CN111751934A - 一种环形器 - Google Patents

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赵武丽
徐云兵
邓伟松
王宗源
李阳
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/095—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect in an optical waveguide structure
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Abstract

本发明公开一种环形器，其包括壳体，壳体的一端具有通光孔，所述壳体内封装有环形光路芯件，壳体内还封装有至少一组光纤准直器组，光纤准直器组设于通光孔和环形光路芯件之间，各光纤准直器组包括相互依序平行设置的第一单光纤准直器、第三单光纤准直器和第二单光纤准直器，所述第一单光纤准直器的一端侧设有第一转折棱镜，第二单光纤准直器的一端侧设有第二转折棱镜，所述环形光路芯件对应设在第三单光纤准直器的一端侧。本发明能够有效降低物料成本和封装成本。

Description

一种环形器
技术领域
本发明涉及一种环形器。
背景技术
随着高速光网络和数据中心的蓬勃发展，通讯设备要求光模块需要具备小尺寸，低成本。光环形器由于具有环路作用,常被应用于光模块内部实现发射和接收端通过一个光口与主网络连接，环行器应用于光模块有利于提高集成度，降低成本，被大量应用于光模块中。
基于以上应用，环形器应用的要求与传统的in line环形器相比发生了较大的变化，具体体现在几个方面：
a)低成本要求；
b)与光模块的集成度高以及由此带来的封装形式的多样化，比如直接与光口集成，与激光器模块耦合时使用较短的光路，不拘泥于传统的in line环行器结构形式，多为FreeSpace设计；
c)指标要求多样化，比如有的对隔离度要求不是很高；
d)高速光模块由于功耗的限制已设计为2in1 结构, 所以每个光模块内部需要两个环形器。
环形器产品，在整个光模块成本中占有较高的比例，低成本化成为高速光网络和数据中心应用对环形器提出最主要的要求。我司已在开发这种类型的产品供客户使用在光模块中，但成本仍比较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够降低物料成本和封装成本的环形器。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种环形器，包括壳体，壳体的一端具有通光孔，壳体内封装有环形光路芯件，所述壳体内还封装有至少一组光纤准直器组，光纤准直器组设于通光孔和环形光路芯件之间，各光纤准直器组包括相互依序平行设置的第一单光纤准直器、第三单光纤准直器和第二单光纤准直器，所述第一单光纤准直器的一端侧设有第一转折棱镜，第二单光纤准直器的一端侧设有第二转折棱镜，所述环形光路芯件对应设在第三单光纤准直器的一端侧。
所述光纤准直器组为两组，两组光纤准直器组分层叠放，所述两组光纤准直器组上形成的光路均在第一转折棱镜、第一转折棱镜和环形光路芯件的高度范围内。
所述环形光路芯件依次包括第一偏振分光棱镜、磁光旋转片、半波片和第二偏振分光棱镜。
所述磁光旋转片的旋转角度为45度，所述半波片的光轴为22.5度或67.5度。
所述磁光旋转片与半波片的位置为非互易性光路，从一个方向通过时偏振角度不变，从另一个方向通过时偏振角度旋转90度。
所述两组光纤准直器高度方向上的中心距离为1-1.3mm，所述第一转折棱镜、第一转折棱镜和环形光路芯件的高度均为1.5-2mm。
本发明采用以上结构，具有以下有益效果：
1、节省了物料成本，使用一套环形光路芯件可实现两个环形器功能；
2、降低了环形光路芯件的装配成本，两个环形器共同分担环形光路芯件以及转折棱镜贴装的装配成本，主光路的装配成本降低一半。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明的内部俯视图；
图2为本发明的内部侧视图（部分）；
图3为本发明的光路图一；
图4为本发明的光路图二。
具体实施方式
如图1-4之一所示，本发明一种环形器，包括壳体1，壳体1的一端具有通光孔，壳体1内封装有环形光路芯件2，所述壳体1内还封装有至少一组光纤准直器组，光纤准直器组设于通光孔和环形光路芯件2之间，各组光纤准直器均包括相互依序平行设置的第一单光纤准直器3、第三单光纤准直器4和第二单光纤准直器5，所述第一单光纤准直器3的一端侧设有第一转折棱镜6，第二单光纤准直器5的一端侧设有第二转折棱镜7，所述环形光路芯件2对应设在第三单光纤准直器4的一端侧。
本实施例中，光纤准直器组为两组，两组光纤准直器分层叠放，而且两组光纤准直器组上形成的光路均在第一转折棱镜6、第二转折棱镜7和环形光路芯件2的高度范围内。
所述环形光路芯件2依次包括第一偏振分光棱镜21、磁光旋转片22、半波片23和第二偏振分光棱镜24。
所述磁光旋转片22的旋转角度为45度，所述半波片23的光轴为22.5度或67.5度。
所述磁光旋转片22与半波片23的位置为非互易性光路，从一个方向通过时偏振角度不变，从另一个方向通过时偏振角度旋转90度。
本发明是基于环形光路芯件，加上用于转折光线的转折棱镜，将环形器设计为光纤单边型器件。
如图3或图4所示，环形光路芯件光的分束和合束的原理为现有技术，不做详细描述，其中光从1到2端口是可以通过的，光从2到3端口也是可以通的，其他方向是隔离的，比如从1到3端口，3到1端口，2到1端口，3到2端口。这样1，2，3端口通过本光路就实现了一个环行器光路。另外，环行器芯件2的摆放方式并不局限于图3和图4，可以根据需要对环行器芯件2摆放方式进行调整。
本发明中，底层的三个准直器形成第一个环行器，顶层的三个准直器形成第二个环行器，两层光路共用一个环形光路芯件2。
本发明中核心点如下：
1、将环形光路芯件2用胶粘接固定在壳体1的基板底部；
2、环行器的通光孔径的高度设计为可以通过两层光路，两层光路的中心距离（两组光纤准直器高度方向上的中心距离）可以控制在约1-1.3mm之间，考虑到光斑大小，两个转折棱镜和整个环形光路芯件2所用光学元器件的高度可以设计为1.5-2mm之间；
3、调试完成底层的三个准直器后可通过胶固化在基板的底部；
4、调试完成顶层的光路后将三个准直器叠放在底层准直器上。上下层准直器可以处理为侧面为平面，能保证有足够的粘接面积以达到较好的温度性能和结构稳定性。

Claims (6)

1.一种环形器，包括壳体，壳体的一端具有通光孔，壳体内封装有环形光路芯件，其特征在于：所述壳体内还封装有至少一组光纤准直器组，光纤准直器组设于通光孔和环形光路芯件之间，各光纤准直器组包括相互依序平行设置的第一单光纤准直器、第三单光纤准直器和第二单光纤准直器，所述第一单光纤准直器的一端侧设有第一转折棱镜，第二单光纤准直器的一端侧设有第二转折棱镜，所述环形光路芯件对应设在第三单光纤准直器的一端侧。
2.根据权利要求1所述的一种环形器，其特征在于：所述光纤准直器组为两组，两组光纤准直器组分层叠放，所述两组光纤准直器组上形成的光路均在第一转折棱镜、第一转折棱镜和环形光路芯件的高度范围内。
3.根据权利要求1所述的一种环形器，其特征在于：所述环形光路芯件依次包括第一偏振分光棱镜、磁光旋转片、半波片和第二偏振分光棱镜。
4.根据权利要求3所述的一种环形器，其特征在于：所述磁光旋转片的旋转角度为45度，所述半波片的光轴为22.5度或67.5度。
5.根据权利要求3所述的一种环形器，其特征在于：所述磁光旋转片与半波片的位置为非互易性光路，从一个方向通过时偏振角度不变，从另一个方向通过时偏振角度旋转90度。
6.根据权利要求3所述的一种环形器，其特征在于：所述两组光纤准直器高度方向上的中心距离为1-1.3mm，所述第一转折棱镜、第二转折棱镜和环形光路芯件的高度均为1.5-2mm。
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