光隔离器制造技术

一种光隔离器，其特征在于，在非互易性法拉第旋转器１的前后两侧分别设有第一、第二光楔２１、２２，在第一光楔的前侧设有偏振模色散补偿片３，补偿片、第一光楔及法拉第旋转器固定在第一钢环４１中，第二光楔固定在第二钢环４２中，两钢环则固定在磁管５中，在磁管前后两侧的内封管６１、６２内分别设有入射光纤７１、入射非球面镜８１及出射非球面镜８２、出射光纤７２，全部器件设置于套管９内。本实用新型专利技术的光楔光轴的夹角可调，可使光路中的各晶体的通光面平行，减少正向传输的损耗，并增大隔离度。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种光无源器件，特别是涉及一种低传输损耗，高反射、高隔离度的光隔离器。光隔离器主要运用在激光器及光传输系统中。在这些系统中，对光的传输要求是对于正向传输的光希望能在传输的过程中能量损失的越少越好；而对于反向光能够进行阻止，所谓的反向光一般是光在向前传输的过程中，经过不同的传输载体时，在各载体的表面及内部会发生不同程度的反射，这些反射能引起光信号的变化，最主要是这些反射光如果进入激光器中之后会使激光器发出的光发生本质的变化，引起激光器发生啁啾。在传输系统中，外部信号加载到电信号中，然后再将电信号转化为光信号，将光信号在光缆中进行传输，然后在出射端将光信号转化为电信号，然后经过解调将点信号转化为我们开始传输时的信号。光隔离器除了对于正向光以低损耗传输，对反向光进行高度隔离外，另外一个性能便是由于不同的光相互作用引起的色散，色散也同样能引起信号的失真。为了解决失真的问题，已有的设计是利用法拉第旋转器两侧的双折射光楔所用晶体材料及厚度的不同来实现。现有的光隔离器包括双级隔离器和单级隔离器，双级隔离器都是在单级隔离器的基础上做出的，从结构上来看，都是由两个单级隔离器组成，每个隔离器主要由一个法拉第旋转器和位于其两侧的光楔(双折射楔型晶体)构成。其光楔光轴的角度都是固定的，不可调节的。现有光隔离器存在的主要问题是是色散及插入损耗较大，且隔离度较低。本技术的目的在于提供一种光楔光轴的夹角可调，光路中的各晶体的通光面平行，正向传输损耗小，隔离度大，且偏振模色散小的光隔离器。为实现上述目的，本技术提供一种光隔离器，该隔离器包括非互易性法拉第旋转器1及光楔2，其特征在于，在非互易性法拉第旋转器1的前后两侧分别设有第一、第二光楔21、22，在第一光楔的前侧设有偏振模色散补偿片3，偏振模色散补偿片、第一光楔及非互易性法拉第旋转器固定在第一钢环41中，第二光楔固定在第二钢环42中，第一、第二钢环则固定在磁管5中，在磁管前后两侧的内封管61、62内分别设有入射光纤71、入射非球面镜81及出射非球面镜82、出射光纤72，全部器件设置于套管9内。第一光楔21入射面与补偿片的出射面相对，且置于光路中；非互易性法拉第旋转器1的入射面与第一光楔的出射面相对，且置于光路中；第二光楔22的入射面与法拉第旋转器的出射面相对，并与法拉第旋转器的通光面平行，且置于光路中；出射非球面镜82与第二光楔的出射面相对；偏振模色散补偿片3的入射面与非球面镜相对，并与第一光楔的直面通光面及法拉第旋转器的通光面平行，且处于光路中。第一、第二光楔的光轴的夹角与法拉第旋转器的旋转角度可通过旋转第二钢环来调整为一致。入射光纤71及出射光纤72分别用玻璃套管73、74固定，且非球面镜81、82与玻璃套管73、74分别固定于同一内封管61、62内。玻璃套管73、74靠非球面镜81、82的一端为斜面。偏振模色散补偿片3位于第一光楔21和入射非球面镜81之间，其与光楔的晶轴极性相反。由上述技术方案可见，本技术将光楔、法拉第旋转器及偏振模色散补偿片分别设置于两个钢环中，而转动钢环则可以适当调节前后两个光楔光轴的夹角，从而增大光隔离器的隔离度；由于钢环置于磁管中，可以保证四片晶体通光面的平行，减少了正向的传输损耗。将偏振模色散补偿片的通光面靠近入射光的非球面镜，可增大反向光的两束光之间的夹角，因此可增大光隔离器的隔离度并减少偏振模色散。以下结合附图及实施例对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术结构示意图。图2是本技术结构剖视图。图3是本技术结构原理示意图。图4是光在本技术的光隔离器中正向传输示意图。图5是光从光隔离器输出端入射示意图。参阅图1、图2，本技术的一种改进的光隔离器包括非互易性法拉第旋转器1、光楔2、偏振模色散补偿片3、钢环4、磁管5、内封管6、光纤7、非球面镜8及套管9，其中光楔2包括第一光楔21、第二光楔22；钢环4包括第一钢环41及第二钢环42；内封管6包括内封管61、62；光纤7包括入射光纤71及出射光纤72，玻璃套管包括玻璃套管73、74；非球面镜8包括入射非球面镜81及出射非球面镜82。所述入射光纤71设于光隔离器的前端，其一端用来引入入射光，另一端用一圆筒形的玻璃套管73将其固定。玻璃套管的外端为斜面，以减少光从光纤中射出的过程中的反射光又射回光纤中。在靠玻璃套管的斜面端设有与之相对的入射非球面镜81，将入射光进行准直，非球面镜对光的耦合效果比自聚焦透镜的耦合效果要好的多，在性能及参数上有一个很大的飞跃。非球面镜与固定光纤的玻璃套管被固定在同一个圆筒形的内封管61中，内封管所用的材料为易上锡的金属材料。光隔离器的后端设有出射光纤72，用来接收出射光。该光纤固定在另一个玻璃套管74中，该玻璃套管的前端也为斜面，其前方设有与之相对的出射非球面镜82，用于将出射光进行准直，非球面镜82和玻璃套管74固定在同一内封管62中。在两个内封管61、62之间的光隔离器内中部设有非互易性法拉第旋转器1，其前后两侧分别设有第一、第二光楔21、22，它们是结构相同的双折射楔形晶体，这样在制作的过程中免于区分。两光楔光轴的夹角等于法拉第旋转的角度，且该角度可通过旋转第二钢环42来调整。通过设计两光楔的厚度及光楔角可以减少walk-off。第一光楔前侧设有偏振模色散补偿片6，该补偿片的材料与光楔的材料互补，即光楔是正轴晶体，那么补偿片为负轴晶体；如果光楔是负轴晶体，则补偿片是正轴晶体。这样补偿片能够减小光经过系统之后o光与e光(见图4、图5)的光程差，从而可以减少因为两束光的位相差而产生的偏振模色散。偏振模色散补偿片、第一光楔21和法拉第固定在第一钢环41中，第二光楔22固定在第二个钢环42中，第一、第二钢环则固定在磁管5中。磁管用胶固定于套管9的中部，套管的材料与内封管的材料相同，位于隔离器两端的非球面镜8与玻璃套管构成的准直器设于磁管的两端，同样被密封在套管9中。因此磁管与两个准直器成了一个整体。其中所有的组件都同轴。第一光楔21入射面与补偿片的出射面相对，且置于光路中；非互易性法拉第旋转器1的入射面与第一光楔的出射面相对，且置于光路中；第二光楔22的入射面与法拉第旋转器的出射面相对，并与法拉第旋转器的通光面平行，且置于光路中；出射非球面镜82与第二光楔的出射面相对；偏振模色散补偿片3的入射面与非球面镜81相对，并与第一光楔的直面通光面及法拉第旋转器的通光面平行，且处于光路中。本技术的工作原理可结合图3～5加以说明。图3中，a、c为左右准直器(包括光纤、玻璃套管及非球面镜)，b为磁管，a将入射光准直后射入到磁管中，光经过磁管之后射出，c将出射光准直后耦合到出射光纤中。b的作用主要是对于正向光能以极低的损耗进行传输，而阻止反射光从磁管中射出，即不使反射光再射入a中。进一步如图1所示，固定光纤的玻璃套管的前端采用斜面，是因为光纤与玻璃套管的表面是在同一面上，当入射光从光纤中射入非球面镜的时候，在玻璃套管的表面上会发生一定程度上的反射，如果是直面端，则反射光会重新进入光纤中往回传输，这对于激光器是很不利的，所以设计了斜面结构，以避免反射光进入光纤中。从光纤中出来的光并不是很准直的光，因此在光纤的对面加一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光隔离器，包括非互易性法拉第旋转器（１）及光楔（２），其特征在于，在非互易性法拉第旋转器（１）的前后两侧分别设有第一、第二光楔（２１）、（２２），在第一光楔的前侧设有偏振模色散补偿片（３），偏振模色散补偿片、第一光楔及非互易性法拉第旋转器固定在第一钢环（４１）中，第二光楔固定在第二钢环（４２）中，第一、第二钢环则固定在磁管（５）中，在磁管前后两侧的内封管（６１）、（６２）内分别设有入射光纤（７１）、入射非球面镜（８１）及出射非球面镜（８２）、出射光纤（７２），全部器件设置于套管（９）内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，周华丽，
申请(专利权)人：深圳奥泰克光通信器件实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]