本发明专利技术公开了一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，包括：环形器芯，包括依序设置的第一偏振分光机构、45度法拉第旋转片、22.5度半波片和第二偏振分光机构，第一偏振分光机构远离第二偏振分光机构的端面形成公共端，第二偏振分光机构远离第一偏振分光机构的端面形成发射端，第二偏振分光机构与22.5度半波片相邻的一端面形成接收端；金属壳体，其将环形器芯封装其中，金属壳体的外表面设有连通至容置腔且分别环形器芯的公共端、发射端和接收端正对的公共端接口、发射端接口和接收端接口，本方案具有小型化、低成本、带有标准光接口、可即插即用等优点，其的隔离度、差损和回损等主要性能指标完全满足行业内标准，具有广阔的市场和商用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件
本专利技术涉及光通讯
，尤其是一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件。
技术介绍
光环形器是一种多端口输入输出的非互易性光学无源器件，它的作用是使光信号只能沿规定的端口顺序传输，当光信号的传输顺序变更时，其损耗很大，因此可实现信号的隔离。典型结构有N(N大于等于3)个端口，如说明书附图1所示，当光由端口1输入时，光由端口2输出，当光由端口2输入时，光由端口3输出，以此类推。光环形器的非互易特性是利用磁光材料的法拉第效应来实现的。法拉第效应是指在平行于光传播方向的磁场作用下，介质材料中的电磁波（光波）的偏振面产生旋转的现象，且其旋转方向和光的传播方向无关，也就是偏振无关。光波经第一偏振元件后成为偏振光，该偏振光通过45°法拉第旋光片后，偏振方向旋转45°，与第二偏振元件通光方向平行，允许通过；当光反方向传输时，经法拉第旋光片后，光的偏振方向与第一偏振片通光方向垂直，不能通过。由于光环形器的非互易特性和顺序传输特性，它可用于将同一根光纤中正向传输和反向传输的光信号分开，被广泛应用于光纤通信、光纤传感以及光纤测试系统之中，使系统结构简化，性能提高。主要相关具体应用包括：单波和单纤双向通信、光纤布拉格光栅（FBG）组合应用、掺铒光纤放大器（EDFA）、波分复用（WDM）、色散补偿、光信号上载/下载，还可用于光学时域反射仪（OTDR）和光纤陀螺中做耦合器。2019年已经被业界公认为5G时代的元年，随着5G时代的加速到来，在接入和承载网中，前传占用光纤资源非常巨大，因此从节约光纤成本考虑，业界的共识是采用单纤双向（BIDI）技术，该技术已经被写入5G承载网白皮书中。在该技术中，低成本、小型化的光环形器件将会是核心的器件，未来的市场需求量巨大，具有广阔的商用前景。在光环形器发展中，追求小型化、低成本、带有标准光接口和可即插即用的结构是近年来主要发展趋势。现有技术的光环形器结构，通常为光纤输入和光纤输出的结构，如图2所示。这种结构的原理是基于将一系列分立的光学元件包括双折射晶体分光厚片、双折射晶体楔角片、法拉第旋转片、波片、光学补偿片、单光纤准直器和双光纤准直器等装配在一起，最后封装在圆柱形金属外壳里面。现行技术的光环形器，一方面结构复杂、组装成本高，物料成本也很高，这导致了环形器的市场价格很高；另外一方面，这种结构的尺寸长，三个端口都是光纤，不适合直接与标准的光纤连接头对接，若想要实现对接，必须要通过光纤熔接的方法将所需光接口熔接上，熔接需要光纤具有一定的长度，这必将导致器件无法做到小型化。
技术实现思路
针对现有技术的情况，本专利技术的目的在于提供一种小型化、低成本、带有标准光接口、可即插即用的带有标准光接口的小型化三端口光环形器件；本专利技术的光环形器功能通过微型集成化自由空间环形器来实现，本专利技术的隔离度、差损和回损等主要性能指标完全满足行业内标准。为了实现上述的技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，其包括：环形器芯，包括依序设置的第一偏振分光机构、45度法拉第旋转片、22.5度半波片和第二偏振分光机构，所述第一偏振分光机构远离第二偏振分光机构的端面形成公共端，第二偏振分光机构远离第一偏振分光机构的端面形成发射端，第二偏振分光机构与22.5度半波片相邻的一端面形成接收端；金属壳体，具有容置腔且将环形器芯封装其中，金属壳体的外表面设有连通至容置腔且分别环形器芯的公共端、发射端和接收端正对的公共端接口、发射端接口和接收端接口。进一步，所述的公共端接口、接收端接口和发射端接口内均设有与环形器芯的公共端、发射端或接收端正对的耦合透镜。进一步，所述的公共端接口、接收端接口和发射端接口为LC标准接口、SC标准接口、FC标准接口或ST标准接口,通常由金属件、陶瓷插芯和陶瓷套管组装而成，这些标准接口可以实现与相应的连接器互联。进一步，所述的公共端接口、接收端接口和发射端接口为胶粘或焊接固定在金属壳体上，其中，所述的焊接至少包括激光焊接或锡焊焊接。进一步，所述的金属壳体为不锈钢材料或合金材料制成。进一步，所述的第一偏振分光机构、45度法拉第旋转片、22.5度半波片和第二偏振分光机构为依序胶合或光胶成一体结构，各光学组件及元件之间有光路经过的胶合面或深化光胶面上均镀设有增透膜或不镀膜但界面折射率与胶水折射率相匹配或镀设有光胶介质膜。进一步，所述的第一偏振分光机构包括第一45°斜方棱镜和第一45°直角棱镜，所述第一45°直角棱镜的斜面与第一45°斜方棱镜的上端面或下端面相贴合，第一45°直角棱镜的一直角面与45度法拉第旋转片远离22.5度半波片的端面相贴，其中，第一45°斜方棱镜远离第一45°直角棱镜的端面镀设有高反膜或不镀膜，其与第一45°直角棱镜的斜面贴合的端面镀设有偏振分光膜且固定为一体。进一步，所述的第二偏振分光机构包括第二45°斜方棱镜和第二45°直角棱镜，所述第二45°直角棱镜的斜面与第二45°斜方棱镜的上端面或下端面相贴合，第二45°直角棱镜的一直角面与22.5度半波片远离45度法拉第旋转片的端面相贴，第二45°斜方棱镜远离第二45°直角棱镜的端面镀设有高反膜或不镀膜，其与第二45°直角棱镜的斜面贴合的端面镀设有偏振分光膜且固定为一体，其中，第二45°直角棱镜的另一直角面设为接收端，第二45°斜方棱镜远离22.5度半波片的端面设为发射端。进一步，所述45°法拉第旋转片为自带磁法拉第旋转片或外加磁场法拉第旋转片，当为外加磁场法拉第体旋转片时，其外周侧上设有磁场发生装置。进一步，所述半波片为单半波片或组合半波片结构。作为与本专利技术方案思路下的另一种实施结构。一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，其特征在于：其包括：环形器芯，包括依序设置的第一偏振分光机构、45度法拉第旋转片、22.5度半波片和第二偏振分光机构，所述第一偏振分光机构远离第二偏振分光机构的端面形成公共端，第二偏振分光机构远离第一偏振分光机构的端面形成发射端，第二偏振分光机构与22.5度半波片相邻的一端面形成接收端；45度反射镜，设于环形器芯的接收端一侧且将接收端射出的光信号偏转45度，使其与发射端输入的光信号平行；金属壳体，具有容置腔且将环形器芯和45度反射镜封装其中，金属壳体的外表面设有连通至容置腔的公共端接口、接收端接口和发射端接口，其中，公共端接口和发射端接口分别环形器芯的公共端、发射端正对，接收端接口与45度反射镜相对且用于接收由环形器芯接收端射出且经45度反射镜偏转的光信号。进一步，所述的发射端和接收端为带有尾纤的光纤准直器结构。采用上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，其具有的有益效果为：本专利技术具有小型化、低成本、带有标准光接口、可即插即用等优点；更重要的是，本专利技术的隔离度、差损、灵敏度等主要性能指标完全满足行业内标准，尤其能满足高速光信号(≥25Gps)传输对光环形器的性能指标要求。附本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，其特征在于：其包括：/n环形器芯，包括依序设置的第一偏振分光机构、45度法拉第旋转片、22.5度半波片和第二偏振分光机构，所述第一偏振分光机构远离第二偏振分光机构的端面形成公共端，第二偏振分光机构远离第一偏振分光机构的端面形成发射端，第二偏振分光机构与22.5度半波片相邻的一端面形成接收端；/n金属壳体，具有容置腔且将环形器芯封装其中，金属壳体的外表面设有连通至容置腔且分别环形器芯的公共端、发射端和接收端正对的公共端接口、发射端接口和接收端接口。/n
【技术特征摘要】
1.一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，其特征在于：其包括：
环形器芯，包括依序设置的第一偏振分光机构、45度法拉第旋转片、22.5度半波片和第二偏振分光机构，所述第一偏振分光机构远离第二偏振分光机构的端面形成公共端，第二偏振分光机构远离第一偏振分光机构的端面形成发射端，第二偏振分光机构与22.5度半波片相邻的一端面形成接收端；
金属壳体，具有容置腔且将环形器芯封装其中，金属壳体的外表面设有连通至容置腔且分别环形器芯的公共端、发射端和接收端正对的公共端接口、发射端接口和接收端接口。
2.根据权利要求1所述的一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，其特征在于：所述的公共端接口、接收端接口和发射端接口内均设有与环形器芯的公共端、发射端或接收端正对的耦合透镜。
3.根据权利要求1所述的一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，其特征在于：所述的公共端接口、接收端接口和发射端接口为LC标准接口、SC标准接口、FC标准接口或ST标准接口。
4.根据权利要求1所述的一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，其特征在于：所述的公共端接口、接收端接口和发射端接口为胶粘或焊接固定在金属壳体上，其中，所述的焊接至少包括激光焊接或锡焊焊接。
5.根据权利要求1所述的一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，其特征在于：所述的金属壳体为不锈钢材料或合金材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，其特征在于：所述的第一偏振分光机构、45度法拉第旋转片、22.5度半波片和第二偏振分光机构为依序胶合或光胶成一体结构。
7.根据权利要求1所述的一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件，其特征在于：所述的第一偏振分光机构包括第一45°斜方棱镜和第一45°直角棱镜，所述第一45°直角棱镜的斜面与第一45°斜方棱镜的上端面或...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾旭，于光龙，陈海峰，郑熙，任策，
申请(专利权)人：福州高意光学有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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