本发明专利技术提供一种磁光开关，包括沿光路方向依次设置的单光纤准直器、第一双折射晶体、第一半波片组件、旋光组件、第二半波片组件、第二双折射晶体以及双光纤准直器，旋光组件具有折射器件，折射器件靠近第一半波片组件的一侧设有第一法拉第旋光片，折射器件靠近第二半波片组件的一侧设有旋光器件，且旋光组件还设有位于第一法拉第旋光片外的磁场产生器件，其中，单光纤准直器为单芯扩束光纤准直器，单芯扩束光纤准直器内安装有一根扩束光纤，双光纤准直器为双芯扩束光纤准直器，双芯扩束光纤准直器内安装有两根扩束光纤。本发明专利技术提供的磁光开关使用的光学器件较小，且双折射晶体及旋光组件的体积较小，减少磁光开关的体积，也降低其生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于光纤通信系统的光学器件，具体地说，是涉及一种磁光开关。
技术介绍
现代的光纤通信系统中大量使用各种光开关，实现一个输入光纤与多个输出光纤或多个输入光纤与一个输出光纤之间光束的切换，其主要应用于现代光纤通信行业、仪器仪表行业以及国防工业。常见的光开关主要分为机械式光开关和非机械式光开关,其应用微光机电技术(MEMS)、液晶技术、热光效应、电光技术和磁光技术等。其中机械式的光开关技术较为成熟，其具有生产成本低、带宽较宽、损耗小等优点，但同时存在尺寸大、寿命较短、可重复性差、开关时间长等缺点。应用微光机电技术、热光效应和液晶技术的光开关的优点是尺寸小、开关速度快，但由于这些光开关涉及到半导体精细加工技术，工艺复杂，大大增加了其生产成 本。非机械式的磁光开关具有无机械件运动、可重复性高、开关时间短等优点，且工艺要求简单。目前最为成熟的磁光开关技术是利用磁场控制磁光晶体旋光的环形光路实现的磁光开关。如公告号为CN2896323Y的技术公开了一种名为“紧凑结构型1X2磁光开关”的专利技术创造，该磁光开关的原理图如图I所示。这种磁光开关具有单光纤准直器11，在单光纤准直器11内安装有一根光纤12，并且按光路方向还依次设有双折射晶体13、半波片组件14、法拉第旋光片16、双折射晶体光引导器17、双折射晶体光束偏折器18、法拉第旋光片19、半波片组件21、双折射晶体22以及双光纤准直器23，双光纤准直器23内安装有两根平行的光纤24,在法拉第旋光片16、19外分别设有磁场产生器件15、20。光束从单光纤准直器11的光纤12出射后，经过双折射晶体13形成两束传播方向相同的光束，但两束光束的偏振态相互垂直，两束光束经过半波片组件14后传播方向不变，但偏振态相同。两束光束通过法拉第旋光片16后其偏振态发生偏转。由于偏振态固定的线性偏振光穿过不同的磁场下法拉第旋光片16其偏振态偏振方向不相同，而双折射晶体光引导器17、双折射晶体光束偏折器18对不同偏振态的光束有着不同的折算率，即不同偏振态的光束穿过双折射晶体光引导器17及双折射晶体光束偏折器18后其传播方向将发生不同的改变。磁光开关正是利用这一特性，通过改变磁场产生器件15中线圈的电流方向来改变磁场产生器件15所产生的磁场极性，进而改变光束穿过法拉第旋光片16后的偏振态，并由此改变光束穿过双折射晶体光引导器17及双折射晶体光束偏折器18后传播方向。光束穿过双折射晶体光引导器17及双折射晶体光束偏折器18后，再依次经过法拉第旋光片19、半波片组件21后入射至双折射晶体22，穿过半波片组件21的两束光束在双折射晶体22内合光，从双光纤准直器23内的光纤24出射。由于改变磁场产生器件15产生的磁场极性可以改变光束穿过双折射晶体光引导器17及双折射晶体光束偏折器18后的传播方向，因此可以选择光束从双光纤准直器23内的哪一根光纤24出射，从而实现对光路的选择，也就是实现了光开关的功能。但是，由于单光纤准直器11及双光纤准直器23内安装的光纤12、24均为普通光纤，光束从光纤12出射时光斑直径较大，散射严重，导致需要使用体积较大的双折射晶体13，这样法拉第旋光片16、19以及双折射晶体光引导器17、双折射晶体光束偏折器18的体积都很大，并且使用屋脊棱镜作为双折射晶体18的情况下，还需要在双折射晶体光引导器17与双折射晶体光束偏折器18之间设置一定的间隙，导致法拉第旋光片16、19以及双折射晶体光引导器17、双折射晶体光束偏折器18的体积难以做得更小。并且，由于磁场产生器件15、20通常是包括一个铁芯，并且在铁芯上缠绕线圈，由于法拉第旋光片16、19以及双折射晶体光引导器17、双折射晶体光束偏折器18的体积较大，难以将上述器件设置在同一个铁芯内，需要使用两个磁场产生器件15、20分别向法拉第旋光片16、19加载磁场,导致磁光开关使用的器件较多，且器件的体积较大，使磁光开关的生产成本较高，封装难度较大。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种体积较小的磁光开关。 本专利技术的另一目的是提供一种使用器件较少的磁光开关。为了实现上述的主要目的，本专利技术提供的磁光开关包括沿光路方向依次设置的单光纤准直器、第一双折射晶体、第一半波片组件、旋光组件、第二半波片组件、第二双折射晶体以及双光纤准直器，旋光组件具有折射器件，折射器件靠近第一半波片组件的一侧设有第一法拉第旋光片，折射器件靠近第二半波片组件的一侧设有旋光器件，且旋光组件还设有位于第一法拉第旋光片外的磁场产生器件，其中，单光纤准直器为单芯扩束光纤准直器，单芯扩束光纤准直器内安装有一根扩束光纤，双光纤准直器为双芯扩束光纤准直器，双芯扩束光纤准直器内安装有两根扩束光纤。由上述方案可见，由于扩束光纤的端部处纤芯的直径将明显增大，从单芯扩束光纤准直器出射的光束的光斑直径较小，这样第一双折射晶体、旋光组件内的器件体积可以做得较小，从而减小磁光开关的体积，降低其生产成本。一个优选的方案是，旋光组件的第一法拉第旋光片、折射器件、旋光器件以及磁场产生器件一体封装。由此可见，由于旋光组件内的器件体积可以做得较小，这样可以将上述器件进行一体封装，形成集成模块，简化磁光开关的封装工艺，也提高磁光开关的生产效率。进一步的方案是，该旋光器件为第二法拉第旋光片，且第二法拉第旋光片位于磁场产生器件内。可见，将旋光组件的两个法拉第旋光片设置在同一个磁场产生器件内，也就是安装在同一个铁芯内，这样可以减少使用一个磁场产生器件，磁光开关所使用的器件数量较少，从而降低了磁光开关的生产成本。更进一步的方案是，第一半波片组件具有第一半波片，第一半波片位于从第一双折射晶体出射的一路光束的光路上，第二半波片组件具有第二半波片，第二半波片位于与第一半波片同一路光束的光路上。由此可见，在一路光路上设置第一半波片以及第二半波片，分别用于调整该光路上的光束的偏振态，确保入射在法拉第旋光片的光束偏振态相同，从而确保两路光束在折射器件内具有相同的折射率，即光束的传播方向保持一致。更进一步的方案是，第二半波片组件还具有补偿片，补偿片位于与第二半波片所在光路相对的另一路光束的光路上。可见，在另一路光路上设置补偿片，该路光束穿过补偿片后补偿了一个相位的时间差，从而确保两路光束的传输的同步性。附图说明 图I是现有磁光开关的结构示意图。图2是本专利技术第一实施例的光学结构示意图。图3是扩束光纤的结构示意图。图4是本专利技术第一实施例的光学结构俯视图。图5是本专利技术第一实施例的光学结构主视图。图6是本专利技术第一实施例第一工作状态下光束偏振态的示意图。图7是本专利技术第一实施例第二工作状态下光束偏振态的示意图。图8是本专利技术第二实施例的光学结构示意图。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施例方式本专利技术的磁光器件可以实现一根输入光纤与多根输出光纤之间的切换，也可以实现多根输入光纤与一根输出光纤之间切换，即其结构可以是包括一根输入光纤与多根输出光纤或者是包括多根输入光纤与一根输出光纤，下面以包含一根输入光纤与两根输出光纤为实施例对本专利技术进行说明。第一实施例 参见图2,本实施例的磁光开关具有单光纤准直器31,单光纤准直器31内安装有一根光纤32。本实施例中，单光纤准直器31为单芯扩束光纤准直器，且光纤3本文档来自技高网...
【技术保护点】
磁光开关，包括沿光路方向依次设置的单光纤准直器、第一双折射晶体、第一半波片组件、旋光组件、第二半波片组件、第二双折射晶体以及双光纤准直器，所述旋光组件具有折射器件，所述折射器件靠近所述第一半波片组件的一侧设有第一法拉第旋光片，所述折射器件靠近所述第二半波片组件的一侧设有旋光器件，且所述旋光组件还设有位于所述第一法拉第旋光片外的磁场产生器件；其特征在于：所述单光纤准直器为单芯扩束光纤准直器，所述单芯扩束光纤准直器内安装有一根扩束光纤，所述双光纤准直器为双芯扩束光纤准直器，所述双芯扩束光纤准直器内安装有两根扩束光纤。
【技术特征摘要】
1.磁光开关，包括 沿光路方向依次设置的单光纤准直器、第一双折射晶体、第一半波片组件、旋光组件、第二半波片组件、第二双折射晶体以及双光纤准直器，所述旋光组件具有折射器件，所述折射器件靠近所述第一半波片组件的一侧设有第一法拉第旋光片，所述折射器件靠近所述第二半波片组件的一侧设有旋光器件，且所述旋光组件还设有位于所述第一法拉第旋光片外的磁场产生器件； 其特征在于 所述单光纤准直器为单芯扩束光纤准直器，所述单芯扩束光纤准直器内安装有一根扩束光纤，所述双光纤准直器为双芯扩束光纤准直器，所述双芯扩束光纤准直器内安装有两根扩束光纤。2.根据权利要求I所述的磁光开关，其特征在于 所述旋光组件的所述第一法拉第旋光片、所述折射器件、所述旋光器件以及所述磁场产生器件一体封装。3.根据权利要求I或2所述的磁光开关，其特征在于 所述旋光器件为第二法拉第旋光片。4.根据权利要求3所述的磁光开关，其特征在于 所述第二法拉第旋光片位于...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡宇，赵泽雄，孙先胜，邱炳龙，龚森明，
申请(专利权)人：珠海保税区光联通讯技术有限公，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。