CN106932861B - 一种光隔离器及光学装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光隔离器及光学装置。其中，光隔离器包括设于隔离芯输入侧和/或输出侧的至少一个反射体；所述反射体包括，相互平行的第一通光面、第二通光面及相互平行的第一全反射面、第二全反射面，所述第一通光面垂直于正向光束，正向光束相对于所述第一全反射面的入射角大于或等于全反射临界角。本发明实施例提供的光隔离器及光学装置利用反射件的全反射使正向光束完成正向传输，并利用反射件的折射有效阻隔返回光束，避免返回光束返回进入光束输出器件而影响光学设备的正常使用。

Description

一种光隔离器及光学装置

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种光隔离器及光学装置。

背景技术

光隔离器是一种只允许光束单向传输的光学器件，光束正向传输时，光束能以很低的损耗通过；光束反向传输时，能以很高的损耗阻碍光束反向传输。

在现有技术中，一方面由于光隔离器所用晶体的消光比的存在，导致会有部分光束返回，另一方面部分返回光束会照射至光输出器件周围，而被接收到，因此虽然大部分返回光束会被隔离掉，但仍有少部分返回光束会返回进入光输出器件中，影像光学装置的性能及稳定性。

发明内容

根据以上现有技术的不足，有必要提供一种能有效阻隔返回光束的光隔离器及具有该光隔离器的光学装置。

本发明提供一种光隔离器，包括设于隔离芯输入侧和/或输出侧的至少一个反射体；所述反射体包括，相互平行的第一通光面、第二通光面及相互平行的第一全反射面、第二全反射面，所述第一通光面垂直于正向光束，正向光束相对于所述第一全反射面的入射角大于或等于全反射临界角。

进一步的，所述反射体为玻璃或晶体。

进一步的，反射体为玻璃斜四棱柱或晶体斜四棱柱。

进一步的，所述第一通光面及第二通光面表面镀有增透膜层。

进一步的，所述第一全反射面及第二全反射面为抛光面。

进一步的，所述第一全反射面外侧设有至少一个折射光吸收器。

进一步的，所述第二全反射面外侧设有至少一个折射光吸收器。

进一步的，两个所述反射体分别设于所述隔离芯的输入侧及输出侧。

进一步的，还包括设于所述隔离芯输入侧的准直器及设于所述隔离芯输出侧的扩束器。

本发明还提供一种光学装置，所述光学装置包括如上所述的光隔离器。

本发明的有益效果是：

本发明实施例提供的光隔离器及光学装置利用反射件的全反射使正向光束完成正向传输，并利用反射件的折射有效阻隔返回光束，避免返回光束返回进入光束输出器件而影响光学设备的正常使用。

附图说明

图1是本发明的光隔离器实施例1结构示意图；

图2是图1的光路示意图；

图3是图1中反射体的结构示意图；

图4是图3的立体结构示意图；

图5是本发明的光隔离器实施例2结构示意图；

图6是图5中反射体的结构示意图；

图7是本发明的光隔离器实施例3结构示意图；

图8是本发明的光隔离器实施例4结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1：

图1至图4为本发明实施例提供的光隔离器10。该光隔离器10包括设于隔离芯102输入侧的一反射体101，所述反射体101包括相互平行的第一全反射面1011及第二全反射面1012，还包括相互平行的第一通光面1013及第二通光面1014，所述第一通光面1013垂直于由光束输出器件发出的正向光束A，正向光束A相对于所述第一全反射面1011的入射角大于或等于全反射临界角。

所述反射体101为玻璃或晶体斜四棱柱，所述第一通光面1013及第二通光面1014表面镀有增透膜层，降低正向光束的损耗；所述第一全反射面1011及第二全反射面1012为抛光面，提高表面平整度，保证正向光束沿预设光路发生发射。

所述第一全反射面1011外侧设有第一折射光吸收器103，所述第二全反射面1012外侧设有第二折射光吸收器104，第一折射光吸收器103及第二折射光吸收器104可吸收被折射出反射体101的返回光束的折射光，避免其在光隔离器内部反复反射。第一折射光吸收器103及第二折射光吸收器104可以是表面氧化发黑的金属盒子。

正向光束A垂直第一通光面1013射入反射体101，到达第一全反射面1011时，由于正向光束A相对于第一全反射面1011的入射角大于或等于全反射临界角，因此正向光束A全反射至第二全反射面1012，第二全反射面1012平行于第一全反射面1011，因此正向光束A相对于第二全反射面1012的入射角也大于或等于全反射临界角，正向光束A全反射至第二光通光面1014射出反射体101，进入隔离芯102输入侧端口。由隔离芯102返回的返回光束B穿过第二通光面1014至第二全反射面1012，由于返回光束B与正向光束A之间存在一非固定的角度，即返回光束B相对于第二全反射面1012的入射角小于全反射临界角，因此返回光束B于第二全反射面1012发生折射至反射体101外侧，被位于第二全反射面1012外侧的第二折射光吸收器104吸收，产生的反射光束于第一全反射面1011被折射至反射体101外侧，被位于第一全反射面1011外侧的第一折射光吸收器103吸收。通过上述过程，正向光束A可完全进入并穿过反射体101到达隔离芯102，从而实现光隔离器10的正向传输，返回光束B则被折射吸收掉，无法返回光束输出器件，从而有效阻隔返回光束。

可以理解的是，所述反射体、折射光吸收器可设置多组，以使返回光发生多级折射，增强阻隔效果。反射体两侧的折射光吸收器也可设置多个，以增强吸收效果。

本发明实施例提供的光隔离器利用反射件的全反射使正向光束完成正向传输，并利用反射件的折射有效阻隔返回光束，避免返回光束返回进入光束输出器件而影响光学设备的正常使用。

实施例2：

图5及图6为本发明实施例提供的光隔离器20。该光隔离器20与上一实施例不同之处在于：反射体201设于隔离芯202的输出侧，相应的，所述反射体201包括相互平行的第一全反射面2011及第二全反射面2012，还包括相互平行的第一通光面2013及第二通光面2014，所述第一通光面2013垂直于由隔离芯202输出的正向光束A，正向光束A相对于所述第一全反射面2011的入射角大于或等于全反射临界角。

所述第一全反射面2011外侧设有第一折射光吸收器203，所述第二全反射面2012外侧设有第二折射光吸收器204。

正向光束A垂直第一通光面2013射入反射体201，到达第一全反射面2011时，由于正向光束A相对于第一全反射面2011的入射角大于或等于全反射临界角，因此正向光束A全反射至第二全反射面2012，第二全反射面2012平行于第一全反射面2011，因此正向光束A相对于第二全反射面2012的入射角也大于或等于全反射临界角，正向光束A全反射至第二光通光面2014射出反射体201，进入下一器件输入侧端口。由下一器件返回的返回光束B穿过第二通光面2014至第二全反射面2012，由于返回光束B与正向光束A之间存在一非固定的角度，即返回光束B相对于第二全反射面2012的入射角小于全反射临界角，因此返回光束B于第二全反射面2012发生折射至反射体201外侧，被位于第二全反射面2012外侧的第二折射光吸收器204吸收，产生的反射光束于第一全反射面2011被折射至反射体201外侧，被位于第一全反射面2011外侧的第一折射光吸收器203吸收。通过上述过程，正向光束A可完全进入并穿过反射体201，从而实现光隔离器20的正向传输，返回光束B则被折射吸收掉，无法返回隔离芯202，从而有效阻隔返回光束。

本发明实施例提供的光隔离器利用反射件的全反射使正向光束完成正向传输，并利用反射件的折射有效阻隔返回光束，避免返回光束返回隔离芯等其他光束输出器件而影响光学设备的正常使用。

实施例3：

图7是本发明实施例提供的一种光隔离器30。该光隔离器30包括设于隔离芯302输入侧的第一反射体301及设于隔离芯302输出侧的第二反射体306，所述第一反射体301及第二反射体306与上述实施例中反射体的结构相同，不再赘述。

所述第一全反射体301两侧设有第一折射光吸收器302及第二折射光吸收器307，所述第二全反射体306两侧设有第三折射光吸收器304及第四折射光吸收器305。

正向光束A经过第一反射体301的全反射进入隔离芯303，经过隔离芯303的正向光束A射入第二反射体306，经过第二反射体306的全反射进入下一器件输入侧端口。由下一器件返回的返回光束C经过第二反射体306的折射并被第三折射光吸收器304及第四折射光吸收器305吸收，由隔离芯303返回的返回光束B经过第一反射体301的折射并被第一折射光吸收器302及第二折射光吸收器307吸收。通过上述过程，正向光束A可完全进入并穿过隔离芯303进入下一器件，从而实现光隔离器20的正向传输，由下一器件返回的返回光束C及由隔离芯返回的返回光束B则被折射吸收掉，无法返回光束输出器件，在隔离芯两侧均实现返回光束的有效阻隔。

实施例4：

图8是本发明实施例提供的一种光隔离器40。该光隔离器40与上一实施例不同之处在于：还包括设于第一反射体401输入侧的准直器408及设于第二反射体406输出侧的扩束器409。进一步地，所述准直器408的输出端设有光阑。可以理解的是，实施例1及实施例2所述的光隔离器同样适用于本实施例。

实施例5：

本发明实施例提供一种光学装置，该光学装置包括上述实施例1至4中任一实施例所述的光隔离器40。所述光学装置为光纤激光器或光纤放大器等。

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种光隔离器，其特征在于，包括设于隔离芯输入侧和/或输出侧的至少一个反射体；所述反射体包括，相互平行的第一通光面、第二通光面及相互平行的第一全反射面、第二全反射面，所述第一通光面垂直于正向光束，正向光束相对于所述第一全反射面的入射角大于或等于全反射临界角；与所述正向光束存在非固定角度的返回光束相对于所述第二全反射面的入射角小于全反射临界角。

2.根据权利要求1所述的光隔离器，其特征在于，所述反射体为玻璃或晶体。

3.根据权利要求1或2所述的光隔离器，其特征在于，所述反射体为玻璃斜四棱柱或晶体斜四棱柱。

4.根据权利要求1或2所述的光隔离器，其特征在于，所述第一通光面及第二通光面表面镀有增透膜层。

5.根据权利要求1或2所述的光隔离器，其特征在于，所述第一全反射面及第二全反射面为抛光面。

6.根据权利要求1所述的光隔离器，其特征在于，所述第一全反射面外侧设有至少一个折射光吸收器。

7.根据权利要求1或6所述的光隔离器，其特征在于，所述第二全反射面外侧设有至少一个折射光吸收器。

8.根据权利要求1所述的光隔离器，其特征在于，两个所述反射体分别设于所述隔离芯的输入侧及输出侧。

9.根据权利要求1或8所述的光隔离器，其特征在于，还包括设于所述隔离芯输入侧的准直器及设于所述隔离芯输出侧的扩束器。

10.一种光学装置，其特征在于，所述光学装置包括如权利要求1至9任一项权利要求所述的光隔离器。