CN108089352B - 光电子器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光电子器件，包括光纤头，光纤头内设置有三根光纤，三根光纤均延伸至光纤头的第一端外；光纤头的第二端设置有分光晶体，分光晶体远离光纤头的一侧上设置有半波片；聚焦旋光组件设置在光纤头第二端的一侧，聚焦旋光组件包括自聚焦透镜与法拉第旋光器，在聚焦旋光组件远离光纤头的一侧设置有第一反射透射膜，第一反射透射膜的反射率远小于透射率；聚焦旋光组件远离光纤头的一侧外设有楔角片，楔角片远离聚焦旋光组件的一侧设有光电转换器，在楔角片靠近聚焦旋光组件的一侧设置有第二反射透射膜，第二反射透射膜的反射率远大于透射率。本发明能够实现光学混合器件的小型化，而且光学混合器件可以实现光学隔离、光电探测的功能。

Description

光电子器件

技术领域

本发明涉及一种光学器件，尤其涉及一种体积小且集成光学隔离功能的光电子器件。

背景技术

随着网络通讯的发展，光纤网络的数据传送速度越来越快，对光纤网络的容量要求也越来越高。现有光纤网络传输系统大量使用各种的光学器件，如隔离器、分光器、退偏器等，随着技术的发展，各种器件需要综合使用以实现所需要的功能，因此，现有的光纤网络大量使用各种的光学混合器件。

现有的光学混合器件主要是两端都设置光纤的器件，这种是最为常见的光学器件，这种光学混合器件的总长度超过25毫米，而且两端都延伸有光纤，在掺饵光纤放大器中固定时，两边的光纤盘纤占用模块的体积较大，导致模块的体积无法减小，不利于模块的小型化。同时，由于这种器件的两端已被光纤占用，无法集成光电转换器功能，所以这种混合器件全是纯光学功能器件的混合，并不包含光电转换器。

然而，随着网络技术的发展，人们需要对光束的功率进行监测，还需要对光束的波长进行监测，图8是一种对光束的功率以及波长进行监测的光学装置。该装置包括两个分光器，分别是分光器201以及分光器202，还设置有一个用于监测光束功率的光电转换器203。由于现有的分光器201仅设置一根入射光纤，入射光束L201入射到分光器201后，光束大部分的能量从后侧的光纤出射，即形成出射光束L202并进入下一级的光学设备，而用于监测的光束L203的能量非常少，并且光束L203入射到分光器202。此时，光束L203在分光器202内可以被平均分成两束光束，一束光束L204经光纤出射后，外接一个波长监控模块用于监测光束的波长相关信息，而另一束光束在入射到光电转换器203中，用于对光束的功率进行监测。

可见，现有的技术对光束的波长以及功率进行监测时，需要设置两个分光器，导致器件的体积庞大，也导致光学设备的生产成本较高，不利于网络技术的发展。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种体积小且生产成本低的光电子器件。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的光电子器件包括光纤头，光纤头内设置有三根光纤，三根光纤均延伸至光纤头的第一端外；其中，光纤头的第二端设置有分光晶体，分光晶体远离光纤头的一侧上设置有半波片，半波片设置在一根光纤的光路上；一聚焦旋光组件设置在光纤头第二端的一侧，聚焦旋光组件包括一个自聚焦透镜与法拉第旋光器，法拉第旋光器外设置有磁体，在聚焦旋光组件远离光纤头的一侧设置有第一反射透射膜，第一反射透射膜的反射率远小于透射率；聚焦旋光组件远离光纤头的一侧外设有楔角片，楔角片远离聚焦旋光组件的一侧设有光电转换器，在楔角片靠近聚焦旋光组件的一侧设置有第二反射透射膜，第二反射透射膜的反射率远大于透射率。

由上述方案可见，光学混合器件集成了隔离器、分光器器件，能够实现多种功能。并且，由于光学混合器仅仅在光纤头的一端延伸出光纤，从而解决了盘纤占用模块内过多空间的问题，给模块留出更多的空间以更灵活的设计电子线路，也有利于光学模块的小型化。

并且，从自聚焦透镜出射的光束经过反射透射膜后，一部分入射到楔角片并入射到光电转换器，从而接收一部分光信号，进而实现对光信号的监控。而本发明的光学混合器件设置两层反射透射膜，可以实现对光信号的功率以及光波长的监控，从而减小光学设备的体积，并且降低光学设备的生产成本。

一个优选的方案是，分光晶体紧贴在光纤头的第二端，半波片紧贴在分光晶体上；光纤头、分光晶体与半波片封装在至少一个第一管体内，自聚焦透镜与法拉第旋光器封装在至少一个第二管体内，且第一管体与第二管体相对设置。

由此可见，将分光晶体、自聚焦透镜等光学器件封装在诸如玻璃管或者金属管内，光学混合器具有良好的可靠性。这样，本发明的混合器件可以应用到普通的掺饵光纤放大器以及小型化的掺饵光纤放大中，如CFP，XFP等封装形式的光学收发模块中，可以满足日益小型化的封装形式以及低成本的要求。

进一步的方案是，法拉第旋光器为22.5°旋光器，且法拉第旋光器设置在三根光纤的光路上。

可见，当光束两次经过22.5°的法拉第旋光器后，偏振态也会旋转45°，从而使得光学混合器件可以实现光学隔离的功能。

更进一步的方案是，自聚焦透镜设置在靠近分光晶体的一侧，法拉第旋光器设置在靠近楔角片的一侧。

更进一步的方案是，第一反射透射膜设置在法拉第旋光器靠近楔角片的端面上，或者，第一反射透射膜设置在自聚焦透镜靠近法拉第旋光器的端面上。

可见，将第一反射透射膜设置在远离光纤头的端面上，可以确保被反射的光束再次经过法拉第旋光器，从而确保从第一根光纤入射的光束经过反射后的光束能够被合光从另外两个光纤出射。

另一个方案是，法拉第旋光器设置在靠近分光晶体的一侧，自聚焦透镜设置在靠近楔角片的一侧，并且，法拉第旋光器紧贴在自聚焦透镜靠近分光晶体的端面上，优选的，第一反射透射膜设置在自聚焦透镜靠近楔角片的端面上。

由此可见，法拉第旋光器可以紧贴在自聚焦透镜的端面上，可以减小光学混合器件的体积，有利于使用该光学混合器件的光学设备的体积，光学设备可以留出更多的空间以更灵活的设计电子线路，并有利于光学模块的小型化。

附图说明

图1是本发明第一实施例的结构示意图。

图2是本发明第一实施例第二方向光路的示意图。

图3是本发明第一实施例第三方向光路的示意图。

图4是本发明第二实施例的结构示意图。

图5是本发明第二实施例第二方向光路的示意图。

图6是本发明第二实施例第三方向光路的示意图。

图7是本发明第三实施例的结构示意图。

图8是现有的光学器件的结构示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的光电子器件可以集成光学隔离、分光以及光电探测等功能，并且多个光学器件可以封装在玻璃管或者金属管内，实现光学混合器件的体积小型化。并且，本发明的小型光学混合器可以实现对输入的光信号进行光功率以及光波长的监测，即本发明的光电子器件的功能是实现输入光信号的功率监控，另一部分光用于对光波长的监控，且反向光都是隔离的，对输入光不会造成干扰。

第一实施例：

参见图1，本实施例的光电子器件具有光纤头4、分光晶体5、半波片6、自聚焦透镜7、法拉第旋光器9、楔角片10以及光电转换器11。其中，光纤头4内设置有三根光纤，分别是光纤1、光纤2以及光纤3，因此，光纤头4是一个三光纤光纤头，外部输入的光束可以经过光纤1入射到光电子器件内。

本实施例中，光纤1、光纤2与光纤3均自光纤头4的第一端向外延伸，分光晶体5紧贴在光纤头4的第二端，而半波片6紧贴在分光晶体5远离光纤头4的一侧。本实施例中，半波片6仅仅设置在光纤1的光路上。

自聚焦透镜7与光纤头4相对设置，法拉第旋光器9设置在自聚焦透镜7远离光纤头4的一侧，并且，在法拉第旋光器9外侧设置有磁环8。法拉第旋光器9设置在三根光纤的光路上。

在法拉第旋光器9远离分光晶体5的一侧镀有第一反射透射膜12，本实施例中，第一反射透射膜12的反射率远小于透射率，例如，光束入射到第一反射透射膜12后，只有1%的光能被反射，有99%穿过第一反射透射膜12。本实施例中，自聚焦透镜7与法拉第旋光器9组成了聚焦旋光组件。

在法拉第旋光器9远离分光晶体5的一侧设置有楔角片10，楔角片10远离分光晶体5的一侧设置有光电转换器11，光电转换器11用于将接收的光信号转换成电信号，从而实现对光信号功率的监控。并且，在楔角片10靠近法拉第旋光器9的一侧镀有第二反射透射膜13，本实施例中，第二反射透射膜13的反射率远大于透射率，例如，光束入射到第二反射透射膜13后，有99%的光能被反射，只有1%穿过第二反射透射膜13。

如图1所示，从光纤1入射的光束L11导入到分光晶体5后被分成振动方向相互垂直的两束光，分别是光束L12以及光束L13。本实施例中，分光晶体5的光轴在三根光纤1、2、3组成的平面内，并与中心轴呈45°的夹角。因此，光束L11经过分光晶体5所分成的两束光束L12与L13，其中一束为寻常光，其振动方向与光轴平面垂直，另一束为非常光，其振动方向与光轴平面平行，并且两束光束L12与L13均为偏振光，即光束的偏振态是固定的。

两束偏振光L12、L13均经过半波片6，半波片6为22.5°的半波片，即半波片6的光轴方向在垂直于光传播方向的平面内，且与非常光振动方向呈22.5°的夹角。两束偏振光L12、L13经过半波片后，振动方向均沿着半波片6光轴的顺时针方向旋转45°，此时两束光的振动方向依然垂直。

经半波片6旋光后，两束光L12、L13入射到自聚焦透镜7，自聚焦透镜7的节距为0.20至0.23之间，并且在自聚焦透镜7的两个端面上均镀上一层增透膜。光束L12、L13入射到自聚焦透镜7后，传播角度发生变化，逐渐向自聚焦透镜7的光轴靠近，并且从自聚焦透镜7出射后入射到法拉第旋光器9上。本实施例中，法拉第旋光器9为22.5°的旋光器，在磁环8的作用下，两束偏振光L12、L13的振动方向将旋转22.5°，并且，旋转方向与经过半波片6时的旋转方向相同。这样，两束偏振光L12、L13在经过半波片6以及法拉第旋转器7后，振动方向与初始的振动方向相比，分别旋转了67.5°。

由于法拉第旋光器9靠近楔角片10的端面上镀有第一反射透射膜12，因此光束L12、L13入射到法拉第旋光器9靠近楔角片10的端面后，小部分光被反射，另外大量的光透射形成光束L17并入射到楔角片10。

光束L12、L13经过第一反射透射膜12形成两束反射光束L14、L15，并再次经过法拉第 旋光器9，此时，光束L14、L15的偏振态再次发生旋转，并且旋转22.5°，因此，光束两次经过法拉第旋光器9后，振动方向与初始的振动方向相比，分别旋转了90°，但振动方向依然相互垂直。

光束L14、L15将再次入射到自聚焦透镜7再直接入射到分光晶体5，由于自聚焦透镜7的作用，两束反射光束L14、L15的位置交换，但振动方向依然垂直，此时原先的寻常光变为非常光，原先的非常光变为寻常光，所以再次入射到分光晶体5之后，两束反射光束L14、L15重新合为一束光形成光束L16，被导入到光纤3中，外接波长监控模块可以实现对输入光的光波长的监控。

光束L17倾斜的入射到楔角片10上，楔角片10的角度刚好可以使光束L17出射后变为与器件中心轴平行的光束L18，光束L18穿过楔角片10后，传输方向与器件中心轴平行，入射到光电转换器11，转换为电流被外接电路接收，从而达到输入光信号功率的监控目的。

而被第二反射透射膜13反射的光束形成光束L19、L20，反射的光束L19、L20入射到自聚焦透镜7后，再经过分光晶体5并合光形成一束光束，从光纤2出射，从光纤2出射的光束实现输入光的继续传输。

如图2所示，如果光信号从第二方向传输，即光束L21从光纤3入射，经过分光晶体5后被分成振动方向相互垂直的两束光束L22、L23，其中一束为寻常光，其振动方向与光轴平面垂直，另一束为非常光，其振动方向与光轴平面平行。经分光晶体5后，两束光束L22、L23入射到自聚焦透镜7，然后入射到法拉第旋光器9，两束偏振光L22、L23的振动方向将旋转22.5°。由于法拉第旋光器9靠近楔角片10的端面上镀有第一发射透射膜12，因此大部分的光束被反射形成光束L24、L25，少量光穿过第一发射透射膜12并入射到楔角片10。

被反射到法拉第旋光器9内反射的光束L24、L25，在磁环8的作用下振动方向再次旋转22.5°，这样，两次经过法拉第旋光器9的光信号的振动方向与原先的振动方向相比，一共旋转了45°。光束L24、L25经过法拉第旋光器9后，再次经过自聚焦透镜7，并入射到半波片6上，半波片6出射后两束光的振动方向反方向的旋转了45°，即偏振态的旋转方向刚好与经过法拉第旋光器9时的旋转方向相反，这样两束光束L24、L25经过法拉第旋光器9和半波片6的组合后，振动方向保持不变，但由于两束光经过自聚焦透镜7后相互交换位置，所以尽管从光纤3出射经分光晶体5到经自聚焦透镜7反射再次入射到分光晶体5时偏振态保持不变，但由于位置互换，所以在分光晶体5中，原先的寻常光变为非常光，原先的非常光变为寻常光，两束光不能合成一束光，无法耦合到光纤1中，实现隔离的目的。

而经过法拉第旋光器9透射的光束L27入射到楔角片10上，从楔角片10出射时，光束L27的传输方向相对于中心轴角度更大，无法耦合到光电转换器10中，实现反向电学隔离的目的。

同理，如图3所示，如果光束L31从光纤2入射，经过分光晶体5后，光束L31形成偏振态相互垂直的光束L32、L33并入射到自聚焦透镜7，然后入射到法拉第旋光器9。由于光束是从光纤2入射的，由于入射角度与从光纤3入射时角度不同，因此光束L32、L33在法拉第旋光器9靠近楔角片10的表面上小部分发生反射，另外大部分则透射并入射到楔角片10上。

光束L32、L33经过法拉第旋光器9时，偏振态发生旋转，即振动方向将旋转22.5°。当光束L32、L33在楔角片10的第二反射透射膜13上发生反射并且形成反射光束L34、L35，光束L34、L35再次经过法拉第旋光器9时偏振态再次发生旋转，即再次旋转22.5°，因此光束两次经过法拉第旋光器9后偏振态一共旋转了45°。

当光束L34、L35再次入射到自聚焦透镜7后，经过半波片6时，偏振态再次发生旋转，但旋转的方向与经过法拉第旋光器9时的旋转方向相反，因此，当光束L34、L35入射到分光晶体5时无法合光，也就是无法入射到光纤1中，实现光学隔离。并且，入射到楔角片10的光束L36并出射后形成光束L37无法入射到光电转换器11中，从而实现电学隔离。

为了实现光学器件的小型化，可以将光纤头4、分光晶体5与半波片6封装在一个或者多个第一管体内，第一管体可以是玻璃管或者金属管，而自聚焦透镜7与法拉第旋光器9封装在一个或者多个第二管体内，第二管体也可以是玻璃管或者金属管，且第一管体与第二管体相对设置。这样，光电子器件可以应用到普通的掺饵光纤放大器以及小型化的掺饵光纤放大中，如CFP，XFP等封装形式的光学收发模块中，可以满足日益小型化的封装形式以及低成本的要求。

第二实施例：

参见图4，本实施例的光电子器件具有光纤头24、分光晶体25、半波片26、法拉第旋光器28、自聚焦透镜29、楔角片30以及光电转换器31。其中，光纤头24内设置有三根光纤，分别是光纤21、光纤22以及光纤23，外部输入的光束可以经过光纤21入射到光电子器件内。

本实施例中，光纤21、光纤22与光纤23均自光纤头24的第一端向外延伸，分光晶体25紧贴在光纤头24的第二端，而半波片26紧贴在分光晶体25远离光纤头24的一侧。本实施例中，半波片26仅仅设置在光纤21的光路上。

自聚焦透镜29与光纤头24相对设置，法拉第旋光器28紧贴在自聚焦透镜29朝向光纤头24的一侧，并且，在法拉第旋光器28外侧设置有磁环27。法拉第旋光器28设置在三根光纤21、22、23的光路上，并且法拉第旋光器28为22.5°的法拉第旋光器。

在自聚焦透镜29远离分光晶体25的一侧镀有第一反射透射膜32，本实施例中，第一反射透射膜32的反射率远小于透射率，例如，光束入射到第一反射透射膜32后，有1%的光能被反射，只有99%穿过反射透射膜32。在自聚焦透镜29远离分光晶体25的一侧设置有楔角片30，楔角片30远离分光晶体25的一侧设置有光电转换器31。在楔角片30靠近自聚焦透镜29的端面设置第二反射透射膜33，第二反射透射膜33的反射率远大于透射率，例如，光束入射到第二反射透射膜33后，有99%的光能被反射，只有1%穿过反射透射膜33。

可见，与第一实施例不同的是，本实施例中，法拉第旋光器28设置在自聚焦透镜29靠近光纤头24的一侧。

当入射的光束L41从光纤21入射到分光晶体25分成两束振动方向相互垂直的光束L42、L43后再入射到半波片26，光束L42、L43的振动方向沿着传输方向看顺时针旋转45°，然后又经过法拉第旋光器28。本实施例中，法拉第旋光器为22.5°的法拉第旋光器，即法拉第旋光器28在磁环27的磁场作用下，使两束偏振光L42、L43在经过法拉第旋光器28后，振动方向继续沿传输方向看顺时针旋转22.5°。

然后，光束L42、L43入射到自聚焦透镜29，自聚焦透镜29靠近法拉第旋光器28的一侧端面上镀有增透镜，而远离法拉第旋光器28的一侧端面上镀有第一反射透射膜32。当光束L42、L43经过第一反射透射膜32后，大部分光形成反射光束L44、L45并入射到自聚焦透镜29，然后再次经过法拉第旋光器28，两束光束L44、L45的偏振方向沿传输方向的反方向看顺时针旋转22.5°。至此，两束偏振光的振动方向旋转了90°。由于自聚焦透镜29的作用，从光纤21入射的两束光束位置交换，再次进入分光晶体25后依然能够实现合光，从而耦合到光纤23中，若外接波长监控模块，可以实现光信号的波长监控。

而经过自聚焦透镜29透射的部分光继续传播，一部分光倾斜的入射到楔角片30上，楔角片30的角度刚好可以使斜入射到其上的光束L47出射后变为与器件中心轴平行。光L47穿过楔角片30后，传输方向与器件中心轴平行，形成光束L48并入射到光电转换器31，转换为电流被外接电路接收，从而达到输入光的监控目的。

入射到楔角片30的第二反射透射膜33的大部分光将被反射形成光束L49、L50，并入射到自聚焦透镜29，光束L49、L50经过法拉第旋光器28后，两束光束L49、L50的偏振方向沿传输方向的反方向看顺时针旋转22.5°。至此，两束偏振光的振动方向旋转了90°。由于自聚焦透镜29的作用，从光纤21入射的两束光束位置交换，光束L49、L50将再次进入分光晶体25后依然能够实现合光，从而耦合到光纤22中继续传输，实现输入光的继续传输。

如图5所示，如果光束L51由第三根光纤23入射到分光晶体25中，光经过分光晶体25后被分成振动方向相互垂直的两束光束L52、L53，其中一束为寻常光，另一束为非常光。经分光晶体25后，两束光进入到法拉第旋光器28中，两束光束L52、L53的振动方向沿着传输方向看顺时针旋转22.5°。然后，光束L52、L53入射到自聚焦透镜29，大部分光被反射，形成光束L54、L55，少部光透射形成光束L56。

反射成光束L54、L55再次经过自聚焦透镜29后入射到法拉第旋光器28，两束光束L54、L55的振动方向与第一次经过法拉第旋光器28时向同一方向旋转相同的角度，此时，两次经过法拉第旋光器28后，两束光束的振动方向旋转了45°。从法拉第旋光器28出射后的光束L54、L55又入射到半波片26上，从半波片26出射后两束光的振动方向旋转了45°，旋转方向刚好与经过法拉第旋光器28时的旋转方向相反，这样两束光束经过法拉第旋光器28和半波片26的组合后，光束的振动方向保持不变，但由于两束光束经过自聚焦透镜29后相互交换位置，所以在分光晶体25中，原先的寻常光变为非常光，原先的非常光变为寻常光，两束光束不能合成一束光，无法耦合到光纤21中，实现隔离的目的。

而经过自聚焦透镜29透射的光束L56入射到楔角片30上，从楔角片30出射时，光束L56的传输方向相对于中心轴角度更大，形成光束L57，无法耦合到光电转换器30中，实现反向电学隔离的目的。

如图6所示，如果光束L61由第二根光纤22入射到分光晶体25中，光经过分光晶体25后被分成振动方向相互垂直的两束光束L62、L63，其中一束为寻常光，另一束为非常光。经分光晶体25后，两束光进入到法拉第旋光器28中，两束光束L62、L63的振动方向沿着传输方向看顺时针旋转22.5°。然后，光束L62、L63入射到自聚焦透镜29、楔角片30，并在楔角片30的第二反射透射膜33上，大部分光被反射，形成光束L65、L66，少部光透射形成光束L67并入射到楔角片30上。

反射成光束L65、L66再次经过自聚焦透镜29后入射到法拉第旋光器28，两束光束L65、L66的振动方向与第一次经过法拉第旋光器28时向同一方向旋转相同的角度，此时，两次经过法拉第旋光器28后，两束光束的振动方向旋转了45°。从法拉第旋光器28出射后的光束L65、L66又入射到半波片26上，从半波片26出射后两束光的振动方向旋转了45°，旋转方向刚好与经过法拉第旋光器28时的旋转方向相反，这样两束光束经过法拉第旋光器28和半波片26的组合后，光束的振动方向保持不变，但由于两束光束经过自聚焦透镜29后相互交换位置，所以在分光晶体25中，原先的寻常光变为非常光，原先的非常光变为寻常光，两束光束不能合成一束光，无法耦合到光纤21中，实现隔离的目的。

而经过楔角片30透射的光束L67的传输方向相对于中心轴角度更大，经过楔角片30后形成光束L68，无法耦合到光电转换器31中，实现反向电学隔离的目的。

当然，为了实现光学器件的小型化，可以将光纤头24、分光晶体25与半波片26封装在一个或者多个第一管体内，而自聚焦透镜29与法拉第旋光器28封装在一个或者多个第二管体内，且第一管体与第二管体相对设置。

第三实施例：

光电子器件光电子器件光电子器件参见图7，本实施例中，光电子器件具有光纤头64、分光晶体65、半波片66、自聚焦透镜67、法拉第旋光器69、楔角片70以及光电转换器71。其中，光纤头64内设置有三根光纤，分别是光纤61、光纤62以及光纤63，因此，光纤头64是一个三光纤光纤头，外部输入的光束可以经过光纤61入射到光电子器件内。

本实施例中，光纤61、光纤62与光纤63均自光纤头64的第一端向外延伸，分光晶体65紧贴在光纤头64的第二端，而半波片66紧贴在分光晶体65远离光纤头64的一侧。本实施例中，半波片66仅仅设置在光纤61的光路上。

自聚焦透镜67与光纤头64相对设置，法拉第旋光器69设置在自聚焦透镜67远离光纤头64的一侧，并且，在法拉第旋光器69外侧设置有磁环68。法拉第旋光器69设置在三根光纤的光路上。与第一实施例不同的是，本实施例中，自聚焦透镜67远离分光晶体65的端面为弧面，如球冠面或者非球面。可见，本发明的自聚焦透镜是用于实现光束聚焦的透镜，其端面可以是平面，也可以是弧面。

在法拉第旋光器69远离分光晶体65的一侧镀有第一反射透射膜72，本实施例中，第一反射透射膜72的反射率远小于透射率，例如，光束入射到第一反射透射膜72后，只有1%的光能被反射，另外99%穿过第一反射透射膜72。

在法拉第旋光器69远离分光晶体65的一侧设置有楔角片70，楔角片70远离分光晶体65的一侧设置有光电转换器71，光电转换器71用于将接收的光信号转换成电信号，从而实现对光信号的监控。并且，在楔角片70靠近法拉第旋光器69的一侧镀有第二反射透射膜73，本实施例中，第二反射透射膜73的反射率远大于透射率，例如，光束入射到第二反射透射膜73后，有99%的光能被反射，只有1%穿过第二反射透射膜73。

如图7所示，从光纤61入射的光束L101导入到分光晶体65后被分成振动方向相互垂直的两束光，分别是光束L102以及光束L103。本实施例中，分光晶体65的光轴在两根光纤61、62组成的平面内，并与中心轴呈45°的夹角。因此，光束L101经过分光晶体65所分成的两束光束L102与L103，其中一束为寻常光，另一束为非常光。

两束偏振光L102、L103均经过半波片66，半波片66为22.5°的半波片。两束偏振光L102、L103经过半波片后，振动方向均沿着半波片66光轴的顺时针方向旋转45°，此时两束光的振动方向依然垂直。

经半波片66旋光后，两束光L102、L103入射到自聚焦透镜67，在自聚焦透镜67的两个端面上均镀上一层增透膜。光束L102、L103入射到自聚焦透镜67后，传播角度发生变化，逐渐向自聚焦透镜67的光轴靠近，并且从自聚焦透镜67出射后入射到法拉第旋光器69上。本实施例中，法拉第旋光器69为22.5°的旋光器，在磁环68的作用下，两束偏振光L102、L103的振动方向将旋转22.5°，并且，旋转方向与经过半波片6时的旋转方向相同。这样，两束偏振光L12、L13在经过半波片66以及法拉第旋转器7后，振动方向与初始的振动方向相比，分别旋转了67.5°。

由于法拉第旋光器69靠近楔角片70的端面上镀有第一反射透射膜72，因此光束L102、L103入射到法拉第旋光器69靠近楔角片70的端面后，小部分光被反射，其他大量的光透射形成光束L107并入射到楔角片70。

光束L102、L103经过第一反射透射膜72形成两束反射光束L104、L105，并再次经过法拉第 旋光器69，此时，光束L104、L105的偏振态再次发生旋转，并且旋转22.5°，因此，光束两次经过法拉第旋光器69后，振动方向与初始的振动方向相比，分别旋转了90°，但振动方向依然相互垂直。

光束L104、L105将再次入射到自聚焦透镜67再直接入射到分光晶体65，由于自聚焦透镜67的作用，两束反射光束L104、L105的位置交换，但振动方向依然垂直，此时原先的寻常光变为非常光，原先的非常光变为寻常光，所以再次入射到分光晶体65之后，两束反射光束L104、L105重新合为一束光形成光束L106，被导入到光纤63中，实现输入光的继续传输。如果在光纤63外连接波长监控模块，则可以实现光波长信号的监控。

光束L107倾斜的入射到楔角片70上，楔角片70的角度刚好可以使光束L107出射后变为与器件中心轴平行的光束，光束穿过楔角片70后，传输方向与器件中心轴平行，入射到光电转换器71，转换为电流被外接电路接收，从而达到输入光信号的监控目的。

而被反射的光束L108、L109可以在分光晶体内被合光并且从光纤62出射，实现输入光的继续传输。

当光束从光纤62或者光纤63入射时，光路与第一实施例相同，都无法返回入射到光纤61中，且光电转换器71也无法接收到光信号，从而实现光学隔离与电学隔离。

当然，上述方案仅是本发明优选的实施方式，实际应用时还有更多的改变，例如，可以使用其他形式的永磁体替代磁环，或者，反射透射膜的反射率、透射率发生改变，类似这样的改变也能实现本发明的目的，这样变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.光学隔离多路分光型光电子器件，包括

光纤头，所述光纤头内设置有三根光纤，三根所述光纤均延伸至所述光纤头的第一端外；

其特征在于：

所述光纤头的第二端设置有分光晶体，所述分光晶体远离所述光纤头的一侧上设置有半波片，所述半波片设置在一根所述光纤的光路上；

一聚焦旋光组件设置在所述光纤头第二端的一侧，所述聚焦旋光组件包括一个自聚焦透镜与法拉第旋光器，所述法拉第旋光器外设置有磁体，在所述聚焦旋光组件远离所述光纤头的一侧设置有第一反射透射膜，所述第一反射透射膜的反射率远小于透射率；

所述聚焦旋光组件远离所述光纤头的一侧外设有楔角片，所述楔角片远离所述聚焦旋光组件的一侧设有光电转换器，在所述楔角片靠近所述聚焦旋光组件的一侧设置有第二反射透射膜，所述第二反射透射膜的反射率远大于透射率；

所述光纤头、所述分光晶体与所述半波片封装在至少一个第一管体内，所述自聚焦透镜与所述法拉第旋光器封装在至少一个第二管体内，且所述第一管体与所述第二管体相对设置。

2.根据权利要求1所述的光学隔离多路分光型光电子器件，其特征在于：

所述分光晶体紧贴在所述光纤头的第二端，所述半波片紧贴在所述分光晶体上。

3.根据权利要求1所述的光学隔离多路分光型光电子器件，其特征在于：

所述法拉第旋光器为22.5°旋光器，且所述法拉第旋光器设置在三根所述光纤的光路上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的光学隔离多路分光型光电子器件，其特征在于：

所述自聚焦透镜设置在靠近所述分光晶体的一侧，所述法拉第旋光器设置在靠近所述楔角片的一侧。

5.根据权利要求4所述的光学隔离多路分光型光电子器件，其特征在于：

所述第一反射透射膜设置在所述法拉第旋光器靠近所述楔角片的端面上。

6.根据权利要求4所述的光学隔离多路分光型光电子器件，其特征在于：

所述第一反射透射膜设置在所述自聚焦透镜靠近所述法拉第旋光器的端面上。

7.根据权利要求4所述的光学隔离多路分光型光电子器件，其特征在于：

所述自聚焦透镜的远离所述光纤头的一侧端面为弧面。

8.根据权利要求1至3任一项所述的光学隔离多路分光型光电子器件，其特征在于：

所述法拉第旋光器设置在靠近所述分光晶体的一侧，所述自聚焦透镜设置在靠近所述楔角片的一侧。

9.根据权利要求8所述的光学隔离多路分光型光电子器件，其特征在于：

所述法拉第旋光器紧贴在所述自聚焦透镜靠近所述分光晶体的端面上。

10.根据权利要求9所述的光学隔离多路分光型光电子器件，其特征在于：

所述第一反射透射膜设置在所述自聚焦透镜靠近所述楔角片的端面上。

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