多通道光隔离器制造技术

一种多通道光隔离器，其特征在于：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架、左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜、右隔离体部件、右光纤架、右光纤组，其中： 左、右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口；左光纤组中由左光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左、右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同； 左、右准直透镜的焦距相同，光轴平行，其相邻焦面的一个通过中间隔离体部件成的像与另一个重合； 左光纤架使左光纤组的端面透过左隔离体部件成的两个透射像位于左准直透镜的焦面两边；右光纤架使右光纤组的左端面位于左光纤组的右端面透过左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜及右隔离体部件成的像上，并使相应光纤的端面满足物像共轭关系，还要使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。（*该技术在2012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】
本技术属光学器件领域，特别是一种多通道光隔离器，主要应用于激光技术及光纤通信领域。
技术介绍
光隔离器是一种单向导通器件，它只允许光由一个方向通过，用于保护激光器、光放大器等发光器件的工作不受回向光的干扰。光隔离器是一种双端口器件，这两个端口形成一个单向通道，我们称其中的一个端口为导通端，另一个端口为截止端，当光由导通端口输入时，光几乎毫无损失地由截止端口输出；当光由截止端口输入时，在导通端口处几乎没有光输出。光隔离器可分为透射式和反射式两种类型，每一种类型中按光隔离能力的大小又有单级和多级之分。目前，透射式单级隔离器如美国专利4548478、4712880；透射式多级隔离器如美国专利6049425、6091866、5446578；反射式单级隔离器如美国专利5033830；反射式多级隔离器如美国专利6212305、6239900、6246518。为了降低光隔离器的制造成本，有人设计了多通道光隔离器，即采用与单通道双端口器件几乎相同的元器件制造多个独立通道的双端口光隔离器，如美国专利6075642、6275637、6317250、5956441、6061167、6088153。这些多通道隔离器主要采用微小光学部件，利用光束空间平行方式工作，即在物理空间中可以把这些多通道分解成完全独立的单通道隔离器。以这种方式构成的多通道隔离器，是通过减小单通道器件的物理尺寸来降低成本，成本的降低幅度不会太大。还有部分多通道光隔离器是利用光束空间交叉方式工作，即各通道光路在空间重叠，构成隔离器的大部分部件可以共享，但这些已提出的方案有的实现困难，有的实现条件模糊，其实施的隔离器，光学特性差，无法实用。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种低成本多通道光隔离。它是利用光束在空间传输的三维特性，不仅采用空间平行工作方式，还采用空间交叉工作方式，用几乎与原来制造单通道光隔离器相同的一组元器件即可制造出多通道光隔离器。因而可以大幅降低光隔离器件的成本。本技术大量采用双折射晶体平行平板器件和由双折射楔形镜组成的光束偏转器件，这些器件对寻常光和非常光产生的作用不一样。双折射晶体平行平板的晶体光轴既不平行也不垂直于它的两个平行工作表面的法线，通常称双折射晶体平行平板工作表面法线与其晶体光轴所决定的为走离平面，当偏振方向垂直于走离平面的寻常光和偏振方向平行于走离平面的非常光通过双折射晶体平行平板时，两束光产生的平移量不同，通常将寻常光和非常光产生的相对平移量为走离量，相对平移方向为走离方向，走离方向平行于走离平面，且与光的传播方向垂直。双折射楔形镜中形成楔角的两个工作表面法线位于同一平面，其晶体光轴一般与一个工作表面平行，双折射楔形镜使通过它的寻常光和非常光产生角偏转量不同，偏转光束所在平面与形成楔角的两个工作表面法线确定的平面平行，通常称形成楔角的两个工作表面法线确定的平面为走离平面，称寻常光和非常光的相对角偏转量为角走离量，相对角偏移方向为角走离方向。在本说明书及权利要求书中，将以走离平面、走离量和走离方向来描述所采用的双折射晶体器件。本技术是按如下的方式来实现的本技术的第一技术方案是本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架、左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜、右隔离体部件、右光纤架、右光纤组，其中左、右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口；左光纤组中由左光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左、右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；左、右准直透镜的焦距相同，光轴平行，其相邻焦面的一个通过中间隔离体部件成的像与另一个重合；左光纤架使左光纤组的端面透过左隔离体部件成的两个透射像位于左准直透镜的焦面两边；右光纤架使右光纤组的左端面位于左光纤组的右端面透过左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜及右隔离体部件成的像上，并使相应光纤的端面满足物像共轭关系，还要使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。在第一个技术方案中，由左隔离体部件、中间隔离体部件及右隔离体部件组成的隔离体无偏振模色散，即通过隔离体的两个互相垂直偏振分量所走的光程相等；左、右隔离体部件为双折射晶体平行平板，它们的走离平面平行于准直透镜光轴，走离方向相反，走离量相同；中间隔离体部件为90度非互易偏振旋转器，由λ/2波片和45度法拉弟旋转器组成；光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；光纤架使光纤端面与准直透镜焦面平行；准直透镜或者为非球面镜，或者为梯度折射率透镜；左、右光纤组中对应的光纤到对应准直透镜光轴的距离相等；两准直透镜光轴之间的距离是光纤组分布的对称中心到光轴距离的两倍。本技术的第二技术方案是本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架、左准直透镜、隔离体、右准直透镜、右光纤架、右光纤组，其中左、右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口；左光纤组中由左光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左、右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；左、右准直透镜的焦距相同，光轴平行，其相邻焦面的一个通过隔离体成的两个像分别位于另一个的两边；左、右准直透镜使相邻光纤组中光纤发出的光为平行光；右光纤架使右光纤组的左端面位于左光纤组的右端面透过左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜及右隔离体部件成的像上，并使相应的端面满足物像共轭关系，还要使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。在第二个技术方案中，光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；左光纤架使左光纤端面与左准直透镜焦面重合；准直透镜或者为非球面镜，或者为梯度折射率透镜；左、右光纤组中对应的光纤到对应准直透镜光轴的距离相等；两准直透镜光轴之间的距离是光纤组分布的对称中心到光轴距离的两倍；隔离体基本无偏振模色散，即通过隔离体的平行光束中两个互相垂直偏振分量所走的光程基本相等；隔离体为下列中的一种(1)隔离体为单级隔离体，它由一个45度法拉弟旋转器、两个双折射楔形镜及一个偏振色散补偿镜组成，法拉第旋转器位于两楔形镜之间，色散补偿镜位于两个楔型镜外侧的任一侧；偏振色散补偿镜为双折射晶体平行平板，其晶体光轴与工作表面平行；两个双折射楔形镜的走离平面平行且平行于透镜光轴，走离量相同，走离方向相反；偏振色散补偿镜在透镜光轴方向上的厚度与两楔形镜在透镜光轴方向上的厚度之和相等；两楔形镜晶体光轴的夹角为45度，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同；偏振色散补偿镜晶体光轴与相邻的楔形镜的晶体光轴垂直；(2)隔离体为两级隔离体，由两个依次设置的单级隔离体组成；每个单级隔离体从左至右依次由第一双折射楔形镜、45度法拉弟旋转器及第二双折射楔形镜组成；在任一单级隔离体中，两个双折射楔形镜的走离平面平行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：方强，
申请(专利权)人：北京鑫海莱光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：