口光隔離器，如美國專利6075642、6275637、6317250、5956441、6061167、6088153。這些多通道隔離器主要采用微小光學(xué)部件，利用光束空間平行方式工作，即在物理空間中可以把這些多通道分解成完全獨(dú)立的單通道隔離器。以這種方式構(gòu)成的多通道隔離器，是通過減小單通道器件的物理尺寸來降低成本，成本的降低幅度不會太大。還有部分多通道光隔離器是利用光束空間交叉方式工作，即各通道光路在空間重疊，構(gòu)成隔離器的大部分部件可以共享，但這些已提出的方案有的實(shí)現(xiàn)困難，有的實(shí)現(xiàn)條件模糊，其實(shí)施的隔離器，光學(xué)特性差，無法實(shí)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種低成本多通道光隔離。它是利用光束在空間傳輸?shù)娜S特性，不僅采用空間平行工作方式，還采用空間交叉工作方式，用幾乎與原來制造單通道光隔離器相同的一組元器件即可制造出多通道光隔離器。因而可以大幅降低光隔離器件的成本。
本發(fā)明大量采用雙折射晶體平行平板和雙折射楔形鏡，這些器件對尋常光和非常光產(chǎn)生的作用不一樣。雙折射晶體平行平板的晶體光軸既不平行也不垂直于它的兩個(gè)平行工作表面的法線，通常稱雙折射晶體平行平板工作表面法線與其晶體光軸所決定的為走離平面，當(dāng)偏振方向垂直于走離平面的尋常光和偏振方向平行于走離平面的非常光通過雙折射晶體平行平板時(shí)，兩束光產(chǎn)生的平移量不同，通常將尋常光和非常光產(chǎn)生的相對平移量為走離量，相對平移方向?yàn)樽唠x方向，走離方向平行于走離平面，且與光的傳播方向垂直。雙折射楔形鏡中形成楔角的兩個(gè)工作表面法線位于同一平面，其晶體光軸一般與一個(gè)工作表面平行，雙折射楔形鏡使通過它的尋常光和非常光產(chǎn)生角偏轉(zhuǎn)量不同，偏轉(zhuǎn)光束所在平面與形成楔角的兩個(gè)工作表面法線確定的平面平行，通常稱形成楔角的兩個(gè)工作表面法線確定的平面為走離平面，稱尋常光和非常光的相對角偏轉(zhuǎn)量為角走離量，相對角偏移方向?yàn)榻亲唠x方向。在本說明書及權(quán)利要求書中，將以走離平面、走離量和走離方向來描述所采用的雙折射晶體器件。
本發(fā)明是按如下的方式來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的第一技術(shù)方案是本裝置包括一個(gè)殼體及沿光路依次固定設(shè)置在殼體內(nèi)的第一光纖組、第一光纖架、第一隔離體部件、第一準(zhǔn)直透鏡、第三隔離體部件、第二準(zhǔn)直透鏡、第二隔離體部件、第二光纖架、第二光纖組，第一、第二光纖組中光纖的數(shù)量相同，分別為隔離器的導(dǎo)通端口和截止端口。
本發(fā)明的第一技術(shù)方案的其它技術(shù)特征為第一光纖組中由第一光纖架固定的靠近第一隔離體的部分的所有光纖的中心軸平行，光纖組中所有光纖端面的法線平行；第二光纖組中由第二光纖架固定的靠近第二隔離體的部分的所有光纖的中心軸平行，光纖組中所有光纖端面的法線平行；第一、第二光纖組中光纖的相對分布相同，且一一對應(yīng)；所有光纖端面法線與光纖中心軸的夾角相同，在5到16度之間；第一、第二準(zhǔn)直透鏡的焦距相同，光軸重合，其相鄰焦面的一個(gè)通過第三隔離體部件成的像與另一個(gè)重合，準(zhǔn)直透鏡或者為非球面鏡，或者為梯度折射率透鏡；第一光纖架使第一光纖組的端面透過第一隔離體部件成的兩個(gè)透射像位于第一準(zhǔn)直透鏡的焦面附近；第二光纖架使第二光纖組的端面位于第一光纖組的端面透過第一隔離體部件、第一準(zhǔn)直透鏡、第三隔離體部件、第二準(zhǔn)直透鏡及第二隔離體部件成的像上，并使相應(yīng)光纖的端面滿足物像共軛關(guān)系。
第一隔離體部件、第二隔離體部件及第三隔離體部件組成的隔離體無偏振模色散，即通過隔離體的兩個(gè)互相垂直偏振分量所走的光程相等；第一、第二及第三隔離體部件組成的隔離體的設(shè)置方式為下列方案之一(1)隔離體包含有雙折射晶體平行平板1、90度非互易偏振旋轉(zhuǎn)器和雙折射晶體平行平板2，其中雙折射晶體平行平板1、2的走離平面平行于準(zhǔn)直透鏡光軸，走離方向相反，走離量相同；90度非互易偏振旋轉(zhuǎn)器由λ/2波片和45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器組成；雙折射晶體平行平板1位于第一隔離體的位置，雙折射晶體平行平板2位于第二隔離體的位置，組成90度非互易偏振旋轉(zhuǎn)器中的部件可以位于雙折射晶體平行平板1和第一準(zhǔn)直透鏡之間、第三隔離體的位置或第二準(zhǔn)直透鏡與雙折射晶體平行平板2之間；(2)隔離體包含有雙折射晶體平行平板11、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器1、雙折射晶體平行平板12、λ/2波片、雙折射晶體平行平板21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器2、雙折射晶體平行平板22，其中，前三個(gè)部件位于第一隔離體的位置，后三個(gè)部件位于第二隔離體的位置，λ/2波片可以位于雙折射晶體平行平板12和第一準(zhǔn)直透鏡之間、第三隔離體的位置或第二準(zhǔn)直透鏡與雙折射晶體平行平板21之間；雙折射晶體平行平板11和21的走離方向相同，雙折射晶體平行平板12和22的走離方向相同，雙折射晶體平行平板11和12的走離平面成45度角，所有雙折射晶體平行平板的走離量相等；(3)隔離體包含有雙折射晶體平行平板11、90度非互易旋轉(zhuǎn)器1、雙折射晶體平行平板12、雙折射晶體平行平板21、90度非互易旋轉(zhuǎn)器2、雙折射晶體平行平板22，其中，前三個(gè)部件位于第一隔離體的位置，后三個(gè)部件位于第二隔離體的位置；雙折射晶體平行平板11與12的走離方向相同，走離量相等；雙折射晶體平行平板21與22的走離方向相同，走離量相等；90度非互易旋轉(zhuǎn)器由45度法拉第旋轉(zhuǎn)器和λ/2波片組成。
本發(fā)明的第二技術(shù)方案是本裝置包括一個(gè)殼體及沿光路依次固定設(shè)置在殼體內(nèi)的第一光纖組、第一光纖架、第一準(zhǔn)直透鏡、第一隔離體部件、光束變換系統(tǒng)、第二隔離體部件、第二準(zhǔn)直透鏡、第二光纖架、第二光纖組，其中第一、第二光纖組中光纖的數(shù)量相同，分別為隔離器的導(dǎo)通端口和截止端口。
本發(fā)明的第二技術(shù)方案的其它技術(shù)特征為光束變換系統(tǒng)為下面的兩種方式之一(1)光束變換系統(tǒng)為透射式系統(tǒng)，由第一變換透鏡和第二變換透鏡組成，兩透鏡的焦距相同，光軸重合，相鄰焦面重合；(1)光束變換系統(tǒng)為反射式系統(tǒng)，由第一變換透鏡和反射鏡組成，反射鏡的法線與變換透鏡光軸平行，反射面與透鏡焦面重合。
第一光纖組中由第一光纖架固定的靠近第一隔離體的部分的所有光纖的中心軸平行，光纖組中所有光纖端面的法線平行；第二光纖組中由第二光纖架固定的靠近第二隔離體的部分的所有光纖的中心軸平行，光纖組中所有光纖端面的法線平行；第一、第二光纖組中光纖的相對分布相同，且一一對應(yīng)；所有光纖端面法線與光纖中心軸的夾角相同，在5到16度之間；第一、第二準(zhǔn)直透鏡焦距相同，它們使相鄰光纖組中所有光纖發(fā)出的光為平行光；光纖架使相應(yīng)光纖組中光纖的中心軸分布在一個(gè)圓柱面的中心軸和柱面限定的位置上，第一、第二光纖架上光纖中心軸分布圓柱面的半徑相同；第一、第二準(zhǔn)直透鏡為梯度折射率透鏡，它們的與光纖組相鄰端面的法線與透鏡光軸的夾角等于光纖端面法線與光纖中心軸的夾角；第一、第二準(zhǔn)直透鏡相對于由第一隔離體部件、光束變換系統(tǒng)及第二隔離體部件組成的系統(tǒng)滿足物像共軛關(guān)系，即第一、第二準(zhǔn)直透鏡光軸滿足物像共軛關(guān)系，第一、第二準(zhǔn)直透鏡主面滿足物像共軛關(guān)系，第一準(zhǔn)直透鏡的主面透過第一隔離體部件成的像位于光束變換系統(tǒng)的第一變換透鏡的焦面附近。
第一隔離體部件及第二隔離體部件組成的隔離體為無偏振模色散隔離體，即通過它們的平行光束中兩個(gè)互相垂直偏振分量所走的光程相等；第一隔離體部件及第二隔離體部件組成的隔離體適合于透射式光束變換系統(tǒng)，有下列實(shí)施方式(1)第一和第二隔離體部件組成單級隔離體，第一、第二隔離體部件或者從左至右依次由第一雙折射楔形鏡、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第二雙折射楔形鏡組成，或者為偏振色散補(bǔ)償鏡；兩個(gè)楔形鏡的走離平面平行，且平行于變換透鏡光軸，走離量相同，走離方向相反，兩個(gè)楔形鏡晶體光軸成45度角，夾角方向與法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同；偏振色散補(bǔ)償鏡在透鏡光軸方向上的厚度與兩楔型偏振分束鏡在透鏡光軸方向上的厚度之和相等；偏振色散補(bǔ)償鏡晶體光軸與相鄰的楔型偏振分束鏡的晶體光軸垂直；(2)第一和第二隔離體部件組成單級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、90度非互易旋轉(zhuǎn)器及第二偏振分束/合束鏡組成；90度非互易旋轉(zhuǎn)器由45度法拉第旋轉(zhuǎn)器和λ/2波片組成；第一偏振分束/合束鏡位于第一變換透鏡的左邊，第二偏振分束/合束鏡位于第二變換透鏡的右邊，90度非互易旋轉(zhuǎn)器的兩個(gè)部件的位置可在第一、第二變換透鏡的兩側(cè)任意放置；第一、第二偏振分束/合束鏡為雙折射晶體平行平板，它們的走離平面平行，且平行于變換透鏡光軸，對同一方向傳播的光，兩者的走離方向相反，走離量相等；(3)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，第一、第二隔離體部件均為一個(gè)單級隔離體，每一隔離體從左至右依次由第一雙折射楔形鏡、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第二雙折射楔形鏡組成；在任一單級隔離體中，兩個(gè)雙折射楔形鏡的走離平面平行且平行于透鏡光軸，走離量相同，走離方向相反，兩個(gè)雙折射楔形鏡的走離平面的夾角為45度，夾角方向與法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同；第二個(gè)單級隔離體的第一楔形鏡的晶體光軸與第一個(gè)單級隔離體的第二楔形鏡的晶體光軸垂直；(4)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，第一、第二隔離體部件均為一個(gè)單級隔離體，每個(gè)單級隔離體從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、90度非互易旋轉(zhuǎn)器及第二偏振分束/合束鏡組成；其中，90度非互易旋轉(zhuǎn)器由45度法拉第旋轉(zhuǎn)器和λ/2波片組成；兩偏振分束/合束鏡為雙折射晶體平行平板；任一單級隔離體中，兩偏振分束/合束鏡晶體走離平面平行，且平行于Z軸，對同一方向傳播的光，兩者的走離方向相同，走離量相等；(5)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、第一45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡、第三偏振分束/合束鏡、第二45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第四偏振分束/合束鏡組成；這些部件可以按上述順序任意分成兩組放置在第一、第二變換透鏡的兩側(cè)；若前三個(gè)部件放置在第一變換透鏡的左側(cè)，后三個(gè)部件放置在第二變換透鏡的右側(cè)，第一、四偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離量和走離方向相同；第二、三偏振分束/合束鏡的走離平面垂直，且平行于變換透鏡光軸，走離量相同，走離方向在第一偏振分束/合束鏡走離方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束鏡走離平面的夾角為45度；第二和第三偏振分束/合束鏡的走離量為第一和第四偏振分束/合束鏡的走離量的1.414倍。(6)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、第一45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡、λ/2波片、第三偏振分束/合束鏡、第二45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第四偏振分束/合束鏡組成；這些部件可以按上述順序任意分成兩組放置在第一、第二變換透鏡的兩側(cè)；若前三個(gè)部件放置在第一變換透鏡的左側(cè)，后三個(gè)部件放置在第二變換透鏡的右側(cè)，λ/2波片任意放置，第一、三偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離方向相同；第二、四偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離方向相同；第一、第二偏振分束/合束鏡走離平面的夾角為45度；兩法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同；所有偏振分束/合束鏡的走離量相同。(7)第一和第二隔離體部件組成三級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、第一45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡、第二45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第三偏振分束/合束鏡、第三45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第四偏振分束/合束鏡組成；這些部件可以按上述順序任意分成兩組放置在第一、第二變換透鏡的兩側(cè)；若前四個(gè)部件放置在第一變換透鏡的左側(cè)，后三個(gè)部件放置在第二變換透鏡的右側(cè)，第一、三偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離方向相同；第二、四偏振分束/合束鏡的走離平面垂直，平行于變換透鏡光軸，走離方向在第一偏振分束/合束鏡走離方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束鏡走離平面的夾角為45度；第一、二法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同，第三法拉第旋轉(zhuǎn)器的方向與前兩個(gè)相反；其中第一和第三偏振分束/合束鏡的走離量相同，第二和第四偏振分束/合束鏡的走離量相同，且為第一和第三偏振分束/合束鏡的走離量的1.414倍。(8)第一和第二隔離體部件組成三級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、第一45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡、90度非互易旋轉(zhuǎn)器、第三偏振分束/合束鏡、第三45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第四偏振分束/合束鏡組成；90度非互易旋轉(zhuǎn)器由第二45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器和λ/2波片組成，這些部件可以按上述順序任意分成兩組放置在第一、第二變換透鏡的兩側(cè)；若前四個(gè)部件放置在第一變換透鏡的左側(cè)，后四個(gè)部件放置在第二變換透鏡的右側(cè)，第一、四偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離方向相同；第二、三偏振分束/合束鏡的走離平面垂直，且平行于變換透鏡光軸，走離方向在第一偏振分束/合束鏡走離方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束鏡走離平面的夾角為45度；其中第一和第四偏振分束/合束鏡的走離量相同，第一、二、三法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同，第二和第三偏振分束/合束鏡的走離量相同，且為第一和第四偏振分束/合束鏡的走離量的1.414倍。
第一隔離體部件及第二隔離體部件組成的隔離體為無偏振模色散隔離體，即通過它們的平行光束中兩個(gè)互相垂直偏振分量所走的光程相等；第一隔離體部件及第二隔離體部件組成的隔離體適合于反射式光束變換系統(tǒng)，兩隔離體部件在空間位置上重合，分別位于上、下兩個(gè)光路中，部分部件合二為一，有下列實(shí)施方式(1)第一和第二隔離體部件組成單級隔離體，從左至右依次由偏振分束/合束鏡和90度非互易偏振旋轉(zhuǎn)器組成，偏振分束/合束鏡為雙折射平行平板，其走離平面與變換透鏡光軸平行，90度非互易偏振旋轉(zhuǎn)器組包括上旋轉(zhuǎn)器和下旋轉(zhuǎn)器，上、下旋轉(zhuǎn)器或者為45度法拉第旋轉(zhuǎn)器，或者為λ/2波片；上、下旋轉(zhuǎn)器還可以各由一個(gè)λ/2波片與一個(gè)22.5度法拉第旋轉(zhuǎn)器組成；(2)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡組、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡組組成，其中，第一、第二偏振分束/合束鏡組中的上、下偏振分束/合束鏡均為雙折射楔形鏡；在上、下任一單級隔離體中，兩個(gè)楔形鏡的走離平面平行于過準(zhǔn)直透鏡光軸的同一平面，兩楔形鏡晶體光軸在垂直于透鏡光軸平面上的投影成45度角，夾角方向與法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同；(3)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡組、45度法拉第旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡組組成，其中，第一、第二偏振分束/合束鏡組中的上下偏振分束/合束鏡均為雙折射平行平板偏振分束/合束鏡；第一上、下偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離方向相反；第二上、下偏振分束/合束鏡的走離平面垂直，且分別平行于變換透鏡光軸，走離方向在第一上、下偏振分束/合束鏡走離方向上的投影方向相反；第一上、第二上偏振分束/合束鏡走離平面的夾角為45度；第一上、下偏振分束/合束鏡的走離量相同，第二上、下偏振分束/合束鏡的走離量相同，且為第一上、下偏振分束/合束鏡的走離量的1.414倍；(4)第一和第二離體部件組成兩級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡組、90度非互易旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡組組成；其中，第一、第二偏振分束/合束鏡組中的上下偏振分束/合束鏡均為雙折射平行平板偏振分束/合束鏡；90度非互易旋轉(zhuǎn)器由上下90度非互易旋轉(zhuǎn)器組成，上下90度非互易旋轉(zhuǎn)器分別由45度法拉第旋轉(zhuǎn)器、λ/2波片組成，它們的45度法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同，通常為同一個(gè)旋轉(zhuǎn)器；上、下任一單級隔離體中，兩偏振分束/合束鏡走離平面平行于過透鏡光軸的同一平面，對同一方向傳播的光，兩者的走離方向相同，大小相等。
本發(fā)明提出的多通道光隔離器的優(yōu)點(diǎn)是在組成常規(guī)單通道光隔離器的一組部件的基礎(chǔ)上通過適當(dāng)改造，實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立的光隔離器，大幅降低單個(gè)光隔離器的成本。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明圖1是本發(fā)明第一技術(shù)方案結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2A是本發(fā)明第一技術(shù)方案的第一種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖2B是本發(fā)明第一技術(shù)方案的第二種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖2C是本發(fā)明第一技術(shù)方案的第三種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖3是本發(fā)明第二種技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明第二種技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是光纖架上光纖的一種分布圖。
圖6是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第一種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖7是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第二種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖8是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第三種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖9是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第四種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖10是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第五種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖11是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第六種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖12是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第七種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖13是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第八種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖14是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)的第一種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖15是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)的第一種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的另一種相對分布圖。
圖16是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)的第二種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖17是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)的第三種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖18是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)的第四種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種相對分布圖。
圖19A是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的第一個(gè)具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖19B是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的第一個(gè)具體實(shí)施例中隔離體各部件光學(xué)特征的相對分布圖。
圖20是圖19A所示實(shí)施例中第一光纖組的分布圖。
圖21A是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的第二個(gè)具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖21B是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的第二個(gè)具體實(shí)施例中隔離體各部件光學(xué)特征的相對分布圖。
圖22A是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的第三個(gè)具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖22B是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的第三個(gè)具體實(shí)施例中隔離體各部件光學(xué)特征的相對分布圖。
圖23是本發(fā)明第二種技術(shù)方案的一個(gè)具體實(shí)施例示意圖。
圖24是本發(fā)明第二種技術(shù)方案的另一個(gè)具體實(shí)施例示意圖。
圖中，1為殼體，2為第一光纖組，3為第一光纖架，4為第一準(zhǔn)直透鏡，5為第一變換透鏡，6(1)為第一隔離體部件、6(2)為第二隔離體部件、6(3)為第三隔離體部件，7為第二變換透鏡，8為第二準(zhǔn)直透鏡，9為第二光纖架，10為第二光纖組，11為全反射鏡；6R、6R1、6R2、6R3、6R4、6R11、6R12、6R21、6R22為偏振旋轉(zhuǎn)器部件，2(J)為第一光纖組中第J根光纖，10(J)為第二光纖組中第J根光纖，6B1、6B2、6B11、6B12、6B21、6B22為雙折射晶體平行平板分束/合束鏡或楔型偏振分束鏡，6C為偏振色散補(bǔ)償鏡。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明的第一技術(shù)方案是由沿光路依次固定排列于殼體1內(nèi)的第一光纖組2、第一光纖架3、第一隔離體部件6(1)、第一準(zhǔn)直透鏡4、第三隔離體6(3)、第二準(zhǔn)直透鏡8、第二隔離體6(2)、第二光纖架9及第二光纖組10組成。
圖2A是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的第一種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種分布，它從左至右依次由雙折射晶體平行平板分束/合束鏡6B1、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1、λ/2波片6R2和雙折射晶體平行平板分束/合束鏡6B2組成。其中6B1及6B2的走離平面平行，走離量相同，走離方向相反；λ/2波片6R2快軸的方向與6B1的走離方向成67.5度角。
圖2B是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的第二種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種分布，它從左至右依次由雙折射晶體平行平板分束/合束鏡6B11、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1、雙折射晶體平行平板分束/合束鏡6B12、λ/2波片6R3、雙折射晶體平行平板分束/合束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R2和雙折射晶體平行平板分束/合束鏡6B22組成。其中6B11及6B21的走離平面平行，走離量相同，走離方向相同；6B12及6B22的走離平面平行，走離量相同，走離方向相同；6B11及6B12的走離量相同，走離方向成45度角；λ/2波片6R3快軸的方向與6B1的走離方向成22.5度角。
圖2C是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的第三種實(shí)施方式中隔離體各部件光學(xué)特征的一種分布，它從左至右依次由雙折射晶體平行平板分束/合束鏡6B11、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R11、λ/2波片6R12、雙折射晶體平行平板分束/合束鏡6B12、雙折射晶體平行平板分束/合束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R21、λ/2波片6R22和雙折射晶體平行平板分束/合束鏡6B22組成。其中6B11及6B12的走離平面平行，走離量相同，走離方向相同；6B21及6B22的走離平面平行，走離量相同，走離方向相同。
圖3為本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)示意圖，由從左至右依次固定排列于殼體1內(nèi)的第一光纖組2、第一光纖架3、第一準(zhǔn)直透鏡4、第一隔離體6(1)、由第一變換透鏡5和第二變換透鏡7組成的光束變換系統(tǒng)、第二隔離體6(2)、第二準(zhǔn)直透鏡8、第二光纖架9及第二光纖組10所組成。
圖4為本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)示意圖，由從左至右依次固定排列于殼體1內(nèi)的第一光纖組2、第一光纖架3、第一準(zhǔn)直透鏡4、第一隔離體6(1)、由第一變換透鏡5和反射鏡11組成的光束變換系統(tǒng)、第二隔離體6(2)、第二準(zhǔn)直透鏡8、第二光纖架9及第二光纖組10所組成。
圖5為第一光纖架3上垂直于光纖軸截面上的光纖組2的分布。
如圖6所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第一種實(shí)施方式中隔離體從左至右依次由楔型偏振分束鏡6B1、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R、楔型偏振分束鏡6B2、偏振色散補(bǔ)償鏡6C組成，其中6B1、6B2、6C上的直線表示晶體光軸的方向，6R順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，6B2與6B1的光軸方向沿順時(shí)針方向成45度，6C光軸與6B2的光軸垂直，6B1與6B2的走離方向相反，走離量相同，6C為雙折射晶體平行平板，其沿Z方向的厚度等于6B1和6B2沿Z方向厚度之和。
如圖7所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第二種實(shí)施方式中隔離體從左至右依次由偏振分束/合束鏡6B1、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1、λ/2波片6R2、偏振分束/合束鏡6B2組成，其中，6B1、6B2上的箭頭表示走離方向，6B1、6B2的走離量相同，6R1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，6R2快軸與X軸成67.5度角。
如圖8所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第三種實(shí)施方式中隔離體從左至右依次由楔型偏振分束鏡6B11、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1、楔型偏振分束鏡6B12、楔型偏振分束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R2、楔型偏振分束鏡6B22組成，其中6B11、6B12、6B21、6B22上的直線表示晶體光軸方向，6R1與6R2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，6B12與6B11的光軸方向沿順時(shí)針方向成45度，6B11與6B12的走離方向相反，走離量相同，6B22與6B21的光軸方向沿順時(shí)針方向成45度，6B21與6B22的走離方向相反，走離量相同，6B21光軸與6B12的光軸垂直，走離方向垂直。
如圖9所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第四種實(shí)施方式中隔離體從左至右依次由偏振分束/合束鏡6B11、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R11、λ/2波片6R12、偏振分束/合束鏡6B12、偏振分束/合束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R21、λ/2波片6R22、偏振分束/合束鏡6B22組成，其中，6B11、6B12、6B21、6B22上的箭頭表示走離方向，6B11、6B12的走離量相同，6R11、6R21順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度，6R12、6R22的快軸與X軸成67.5度角，6B21、6B22的走離量相同，6B12與6B21的走離方向垂直。
如圖10所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第五種實(shí)施方式中隔離體從左至右依次由偏振分束/合束鏡6B11、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1、偏振分束/合束鏡6B12、偏振分束/合束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R2、偏振分束/合束鏡6B22組成，其中，6B11、6B12、6B21、6B22上的箭頭表示走離方向，6B11、6B22的走離量相同，6R1、6R2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度，6B12、6B21的走離量相同，是6B11、6B22的走離量的1.414倍，6B12與6B21的走離方向垂直，6B12與6B11的走離方向逆時(shí)針成45度。
如圖11所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第六種實(shí)施方式中隔離體從左至右依次由偏振分束/合束鏡6B11、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1、偏振分束/合束鏡6B12、λ/2波片6R3、偏振分束/合束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R2、偏振分束/合束鏡6B22組成，其中，6B11、6B12、6B21、6B22上的箭頭表示走離方向，他們的走離量相同，6R1、6R2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，6R3的快軸與X軸成67.5度角，6B12與6B21的走離方向逆時(shí)針成45度角。
如圖12所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第七種實(shí)施方式中隔離體從左至右依次由偏振分束/合束鏡6B11、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1、偏振分束/合束鏡6B12、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R2、偏振分束/合束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R3、偏振分束/合束鏡6B22組成，其中，6B11、6B12、6B21、6B22上的箭頭表示走離方向，6R1、6R2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，6R3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，6B11、6B21走離量相同，6B12、6B22走離量相同，且為6B11走離量的1.414倍，6B12與6B21的走離方向順時(shí)針成135度角。
如圖13所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第一種結(jié)構(gòu)的第八種實(shí)施方式中隔離體從左至右依次由偏振分束/合束鏡6B11、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1、偏振分束/合束鏡6B12、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R2、λ/2波片6R3、偏振分束/合束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R4、偏振分束/合束鏡6B22組成，其中，6B11、6B12、6B21、6B22上的箭頭表示走離方向，6R1、6R2、6R4逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，6R3的快軸與X軸成-67.5度，6B11、6B22走離量相同，6B12、6B21走離量相同，且為6B11走離量的1.414倍，6B12與6B11的走離方向順時(shí)針成45度。
如圖14所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)的第一種實(shí)施方式中隔離體的一種分布從左到右依次由偏振分束/合束鏡6B1、位于上光路的45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1、位于下光路的λ/2波片6R2組成，其中，6B1上的箭頭表示走離方向，6R1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，6R2的快軸與X軸成67.5度。
如圖15所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)的第一種實(shí)施方式中隔離體的另一種分布從左到右依次由偏振分束/合束鏡6B1、位于上光路的玻璃6R1、位于下光路的λ/2波片6R2、法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R3組成，其中，6B1上的箭頭表示走離方向，6R3順時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度，6R2的快軸與X軸成67.5度。
如圖16所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)的第二種實(shí)施方式中隔離體從左到右依次由位于上光路的楔型偏振分束鏡6B11、位于下光路的楔型偏振分束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R、位于上光路的楔型偏振分束鏡6B12、位于下光路的楔型偏振分束鏡6B22組成，其中6B11、6B12、6B21、6B22上的直線表示晶體光軸方向，6R順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度，6B12與6B11的光軸方向沿順時(shí)針方向成45度，6B11與6B12的走離方向相反，走離量相同，6B21與6B22的光軸方向沿順時(shí)針方向成45度，6B21與6B22的走離方向相反，走離量相同，6B22光軸與6B12的光軸垂直，走離方向垂直。
如圖17所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)的第三種實(shí)施方式中隔離體從左到右依次由位于上光路的偏振分束/合束鏡6B11、位于下光路的偏振分束/合束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R、位于上光路的偏振分束/合束鏡6B12、位于下光路的偏振分束/合束鏡6B22組成，其中，6B11、6B21、6B12、6B22上的箭頭表示走離方向，6B11、6B21的走離量相同，6R順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，6B12、6B22的走離量相同，是6B11的走離量的1.414倍，6B12與6B22的走離方向垂直。
如圖18所示，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的第二種結(jié)構(gòu)的第四種實(shí)施方式中隔離體從左到右依次由位于上光路的偏振分束/合束鏡6B11、位于下光路的偏振分束/合束鏡6B21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1、位于上光路的λ/2波片6R21、位于下光路的λ/2波片6R22、位于上光路的偏振分束/合束鏡6B12、位于下光路的偏振分束/合束鏡6B22組成，其中，6B11、6B21、6B12、6B22上的箭頭表示走離方向，6B11、6B12的走離量相同，6R1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，6R21的快軸與X軸成-22.5度角，6R22的快軸與X軸成22.5度角，6B21、6B22的走離量相同，6B12與6B22的走離方向垂直。
下面就圖19、21、22、23、24所示的五個(gè)具體實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型的第一技術(shù)方案的第一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖如19A所示，隔離體各部件的相對分布如圖19B所示，其中作為隔離器導(dǎo)通端的第一光纖組2和作為截止端的第二光纖組10均由兩根光纖組成，其分布如圖20所示，它們分別由毛細(xì)玻璃管形式的光纖架3和9固定，光纖端面法線與光纖軸成8度角，準(zhǔn)直透鏡4、8為0.23節(jié)距梯度折射率透鏡，與光纖端面相鄰的面與光軸也成8度角；6B1、6B2為雙折射晶體平行平板，它們的厚度為0.4毫米，λ/2波片6R2與45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1組成的90度非互易旋轉(zhuǎn)器位于兩準(zhǔn)直透鏡4和8之間，法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1厚約0.45毫米，λ/2波片6R2厚約0.091毫米，兩準(zhǔn)直透鏡的相鄰焦面重合；第一光纖組2中兩根光纖的端面與第二光纖組10中兩根光纖的端面處于互為共軛的位置。當(dāng)光信號由第一光纖組2的某根光纖2(J)輸入時(shí)，由光纖端部輸出的光被6B1分解成O光(尋常光)和E光(非常光)兩個(gè)信號，這兩個(gè)信號可看成在光纖端面處空間相距約0.04毫米的兩個(gè)光纖發(fā)出的，其中一個(gè)光纖的位置與原光纖重合，它們經(jīng)第一準(zhǔn)直透鏡4后準(zhǔn)直成平行光，通過90度非互易旋轉(zhuǎn)器后兩個(gè)信號的偏振方向均旋轉(zhuǎn)90度，然后由第二準(zhǔn)直透鏡8向第二光纖組10中的相應(yīng)光纖10(J)匯聚，由于6B2的走離方向與6B1相反，并且90度非互易旋轉(zhuǎn)器使O光和E光互換，6B2使O光和E光信號重合，并匯聚到第二光纖組10中的相應(yīng)光纖10(J)中，這樣就在2(J)到10(J)間形成了器件的導(dǎo)通功能。當(dāng)光信號由第二光纖組10中的某根光纖10(J)輸入時(shí)，由光纖端部輸出的光被6B2分解成O光(尋常光)和E光(非常光)兩個(gè)信號，這兩個(gè)信號可看成在光纖端面處空間相距約0.04毫米的兩個(gè)光纖發(fā)出的，其中一個(gè)光纖的位置與原光纖重合，它們經(jīng)第二準(zhǔn)直透鏡9后準(zhǔn)直成平行光，通過90度非互易旋轉(zhuǎn)器后兩個(gè)信號的偏振方向不變，然后由第一準(zhǔn)直透鏡4向第一光纖組2中的相應(yīng)光纖2(J)匯聚，由于6B1的走離方向與6B2相反，并且90度非互易旋轉(zhuǎn)器沒有使O光和E光互換，6B2使O光和E光信號進(jìn)一步分離，不能匯聚到第一光纖組2中的相應(yīng)光纖2(J)中，這樣就在10(J)到2(J)間形成了器件的截止功能。顯然，該器件實(shí)現(xiàn)了雙通道單級光隔離器。
本實(shí)用新型的第一技術(shù)方案的第二個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖21A所示，隔離體各部件的相對分布如圖21B所示，該器件與前一個(gè)實(shí)施例所示器件的不同之處在于(1)準(zhǔn)直透鏡4、8為0.21節(jié)距梯度折射率透鏡；(2)45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器6R1的位置發(fā)生了變化，該變化并不改變器件的光學(xué)性質(zhì)，所帶來的好處是法拉弟旋轉(zhuǎn)器可以很小。該器件也實(shí)現(xiàn)了雙通道單級光隔離器功能。
本實(shí)用新型的第一技術(shù)方案的第三個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖22A所示，隔離體各部件的相對分布如圖22B所示，其中作為隔離器導(dǎo)通端的第一光纖組2和作為截止端的第二光纖組10均由兩根光纖組成，其分布如圖20所示，它們分別由毛細(xì)玻璃管形式的光纖架3和9固定，光纖端面法線與光纖軸成8度角，準(zhǔn)直透鏡4、8為0.20節(jié)距梯度折射率透鏡，與光纖端面相鄰的面與光軸也成8度角，兩準(zhǔn)直透鏡的相鄰焦面重合；6B11、6B12、6B21、6B22為雙折射晶體平行平板，它們的厚度為0.35毫米，6R3為λ/2波片，厚約0.091毫米，6R1、6R2為45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器，厚約0.45毫米；第一光纖組2中兩根光纖的端面與第二光纖組10中兩根光纖的端面處于互為共軛的位置。當(dāng)光信號由第一光纖組2中的某根光纖2(J)輸入時(shí)，由光纖端部輸出的光被6B11分解成O光(尋常光)和E光(非常光)兩個(gè)信號，經(jīng)45度旋轉(zhuǎn)器6R1和6B12，兩個(gè)信號的位置進(jìn)一步變化，可看成在光纖端面處空間相距約0.03毫米的兩個(gè)光纖發(fā)出的，它們經(jīng)第一準(zhǔn)直透鏡4后準(zhǔn)直成平行光，通過λ/2波片6R3后由第二準(zhǔn)直透鏡8向第二光纖組10中的相應(yīng)光纖10(J)匯聚，由于6B21的走離方向與6B11相同，6B22的走離方向與6B12相同，并且λ/2波片6R3使O光和E光的偏振方向發(fā)生了適當(dāng)?shù)淖兓?B21、6R2、6B22使O光和E光信號重合，并匯聚到第二光纖組10中的相應(yīng)光纖10(J)中，這樣就在2(J)到10(J)間形成了器件的導(dǎo)通功能。當(dāng)光信號由第二光纖組10中的某根光纖輸入時(shí)，由光纖端部輸出的光被6B22分解成O光(尋常光)和E光(非常光)兩個(gè)信號，經(jīng)45度旋轉(zhuǎn)器6R2和6B21，兩個(gè)信號的位置進(jìn)一步變化，可看成在光纖端面處空間相距約0.03毫米的兩個(gè)光纖發(fā)出的，它們經(jīng)第二準(zhǔn)直透鏡8后準(zhǔn)直成平行光，通過λ/2波片6R3后由第一準(zhǔn)直透鏡4向第一光纖組2中的相應(yīng)光纖2(J)匯聚，但是，6B21、6R2、6B22使O光和E光信號進(jìn)一步分離，使它們不能匯聚到第一光纖組2中的相應(yīng)光纖2(J)中，這樣就在10(J)到2(J)中形成了器件的截止功能。顯然，該器件實(shí)現(xiàn)了雙通道兩級光隔離器功能。
圖23為本發(fā)明的第二技術(shù)方案的一個(gè)具體實(shí)施例，其中光纖端面法線與光纖中心軸的夾角為8度；第一、第二準(zhǔn)直透鏡4、8為0.23節(jié)距梯度折射率透鏡，其與光纖組相鄰端面法線與光軸的夾角為8度；第一、第二變換透鏡5、7為常規(guī)球面透鏡，它們的光軸重合，相鄰焦點(diǎn)重合，焦距為10毫米；第一隔離體部件由雙折射平板6B1、45度法拉第旋轉(zhuǎn)器6R1組成，第二隔離體部件由λ/2波片6R2、雙折射平板6B2組成，其光學(xué)特征的相對分布由圖7所示，6B1、6B2的厚度為6毫米；第一、第二光纖組中各有兩根緊靠在一起的光纖，如圖20所示。這樣就實(shí)現(xiàn)了雙通道光隔離器。
圖24為本發(fā)明的第二技術(shù)方案的另一個(gè)具體實(shí)施例，其中光纖端面法線與光纖中心軸的夾角為8度；第一、第二準(zhǔn)直透鏡為0.23節(jié)距梯度折射率透鏡，其與光纖組相鄰端面法線與光軸的夾角為8度；第一變換透鏡為常規(guī)球面透鏡，焦距為10毫米；隔離體部件由雙折射平板6B1、45度法拉第旋轉(zhuǎn)器6R1和λ/2波片6R2組成，其光學(xué)特征的相對分布由圖14所示；第一、第二光纖組中各有兩根緊靠在一起的光纖，如圖20所示，6B1的厚度為6毫米。這樣就實(shí)現(xiàn)了雙通道光隔離器。
權(quán)利要求
1.一種多通道光隔離器，其特征在于本裝置包括一個(gè)殼體及沿光路依次固定設(shè)置在殼體內(nèi)的第一光纖組、第一光纖架、第一隔離體部件、第一準(zhǔn)直透鏡、第三隔離體部件、第二準(zhǔn)直透鏡、第二隔離體部件、第二光纖架、第二光纖組，第一、第二光纖組中光纖的數(shù)量相同，分別為隔離器的導(dǎo)通端口和截止端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光隔離器，其特征是所說的第一光纖組中由第一光纖架固定的靠近第一隔離體的部分的所有光纖的中心軸平行，光纖組中所有光纖端面的法線平行；第二光纖組中由第二光纖架固定的靠近第二隔離體的部分的所有光纖的中心軸平行，光纖組中所有光纖端面的法線平行；第一、第二光纖組中光纖的相對分布相同，且一一對應(yīng)；所有光纖端面法線與光纖中心軸的夾角相同，在5到16度之間；所說的第一、第二準(zhǔn)直透鏡的焦距相同，光軸重合，其相鄰焦面的一個(gè)通過第三隔離體部件成的像與另一個(gè)重合，準(zhǔn)直透鏡或者為非球面鏡，或者為梯度折射率透鏡；第一光纖架使第一光纖組的端面透過第一隔離體部件成的兩個(gè)透射像位于第一準(zhǔn)直透鏡的焦面附近；第二光纖架使第二光纖組的端面位于第一光纖組的端面透過第一隔離體部件、第一準(zhǔn)直透鏡、第三隔離體部件、第二準(zhǔn)直透鏡及第二隔離體部件成的像上，并使相應(yīng)光纖的端面滿足物像共軛關(guān)系。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光隔離器，其特征是所說的第一隔離體部件、第二隔離體部件及第三隔離體部件組成的隔離體無偏振模色散，即通過隔離體的兩個(gè)互相垂直偏振分量所走的光程相等；所說的第一、第二及第三隔離體部件組成的隔離體的設(shè)置方式為下列方案之一(1)隔離體包含有雙折射晶體平行平板1、90度非互易偏振旋轉(zhuǎn)器和雙折射晶體平行平板2，其中雙折射晶體平行平板1、2的走離平面平行于準(zhǔn)直透鏡光軸，走離方向相反，走離量相同；90度非互易偏振旋轉(zhuǎn)器由λ/2波片和45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器組成；雙折射晶體平行平板1位于第一隔離體的位置，雙折射晶體平行平板2位于第二隔離體的位置，組成90度非互易偏振旋轉(zhuǎn)器中的部件可以位于雙折射晶體平行平板1和第一準(zhǔn)直透鏡之間、第三隔離體的位置或第二準(zhǔn)直透鏡與雙折射晶體平行平板2之間；(2)隔離體包含有雙折射晶體平行平板11、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器1、雙折射晶體平行平板12、λ/2波片、雙折射晶體平行平板21、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器2、雙折射晶體平行平板22，其中，前三個(gè)部件位于第一隔離體的位置，后三個(gè)部件位于第二隔離體的位置，λ/2波片可以位于雙折射晶體平行平板12和第一準(zhǔn)直透鏡之間、第三隔離體的位置或第二準(zhǔn)直透鏡與雙折射晶體平行平板21之間；雙折射晶體平行平板11和21的走離方向相同，雙折射晶體平行平板12和22的走離方向相同，雙折射晶體平行平板11和12的走離平面成45度角，所有雙折射晶體平行平板的走離量相等；(3)隔離體包含有雙折射晶體平行平板11、90度非互易旋轉(zhuǎn)器1、雙折射晶體平行平板12、雙折射晶體平行平板21、90度非互易旋轉(zhuǎn)器2、雙折射晶體平行平板22，其中，前三個(gè)部件位于第一隔離體的位置，后三個(gè)部件位于第二隔離體的位置；雙折射晶體平行平板11與12的走離方向相同，走離量相等；雙折射晶體平行平板21與22的走離方向相同，走離量相等；90度非互易旋轉(zhuǎn)器由45度法拉第旋轉(zhuǎn)器和λ/2波片組成。
4.一種多通道光隔離器，其特征在于本裝置包括一個(gè)殼體及沿光路依次固定設(shè)置在殼體內(nèi)的第一光纖組、第一光纖架、第一準(zhǔn)直透鏡、第一隔離體部件、光束變換系統(tǒng)、第二隔離體部件、第二準(zhǔn)直透鏡、第二光纖架、第二光纖組，其中第一、第二光纖組中光纖的數(shù)量相同，分別為隔離器的導(dǎo)通端口和截止端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道光隔離器，其特征是所說的光束變換系統(tǒng)為下面的兩種方式之一(1)光束變換系統(tǒng)為透射式系統(tǒng)，由第一變換透鏡和第二變換透鏡組成，兩透鏡的焦距相同，光軸重合，相鄰焦面重合；(1)光束變換系統(tǒng)為反射式系統(tǒng)，由第一變換透鏡和反射鏡組成，反射鏡的法線與變換透鏡光軸平行，反射面與透鏡焦面重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道光隔離器，其特征是所說的第一光纖組中由第一光纖架固定的靠近第一隔離體的部分的所有光纖的中心軸平行，光纖組中所有光纖端面的法線平行；第二光纖組中由第二光纖架固定的靠近第二隔離體的部分的所有光纖的中心軸平行，光纖組中所有光纖端面的法線平行；第一、第二光纖組中光纖的相對分布相同，且一一對應(yīng)；所有光纖端面法線與光纖中心軸的夾角相同，在5到16度之間；第一、第二準(zhǔn)直透鏡焦距相同，它們使相鄰光纖組中所有光纖發(fā)出的光為平行光；所說的光纖架使相應(yīng)光纖組中光纖的中心軸分布在一個(gè)圓柱面的中心軸和柱面限定的位置上，第一、第二光纖架上光纖中心軸分布圓柱面的半徑相同；所說的第一、第二準(zhǔn)直透鏡為梯度折射率透鏡，它們的與光纖組相鄰端面的法線與透鏡光軸的夾角等于光纖端面法線與光纖中心軸的夾角；第一、第二準(zhǔn)直透鏡相對于由第一隔離體部件、光束變換系統(tǒng)及第二隔離體部件組成的系統(tǒng)滿足物像共軛關(guān)系，即第一、第二準(zhǔn)直透鏡光軸滿足物像共軛關(guān)系，第一、第二準(zhǔn)直透鏡主面滿足物像共軛關(guān)系，第一準(zhǔn)直透鏡的主面透過第一隔離體部件成的像位于光束變換系統(tǒng)的第一變換透鏡的焦面附近。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道光隔離器，其特征是所說的第一隔離體部件及第二隔離體部件組成的隔離體為無偏振模色散隔離體，即通過它們的平行光束中兩個(gè)互相垂直偏振分量所走的光程相等；所說的第一隔離體部件及第二隔離體部件組成的隔離體適合于透射式光束變換系統(tǒng)，有下列實(shí)施方式(1)第一和第二隔離體部件組成單級隔離體，第一、第二隔離體部件或者從左至右依次由第一雙折射楔形鏡、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第二雙折射楔形鏡組成，或者為偏振色散補(bǔ)償鏡；兩個(gè)楔形鏡的走離平面平行，且平行于變換透鏡光軸，走離量相同，走離方向相反，兩個(gè)楔形鏡晶體光軸成45度角，夾角方向與法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同；偏振色散補(bǔ)償鏡在透鏡光軸方向上的厚度與兩楔型偏振分束鏡在透鏡光軸方向上的厚度之和相等；偏振色散補(bǔ)償鏡晶體光軸與相鄰的楔型偏振分束鏡的晶體光軸垂直；(2)第一和第二隔離體部件組成單級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、90度非互易旋轉(zhuǎn)器及第二偏振分束/合束鏡組成；90度非互易旋轉(zhuǎn)器由45度法拉第旋轉(zhuǎn)器和λ/2波片組成；第一偏振分束/合束鏡位于第一變換透鏡的左邊，第二偏振分束/合束鏡位于第二變換透鏡的右邊，90度非互易旋轉(zhuǎn)器的兩個(gè)部件的位置可在第一、第二變換透鏡的兩側(cè)任意放置；第一、第二偏振分束/合束鏡為雙折射晶體平行平板，它們的走離平面平行，且平行于變換透鏡光軸，對同一方向傳播的光，兩者的走離方向相反，走離量相等；(3)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，第一、第二隔離體部件均為一個(gè)單級隔離體，每一隔離體從左至右依次由第一雙折射楔形鏡、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第二雙折射楔形鏡組成；在任一單級隔離體中，兩個(gè)雙折射楔形鏡的走離平面平行且平行于透鏡光軸，走離量相同，走離方向相反，兩個(gè)雙折射楔形鏡的走離平面的夾角為45度，夾角方向與法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同；第二個(gè)單級隔離體的第一楔形鏡的晶體光軸與第一個(gè)單級隔離體的第二楔形鏡的晶體光軸垂直；(4)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，第一、第二隔離體部件均為一個(gè)單級隔離體，每個(gè)單級隔離體從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、90度非互易旋轉(zhuǎn)器及第二偏振分束/合束鏡組成；其中，90度非互易旋轉(zhuǎn)器由45度法拉第旋轉(zhuǎn)器和λ/2波片組成；兩偏振分束/合束鏡為雙折射晶體平行平板；任一單級隔離體中，兩偏振分束/合束鏡晶體走離平面平行，且平行于Z軸，對同一方向傳播的光，兩者的走離方向相同，走離量相等；(5)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、第一45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡、第三偏振分束/合束鏡、第二45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第四偏振分束/合束鏡組成；這些部件可以按上述順序任意分成兩組放置在第一、第二變換透鏡的兩側(cè)；若前三個(gè)部件放置在第一變換透鏡的左側(cè)，后三個(gè)部件放置在第二變換透鏡的右側(cè)，第一、四偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離量和走離方向相同；第二、三偏振分束/合束鏡的走離平面垂直，且平行于變換透鏡光軸，走離量相同，走離方向在第一偏振分束/合束鏡走離方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束鏡走離平面的夾角為45度；第二和第三偏振分束/合束鏡的走離量為第一和第四偏振分束/合束鏡的走離量的1.414倍。(6)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、第一45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡、λ/2波片、第三偏振分束/合束鏡、第二45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第四偏振分束/合束鏡組成；這些部件可以按上述順序任意分成兩組放置在第一、第二變換透鏡的兩側(cè)；若前三個(gè)部件放置在第一變換透鏡的左側(cè)，后三個(gè)部件放置在第二變換透鏡的右側(cè)，λ/2波片任意放置，第一、三偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離方向相同；第二、四偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離方向相同；第一、第二偏振分束/合束鏡走離平面的夾角為45度；兩法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同；所有偏振分束/合束鏡的走離量相同。(7)第一和第二隔離體部件組成三級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、第一45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡、第二45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第三偏振分束/合束鏡、第三45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第四偏振分束/合束鏡組成；這些部件可以按上述順序任意分成兩組放置在第一、第二變換透鏡的兩側(cè)；若前四個(gè)部件放置在第一變換透鏡的左側(cè)，后三個(gè)部件放置在第二變換透鏡的右側(cè)，第一、三偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離方向相同；第二、四偏振分束/合束鏡的走離平面垂直，平行于變換透鏡光軸，走離方向在第一偏振分束/合束鏡走離方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束鏡走離平面的夾角為45度；第一、二法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同，第三法拉第旋轉(zhuǎn)器的方向與前兩個(gè)相反；其中第一和第三偏振分束/合束鏡的走離量相同，第二和第四偏振分束/合束鏡的走離量相同，且為第一和第三偏振分束/合束鏡的走離量的1.414倍。(8)第一和第二隔離體部件組成三級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡、第一45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡、90度非互易旋轉(zhuǎn)器、第三偏振分束/合束鏡、第三45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器及第四偏振分束/合束鏡組成；90度非互易旋轉(zhuǎn)器由第二45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器和λ/2波片組成，這些部件可以按上述順序任意分成兩組放置在第一、第二變換透鏡的兩側(cè)；若前四個(gè)部件放置在第一變換透鏡的左側(cè)，后四個(gè)部件放置在第二變換透鏡的右側(cè)，第一、四偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離方向相同；第二、三偏振分束/合束鏡的走離平面垂直，且平行于變換透鏡光軸，走離方向在第一偏振分束/合束鏡走離方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束鏡走離平面的夾角為45度；其中第一和第四偏振分束/合束鏡的走離量相同，第一、二、三法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同，第二和第三偏振分束/合束鏡的走離量相同，且為第一和第四偏振分束/合束鏡的走離量的1.414倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道光隔離器，其特征是所說的第一隔離體部件及第二隔離體部件組成的隔離體為無偏振模色散隔離體，即通過它們的平行光束中兩個(gè)互相垂直偏振分量所走的光程相等；所說的第一隔離體部件及第二隔離體部件組成的隔離體適合于反射式光束變換系統(tǒng)，兩隔離體部件在空間位置上重合，分別位于上、下兩個(gè)光路中，部分部件合二為一，有下列實(shí)施方式(1)第一和第二隔離體部件組成單級隔離體，從左至右依次由偏振分束/合束鏡和90度非互易偏振旋轉(zhuǎn)器組成，偏振分束/合束鏡為雙折射平行平板，其走離平面與變換透鏡光軸平行，90度非互易偏振旋轉(zhuǎn)器組包括上旋轉(zhuǎn)器和下旋轉(zhuǎn)器，上、下旋轉(zhuǎn)器或者為45度法拉第旋轉(zhuǎn)器，或者為λ/2波片；上、下旋轉(zhuǎn)器還可以各由一個(gè)λ/2波片與一個(gè)22.5度法拉第旋轉(zhuǎn)器組成；(2)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡組、45度法拉弟旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡組組成，其中，第一、第二偏振分束/合束鏡組中的上、下偏振分束/合束鏡均為雙折射楔形鏡；在上、下任一單級隔離體中，兩個(gè)楔形鏡的走離平面平行于過準(zhǔn)直透鏡光軸的同一平面，兩楔形鏡晶體光軸在垂直于透鏡光軸平面上的投影成45度角，夾角方向與法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同；(3)第一和第二隔離體部件組成兩級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡組、45度法拉第旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡組組成，其中，第一、第二偏振分束/合束鏡組中的上下偏振分束/合束鏡均為雙折射平行平板偏振分束/合束鏡；第一上、下偏振分束/合束鏡的走離平面平行且平行于變換透鏡光軸，走離方向相反；第二上、下偏振分束/合束鏡的走離平面垂直，且分別平行于變換透鏡光軸，走離方向在第一上、下偏振分束/合束鏡走離方向上的投影方向相反；第一上、第二上偏振分束/合束鏡走離平面的夾角為45度；第一上、下偏振分束/合束鏡的走離量相同，第二上、下偏振分束/合束鏡的走離量相同，且為第一上、下偏振分束/合束鏡的走離量的1.414倍；(4)第一和第二離體部件組成兩級隔離體，從左至右依次由第一偏振分束/合束鏡組、90度非互易旋轉(zhuǎn)器、第二偏振分束/合束鏡組組成；其中，第一、第二偏振分束/合束鏡組中的上下偏振分束/合束鏡均為雙折射平行平板偏振分束/合束鏡；90度非互易旋轉(zhuǎn)器由上下90度非互易旋轉(zhuǎn)器組成，上下90度非互易旋轉(zhuǎn)器分別由45度法拉第旋轉(zhuǎn)器、λ/2波片組成，它們的45度法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)方向相同，通常為同一個(gè)旋轉(zhuǎn)器；上、下任一單級隔離體中，兩偏振分束/合束鏡走離平面平行于過透鏡光軸的同一平面，對同一方向傳播的光，兩者的走離方向相同，大小相等。
全文摘要
本發(fā)明屬光學(xué)器件領(lǐng)域，特別是一種多通道光隔離器。本裝置包括一個(gè)殼體及沿光路依次固定設(shè)置在殼體內(nèi)的第一光纖組、第一光纖架、第一隔離體部件、第一準(zhǔn)直透鏡、第三隔離體部件、第二準(zhǔn)直透鏡、第二隔離體部件、第二光纖架、第二光纖組，第一、第二光纖組中光纖的數(shù)量相同，分別為隔離器的導(dǎo)通端口和截止端口。該裝置在第一、第二光纖組間實(shí)現(xiàn)了多通道光隔離器，即多個(gè)獨(dú)立的光隔離器。本發(fā)明由于用幾乎與原來制造單通道光隔離器相同的一組部件制造多通道光隔離器，因而可以大幅降低光隔離器件的成本。
文檔編號G02B5/30GK1514263SQ0313741
公開日2004年7月21日 申請日期2003年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月9日
發(fā)明者方強(qiáng), 方 強(qiáng) 申請人:北京鑫海萊光電科技有限公司