CN104813210A - 光发射器和发射光信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光或自由空间隔离器，和光或光电发射器及发射光信号和制造此发射器的方法。本光/自由空间隔离器包括第一偏振镜，用于以第一偏振角使光偏振并以第二偏振角阻挡光；法拉第旋转器，用于按照预定数量的角度旋转由第一偏振镜偏振后的光；和光路中的半波片，具有固定或预定的定向角。所述第一偏振镜，法拉第旋转器/隔离器，和半波片各自的偏振，旋转和定向值允许光从第一方向穿过所述光隔离器，并在沿与第一方向相反的方向阻挡反射光穿过所述光隔离器。

Description

光发射器和发射光信号的方法

技术领域

本发明涉及光和/或自由空间隔离器领域，和包含所述隔离器的光和光电器件。

技术背景

光发射器是光和光电网络中通过光信号传输介质发送光信号的器件。光收发器通常都包括光接收器和光发射器。目前，多通道光收发器已经能够通过信号传输介质传递多重信号。

多重波分复用（WDM）已用于数据速率40 Gbps（比如，基于40G的LR4和ER4）和100 Gbps（比如，基于100G的LR4和ER4）的光学接口。IEEE 802.3ba-2010标准为这些接口定义了在单纤上复用的四WDM通道。基于40G的LR4/ER4接口定义了中心波长1271，1291，1311和1331 nm的CWDM网格。基于100G的LR4/ER4接口定义了中心波长1295.56，1300.05，1304.58和1309.14 nm的LAN-WDM通道。

而且，自由空间隔离器（FSI）是保护激光器不受反射光破坏的重要元件。自由空间隔离器可消除反射光的影响或将其降到最小，使在一个方向上发射的光最优化。反射光纤还会干涉激光器发出的光。因此，在发射器和收发器内消除反射光的影响是有必要的。

本“技术背景”部分仅用于提供背景信息。“技术背景”的陈述并不意味着本“技术背景”部分的主旨向本发明许可了现有技术，并且本“技术背景”的任何部分，包括本技术背景”本身，都不能用于向本发明许可现有技术。

发明内容

本发明的实施例涉及光或自由空间隔离器，光或光电发射器（比如，用于发送准直或偏振光或光信号），多通道光或光电发射器，及在此类光或光电发射器（比如，光信号发射器或收发器，比如光线网络收发器）中发送（偏振）光信号的方法。本发明提供了一种隔离器，可相对于发射光的偏振方向有益地改变反射光的偏振方向，从而消除发射光和反射光之间的干涉，并使激光器不受反射光的破坏。因此，发射光就可以保持它的强度，且反射和发射光之间的任何干涉都会较小。

一方面，本发明包括第一偏振镜，法拉第旋转器，位于第一偏振镜到法拉第旋转器光路上，与法拉第旋转器与第一偏振镜相对一边上的第二偏振镜，和光路上的半波片，具有固定或者预定定向角ε。所述第一偏振镜用于以第一偏振角α使光偏振并以第二偏振角β阻挡光。所述法拉第旋转器用于将由第一偏振镜偏振后的光旋转δ度，其中δ为预定数字。所述第二偏振镜用于以第三偏振角γ使光偏振。角α，δ和ε的值可使光以第一方向通过光隔离器，并阻挡反射光沿与第一方向相反的第二方向通过光隔离器。

在不同实施例中，第二偏振角β垂直于第一偏振角α。比如，以第一方向通过或从光隔离器出射的光偏振角垂直于第一偏振角α。在这样的实施例中，δ + [2 * (ε – [α + δ]) 大概等于(2n + 1) * 90°，且n为整数。在理想状态下，δ约等于± (β – α)/2，且ε大概等于[(β – α) – δ]/4。或者，以第一方向通过光隔离器的光具有与偏振角α平行的（比如，相同或180度差异）偏振角。在这样的实施例中，δ + [2 * (ε – [α + δ])约等于q * 180°，且q为整数。

另一方面，本发明涉及光或光电发射器，包括位于光板上的光发射体，光路中的一个或多个透镜，光路中的本光或自由空间隔离器，和光学介质，用于接收由所述光或自由空间隔离器偏振的光束或信号。所述光或自由空间隔离器处在光发射体所发出光的光路中，并提供具有预定偏振角的偏振光束或信号。

本发明的实施例包括光学子器件，包括第一光学元件，用于汇聚或反射来自光发射体的光，第二光学元件，用于反射或过滤来自光发射体的光，和/或结构支撑，用于放置，固定或安装所述第一光学元件，光/自由空间隔离器，和第二光学元件。在某些实施例中，第一光学元件可包括第一透镜，而发射器则包括第二透镜。在此类实施例中，所述第一透镜与光发射体相邻，而所述第二透镜与光学介质相邻。在令一些实施例中，所述光学介质包括光纤。所述光纤可由发射器外壳中的耦合器或连接器收纳并固定。

在本发射器中，光可由所述第二透镜和/或光学介质反射。所述光或自由空间隔离器用于将光从光发射体传递到光学介质，并阻挡光学介质和/或第二透镜反射的光。反射光（比如，在第二或反方向传递的光）还会被法拉第旋转器旋转，并随后通过第一偏振镜有效过滤。

另一方面，本发明还涉及多通道光或光电发射器，包括光板上复数个光发射体，各光发射体发出光的光路上一个或多个透镜，各光发射体发出光的光路上的光或自由空间隔离器并提供具有特定偏振角的偏振光束或信号，和偏振光束或信号光路中的光学介质，用于接收来自光或自由空间隔离器的偏振光束或信号。各光发射体都用于发射具有特定和/或特有波长和/或预定偏振类型的光。所述光或自由空间隔离器包括法拉第旋转器，沿光路方向位于法拉第旋转器背面的第一和第二偏振镜，和光路中具有固定或预定定向角的半波片。所述第一偏振镜用于以某一偏振角使光偏振并以另一偏振角阻挡光。法拉第旋转器用于将由第一偏振镜偏振的光旋转预定数量角度。

所述多通道光或光电发射器的不同实施例都还可包括光学子器件，包括第一光学元件，用于汇聚或反射来自所述光发射体其中之一的光，第二光学元件，用于汇聚或反射来自所述光发射体中另一个的光，第三光学元件，用于合并来自所述光发射体中至少两者的光，和一个或多个结构支撑，用于放置，固定或安装所述第一，第二和第三光学元件。在某些实施例中，所述第三光学元件包括分分色镜或偏振滤光器。在所诉多通道光或光电发射器的另一些实施例中，所述复数个光发射体包括第一到第四光发射体，而所述发射器还包括第四和第五光学元件，都用于反射和/或合并来自第三和第四光发射体的光。此外，所述第一光学元件包括第一透镜，用于汇聚老子第一光发射体的光，而所述第二光学元件包括第一反射镜，用于反射来自所述第二光发射体的光。所诉多通道光或光电发射器的其他实施例还包括第二到第四透镜，用于分别汇聚来自第二到第四光发射体的光。

另一方面，本发明还涉及发射偏振光信号的方法，包括从光发射体发出光，使所述光在第一方向通过光或自由空间隔离器，提供偏振光信号并沿与第一方向相反的第二方向阻挡任何反射回光或自由空间隔离器上的光。所述光或自由空间隔离器包括法拉第旋转器，位于法拉第旋转器沿光路的背面的第一和第二偏振镜，和光路中的半波片。所述第一偏振镜用于以第一偏振角使光偏振并以第二偏振角阻挡光。所述法拉第旋转器用于将偏振光旋转预定量角度。所述半波片具有固定或预定定向角。

本发明的其他实施例还包括在使所述光通过光或自由空间隔离器之前使所述光通过第一透镜，在使所述光通过光或自由空间隔离器之后使偏振光通过第二透镜，将偏振光引导或汇聚到光学介质上，和/或对所述法拉第旋转器施加磁场。所述透镜中的一个可将所述偏振光引导或汇聚到光学介质上。

本光或自由空间隔离器，单通道或多通道光或光电发射器，和发射偏振光信号的方法相对于发射光的偏振方向有益地改变了反射光的偏振方向，降低了发射和反射光之间的干涉，并保护激光器不受损坏。在某些情况下，偏振光的偏振方向与发射光的偏振方向垂直。通过降低发射和反射光之间的干涉，本发明使较多的相干光能传递到传输介质。

附图说明

图1为典型单通道器件（比如，发射器）的原理框图。

图2A-D为光或自由空间隔离器的典型实施例。

图3A所示为光信号传输期间典型光或自由空间隔离器的典型运行方式。

图3B所示为反射光信号相关典型光或自由空间隔离器的典型运行方式。

图4为带光纤连接器的密闭壳体中的典型光电发射器（比如，TOSA）。

图5为制造光或光电发射器的典型方法的流程图，所述光或光电发射器用于发射偏振信号。

具体实施例

本发明的各种实施例都会有详细的参照。参照的例证会在附图中得到阐释。本发明会用随后的实施例说明，但本发明不仅限于这些实施例的说明。相反的，本发明还意欲涵盖，可能包括在由附加权利要求规定的本发明的主旨和值域内的备选方案，修订条款和等同个例。而且，在下文对本发明的详细说明中，指定了很多特殊细节，以便对本发明的透彻理解。但是，对于一个所属技术领域的专业人员来说，本发明没有这些特殊细节也可以实现的事实是显而易见的。在其他实例中，都没有详尽说明公认的方法，程序，部件和电路，以避免本公开的各方面变得含糊不清。

无论如何，我们都应该记住所有这些及类似的术语都与适当的物理量和/或信号有关，并且它们仅仅是适用于这些量和/或信号的符号而已。除非有特别说明和/或否则就如下所述一样显而易见，用贯穿本申请的论述术语诸如 “操作”，“计算”， “判定”或者诸如此类的涉及电脑或数据处理系统的动作或步骤，或类似装置（如，电气，光学或量子计算，处理装置或电路）来处理或转换数据表示物理量（如，电子）都是允许的。这类术语涉及，在电路，系统或构造（比如，寄存器，存储器，其他这样的信息存储，传输或显示装置等等）的部件值域内，把物理量处理或转换成在相同或者不同系统或构造的其他部件值域中类似的物理量。

此外，在本申请的背景下，术语 “信号”和“光信号”涉及任何已知的结构，构造，排列，技术，方法和/或步骤，用于在电路中将电信号从一个点物理地转移到另一个点。并且，除非事先注明，否则，从就只能从此处的大前提下使用，术语“指定的”，“固定的”，“已知的”和“预定的”来提及值，数量，参数，约束，条件，状态，过程，程序，方法，实践或他们的理论可变组合，但是这种可变往往是事先约定的，并且此后，一经使用便不可更改的。同样地，为了方便起见，虽然术语“光器件”和“光电器件”，及“发射器”，“收发器”，“光发射器”和“光收发器”通常是可交换的并且可以交替使用，但是赋予他们的含义通常是在此类技术上公认的。并且，为了简便，虽然术语“放置”，“固定”，“粘贴”，“安装”和“连接”可能会交替使用，但是通常赋予它们的是此类技术上公认的含义。

本发明的实施例有益地提供发射偏振光信号或光束的装置和方法，保护激光器不受反射光的破坏。文中所披露的各种实施例和/ 或例子都可与其他实施例和/或例子组合，只要这样的组合是适宜，有必要或有利的。下面将结合典型的实施例对本发明进行详细说明。

典型的光或光电发射器

通常，光或光电器件(比如，单或多通道光发射器或收发器)中的元件发送光信号。光路中传递的各光信号都具有与单或多通道光通信系统或网络中一个通道对应的特定中心波长。总之，各光信号的中心波长都大概相差4.5 nm或更多。所述不同通道可通过波长（比如，至少20埃, 40埃, 80埃, 4 nm, 20 nm等的差），数据传输率，或其组合来分辨。同样，单或多通道光或光电发射器中的哥光信号也可以是多种偏振类型中的一种（比如，S或P型偏振）。

本发明的实施例涉及光或光电发射器（比如，在兼容40G或100G的收发器中），包括光板上的光发射体，用于发射光；位于光路中的一个或多个透镜；位于光路中的光或自由空间隔离器，提供具有预定偏振角的偏振光束或信号，和位于偏振光束或信号光路中的光学介质，从光或自由空间隔离器接收偏振光束或信号。所述光或自由空间隔离器包括第一偏振镜，法拉第旋转器，第二偏振镜，和半波片。所述第一偏振镜用于以第一偏振角使光偏振并以第二偏振角阻挡光（比如，基本与所述第一偏振角不同或垂直）。所述法拉第旋转器用于将由第一偏振镜偏振后的光旋转预定两角度。所述第二偏振镜位于第一偏振镜到法拉第旋转器的光路上，且在法拉第旋转器与第一偏振镜相对的一边或一面。所述第二偏振镜用于以第三偏振角使光偏振。所述半波片位于光路中，且具有固定或预定的定向角。所述第一偏振镜，法拉第旋转器和半波片的偏振，旋转和定向角的值允许光在第一方向上通过光隔离器，并沿反（比如，折射）方向阻挡反射光线通过光隔离器。所述自由空间隔离器将反射光（比如，来自光学介质）的偏振角旋转相当于第一偏振镜阻挡的量，从而降低发射和反射光之间的干涉，保护光发射体不受损坏。

图1所示为典型单通道器件100（比如，收发器）的原理图。本器件100包括光发射体（比如，激光器）120，第一透镜130，滤波器140，法拉第旋转器150，第二透镜135，和光学介质160。光发射体120包括激光二极管和/或发光二极管（LED）。在典型单通道器件100中，仍然可采用发射偏振光或光脉冲的光发射体120（比如，脉冲边缘或表面发射型激光二极管，分布反馈式激光器[DFB]，电调制激光器[EML]，等），尽管也可采用制造非偏振或非相干性光的光发射体，配合位于光发射体发出光的光路中的偏振镜。来自激光器120的光信号110以1 kHz到25 GHz，或此范围的速率脉动。激光器120发出的光信号110具有第一偏振类型或第二偏振类型（比如，S或P型偏振）。图1所示的单通道器件100还可发射准直光，并因此还包括准直器或波导管（未显示）。

第一透镜130将来自光发射体120的光信号110汇聚或偏振至第二透镜135。第一透镜130因此使汇聚和/偏振光信号112传递到滤光器140。第一透镜130可以是预装或预粘附到相应透镜架上的（未显示）。

滤光器（或分光器）140可以是或包括波长选择滤光器（比如，滤光器，用于选择性地让某一波长或波段的光113通过，同时，如果有必要，将其他波段反射，吸收或分散）。举例来说，滤光器140可包括分色镜，反射波长较长的光，让波长较短的光通过。或者，滤光器140可反射波长较短的光，让波长较长的光通过。在其他情况下，滤光器140还可反射具有第一偏振类型的光，让具有第二偏振类型的光通过。因此，滤光器140可以使或包括偏振滤光器或分光器。通常，滤光器140阻挡波长或/和偏振类型与光信号113不同的光，具体情况取决于通道的波长和/或偏振类型。

光隔离器或自由空间隔离器150位于光发射体120发出的光的光路上，且包括联合运作的光学元件，使光114单向传输。光/自由空间隔离器150的第一表面接收在第一方向传递的光信号113，而第二表面则接收第二（比如，反）方向传递的光信号113。光/自由空间隔离器150产生具有预定偏振角的偏振光116。与已知的法拉第旋转器一致的是，光/自由空间隔离器150还包括一个或多个电磁板，用于向光/自由空间隔离器150中法拉第旋转器区域施加基本均匀的磁场（比如，通量密度），使光信号114和反射光113通过。光/自由空间隔离器150还可包括第一和/或第二表面上的一个或多个抗反射涂层，或光/自由空间隔离器150元件的一个或多个表面。

第二透镜135可与第一透镜130类似，且将来自光/自由空间隔离器150的偏振光信号116汇聚到光学介质160的一端或光学介质160的另一焦点。因此，汇聚的偏振光118通过光学介质（比如，光纤）160传递到光网络中的其他器件。但是，光118（通常近似5%或以下）被光学介质160部分反射。同样，光116（通常近似2%或以下）也被第二透镜（比如，反射光113的一部分）部分反射。反射光113在与过滤光114相同的方向由光/自由空间隔离器150旋转预定量的角度（比如，45°）。因此，由光/自由空间隔离器150旋转后的反射光具有与光/自由空间隔离器150中第一偏振镜（图1未显示）的偏振角不同（比如，垂直）的偏振方向。第一偏振镜因此能有效过滤反射偏振光111和/或113。因此，图1所示的典型单通道器件100可减小或消除反射光对激光器120的破坏。

典型的光或自由空间隔离器

如上所述，本发明在某种程度上涉及一种光或自由空间隔离器，包括第一偏振镜，法拉第旋转器，和半波片。第一偏振镜用于以第一偏振角α使光偏振并以第二偏振角β阻挡光。法拉第旋转器用于将由第一偏振镜偏振后的光旋转δ度，其中δ为预定数字。第二偏振镜位于第一偏振镜到法拉第旋转器的光路上，且还在法拉第旋转器与第一偏振镜相反的一边或一面上。第二偏振镜用于以第三偏振角γ使光偏振。半波片位于光路上，且具有固定或预定的定向角ε。角α, δ 和 ε的值允许光在第一方向通过光隔离器，并沿与第一方向相反的第二方向阻挡穿过光隔离器的反射光。考虑到某些反射光不会在刚好与第一方向相差（比如，以不同于180°的角度反射）180°的光路之上，只要第二方向可定义为具有与第一方向180°差异的矢量分量，那么就被认为它与第一方向相反的。

图2A-D为光或自由空间隔离器150-150’’的典型实施例。通常，典型的光或自由空间隔离器150-150’’包括第一偏振镜152，法拉第旋转器154，半波片155，和第二偏振镜156。只要第一和第二偏振镜152和156位于法拉第旋转器沿穿过所述光或自由空间隔离器光路的反面，半波片155就可放置在沿光路方向上的任意位置。

关于图2A，偏振镜152位于法拉第旋转器154的第一表面，用于接收来自光发射体（比如，激光器，在图2A中未显示）的光。第一偏振镜152以第一偏振角α使来自光发射体的光偏振。第一偏振角α可以是任意值，但为了方便起见（比如，与标准光网络的兼容性），也可以是45°（比如，0°, 45°, 90°, 135°等）。

法拉第旋转器154为常规器件，用于将来自第一偏振镜152的偏振光旋转预定量δ度。因此，光或自由空间隔离器150-150’’都配备有第一和第二磁或电磁板（图2A-D未显示）。所述预定量δ度可以是任意值，能够使通过光或自由空间隔离器的光满足光网络通道的要求，且穿过法拉第旋转器154的反射光在反方向由第一偏振镜152阻挡或过滤。但是，与法拉第旋转器已知的特性一致，在任意方向通过法拉第旋转器154光的偏振角在相同方向转动（比如，+45°或-45°，取决于磁或电磁板产生电磁场方向）。因此，在某些实施例中，δ等于(2r + 1) * 45°，其中r为整数。简便起见，r也可以是0或-1。

第二偏振镜156位于法拉第旋转器154与第一表面/第一偏振镜152相反的第二表面，且用于接收来自法拉第旋转器154的光。第二偏振镜156以第三偏振角γ使来自光发射体的光偏振。通常，第三偏振角γ与来自法拉第旋转器154光的偏振角相匹配。第三偏振角γ可以是任意值，但为了方便（比如，与标准光网络的兼容性），在图2A实施例中，它也可以是45°的倍数（比如，0°, 45°, 90°, 135°，等）。

半波片155通常是常规器件，且将来自第二偏振镜156的光旋转第二偏振镜156光的第三偏振角γ与半波片155定向角ε之差的两倍量。半波片155的定向角ε基本上可以是任意值，只要光或自由空间隔离器出射的光基本与第一偏振角α垂直（即，差距在[2n + 1] * 90°，其中n为整数，比如-1, 0, 1，等）或，在某些实施例中与第一偏振角α平行（即，差距在2m * 180°，其中m为整数，比如-1, 0, 1，等）。

表1举例说明了光或自由空间隔离器150中用于第一偏振镜152，法拉第旋转器154，半波片155，和第二偏振镜156′的各种偏振，旋转和定向角α, γ, δ, 和ε（“P_out”指来自激光器120[图1]光通过光隔离器150后的偏振角）：

 

表1：举例说明了光或自由隔离器150（图2A）中的偏振，旋转和定向角α, γ, δ, 和 ε。

光或光电器件（比如，光发射器或收发器）总各元件的运行会在下文通过发射光信号的典型方法和图3A-B。

在单通道光或光电发射器中传递光信号的典型方法

通常，单或多通道光或光电器件（比如，光发射器或收发器）中的元件用于传递光信号。光路中的各光信号都具有与（多通道）光通信系统或网络的通道相应的特定中心波长。

图3A所示为光信号传输中光隔离器150的典型运行方式。为方便叙述，图3A-B会根据法拉第旋转器150进行说明，但所述方法还可应用于图2B-D的光或自由空间隔离器150′-150’’（下文中会涉及）。

传递光信号的典型方法可包括从光发射体（比如，激光器）210发出光250，并使其通过光隔离器150，所述光隔离器包括第一偏振镜152，法拉第旋转器154，第二偏振镜156，和半波片155。虽然由激光器210发出的光250可在通过法拉第旋转器150前偏振，但是这样做没有必要。举例来说，无论如何，光250的偏振角215都是0°（参见，表1中的例子1-2和7-11）。

第一偏振镜152以第一偏振角α使光250偏振，或，当光250以在偏振角215完成偏振时，第一偏振镜152确保进入光隔离器150的光在通过法拉第旋转器154具有第一偏振角α。法拉第旋转器154随后将光250的偏振方向旋转预定量δ度。如表1中例子1-6及11所示，δ可以是(2r +1) * 45°，其中r为整数。通过相对设置的磁或电磁板205a-b对法拉第旋转器154施加磁场。

所述偏振光随后按法拉第旋转器154提供的相同偏振角通过第二偏振镜156。半波片155之后再将来自第二偏振镜156偏振光的偏振角旋转半波片155定向角ε与第二偏振镜156偏振角γ之间差值的两倍量。举例来说，表1的例1中，ε为67.5°，而γ为45°。因此，从光隔离器150出射的光250偏振角220为45° + (2 * [67.5° – 45°]) = 90°，与来自激光器210或第一偏振镜152光250的偏振角215垂直。在例2中，ε为22.5°，而γ为45°，且从光隔离器150出射的光260的偏振角220为45° + (2 * [22.5° – 45°]) = 0°，未与偏振角215垂直，但为光网络中光信号的标准偏振角。利用偏振，旋转和定向角α, γ, δ, 和ε的不同组合，表1中例3-12给出了基本相同的结果（例4-11提供了正交的偏振输出信号）。如下所示，输出信号260没必要具有垂直与发射信号250偏振角215垂直的偏振角220。

在许多实施例中，本方法可包括在使（偏振）光250通过光隔离器150之前和/或之后，使（偏振）光250通过第一透镜20（比如，为了将光汇聚到特定或预定目标）。偏振光在光隔离器150之后通过的透镜可将偏振光260引导或汇聚到光学介质上。

偏振光260（图3A）可被光学介质（未显示）和/或光学介质和光隔离器150之间的第二透镜（未显示）反射。图3B所示为将从光信号反射的光的偏振方向旋转，从而阻挡或过滤反射光的典型方法。入射到半波片156上的反射光270旋转半波片155定向角ε与发射光270偏振角之间差值的两倍量，假定其具有与输出信号260相同偏振角220。在表1的例1中，ε为67.5°，而反射光270的偏振角为90°。因此，在通过半波片后，所述光的偏振角为90° + (2 * [90° - 67.5°]) = 45°。

法拉第旋转器154随后将来自半波片155的光在与法拉第旋转器154旋转来自激光器210的光250相同的旋转方向旋转预定量δ度。因此，在例1中，在通过半波片155后，所述光的偏振角再旋转45°通过法拉第旋转器154到90°。第一偏振镜152以第一偏振角α使光偏振，但阻挡具有第二偏振角β的光。理想情况下，偏振镜会阻挡具有与偏振镜偏振角垂直的偏振角的光。因此，在例1中，第一偏振镜152阻挡反射光270，所述反射光在其到达第一偏振镜152时偏振角为90°。所以，反射光270不会干涉激光器210发出的偏振光，也不会损坏激光器210（或其腔室）。光隔离器150因此可在适合光网络传输的偏振角输出偏振光，同时阻挡反射光。因此，光隔离器150降低了对发射光的干扰，并使激光器更稳定。

表1的其他例子也给出了相同的结果。比如，在例2中，反射光270的偏振角为0°。半波片155（反射光通过第二偏振镜156的位置）将其旋转到45°，然后法拉第旋转器155又将其旋转45°到90°，第一偏振镜152此时将其阻挡，同时反射光的第一偏振角α为0°。例3-4显示的相同结果对应具有偏振角α=90°的第一偏振镜152的光隔离器150，而例5-6显示的相同结果对应具有偏振角α=45°的第一偏振镜152的光隔离器150（45°和135°也使光网络上光信号传输的标准偏振角）。例7-10，虽然反射光270通过法拉第旋转器154后的偏振角β未垂直于第一偏振镜152的偏振角α，但是甚至是差异β – α不等于(2n + 1) * 90°时，只要差异β – α不是m * 180°或类似情况，反射光270都会发生衰减。

另一典型光或自由空间隔离器

图2B-D再次举例说明了适用于本发明的光隔离器150′-150’’。图2B所示的光隔离器150′，包括第一偏振镜152，法拉第旋转器154，半波片155，和第二偏振镜156′。光隔离器150′的各元件的结构和功能通常都与图2A光隔离器150基本相同。但是，第二偏振镜156′则有所不同。

第一偏振镜152和法拉第旋转器154的结构和运行与图2A相同或基本相同，同时半波片155的结构和运行也基本与图2A相同或基本相同。但是，第二偏振镜156′的偏振角γ等于或基本等于半波片155出射光的偏振角，而不是法拉第旋转器154。表2举例说明了光或自由空间隔离器150’中用于第一偏振镜152，法拉第旋转器154，半波片155，和第二偏振镜156′的各种偏振，旋转和定向角α, γ, δ, 和ε：

表2：举例说明了光或自由空间隔离器150′中的偏振，旋转和定向角α, γ, δ, 和ε（图2B）。

光隔离器150′的运行因此基本与图2A光隔离器150基本相同。显而易见地，P_out（光通过光隔离器150′后的偏振角）与第二偏振角γ相同（与光通过半波片155后的偏振角相同）。至于表1的例子，例12-15和15-20指向反射光，具有与通过法拉第旋转器154后的偏振角α垂直的偏振角。同样，在例12和15-20中，第三偏振角γ与第一偏振角α垂直（即，差异为[2n + 1] * 90°，其中n为整数，比如-1, 0, 1,等）。光隔离器150′可在不受第一偏振角α，各种不同的定向角ε和预定偏振变化δ的影响而运行。

图2C为包括第一偏振镜152，半波片155″，法拉第旋转器154，和第二偏振镜156′的光隔离器150″。通常，光隔离器150″各元件的结构和功能与图2B所示光隔离器150′相同或基本相同。图2C的光隔离器150″中，半波片155″和法拉第旋转器154相对于激光器和光学介质160（图1）的位置是可替换的，尽管半波片155″的定向角可与图2A-2B的半波片155相异。

第一偏振镜152和法拉第旋转器154的结构和运行与图2A相同或基本相同，而第二偏振镜156′的结构和运行与图2B相同或基本相同。但是，半波片155″的定向角δ相对于图2A-B中的半波片155有变化。表3举例说明了光或自由空间隔离器150″中用于第一偏振镜152，法拉第旋转器154，半波片155，和第二偏振镜156′的各种偏振，旋转和定向角α, γ, δ, 和ε：

表3：举例说明了光或自由空间隔离器150″中偏振，旋转和定向角α, γ, δ, 和ε（图2C）。

光隔离器150″的运行因此基本与图2B光隔离器150′基本相同。P_out（光通过光隔离器150″后的偏振角）与第二偏振镜156′的第二偏振角γ相同（与光通过法拉第旋转器154后的偏振角相同）。例21-24和28-30指向反射光，具有与通过法拉第旋转器154后的偏振角α垂直的偏振角。同样，在例21-29中，第三偏振角γ垂直于第一偏振角α（即，差异为[2n + 1] * 90°，其中n为整数，比如-1, 0, 1,等）。光隔离器150″可在不受第一偏振角α，各种不同的定向角ε和预定偏振变化δ的影响而运行。

图2D所示为光隔离器150’’，包括半波片155″，第一偏振镜152’’，法拉第旋转器154，和第二偏振镜156′。光隔离器150’’的结构和功能通常于图2C光隔离器150″相同或基本相同。但是，半波片155″和第一偏振镜152’’的位置是可换的。因此，第一偏振镜152’’的偏振角不同于图2A-2C的第一偏振镜152。同样，由于半波片155″是来自激光器120的光接触的光隔离器150’’第一元件，所以偏振光通常是光隔离器150’’由接收的。

法拉第旋转器154的结构和运行与图2A相同或基本相同，而第二偏振镜156′的结构和运行与图2B相同或基本相同。半波片155″的定向角δ通常与图2C的半波片155″相同。但是，第一偏振镜152’’的偏振角α通常与半波片155″出射光偏振角是匹配的。表4举例说明了光或自由空间隔离器150’’中用于半波片155″，第一偏振镜152’’，法拉第旋转器154，和第二偏振镜156′的不同偏振，旋转和定向角α, γ, δ, 和ε（“ε*”涉及半波片155″定向角与由光或自由空间隔离器150’’接收的发射光偏振角之差）：

表4：举例说明了光或自由空间隔离器150’’中偏振，旋转和定向角α, γ, δ, 和ε（图2D）。

光隔离器150’’的运行因此基本与图2C光隔离器150″相同。P_out（光通过光隔离器150’’后的偏振角）与第二偏振镜156′的第二偏振角γ（与光通过法拉第旋转器154后的偏振角相同）。在例31-37和39中，第三偏振角γ垂直于发射光的偏振角（即，差异为[2n + 1] * 90°，其中n为整数，比如-1, 0, 1,等）。同样，例31-34和39-40指向反射光，其偏振角垂直于通过法拉第旋转器154后的第一偏振角α。光隔离器150’’可在不受发射光偏振角，各种不同的定向角ε和预定偏振变化δ的影响而运行。

对于光隔离器150’’，其中反射光偏振角未与通过法拉第旋转器154后的第一偏振角垂直（比如，例35-38），由于第一偏振镜（在所有典型光隔离器中都会出现）的反射光和半波片155″反射光的非平行偏振角造成的混合衰减，所以光隔离器150’’比隔离器150-150″(图2A-2C)更有效率。例如，在例35中，假设向光隔离器150’’反射的光偏振角为90°，从法拉第旋转器154开始的60°偏振变化就给了反射光150°的偏振角。第一偏振镜152’’的第一偏振角α（30°）使光减弱（比如，通过反射光偏振角[150°]与第一偏振角α[30°]间的差值余弦绝对值，或50%），随后半波片155″将减弱后的光从(2 * [150° - 15°]) = -270°旋转到-120°角，对来自激光器120的偏振光来说相对于平行更接近于垂直。因此，发射光和反射光之间偏振角的差还降低或最小化了对发射光的干扰或对激光器腔室的破坏。

如上所述，光隔离器150-150’’中任意都还包括它们元件表面上的防反射膜或涂层，但是光隔离器相邻元件间的防反射膜或涂层通常不会超过两层。同样，所述元件也能以本技术领域熟知的方式粘附在一起或相互堆叠。举例来说，任意元件（比如，第一和第二偏振镜）都可利用光学透明胶，或本技术领域熟知的其他粘附机制粘附到一个或多个元件（比如，法拉第旋转器和/或半波片）。

一种典型多通道光或光电发射器

图4（300）为配备光纤接收用连接器或耦合器380的密闭外壳370典型多通道光电发射器（比如，光发射子器件，或TOSA）。图4的光电发射器可以是兼容40G或100G的光或光电发射器，包括置于光板的复数个光发射体310, 312, 314, 316。各光发射体310, 312, 314, 316都用于发射具有特定和/或特征波长，偏振类型，或波长和偏振类型组合的偏振光。

本光电发射器可用于密集WDM（DWDM）应用。在使用DWDM传输的网络中，通道可由光发射体310, 312, 314, 316出射光的中心波长和/或偏振类型定义。虽然各光发射体310, 312, 314, 316都包括激光二极管，但任何偏振光或光脉冲源（比如，脉冲边缘或表面发射型激光二极管，分布反馈式激光器[DFB]，电调制激光器[EML]，等）都可应用于典型发射器300。光发射体310, 312, 314, 316的出射光信号以1 kHz到25 GHz或此范围内的任意速率脉动。尽管发射体310, 312, 314, 316的出射光可以是偏振的，但是偏振类型没必要相同（比如，一个或多个光发射器可发射S型偏振光，同时一个或多个其他光发射体发射P型偏振光）。发射体310, 312, 314, 316出射光的中心波长长度范围为400 nm到3000 nm，且最小差或间隔为0.4 nm, 0.8 nm, 4.5 nm, 10 nm, 20 nm, 或与其他光发射体出射光的其他中心波长的差值（大于等于0.4 nm，小于等于nm）。图4的发射器300还发射并合并准直光。

外壳370包括外罩或封装（比如，QSFP封装），容纳光学平台或光板上的光学元件。但是，本多通道发射器可包含任意数量的光发射体（比如，2到8通道或更多通道；例子参见，美国专利申请13/820,989[SP-224-L],申请日2013/3/5，其相关部分并入本文作为参考），并置于任意标准会标准化封装中。发射体310, 312, 314, 316可用集成电路或芯片实现，并可包括激光二极管和/或发光二极管（LED）。同样地，光发射体还指文中的“光发射体芯片”或“激光二极管”。发射体310, 312, 314, 316可被动粘贴到位，比如在发射器300光学元件校准前，通过胶水将它们粘贴到电路板或光学平台上的预定位置。

复数个发射体310, 312, 314, 316可耦合至单光纤（比如，在连接器380中）。连接器380可包括透镜座（未显示）。所述透镜座可容纳输出透镜，用于汇聚来自发射器300的光，这样远场光斑就位于或靠近光纤端头。外罩或封装370还在其中配置有观察发射器300各种元件的窗口。在某个实施例中，所述透镜座设置在稍远离发射器外罩端头中心的位置，与中心光发射体312和314中一者出射光光路对齐。此外，所述透镜座还接近用于光纤的输出级元件（比如，滤光器，光束组合器，隔离器和/或准直器）。

在不同实施例中，监控器（比如，背光监控器）311, 313, 315 和/或317可与各光发射体310, 312, 314, 316联系起来。比如，监控器311监控或探测光发射体310的出射光，监控器313监控或探测光发射体312的出射光，监控器315监控或探测光发射体314的出射光，而监控器317监控或探测光发射体316的出射光。各监控器都用于部分接收相应光发射体的出射光，并包括光学耦合至相应光发射体或激光二极管背面的光电二极管。所述监控器可探测到小部分光发射体的出射光（偏振或非偏振），并还可发出反馈信号（比如，偏压控制器，未显示）。或者，在某些实施例中（比如，未采用背光监控器）， 所述监控器可利用光路中的反射镜接收少量调制器的光信号输出，其中所述调制器与相应光发射体相关联，而所述反射镜对具有所述光信号波长的光基本无阻挡。

一个或多个透镜320, 322, 324, 326和一个或多个滤光器或分光器（比如，偏振分光器）340, 342设置于各光发射体310, 312, 314, 316出射偏振光的光路上。此类光学元件和其校准方法的例子在美国专利申请（14/000,160，2013/8/16[SP-227-L]）中有详细描述，其中先关部分并入本文作为参考。透镜320, 322, 324, 和326汇聚相应光发射体310, 312, 314, 316的出射光和/或使其偏振。透镜320, 322, 324, 和326中一个或多个都是预组装或预粘贴到透镜座上的。在其他实施例中，透镜320, 322, 324, 和326可固定（比如，粘贴或用环氧树脂粘贴）到相应底座，所述底座配有放置粘合剂（比如，环氧树脂）扩散到邻近透镜和/或透镜座的一个或多个表面。此类实施例实现了对各透镜和/或透镜底座单独实施固化处理。

滤光器（或分光器）340和342可以是或包括偏振滤光器或分光器，用于允许第一偏振类型的光通过，同时反射，吸收或分散其他类型的光。举例来说，虽然滤光器340和342对于p型偏振光是无阻挡的，但对s型偏振光则是有反射性的。在这样的实施例中，光发射体310和312的出射光信号可以是p型偏振的，而光发射体314和316的出射光信号则可以是s型偏振的。因此，在某些实施例中，所述光学子器件包括一个或多个独立偏振角滤光器，用于过滤具有不同偏振角或偏振类型的光作为出射光，但所述出射光中心波长是相同的。分光器340和342中一个或多个也可以是或包括50/50分光器，但当使用50/50分光器时插入损耗有可能增加。

或者，滤光器340和342可以是或包括波长选择滤波器（比如，滤波器，选择性地让某种波长或波段的光通过或反射，同时分别反射或通过其他波段的光，或者吸收或分散，具体视情况而定）。因此，在某些实施例中，所述光学子器件包括一个或多个独立波长滤光器，用于过滤（或反射）具有相同偏振角或偏振类型但中心波长不同的光作为发射光。所述反射光可沿共同光路反射。比如，滤波器（比如，分光器）340和342中一者或两者都包括边缘滤光器，输出耦合器380或分色镜，用于反射波长较长的光，同时通过波长较短的光。在这样的实施例中，光发射体310和314的出射光信号偏振类型相同，但是中心波长不同，且光发射体312和316的出射光信号偏振类型相同（可与光发射体310和314的出射光信号相同或相异），但中心波长不同。

一个或多个反射镜330可将发射体314和316的出射光信号反射至滤波器或分光器340和342，不受信号波长或偏振类型的限制。同样，为了进一步改善发射体314和316的出射光信号传输，单反射镜330可用两个独立反射镜替代，用于分别反射发射体314和316的出射光。在反射镜330由单反射镜组成的实施例中，反射镜330可以是具有单镜面的单片。尽管显示的为三角片，但是从从往下看呈平面的形状也是适用的，其中所述平面形状为反射发射体314和316的出射光信号提供了基本平坦的镜面。

在反射镜330（其共同反射来自光发射器314和316的光线）包括2个反射镜的实施例中，一个反射镜通常反射来自光发射器314的光，而另外一个独立反射来自光发射器316的光。两个反射镜可以安装在一个反射镜底座，该底座具有与反射镜330相同或近似相同的尺寸和形状。在此状况下，两个反射镜可以单独和/或独立地安装和对齐。

光隔离器（或自由空间隔离器）350和352设置在光发射体310, 312, 314和316出射光的光路上，且实现光的单向传输。光隔离器350和352可防止有害反馈（比如，反射光）进入光发射体310, 312, 314和316的腔室。隔离器或自由空间隔离器350和352可以是或包括图2A-D中光隔离器150-150’’的任意一个，包括在法拉第旋转背面的第一和第二偏振镜。

隔离器或自由空间隔离器350和352每一个都包括第一和第二表面，且隔离器或自由空间隔离器350和352通常在第一表面接收具有第一偏振类型（比如，0°, 45°, 90°,等）的光，再旋转入射到第二表面的反射光的偏振角（比如，旋转90°），从而降低或避免分光器或组合器340/342上潜在的光功率损失。在其他实施例中，隔离器或自由空间隔离器350和352包括颇为传统的法拉第旋转器（比如，在背面带有第一和第二偏振镜的法拉第旋转器）和半波片（比如，图2A-2B中155，或图2C-2D中155″）。比如，在图2A中，半波片155位于法拉第旋转器面向光学介质或光反射面的一面，而图2D的半波片155″则位于法拉第旋转器面向光发射体的一面。所述法拉第旋转器，第一和第二偏振镜，和半波片通常是商用级的，可用传统方式组装构成光或自由空间隔离器，如图2A-2D所示。

回到图4，偏振光束组合器（PBC）360可以是或包括波长选择，变化或相干偏振光束组合器。PBC360可作为偏振光分光器使用（通常可逆，或使用在不同应用中）。或者，PBC360可包括光栅或其他光波导管，比如波长光栅路由器。此外，PBC360可包括第一反射镜362和/或第二反射镜364，用于反射来自光或自由空间隔离器350和352的光。因此，在某些实施例中，PBC360（尤其是，第二反射镜364）可反射第一偏振类型的光（比如，S型偏振）并允许第二偏振类型的光（比如，P型偏振）通过。在这样的实施例中，分光器340和342可以是或包括独立波长滤光器，这样光发射体310和314的出射光都是第一偏振类型，而光发射体312和316的出射光都是第二偏振类型。或者，PBC360（尤其是，第二反射镜364）可反射第二中心波长的光（或第一波段中中心波长）并允许不同波长的光通过。在这样的实施例中，分光器340和342可以是或包括偏振滤波器或光束组合器，这样光发射体310和312的出射光都是第一偏振类型，而光发射体314和316的出射光都是第二偏振类型。总之，第一反射镜362功能和结构与反射镜330类似。

虽然从光束组合器360和/或光学介质（未显示）反射的光通常在与发射光方向相反的方向传递（比如，与发射光相差180°），但是从非光路中物体反射来的光（或来自邻近光学介质的第二透镜[未显示]）可以在不同于180°的角度反射。假如相对于发射光，反射光的角度> 90°，它以至少部分与（比如，发射光的）第一方向相反的方向进入第二表面。不管怎样，如文中所述，光或自由空间隔离器350和352都会起到减弱或阻挡光束组合器360，光学介质和/或其他结构（比如，汇聚透镜）反射光的作用。

通常，多通道光电器件（比如，光发射器或收发器）具有复数个光路。比如，激光二极管316出射光的第一光路，穿过透镜326，并由反射镜330以90°反射到滤光器340。第一透镜326可将第一光路中的光汇聚到滤光器340表面上的位置或点，从所述位置或点上激光二极管312的出射光离开滤光器340。滤光器340将第一光路中的光反射通过光或自由空间隔离器350和PBC360，通向光学介质（再进一步通过第二透镜汇聚和/或利用准直器准直）。如图4所示，本第一光路的长度在多通道器件300所有光路中为第二长。

激光二极管312出射光的第二光路穿过透镜324。透镜324可将激光二极管312出射光汇聚到光学介质一端或PBC360和光学介质间的第二透镜。滤光器340将激光二极管312出射光312和316在滤光器340面向PBC360一面的同一位置上合并。合并光通过光或自由空间隔离器350然后再通过PBC360（比如，PBC360中包含的偏振滤光器或光束组合器364）。图4所示，本第二光或自由空间隔离器的长度在多通道器件300中所有光路中最短。

激光二极管310出射光的第二光路穿过透镜320，第二滤光器342，和第二光或自由空间隔离器352。透镜320可将发射光汇聚到偏振滤光器/光束组合器364表面上一位置，而第一和第二光路中合并光从此位置出射。沿第三光路通过第二光或自由空间隔离器352的光由PBC360的反射镜362反射至偏振滤光器/光束组合器364，在那里光再次被反射至光学介质和/或PBC360和光学介质间的透镜。如图4所示，本第三光路的长度在多通道期间300所有光路排为第二长。

激光二极管314出射光的第四光路通过透镜324后被反射镜330反射。透镜324可将发射光汇聚到滤光器342面向PBC360一面的位置上，而激光二极管310的出射光正是从此位置出射。滤光器342将第四光路中的光90°反射至光或自由空间隔离器352。从而，滤光器342将激光二极管310和314的出射光。这时候，第二光路基本上与第三光路相同（即，通过第二光或自由空间隔离器352的光由PBC360的反射镜362反射至偏振滤光器/光束组合器364，在那里光再次被反射至光学介质和/或PBC360和光学介质间的透镜）。所有光都在PCB360的滤光器/光束组合器364合并，然后沿单一光路离开TOSA。如图4所示，本第四光路的长度在多通道器件300所有光路中为最长。

本多通道发射器的典型实施例包括第一光学元件（比如，透镜，反射镜，滤光器或光束组合器），用于汇聚或反射来自光发射体310, 312, 314, 316中一个相应光发射体的光，和第二光学元件，用于汇聚或反射自光发射体310, 312, 314, 316中另一个光发射体的光。所述第二光学元件可以是独立的透镜，反射镜，滤光器或光束组合器。所述光学子器件还可包括第三光学元件（比如，滤光器或光束合并器），用于合并自光发射体310, 312, 314, 316中至少两个光发射体的光，供选配的第四光学元件（比如，反射镜），用于将通过其他光学元件中一个或多个的光反射至其他光学元件中剩下的一个或多个（或至第五光学元件），和结构支撑，用于放置，固定或安装所述第一，第二，第三或第四光学元件。所述第三光学元件包括分色镜或偏振滤光器（比如，图4所示340和/或342）。本发射器可包括第一到第四光发射体，这样所述第一光学元件包括具有可汇聚第一光发射体出射光的第一透镜，所述第二光学元件包括反射第二光发射体出射光的第一反射镜，而所述发射器还包括第四和第五光学元件，各自用于反射和/或合并第三和第四光发射体的出射光。这样的多通道发射器还包括第二到第四透镜，用于分别汇聚来自第二到第四光发射体的光。

所述发射光在通过第一，第二，第三光学元件和供备选的第四光学元件后由光或自由空间隔离器接收（比如，350和/或352）。

在其他实施例中，所述光学介质接收来自合并光路的光。所述光学介质可以是光纤，接收来自自由空间隔离器350和/或352的旋转，偏振光。所述光学介质（和/或光学介质和最终光束组合器之间的透镜）可反射光。在发射光具有两个或多个偏振类型的实施例中，第一偏振类型光可用某一方式由光或自由空间隔离器反射并旋转，而采用此种方式的效果是反射光具备第二偏振类型并进入发射第二偏振类型光的激光器的腔室，这样就会对发射第二偏振类型光的激光器的腔室造成破坏。但是，只要防止反射光接近激光器或确保只有少量偏振类型与发射光极其不同的反射光进入激光器腔室，多通道器件中滤光器，光束组合器，光或自由空间隔离器和其他备选元件的选择就可避免此类由旋转，过滤，衰减和/阻挡反射光造成的损坏。

单通道或多通道光或光点发射器中成形光信号的典型方法

图5为制造光或光电发射器典型方法的流程图400，所述光或光电发射器用于发射一个或多个光信号。在410，所有光发射体都被动粘附（比如，放置，固定，粘贴，安装或附着）在基板（比如，光板）的预定位置。此外，所有无源光学元件也粘附在基板（光板）的预定位置。在上述例子中，虽然采用了四个光发射体，但数量是可更多（比如，6, 8, 10, 12, 16或更多）或者更少（例如2或3）。光发射体通常沿连接光传输介质的输入（比如，光轴）的直线设置到位，比如光纤，和任何沿直线，邻近光纤连接器的输出透镜和/或准直器。在某个实施例中，其余光发射体都设置在第一光发射体的相邻边上的光板上，这样自光发射体的初始光路都平行。所述光发射体可以照任意顺序设置在光板上。

所述光发射体（比如，光发射体芯片）可被动地粘附到位，比如用未固化的粘合剂。同样，定位工具（比如，镊子）也可用于临时放置，抓紧和/或夹紧所述光发射体和/或调整所述光发射体（其他光学元件，比如滤光器，分光器，隔离器，透镜，等）的位置。但是，光发射体通常利用自动定位装置设置在光板上。所述光发射体还线路连接光板上的金属痕，控制各光发射体的光信号输出（比如，开/关切换，电源，偏压，等）。或者，在将对齐的第一光发射体和光学传输介质间所有光路中元件校准后，其他光发射体就设置并实施线路连接。此外，输出准直器可被动地固定到靠近输出（比如，第二）透镜座，邻近连接器的光板或光学平台。

在420，调整无源光学元件在最长光路（比如，自图4激光二极管314开始）中位置直到光功率最大化和/或光学介质（比如，图4中连接到连接器或耦合器380的光纤）末端达到预定耦合水平。涉及校准的无源光学元件可包括输出准直器，一个或多个透镜（通常与特定光发射体对应），多个分光器或其他光滤镜，多个隔离器（例如，光或自由空间隔离器）和/或一个或多个反射镜。回到图4的例子，第一光发射体314，透镜324，反射镜330，分光器342，光或自由空间隔离器352，和PBC360都是以被动方式固定并校准的。

以被动方式将无源光学元件固定到光板并连接光纤的步骤可按任意顺序实施。在不同实施例中，以被动方式固定剩余光学元件可包括将光学元件粘附到电路板或或光学平台的预定位置。不同光学元件都可设置到一种外壳之中，而所述外壳部分或完全包裹并保护在光板上设置并校准的元件。所述外壳通常是预先成形的，并包括模制塑料外罩，其上或其中带绝缘内衬的冲压金属外罩，等，用于实现外壳中各光学元件的布置。在制造过程的最后，外罩的开口端可用外罩的另一元件密封（比如，缺口端，光纤连接器和输出透镜外罩，等）。

将某些元件以特定顺序设置在TOSA外壳中是没有必要的。但是，将无源光学元件临时放置在他们的位置（比如，利用可固化，但还未固化的粘合剂），在光信号校准期间跳帧所述位置（如文中所述），随后永久性地通过固化所述粘合剂（比如，利用紫外线照射）将所述元件的最终校准位置固定。

回到图5，在430，在光功率达到最大和/或预定耦合水平在光学介质末端出现时，最长光路中的所述第一光发射体和无源光学元件就永久性地固定到了光板上。通常，最长光路中的第一光发射体和无源光学元件都通过使用足够永久将所述光发射体和无源光学元件固定到基板（光板）的一个或多个单位剂量紫外光固化粘合剂的方式永久固化（例如，照射）到光板。

在440确定其他光路中是否有光发射体和光学元件要校准和/或调整。如果一个或多个额外光路中的光发射体和光学元件需要校准或调整（比如，使光功率最大化和/或在光学介质末端实现预定耦合水平），那么本方法转到450，这样步骤410-430为第二长光路中被动粘附的光发射体和光学元件而重复。举例来说，回到图4的例子，光发射体316，透镜326，分光器340，和光或自由空间隔离器350都得到校准或与光纤对齐并永久固定到光板。但是，第二光路中某些元件（比如，反射镜330，PBC360）已经永久固定到板上，因此第二长光路中的光发射体和光学元件直到第二光发射体（比如，316）出射光功率最大化和/或预定耦合水平在光学介质末端实现前都是可以调整和/或校准。

如图5所示，所述校准过程可随后为任何其余光路中元件而重复。比如，对于图4中的例子，第三光路光发射体310和透镜320，第四光路中的光发射体312和透镜322都与光学介质对齐。或者，如果预定光路中各光学元件都已经校准但未永久固定到光板，那么预定光路中的元件就还要在随后光路中元件校准后实施小准，以便在永久将光学元件固定到光板上之前提高各光发射体出射光的校准度。

回到图5，当所有光路中的全部光发射体和光学元件都完成校准时，那么制造所述发射器的方法就可以在460完成并停止。

结论

本发明的实施例有益地提供了一种光隔离器，单或多通道光或光电发射器或收发器，用于传递具有标准中心波长和偏振类型或角度的光，及传递光信号的方法和制造所述发射器或收发器的方法。所述方法相对于发射光的偏振方向改变反射光的偏振方向，降低了发射和反射光间的干涉，并保护激光器不受反射光的破坏。本发明的其他多通道实施例还过滤，分散，反射或消除与发射光有着相似或相同偏振的反射光，以便保护此类多通道实施例中的激光器。本发明实现了强和/或相干偏振光信号传输，并延长了单和多通道光发射器的使用寿命，所述单和多通道光发射器用于传递具有标准中心波长和偏振类型或角度的光。

图解和说明已经详细展示了前述的本发明的特殊实施例。本公开并不限于前述实施例，并且很明显，也可以鉴于以上所述的技术，对本发明进行修改和变更。本文选定实施例并对其进行描述，以便最精确地阐述本发明的原理及它的实际应用，从而使所属专业技术领域的其他人员能最大程度的利用本发明及带有各种修改的实施例，以适用于预期的特殊用途。即，由添加至此的权利要求和它们的等效叙述所定义的发明范围。

Claims (20)

1.一种光或自由空间隔离器，包括：a)第一偏振镜，用于以第一偏振角α使光偏振并以第二偏振角β阻挡光；b) 法拉第旋转器，用于将由第一偏振镜偏振后的光旋转δ度，其中δ为预定数字；c) 穿越所述第一偏振镜和法拉第旋转器的光路中，位于法拉第旋转器与所述第一偏振镜相对的一侧或表面，用于以第三偏振角γ使光偏振；和d)光路中的半波片，具有固定或预定的定向角ε，其中α，δ和ε的值允许光从第一方向穿过所述光隔离器，并在沿与第一方向相反的第二方向阻挡反射光穿过所述光隔离器。

2.如权利要求1所述的光隔离器，其特征在于，第二偏振角β与第一偏振角α垂直。

3.如权利要求2所述的光隔离器，其特征在于，δ + [2 * (ε – [α + δ]) 大概等于 (2n + 1) * 90°，n为整数，而从第一方向穿过所述光隔离器的光具有与第一偏振角α垂直的偏振角。

4.如权利要求3所述的光隔离器，其特征在于，δ大概等于± (β – α)/2，且ε大概等于[(β – α) –δ]/4。

5.如权利要求2所述的光隔离器，其特征在于，δ + [2 * (ε – [α + δ])大概等于q * 180°，q为整数，且从第一方向穿过所述光隔离器的光具有与第一偏振角α平行的偏振角。

6.一种光或光电发射器，包括：

a)设置在光板上的光发射体，用于发光；b)位于所述光的光路中一个或多个透镜；c) 位于所述光的光路中，权利要求1所述的光或自由空间隔离器，提供预定偏振角的偏振光束或信号；和d)位于所述偏振光束或信号光路中的光学介质，接收来自所述光或自由空间隔离器的偏振光束或信号。

7.如权利要求6所述的发射器，还包括光学子器件包括：a)第一光学元件，用于汇聚或发射来自所述光发射体的光；和b)一个或多个支撑结构，用于放置，固定或安装所述光发射体，第一光学元件，一个或多个透镜和光或自由空间隔离器。

8.根据权利要求6所述的发射器，其特征在于：所述光学介质包括光纤。

9.如权利要求6所述的发射器，其特征在于，所述一个或多个透镜包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜与所述光发射体相邻，而所述第二透镜与所述光学介质相邻。

10.如权利要求9所述的发射器，其特征在于，光由所述第二透镜和/或光学介质反射。

11.如权利要求10所述的发射器，其特征在于，所述光或自由空间隔离器用于将来自所述光发射体的光传递到所述光学介质，并阻挡由所述光学介质和/或第二透镜反射的光。

12.一种多通道光或光电发射器，包括：a)位于光板上的复数个光发射体，都用于发出具有特定波长和/或预定偏振类型的光；b)位于来自各光发射体光的光路上一个或多个透镜；c) 位于来自各光发射体光的光路上的光或自由空间隔离器，提供具有预定偏振角的偏振光束或信号，包括法拉第旋转器，用于以预定量角度使偏振光旋转，沿光路设置于法拉第旋转器相对面的第一和第二偏振镜，和光路中具有固定或预定定向角的半波片，其中所述第一偏振镜用于以某一偏振角使光偏振并以另一偏振角阻挡光；和d)位于所述偏振光束或信号光路上的光学介质，接收来自光或自由空间隔离器的偏振光束或信号。

13.如权利要求12所述的发射器，还包括光学子器件包括：a)第一光学元件，用于汇聚或反射来自所述光发射体中一个个体发出的光；b)第二光学元件，用于汇聚或反射来自所述光发射体中另一个体发出的光；c)第三光学元件，用于合并来自所述光发射体中至少两个所发出的光，和d) 一个或多个支撑结构，用于放置，固定或安装第一，第二和第三光学元件和光或自由空间隔离器。

14.如权利要求13所述的发射器，其特征在于，所述第三光学元件包括分色镜或偏振滤光器。

15.如权利要求14所述的发射器，其特征在于：a)所述复数个光发射体包括第一至第四光发射体；b)所述光学元件包括第一透镜，用于汇聚来自第一光发射体的光；c)所述第二光学元件包括第一反射镜，用于反射来自第二光发射体的光；d)所述发射器还包括第四和第五光学元件，都用于反射和/或合并来自第二到第四光发射体的光。

16.根据权利要求15所述的发射器，其特征在于，还包括第二至第四透镜，其用于分别汇聚来自第二至第四光发射体的光。

17.一种发射偏振光信号的方法，包括：a)从光发射体发出光；b)使光在第一方向上通过光或自由空间隔离器，提供偏振光信号，所述光或自由空间隔离器包括法拉第旋转器，用于将偏振光旋转预定量角度，沿光路设置于法拉第旋转器相对面的第一和第二偏振镜，和光路中具有固定或预定定向角的半波片，其中所述第一偏振镜用于以第一偏振角使光偏振并以第二偏振角阻挡光；和c)在与第一方向相反的第二方向上，阻挡所述光或自由空间隔离器反射回的任何光。

18.如权利要求17所述的方法，还包括在光穿过所述光或自由空间隔离器之前使光通过第一透镜。

19.如权利要求18所述的方法，还包括在使光通过所述光或自由空间隔离器后使偏振光通过第二透镜。

20.如权利要求17所述的方法，还包括将偏振光引导或汇聚到光学介质上。