專利名稱：光隔離器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用于光纖通信領域的光隔離器。
技術背景光隔離器是一種只允許光單向傳輸的光無源器件，用于保護激光器、光放大器 等發光器件，使之不受回向光的干擾。光隔離器按偏振的相關性分為兩種偏振相 關型和偏振無關型。由于光纖通信中光纖中光波的偏振態是隨機變換的，因此，常 采用偏振無關光隔離器。偏振無關光隔離器的實現方式有多種，其中主要有兩種類型:位移(Displacer) 型光隔離器和楔型光隔離器。這兩種類型在文獻《偏振無關光隔離器》，光電子協 會，1979/7 Vol. J. 62-CNo. 7， pp. 505-512和美國專利U. S. Pat. No. 4548478中有詳 細介紹。該類傳統結構的光隔離器，當光經光纖頭發出經過自聚焦透鏡耦合后，在 透鏡輸出端光束的半徑為0. 5mm，這樣，如果把隔離體部分放在兩個自聚焦透鏡之 間，必須使反向的o光和e光分開很大的距離才能取到隔離的作用，這就要求所用 位移型晶體和法拉第旋轉片或者楔型雙折射晶體的尺寸很大才能達到要求，致使器 件的體積大、成本高。例如位移型光隔離器，為了滿足隔離度要求，使反向光相 對于輸入準直器發生橫向位移，反向光路中的兩束光需偏移較大距離，這就要求位 移晶體的體積要非常大，因而導致光隔離器整體體積大，且成本高昂，己經被楔型 光隔離器取代。楔型光隔離器，使反向光相對于輸入準直器發生角度偏離，隔離效 果較位移型光隔離器好，但其存在偏振模色散和平行位移等不足，需要進行補償， 而且所用的楔型雙折射晶體和法拉第旋轉片的截面過大，成本也較高。 發明內容本發明的目的在于提供一種光隔離器，其解決了背景技術中體積大、成本高的技術問題。本發明的技術解決方案如下一種光隔離器，包括隔離體2，分設于殼體7兩端的入端光纖頭1及出端光纖頭5，設置于入端光纖頭1與出端光纖頭5之間的第一自聚焦透鏡3、第二自聚 焦透鏡4，所述的入端光纖頭l、第一自聚焦透鏡3、第二自聚焦透鏡4固定于玻 璃套管6內；其特征在于所述的隔離體2由依次設置的位移型晶體201、 45°法 拉第旋轉片202、半波片203及位移型晶體204固連為一體構成，所述的第一位移型晶體201與第二位移型晶體204之間的光軸夾角為90° ，所述的第一位移型晶 體201與第二位移型晶體204的走離平面平行、走離量相同且走離方向相反；所述 的隔離體2設置于入端光纖頭1和第一自聚焦透鏡3之間并通過第二位移型晶體 204與第一自聚焦透鏡3相固定；所述入端光纖頭1的內端面跟與之相向的第一自 聚焦透鏡3的端面相平行，所述出端光纖頭5的內端面跟與之相向的第二自聚焦透 鏡4的端面相平行，所述的第一 自聚焦透鏡3與第二自聚焦透鏡4相向的端面垂直 于中心軸OO'，所述的第一自聚焦透鏡3與第二自聚焦透鏡4的光軸平行、焦距 相同且相鄰焦面重合，所述入端光纖頭1的內端面與出端光纖頭5的內端面處于物 像共軛位置上。上述半波片203和第一位移型晶體201之間的光軸夾角一般應為22. 5° 。上述入端光纖頭1的內端面可以是垂直于中心軸OO'的平面，或是與中心軸 00'具有90° -0夾角的斜面；上述出端光纖頭5的內端面可以是垂直于中心軸00 '的平面或為與中心軸OO'具有90° -a夾角的斜面，所述a的取值為6。 10° 。上述入端光纖頭1的內端面與出端光纖頭5的內端面以均鍍有增透膜為佳，上 述第一自聚焦透鏡3與第二自聚焦透鏡4相向的端面也以鍍有增透膜為佳。上述45。法拉第旋轉片202可采用磁性旋轉片，也可采用外設永久磁性環的非 磁性旋轉片。上述入端光纖頭1的內端面與中心軸00'的90° -a夾角以及所述出端光纖頭 5的內端面與中心軸0(V的90° -a夾角，該a的取值以8。為佳。 本發明具有以下優點本發明將隔離體放置于光纖頭與自聚焦透鏡之間，則可選擇尺寸很小的位移型 晶體和法拉第旋轉片。因為，光纖中發出的光的模場半徑^。《5廳，可以近似為點 光源，正向光可以完全通過隔離體，反向的o光和e光只需分開很小的距離即不會 被耦合入光纖中，所以具有很好的隔離效果。本發明可以采用體積很小的位移型晶體和法拉第旋轉片，產品實現微型化，以 適應光纖通信技術飛速發展對光隔離器的微型化要求。本發明成本大幅度下降，且可消除偏振模色散。
圖l為本發明的結構示意圖。附圖標號說明l-入端光纖頭；2-隔離體；201-第一位移型晶體；202-45。法拉第旋轉片；203-半波片；204-第二位移型晶體；3-第一自聚焦透鏡；4-第二自聚焦透鏡；5-出端光纖頭；6-玻璃套管，7-殼體。
具體實施方式
參見圖l，本發明殼體7的一端為入端光纖頭1，另一端為出端光纖頭5，入 端光纖頭1與出端光纖頭5之間依次為隔離體2、第一自聚焦透鏡3及第二自聚焦 透鏡4，其中入端光纖頭l、隔離體2、第一自聚焦透鏡3、第二自聚焦透鏡4固定 于玻璃套管6內。隔離體2由依次設置的位移型晶體201、 45°法拉第旋轉片202、半波片203 及位移型晶體204固連為一體構成，第一位移型晶體201與第二位移型晶體204 之間的光軸夾角為90° ，第一位移型晶體201與第二位移型晶體204的走離平面 平行、走離量相同且走離方向相反。4半波片203和第一位移型晶體201之間的光 軸夾角為22.5。。 45°法拉第旋轉片202為磁性旋轉片，或外設永久磁性環的非磁 性旋轉片。隔離體2通過第二位移型晶體204與第一自聚焦透鏡3相固定。入端光纖頭1的內端面跟與之相向的第一自聚焦透鏡3的端面相平行，出端光 纖頭5的內端面跟與之相向的第二自聚焦透鏡4的端面相平行，第一 自聚焦透鏡3 與第二自聚焦透鏡4相向的端面垂直于中心軸00'，第一自聚焦透鏡3與第二自 聚焦透鏡4的光軸平行、焦距相同且相鄰焦面重合，入端光纖頭1的內端面與出端 光纖頭5的內端面處于物像共軛位置上。入端光纖頭1的內端面可以是垂直于中心 軸00'的平面或是與中心軸OO'具有90° -a夾角的斜面，出端光纖頭5的內端 面可以是垂直于中心軸00'的平面或為與中心軸OO'具有90° -a夾角的斜面。 a的取值一般在6。 10°范圍內，以8°為佳。第一自聚焦透鏡3與第二自聚焦 透鏡4相向的端面、入端光纖頭1的內端面及出端光纖頭5的內端面，均以鍍有增 透膜為佳。工作時，點光源由入端光纖頭1進入，由隔離體2進入第一 自聚焦透鏡3成為 平行光，再經過第二自聚焦透鏡4匯聚成點光源，由出端光纖頭5射出。由出端光 纖頭5返回的點光源，經第二自聚焦透鏡4成為平行光，再經第一自聚焦透鏡3 匯聚成點光源，經過隔離體2時o光和e光被分開一個較大的角度，不會被耦合入 入端光纖頭l，從而達到光隔離的目的。
權利要求
1.一種光隔離器，包括隔離體(2)，分設于殼體(7)兩端的入端光纖頭(1)及出端光纖頭(5)，設置于入端光纖頭(1)與出端光纖頭(5)之間的第一自聚焦透鏡(3)、第二自聚焦透鏡(4)，所述的入端光纖頭(1)、第一自聚焦透鏡(3)、第二自聚焦透鏡(4)固定于玻璃套管(6)內；其特征在于所述的隔離體(2)由依次設置的位移型晶體(201)、45°法拉第旋轉片(202)、半波片(203)及位移型晶體(204)固連為一體構成，所述的第一位移型晶體(201)與第二位移型晶體(204)之間的光軸夾角為90°，所述的第一位移型晶體(201)與第二位移型晶體(204)的走離平面平行、走離量相同且走離方向相反；所述的隔離體(2)設置于入端光纖頭(1)和第一自聚焦透鏡(3)之間并通過第二位移型晶體(204)與第一自聚焦透鏡(3)相固定；所述入端光纖頭(1)的內端面跟與之相向的第一自聚焦透鏡(3)的端面相平行，所述出端光纖頭(5)的內端面跟與之相向的第二自聚焦透鏡(4)的端面相平行，所述的第一自聚焦透鏡(3)與第二自聚焦透鏡(4)相向的端面垂直于中心軸OO′，所述的第一自聚焦透鏡(3)與第二自聚焦透鏡(4)的光軸平行、焦距相同且相鄰焦面重合，所述入端光纖頭(1)的內端面與出端光纖頭(5)的內端面處于物像共軛位置上。
2. 根據權利要求1所述的光隔離器，其特征在于所述的半波片(203)和第 一位移型晶體(201)之間的光軸夾角為22.5。。
3. 根據權利要求1或2所述的光隔離器，其特征在于所述的入端光纖頭(l) 的內端面是垂直于中心軸00'的平面或是與中心軸00'具有90° -a夾角的斜面， 所述的出端光纖頭(5)的內端面是垂直于中心軸00'的平面或為與中心軸00'具 有90° -a夾角的斜面，所述a的取值為6。 10° 。
4. 根據權利要求3所述的光隔離器，其特征在于所述入端光纖頭1的內端面 與出端光纖頭(5)的內端面均鍍有增透膜，所述第一自聚焦透鏡(3)與第二自聚 焦透鏡(4)相向的端面鍍有增透膜。
5. 根據權利要求4所述的光隔離器，其特征在于所述的45°法拉第旋轉片 (202)為磁性旋轉片，或所述的45。法拉第旋轉片(202)為外設永久磁性環的非磁性旋轉片。
6. 根據權利要求5所述的光隔離器，其特征在于所述入端光纖頭(l)的內端面與中心軸00'的90° -a夾角以及所述出端光纖頭(5)的內端面與中心軸00'的 90° - a夾角，所述的a的取值為8。。
全文摘要
一種光隔離器，其由依次設置的入端光纖頭、隔離體、二個自聚焦透鏡及出端光纖頭構成，隔離體由依次設置的位移型晶體、45°法拉第旋轉片、半波片及位移型晶體固連構成，二個位移型晶體的走離平面平行、走離量相同且走離方向相反。入端光纖頭與第一自聚焦透鏡的相向面平行，出端光纖頭與第二自聚焦透鏡的相向面平行，二個自聚焦透鏡的光軸平行、焦距相同且相鄰焦面重合，入端光纖頭的內端面與出端光纖頭的內端面處于物像共軛位置上。本發明解決了背景技術中體積大、成本高的技術問題。本發明隔離效果好，且可消除偏振模色散。
文檔編號G02B6/32GK101334506SQ20071001819
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月30日 優先權日2007年6月30日
發明者張文松, 衛 趙 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所