專利名稱：光隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于光纖通信領(lǐng)域的光隔離器。
技術(shù)背景光隔離器是一種只允許光單向傳輸?shù)墓鉄o(wú)源器件，用于保護(hù)激光器、光放大器 等發(fā)光器件，使之不受回向光的干擾。光隔離器按偏振的相關(guān)性分為兩種偏振相 關(guān)型和偏振無(wú)關(guān)型。由于光纖通信中光纖中光波的偏振態(tài)是隨機(jī)變換的，因此，常 采用偏振無(wú)關(guān)光隔離器。偏振無(wú)關(guān)光隔離器的實(shí)現(xiàn)方式有多種，其中主要有兩種類型:位移(Displacer) 型光隔離器和楔型光隔離器。這兩種類型在文獻(xiàn)《偏振無(wú)關(guān)光隔離器》，光電子協(xié) 會(huì)，1979/7 Vol. J. 62-CNo. 7， pp. 505-512和美國(guó)專利U. S. Pat. No. 4548478中有詳 細(xì)介紹。該類傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的光隔離器，當(dāng)光經(jīng)光纖頭發(fā)出經(jīng)過(guò)自聚焦透鏡耦合后，在 透鏡輸出端光束的半徑為0. 5mm，這樣，如果把隔離體部分放在兩個(gè)自聚焦透鏡之 間，必須使反向的o光和e光分開很大的距離才能取到隔離的作用，這就要求所用 位移型晶體和法拉第旋轉(zhuǎn)片或者楔型雙折射晶體的尺寸很大才能達(dá)到要求，致使器 件的體積大、成本高。例如位移型光隔離器，為了滿足隔離度要求，使反向光相 對(duì)于輸入準(zhǔn)直器發(fā)生橫向位移，反向光路中的兩束光需偏移較大距離，這就要求位 移晶體的體積要非常大，因而導(dǎo)致光隔離器整體體積大，且成本高昂，己經(jīng)被楔型 光隔離器取代。楔型光隔離器，使反向光相對(duì)于輸入準(zhǔn)直器發(fā)生角度偏離，隔離效 果較位移型光隔離器好，但其存在偏振模色散和平行位移等不足，需要進(jìn)行補(bǔ)償， 而且所用的楔型雙折射晶體和法拉第旋轉(zhuǎn)片的截面過(guò)大，成本也較高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種光隔離器，其解決了背景技術(shù)中體積大、成本高的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種光隔離器，包括隔離體2，分設(shè)于殼體7兩端的入端光纖頭1及出端光纖頭5，設(shè)置于入端光纖頭1與出端光纖頭5之間的第一自聚焦透鏡3、第二自聚 焦透鏡4，所述的入端光纖頭l、第一自聚焦透鏡3、第二自聚焦透鏡4固定于玻 璃套管6內(nèi)；其特征在于所述的隔離體2由依次設(shè)置的位移型晶體201、 45°法 拉第旋轉(zhuǎn)片202、半波片203及位移型晶體204固連為一體構(gòu)成，所述的第一位移型晶體201與第二位移型晶體204之間的光軸夾角為90° ，所述的第一位移型晶 體201與第二位移型晶體204的走離平面平行、走離量相同且走離方向相反；所述 的隔離體2設(shè)置于入端光纖頭1和第一自聚焦透鏡3之間并通過(guò)第二位移型晶體 204與第一自聚焦透鏡3相固定；所述入端光纖頭1的內(nèi)端面跟與之相向的第一自 聚焦透鏡3的端面相平行，所述出端光纖頭5的內(nèi)端面跟與之相向的第二自聚焦透 鏡4的端面相平行，所述的第一 自聚焦透鏡3與第二自聚焦透鏡4相向的端面垂直 于中心軸OO'，所述的第一自聚焦透鏡3與第二自聚焦透鏡4的光軸平行、焦距 相同且相鄰焦面重合，所述入端光纖頭1的內(nèi)端面與出端光纖頭5的內(nèi)端面處于物 像共軛位置上。上述半波片203和第一位移型晶體201之間的光軸夾角一般應(yīng)為22. 5° 。上述入端光纖頭1的內(nèi)端面可以是垂直于中心軸OO'的平面，或是與中心軸 00'具有90° -0夾角的斜面；上述出端光纖頭5的內(nèi)端面可以是垂直于中心軸00 '的平面或?yàn)榕c中心軸OO'具有90° -a夾角的斜面，所述a的取值為6。 10° 。上述入端光纖頭1的內(nèi)端面與出端光纖頭5的內(nèi)端面以均鍍有增透膜為佳，上 述第一自聚焦透鏡3與第二自聚焦透鏡4相向的端面也以鍍有增透膜為佳。上述45。法拉第旋轉(zhuǎn)片202可采用磁性旋轉(zhuǎn)片，也可采用外設(shè)永久磁性環(huán)的非 磁性旋轉(zhuǎn)片。上述入端光纖頭1的內(nèi)端面與中心軸00'的90° -a夾角以及所述出端光纖頭 5的內(nèi)端面與中心軸0(V的90° -a夾角，該a的取值以8。為佳。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明將隔離體放置于光纖頭與自聚焦透鏡之間，則可選擇尺寸很小的位移型 晶體和法拉第旋轉(zhuǎn)片。因?yàn)椋饫w中發(fā)出的光的模場(chǎng)半徑^?！?廳，可以近似為點(diǎn) 光源，正向光可以完全通過(guò)隔離體，反向的o光和e光只需分開很小的距離即不會(huì) 被耦合入光纖中，所以具有很好的隔離效果。本發(fā)明可以采用體積很小的位移型晶體和法拉第旋轉(zhuǎn)片，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)微型化，以 適應(yīng)光纖通信技術(shù)飛速發(fā)展對(duì)光隔離器的微型化要求。本發(fā)明成本大幅度下降，且可消除偏振模色散。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明l-入端光纖頭；2-隔離體；201-第一位移型晶體；202-45。法拉第旋轉(zhuǎn)片；203-半波片；204-第二位移型晶體；3-第一自聚焦透鏡；4-第二自聚焦透鏡；5-出端光纖頭；6-玻璃套管，7-殼體。
具體實(shí)施方式
參見圖l，本發(fā)明殼體7的一端為入端光纖頭1，另一端為出端光纖頭5，入 端光纖頭1與出端光纖頭5之間依次為隔離體2、第一自聚焦透鏡3及第二自聚焦 透鏡4，其中入端光纖頭l、隔離體2、第一自聚焦透鏡3、第二自聚焦透鏡4固定 于玻璃套管6內(nèi)。隔離體2由依次設(shè)置的位移型晶體201、 45°法拉第旋轉(zhuǎn)片202、半波片203 及位移型晶體204固連為一體構(gòu)成，第一位移型晶體201與第二位移型晶體204 之間的光軸夾角為90° ，第一位移型晶體201與第二位移型晶體204的走離平面 平行、走離量相同且走離方向相反。4半波片203和第一位移型晶體201之間的光 軸夾角為22.5。。 45°法拉第旋轉(zhuǎn)片202為磁性旋轉(zhuǎn)片，或外設(shè)永久磁性環(huán)的非磁 性旋轉(zhuǎn)片。隔離體2通過(guò)第二位移型晶體204與第一自聚焦透鏡3相固定。入端光纖頭1的內(nèi)端面跟與之相向的第一自聚焦透鏡3的端面相平行，出端光 纖頭5的內(nèi)端面跟與之相向的第二自聚焦透鏡4的端面相平行，第一 自聚焦透鏡3 與第二自聚焦透鏡4相向的端面垂直于中心軸00'，第一自聚焦透鏡3與第二自 聚焦透鏡4的光軸平行、焦距相同且相鄰焦面重合，入端光纖頭1的內(nèi)端面與出端 光纖頭5的內(nèi)端面處于物像共軛位置上。入端光纖頭1的內(nèi)端面可以是垂直于中心 軸00'的平面或是與中心軸OO'具有90° -a夾角的斜面，出端光纖頭5的內(nèi)端 面可以是垂直于中心軸00'的平面或?yàn)榕c中心軸OO'具有90° -a夾角的斜面。 a的取值一般在6。 10°范圍內(nèi)，以8°為佳。第一自聚焦透鏡3與第二自聚焦 透鏡4相向的端面、入端光纖頭1的內(nèi)端面及出端光纖頭5的內(nèi)端面，均以鍍有增 透膜為佳。工作時(shí)，點(diǎn)光源由入端光纖頭1進(jìn)入，由隔離體2進(jìn)入第一 自聚焦透鏡3成為 平行光，再經(jīng)過(guò)第二自聚焦透鏡4匯聚成點(diǎn)光源，由出端光纖頭5射出。由出端光 纖頭5返回的點(diǎn)光源，經(jīng)第二自聚焦透鏡4成為平行光，再經(jīng)第一自聚焦透鏡3 匯聚成點(diǎn)光源，經(jīng)過(guò)隔離體2時(shí)o光和e光被分開一個(gè)較大的角度，不會(huì)被耦合入 入端光纖頭l，從而達(dá)到光隔離的目的。
權(quán)利要求
1.一種光隔離器，包括隔離體(2)，分設(shè)于殼體(7)兩端的入端光纖頭(1)及出端光纖頭(5)，設(shè)置于入端光纖頭(1)與出端光纖頭(5)之間的第一自聚焦透鏡(3)、第二自聚焦透鏡(4)，所述的入端光纖頭(1)、第一自聚焦透鏡(3)、第二自聚焦透鏡(4)固定于玻璃套管(6)內(nèi)；其特征在于所述的隔離體(2)由依次設(shè)置的位移型晶體(201)、45°法拉第旋轉(zhuǎn)片(202)、半波片(203)及位移型晶體(204)固連為一體構(gòu)成，所述的第一位移型晶體(201)與第二位移型晶體(204)之間的光軸夾角為90°，所述的第一位移型晶體(201)與第二位移型晶體(204)的走離平面平行、走離量相同且走離方向相反；所述的隔離體(2)設(shè)置于入端光纖頭(1)和第一自聚焦透鏡(3)之間并通過(guò)第二位移型晶體(204)與第一自聚焦透鏡(3)相固定；所述入端光纖頭(1)的內(nèi)端面跟與之相向的第一自聚焦透鏡(3)的端面相平行，所述出端光纖頭(5)的內(nèi)端面跟與之相向的第二自聚焦透鏡(4)的端面相平行，所述的第一自聚焦透鏡(3)與第二自聚焦透鏡(4)相向的端面垂直于中心軸OO′，所述的第一自聚焦透鏡(3)與第二自聚焦透鏡(4)的光軸平行、焦距相同且相鄰焦面重合，所述入端光纖頭(1)的內(nèi)端面與出端光纖頭(5)的內(nèi)端面處于物像共軛位置上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于所述的半波片(203)和第 一位移型晶體(201)之間的光軸夾角為22.5。。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光隔離器，其特征在于所述的入端光纖頭(l) 的內(nèi)端面是垂直于中心軸00'的平面或是與中心軸00'具有90° -a夾角的斜面， 所述的出端光纖頭(5)的內(nèi)端面是垂直于中心軸00'的平面或?yàn)榕c中心軸00'具 有90° -a夾角的斜面，所述a的取值為6。 10° 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光隔離器，其特征在于所述入端光纖頭1的內(nèi)端面 與出端光纖頭(5)的內(nèi)端面均鍍有增透膜，所述第一自聚焦透鏡(3)與第二自聚 焦透鏡(4)相向的端面鍍有增透膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光隔離器，其特征在于所述的45°法拉第旋轉(zhuǎn)片 (202)為磁性旋轉(zhuǎn)片，或所述的45。法拉第旋轉(zhuǎn)片(202)為外設(shè)永久磁性環(huán)的非磁性旋轉(zhuǎn)片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光隔離器，其特征在于所述入端光纖頭(l)的內(nèi)端面與中心軸00'的90° -a夾角以及所述出端光纖頭(5)的內(nèi)端面與中心軸00'的 90° - a夾角，所述的a的取值為8。。
全文摘要
一種光隔離器，其由依次設(shè)置的入端光纖頭、隔離體、二個(gè)自聚焦透鏡及出端光纖頭構(gòu)成，隔離體由依次設(shè)置的位移型晶體、45°法拉第旋轉(zhuǎn)片、半波片及位移型晶體固連構(gòu)成，二個(gè)位移型晶體的走離平面平行、走離量相同且走離方向相反。入端光纖頭與第一自聚焦透鏡的相向面平行，出端光纖頭與第二自聚焦透鏡的相向面平行，二個(gè)自聚焦透鏡的光軸平行、焦距相同且相鄰焦面重合，入端光纖頭的內(nèi)端面與出端光纖頭的內(nèi)端面處于物像共軛位置上。本發(fā)明解決了背景技術(shù)中體積大、成本高的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明隔離效果好，且可消除偏振模色散。
文檔編號(hào)G02B6/32GK101334506SQ20071001819
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2007年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月30日
發(fā)明者張文松, 衛(wèi) 趙 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所