本实用新型专利技术公开了一种分瓣式磁钢法拉第旋转器及偏振无关激光隔离器，拉第旋转器包括磁钢和磁光晶体，磁钢为并排设置的两组，每组磁钢由偶数瓣扇瓣磁块合围构成的磁环结构，每瓣扇瓣磁块径向充磁，且每组磁钢中所有的扇瓣磁块的南极均靠近圆心端/远离圆心端，北极均位于远离圆心端/靠近圆心端，两组磁钢的南北极设置相反，磁光晶体位于两组磁钢之间。本实用新型专利技术在同样充磁条件下本磁钢内部磁场大于现有磁环内部磁场，因此可以使用更小的磁光晶体，节省材料，降低成本，进而实现小尺寸。同时外部磁场降低，故降低了磁钢对外界铁性物质的影响。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种分瓣式磁钢法拉第旋转器及偏振无关激光隔离器，拉第旋转器包括磁钢和磁光晶体，磁钢为并排设置的两组，每组磁钢由偶数瓣扇瓣磁块合围构成的磁环结构，每瓣扇瓣磁块径向充磁，且每组磁钢中所有的扇瓣磁块的南极均靠近圆心端/远离圆心端，北极均位于远离圆心端/靠近圆心端，两组磁钢的南北极设置相反，磁光晶体位于两组磁钢之间。本技术在同样充磁条件下本磁钢内部磁场大于现有磁环内部磁场，因此可以使用更小的磁光晶体，节省材料，降低成本，进而实现小尺寸。同时外部磁场降低，故降低了磁钢对外界铁性物质的影响。【专利说明】一种分瓣式磁钢法拉第旋转器及偏振无关激光隔离器
本技术涉及偏振无关激光隔离器，具体指偏振无关激光隔离器中的核心元件-法拉第旋转器，以及带有这种法拉第旋转器的偏振无关激光隔离器，属于磁光
。
技术介绍
偏振无关激光隔离器是利用磁光晶体的法拉第效应实现对激光的单向传输功能，它由双折射晶体1、1/2波片和法拉第旋转器2组成，其原理如图1和图2所示。 正向输入光(如图1中实线所不)进入第一块双折射晶体时，光分为偏振相互垂直的O光和e光，两种偏振光通过法拉第旋转器和1/2波片，在二者共同作用下，光的偏振方向旋转90度,这样ο光和e光相互转换,再通过第二块双折射晶体后，ο光和e光合为一束，光正向通过光隔离器。当光反向输入时(如图2中虚线所示)，光从右到左通过第一块双折射晶体时，光分为偏振相互垂直的O光和e光,光通过法拉第旋转器和1/2波片，二者旋转方向相反，在二者共同作用下，光偏振方向旋转的角度为零度，再通过第二块双折射晶体后，O光和e光分得更开，就不能合为同一束光，这样就实现了反向隔离。 偏振无关激光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应来实现，对于给定的磁光材料，光振动面旋转的角度Θ与磁感应强度B和光在该物质中通过的距离L的乘积成正比，有 Θ =VBL (I) 式中，V为材料的特性常数，称为维德尔常数，单位:分/高斯.厘米。偏振方向的旋转只和磁场强度的方向有关，而与光传播的方向无关。 偏振无关激光隔离器关键是让法拉第旋转器实现偏振方向旋光45度，因此，从式 (I)可以看出，磁场强度越强，所需要的磁光晶体越短。 传统的偏振无关激光隔离器主要采用普通磁环、纵向充磁结构，其结构如图3所示，磁光晶体就放置在磁环中心空腔中。从图3可以看出，传统磁环式磁钢内部和外部的磁感线密度分布均匀，内外磁场强度一致，但真正能够利用的是中心内部磁场，因此其磁场利用相对较低，在同样充磁条件下，需要更长的磁光晶体才能满足偏振方向旋转45°的要求。同时，由于外部磁感线密度和内部磁感线密度一样大，要提高内部磁场强度，相应地也要提高外部磁场强度，造成磁钢对外界铁性物质吸力很大。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术的目的是提供一种在同样充磁条件下内部磁场大于现有磁环内部磁场，同时也大于自身外部磁场的分瓣式磁钢法拉第旋转器。本技术同时公开了带有这种法拉第旋转器的偏振无关激光隔离器。 本技术的技术方案是这样实现的: 分瓣式磁钢法拉第旋转器，包括磁钢和位于磁钢磁场中的磁光晶体，其特征在于，所述磁钢为并排设置的两组，每组磁钢由偶数瓣相同形状的横截面为扇瓣的扇瓣磁块合围构成的磁环结构，每瓣扇瓣磁块径向充磁，且每组磁钢中所有的扇瓣磁块的南极均靠近圆心端/远离圆心端，北极均位于远离圆心端/靠近圆心端，两组磁钢的南北极设置相反，磁光晶体位于两组磁钢之间。 每组磁钢中相邻的扇瓣磁块之间均设置有间隙。间隙的作用一方面方便安装，另一方面使磁感线在侧面形成一定的回路。 优选地，每组磁钢由六瓣扇瓣磁块构成。 每组磁钢中的所有扇瓣磁块通过箍架紧固合围形成整体。 本技术偏振无关激光隔离器，由两块双折射晶体、1/2波片和法拉第旋转器构成，法拉第旋转器位于两块双折射晶体之间，1/2波片贴合于法拉第旋转器其中一个端面安装，所述法拉第旋转器采用前述的分瓣式磁钢法拉第旋转器，1/2波片同时贴合于两组磁钢的端面。 本技术采用径向充磁、分瓣式磁钢来制作法拉第旋转器，在同样充磁条件下本磁钢内部磁场大于现有磁环内部磁场，同时也大于自身外部磁场。相比现有技术，本技术具有以下有益效果: 1、要满足偏振方向旋转45°的要求，可以使用更小的磁光晶体长度，因此可以节省磁光晶体材料，降低成本，进而实现小尺寸、低成本的偏振无关激光隔离器。 2、由于在同样充磁条件下本磁钢外部磁场小于现有磁环外部磁场，因此降低了磁钢对外界铁性物质的影响。 【专利附图】【附图说明】 图1-偏振无关激光隔离器正向输入光工作原理图。 图2-偏振无关激光隔离器反向输入光工作原理图。 图3-传统磁环式磁钢的磁感线分布示意图。 图4-本技术单个分瓣式磁钢横截面示意图。 图5-本技术两分瓣式磁钢纵向截面磁感线分布示意图。 【具体实施方式】 参见图4和图5，本技术分瓣式磁钢法拉第旋转器，包括磁钢和位于磁钢磁场中的磁光晶体，所述磁钢为并排设置、且两端对齐的两组，每组磁钢由偶数瓣相同形状的横截面为扇瓣的扇瓣磁块合围构成的磁环结构，见图4。即相当于在现有磁环的基础上，沿轴向剖切为偶数瓣扇瓣，剖切面过圆心。每瓣扇瓣磁块径向充磁，且每组磁钢中所有的扇瓣磁块的南极均靠近圆心端/远离圆心端，北极均位于远离圆心端/靠近圆心端，两组磁钢的南北极设置相反，磁光晶体位于两组磁钢之间。即其中一组磁钢中所有的扇瓣磁块的南极均靠近圆心端，北极均远离圆心端，另一组磁钢中所有的扇瓣磁块的南极均远离圆心端,北极均靠近圆心端。 每组磁钢中相邻的扇瓣磁块之间均设置有间隙。间隙一方面方便安装，另一方面使磁感线在侧面形成一定的回路。 具体地，每组磁钢由六瓣扇瓣磁块构成。偶数个这样的扇瓣磁块保证磁场能够对称分布，对于磁块的数目应该是数目多些好些，只是块数多了充磁和安装不方便，容易坏，综合考虑后本技术优选六瓣扇瓣磁块。 每组磁钢中的所有扇瓣磁块通过箍架紧固合围形成整体。两组磁钢中的箍架再又固定形成一个整体。实际处理时，设计一整体夹具，该整体夹具自带两圆形腔，在每个圆形腔内，把对称的两扇瓣磁块放入圆形腔内，由于该两扇瓣磁块靠近的是相同的磁极，故在磁场排斥力作用下自然固定在腔壁上，按同样方法可把剩下的磁块装入。 在整体夹具两圆形腔之间设有磁光晶体容纳腔。当将两磁钢和磁光晶体装入后，本技术分瓣式磁钢法拉第旋转器即形成。 图4为单个六瓣式磁钢横截面，图5为本技术两分瓣式磁钢纵向截面磁感线分布示意图，从图5可以看出，在磁钢内部，其磁感线密度非常高，磁场强度很强，这样就能在磁光晶体较短的情况下实现法拉第旋转器偏振方向旋转45°的功能。而磁钢外部，其磁感线密度较低，磁场强度低，对外部的铁性物质影响较小。 本技术提出的偏振无关激光隔离器跟现有结构一样，由两块双折射晶体、1/2波片和法拉第旋转器构成，法拉第旋转器位于两块双折射晶体之间，1/2波片贴合于法拉第旋转器其中一个端面安装。不同之处在于，所述法拉第旋转器为前述的分瓣式磁钢法拉第旋转器，此时1/2波片同时贴合于两组磁钢的端面。 本技术采用径向充磁、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分瓣式磁钢法拉第旋转器，包括磁钢和位于磁钢磁场中的磁光晶体，其特征在于，所述磁钢为并排设置的两组，每组磁钢由偶数瓣相同形状的横截面为扇瓣的扇瓣磁块合围构成的磁环结构，每瓣扇瓣磁块径向充磁，且每组磁钢中所有的扇瓣磁块的南极均靠近圆心端/远离圆心端，北极均位于远离圆心端/靠近圆心端，两组磁钢的南北极设置相反，磁光晶体位于两组磁钢之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：申向伟，吴中超，王晓新，刘刚，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十六研究所，
类型：新型
国别省市：重庆;85
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