微型磁光开关制造技术

本发明专利技术提供一种光束偏振分离组件，从输入光纤出来的入射光束，直接经双折射晶体分解成两个正交的偏振子光束，再经透镜进行准直。本发明专利技术还提供包括有所述光束偏振分离组件的磁光开关，其包括双折射晶体、透镜、法拉第旋光晶体和可控磁性元件，通过控制磁性元件来实现磁光开关的开关控制。本发明专利技术的磁光开关可以是反射式或透射式，也可以是非状态锁存式或状态锁存式，还可以是双光纤式或单光纤式。本发明专利技术的光束偏振分离组件和磁光开关结构紧凑、外形尺寸小巧，可广泛用于光纤通讯系统、传感探测领域、仪器仪表领域、智能控制领域以及国防工业领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光束偏振分离组件，用于将来自光纤的入射光，分离成两个正交的偏振子光束。本专利技术还涉及基于法拉第磁致旋光效应来实现光路通断控制的磁光开关，所述磁光开关中包括有所述光束偏振分离组件。
技术介绍
光开关的基本功能为实现对光路的通断或切换控制，在光纤通讯系统、传感探测领域、仪器仪表领域、智能控制领域以及国防工业领域等有十分广泛的应用。所有这些应用领域对光开关都有一个共同的要求，即外形尺寸须小巧紧凑。实现光开关有多种方式，大致包括机械式，微机电系统技术(MEMS)，电光式，热光式，马赫泽德干涉技术以及磁光式等。其中，磁光开关是利用法拉第磁致旋光效应来实现光路的切换，由于没有任何运动部件，因而有优越的可靠性和开关速度响应。磁光开关技术一般利用准直器、双折射晶体、波片和法拉第旋转器等元件，通过处理和改变入射光的偏振态，从而达到光开关切换的目的；其中，入射光首先经光束偏振分离组件，分离成两个正交的偏振子光束，然后进行后续处理。如美国专利US6,493,139就公开了一种透射式磁光开关。而中国专利申请CN1554966则公开了一种反射式磁光开关。在现有技术的磁光开关中，光束偏振分离组件包括准直器和双折射晶体；从光纤出来的光束，先经准直器准直成平行光束，再经双折射晶体分解成两个正交的偏振子光束。由于从光纤出来的光束是发散的，在准直器中，光束进一步发散，然后才会聚成平行光束，发射到双折射晶体上，因此，从准直器出来的光束的光斑较大。为了能将双折射晶体分解的两个子光束从空间上完全分开，因此，也就要求双折射晶体很长。对于通用的光学器件尺寸，双折射晶体的长度一般约为7毫米；同样，其他元件的尺寸也须较大以容纳准直的光束，这样，就给器件的小型化带来了困难。而且，现有的磁开关所用元件较多，这也是磁光开关无法进一步微型化和实现小功耗的因素。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有磁光开关无法进一步小型化和实现小功耗的问题，而提供一种元件设置巧妙、结构紧凑的光束偏振分离组件，用于磁光开关中，将来自光纤的入射光，分离成两个正交的偏振子光束。本专利技术还提供包括有所述光束偏振分离组件的磁光开关，所述磁光开关所使用的元件数量较少、尺寸较小、结构紧凑。根据本专利技术的光束偏振分离组件，包括提供入射光束的输入光纤、双折射晶体和透镜，其特征在于，从输入光纤出来的入射光束，直接经双折射晶体分解成两个正交的偏振子光束，再经透镜进行准直。所述透镜可以采用自聚焦透镜(GRIN-Lens)、或平凸透镜、或非球面透镜、或C-透镜。其中，所述双折射晶体和透镜之间还可以设置有半波片。本专利技术的光束偏振分离组件中，由于双折射晶体被置于光纤和透镜之间，从光纤出来的入射光的光斑很小，因此，双折射晶体的长度就不需要很长，其他元件的尺寸也相应较小，从而大大缩减了整个组件的尺寸。本专利技术的光束偏振分离组件可用于反射式磁光开关。根据本专利技术的一种磁光开关，包括输入光纤、输出光纤、双折射晶体、透镜、法拉第旋光晶体、反射镜和磁性元件；其特征在于，所述双折射晶体、透镜、法拉第旋光晶体和反射镜前后依次设置，构成相对于所述透镜的光轴对称的反射光路；所述输入光纤和输出光纤均位于所述双折射晶体的前侧，且所述输入光纤和输出光纤与所述双折射晶体的光轴位于同一平面内，所述输入光纤和输出光纤分别分布在所述透镜光轴的两侧；所述磁性元件为可控磁性元件，可以对所述法拉第旋光晶体产生外加饱和磁场或使所述外加饱和磁场消失，从而可以通过控制磁性元件来实现磁光开关的开关控制。根据本专利技术的另一种磁光开关，包括输入/输出光纤、双折射晶体、透镜、法拉第旋光晶体、反射镜和磁性元件；其特征在于，所述双折射晶体、透镜、法拉第旋光晶体和反射镜前后依次设置，构成相对于透镜的光轴对称的反射光路；输入/输出光纤位于双折射晶体的前侧，且经双折射晶体所分解成的两个正交的偏振子光束相对于透镜的光轴对称；所述磁性元件为可控磁性元件，可以对所述法拉第旋光晶体产生外加饱和磁场或使所述外加饱和磁场消失，从而可以通过控制磁性元件来实现磁光开关的开关控制。本专利技术的光束偏振分离组件还可用于透射式磁光开关。根据本专利技术的一种磁光开关，包括输入光纤、第一双折射晶体、第一透镜、法拉第旋光晶体、磁性元件、第二透镜、第二双折射晶体和输出光纤；其特征在于，所述第一双折射晶体、第一透镜、法拉第旋光晶体、第二透镜和第二双折射晶体前后依次设置而构成透射光路，其中，所述第一透镜和第二透镜的光轴重合；所述磁性元件为可控磁性元件，可以对所述法拉第旋光晶体产生外加饱和磁场或使所述外加饱和磁场消失，从而可以通过控制磁性元件来实现磁光开关的开关控制。与现有的磁光开关相比，由于采用了本专利技术的光束偏振分离组件，双折射晶体的尺寸可以减小，其他元件的尺寸也可以相应减小。尤其是对于反射式磁光开关，由于所有的光学元件被利用两次，可以使得体积更小，成本更低；由于光束往返通过双折射晶体和法拉第旋光晶体，还可以获得更高的通道隔离度(或称为消光比)。附图说明图1(a)是本专利技术的磁光开关的实施例一的原理示意图，其中，所述磁光开关处于“开”状态；图1(b)是图1(a)所示的磁光开关处于“关”状态的原理示意图；图2(a)是本专利技术的磁光开关的实施例一的具体结构侧视图；图2(b)是图2(a)所示的磁光开关的俯视图；图3(a)是本专利技术的磁光开关的实施例二的原理示意图，其中，所述磁光开关处于“开”状态；图3(b)是图3(a)所示的磁光开关处于“关”状态的原理示意图；图4是本专利技术的磁光开关的实施例三的原理示意图；图5是本专利技术的磁光开关的实施例四的原理示意图；图6是本专利技术的磁光开关的实施例五的原理示意图；图7(a)是本专利技术的磁光开关的实施例六的原理示意图，其中，所述磁光开关处于“开”状态；图7(b)是图7(a)所示的磁光开关处于“关”状态的原理示意图；图8(a)是本专利技术的磁光开关的实施例六的具体结构侧视图；图8(b)是图8(a)所示的磁光开关的俯视图；图9是本专利技术的磁光开关的实施例七的原理示意图。具体实施例方式以下将结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的说明。实施例一如图1(a)和图1(b)所示，本实施例公开了一种非状态锁存式双光纤1X1反射式磁光开关，包括输入光纤100a、输出光纤100b、双折射晶体101、透镜102、法拉第旋光晶体103、反射镜104和磁性元件105。其中，双折射晶体101、透镜102、法拉第旋光晶体103和反射镜104前后依次设置，构成相对于透镜102的光轴01对称的反射光路。输入光纤100a和输出光纤100b均位于双折射晶体101的前侧，且输入光纤100a和输出光纤100b与所述双折射晶体的光轴位于同一平面内，输入光纤100a和输出光纤100b分别分布在所述光轴01的两侧。其中，磁性元件105为可控磁性元件，可以对所述法拉第旋光晶体101产生外加饱和磁场或使所述外加饱和磁场消失；在外加饱和磁场的作用下，法拉第旋光晶体101的旋光角度为45度，从而可以通过控制磁性元件105来实现磁光开关的开关控制。从输入光纤100a射出的光束入射到双折射晶体101。双折射晶体101的光轴位于水平面(即纸面)内，可以将由输入光纤100a入射的任意偏振态的光束分解为偏振方向正交且在空间上隔开的平行的两个子光束e本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光束偏振分离组件，包括提供入射光束的输入光纤、双折射晶体和透镜，其特征在于，从输入光纤出来的入射光束，直接经双折射晶体分解成两个正交的偏振子光束，再经透镜进行准直。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，林立良，
申请(专利权)人：青岛招金光电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]