CN112346179A - 光隔离器部件及光隔离器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光隔离器部件及光隔离器。本发明的光隔离器部件是与其他的光隔离器部件接合而成为光隔离器的一部分的光隔离器部件，其具有：透镜面，配置于第一面；透射面，配置于所述第一面的相反侧的第二面上的与所述透镜面对应的位置；以及嵌合部，配置于所述第二面，用于与所述其他的光隔离器部件的嵌合部嵌合。

Description

光隔离器部件及光隔离器
技术领域
本发明涉及光隔离器部件及光隔离器。
背景技术
在使用了光纤或光波导等光传输体的光通信中，使用半导体激光器等激光元件。对于这样的激光元件，若由激光谐振器外部的光学面或加工面所反射的光返回到激光元件，则激光振荡容易变得不稳定，有时在光通信中成为信号噪声。因此，为了不使反射回来的返回光返回到激光元件，例如使用具有法拉第旋转器和偏振分离元件的光隔离器。
图1是表示专利文献1的光隔离器20的示意图。如图1所示，光隔离器20具有：具有保偏光纤1、准直透镜3及准直透镜保持件5的第一光纤准直器；具有保偏光纤2、准直透镜4及准直透镜保持件6的第二光纤准直器；以及配置于它们之间的光栅型偏振器8、法拉第旋转器11(蓝宝石基板14/石榴石膜13/蓝宝石基板14)及检偏器10。另外，光隔离器20还具有配置于第一光纤准直器的准直透镜1与光栅型偏振器8之间的遮蔽板7。
在组装这样的光隔离器20时，例如需要以使光轴一致的方式准确地进行保偏光纤1(或2)与准直透镜3(或4)之间的位置对准。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-69875号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，专利文献1中示出的以往的光隔离器的构成部件的数量较多，因此难以一边在构成部件间准确地位置对准一边组装。
因此，本发明的目的在于，提供能够减少构成部件的数量，且能够一边在构成部件间准确地位置对准一边组装的光隔离器部件及使用了该光隔离器部件的光隔离器。
解决问题的方案
本发明涉及以下的光隔离器部件及光隔离器。
本发明的光隔离器部件是与其他的光隔离器部件接合而成为光隔离器的一部分的光隔离器部件，其具有：透镜面，配置于第一面；透射面，配置于所述第一面的相反侧的第二面上的与所述透镜面对应的位置；以及嵌合部，配置于所述第二面，用于与所述其他的光隔离器部件的嵌合部嵌合。
本发明的光隔离器具有：第一光隔离器部件；第二光隔离器部件；以及光学元件，配置于所述第一光隔离器部件与所述第二光隔离器部件之间，所述第一光隔离器部件和所述第二光隔离器部件分别是本发明的光隔离器部件，所述第一光隔离器部件的所述嵌合部与所述第二光隔离器部件的所述嵌合部嵌合。
发明效果
根据本发明，可提供能够减少构成部件的数量，且能够一边在构成部件间准确地位置对准一边组装的光隔离器部件及使用了该光隔离器部件的光隔离器。
附图说明
图1是表示专利文献1的光隔离器的结构的立体图。
图2是表示实施方式1的光隔离器的结构的分解立体图。
图3A是图2的光隔离器的俯视图，图3B是图3A的光隔离器的3B-3B线处的剖面图。
图4A～图4D是表示实施方式1的光隔离器部件的结构的图。
图5是表示光隔离器部件的固定部的变形例的右视图。
图6A是表示实施方式1的光隔离器中的光路的图，图6B是表示通过图6A的光隔离器中的偏振器和旋转器的光的状态的说明图。
图7是表示实施方式2的光隔离器的结构的分解立体图。
图8A是图7的光隔离器的主视图，图8B是图8A的光隔离器的8B-8B线处的剖面图。
图9A～图9D是表示实施方式2的光隔离器部件的结构的图。
图10A及图10B是表示光学元件的组合的变形例的说明图。
图11是表示光学元件的组合的变形例的说明图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
[实施方式1]
(光隔离器的结构)
图2、图3A及图3B是表示本实施方式的光隔离器100的结构的图。图2是表示光隔离器100的结构的分解立体图。图3A是光隔离器100的俯视图，图3B是光隔离器100的3B-3B线处的剖面图。此外，这些图中，作为光隔离器100的使用方式，示出了将两个光传输体(光传输体110A与光传输体110B)通过光隔离器100连接的例子。
如图2、图3A及图3B所示，将光隔离器100配置于一个光传输体110A与另一个光传输体110B之间来使用。
对于光传输体110A及110B的种类，不特别地进行限定，可以是光纤、光波导等。在本实施方式中，光传输体110A及110B是光纤。光传输体110A及110B既可以是单模态方式，也可以是多模态方式。在本实施方式中，光传输体110A及110B是单模态方式的光纤。此外，光纤既可以是偏振光纤，也可以是无偏光纤，在本实施方式中是无偏光纤。
而且，光隔离器100具有：第一光隔离器部件120A、第二光隔离器部件120B、配置于它们之间的偏振器130及旋转器140(均为光学元件)。
第一光隔离器部件120A和第二光隔离器部件120B与光学元件组合，从而成为隔离器。如后面说明的那样，通过将第一光隔离器部件120A的嵌合部127(或嵌合部128)、与第二光隔离器部件120B的嵌合部128(或嵌合部127)嵌合，从而第一光隔离器部件120A与第二光隔离器部件120B接合。
第一光隔离器部件120A与第二光隔离器部件120B可以具有相同的形状，也可以具有不同的形状。从能够减少制造时使用的模具的数量，且能够降低制造成本的观点等来看，优选如本实施方式所示那样，第一光隔离器部件120A与第二光隔离器部件120B具有相同的形状。
例如使用对于在光通信中使用的波长的光具有透光性的材料，来形成第一光隔离器部件120A和第二光隔离器部件120B。这样的材料的例子包括：聚醚酰亚胺(PEI)或环状烯烃树脂等透明的树脂。另外，例如通过注射成型来制造第一光隔离器部件120A和第二光隔离器部件120B。
关于第一光隔离器部件120A及第二光隔离器部件120B的结构，将在后面进行详细说明。
光学元件只要是能够使光隔离器发挥功能的光学元件即可，既可以是一个，也可以组合两个以上。在本实施方式中，光学元件是偏振器130及旋转器140。
偏振器130是将入射的光转换为线偏振光的元件，例如可以是光栅型偏振器。
旋转器140是将通过了偏振器130的光(线偏振光)转换为圆偏振光的元件，例如可以是法拉第旋转器或1/4波片。法拉第旋转器具有法拉第元件和对该法拉第元件赋予磁场的磁场赋予单元(例如磁体)。法拉第元件例如可以是Bi置换稀土类铁石榴石的单晶膜。这样的法拉第旋转器通过被施加磁场，来使光的偏振光方向旋转。
(光隔离器部件的结构)
在本实施方式中，第一光隔离器部件120A和第二光隔离器部件120B具有相同的形状，因此仅对第一光隔离器部件120A(光隔离器部件120)进行说明。
图4A～图4D是表示本实施方式的光隔离器部件120(120A)的结构的图。图4A是光隔离器部件120(120A)的俯视图，图4B是右视图，图4C是图4B的光隔离器部件120(120A)的4C-4C线处的剖面图，图4D是左视图。图5是表示光隔离器部件120(120A)的固定部126的变形例的右视图。
如图4A～图4D所示，光隔离器部件120(120A)具有：透镜面122、透射面124、定位部125、固定部126、两个嵌合部127及128。
透镜面122配置于光隔离器部件120(120A)的连接光传输体110A的一侧的第一面(未图示)，使从光传输体110A射出的光入射(或使由透射面124入射的光向光传输体110A射出)。优选透镜面122是准直透镜面。
透射面124在光隔离器部件120(120A)的配置光学元件的一侧的第二面123、即第一面(未图示)的相反侧的第二面123上，配置于与透镜面122对应的位置。与透镜面122对应的位置是指，使入射至透镜面122的光通过的位置(或可使由透射面124入射的光从透镜面122射出的位置)。而且，透射面124使由透镜面122入射的光透射(或使通过了光学元件的光入射)。
定位部125配置于光隔离器部件120(120A)的第一面121，相对于透镜面122对光传输体110A进行定位。对于定位部125的形状，只要能够相对于透镜面122对光传输体110A进行定位即可，不特别地进行限定，例如是与光传输体110A嵌合的筒状部件。
定位部125既可以与具有透镜面122、透射面124、两个嵌合部127及128的光隔离器部件120(120A)的主体是分体的，也可以与光隔离器部件120(120A)的主体是一体的。在本实施方式中，定位部125与具有透镜面122、透射面124、两个嵌合部127及128的光隔离器部件120的主体是一体的(即，透镜面122、透射面124、两个嵌合部127及128、以及定位部125是一体化的)。
固定部126配置于光隔离器部件120(120A)的第二面123，在透射面124上固定光学元件。固定部126只要能够固定光学元件即可，不特别地进行限定，例如可以是凹部或框状部件等。在本实施方式中，固定部126是凹部，凹部的底面是透射面124。
对于凹部的形状，不特别地进行限制，可以是圆柱状(参照图4A)、也可以是棱柱状(参照图5)。
两个嵌合部127及128配置于光隔离器部件120(120A)的第二面123，是用于与其他的光隔离器部件(在本实施方式中为第二光隔离器部件120B)接合(与其他的光隔离器部件的嵌合部嵌合)的部件。两个嵌合部127及128可以两者皆是凸部，也可以两者皆是凹部，还可以一者是凸部而另一者是凹部。其中，从能够降低制造成本的等的观点来看，优选第一光隔离器部件120A和第二光隔离器部件120B具有相同的形状，从而优选一个嵌合部127是凸部，另一个嵌合部128是凹部。
即，在本实施方式中，嵌合部127(第一嵌合部)是凸部，嵌合部128(第二嵌合部)是凹部。而且，作为嵌合部127(第一嵌合部)的凸部具有与作为嵌合部128(第二嵌合部)的凹部互补的形状。具体而言，第一光隔离器部件120A的嵌合部127(凸部)、128(凹部)构成为，分别能够与第二光隔离器部件120B的嵌合部128(凹部)、127(凸部)嵌合。
另外，在本实施方式中，两个嵌合部127及128配置于相对于通过透镜面122和透射面124的光的光轴对称的位置。此外，“通过透镜面122和透射面124的光的光轴”是指通过透镜面122和透射面124的光束的中心轴。
(作用)
参照图6A及图6B，对本实施方式的光隔离器100的作用进行说明。图6A是表示本实施方式的光隔离器100中的光路的图，图6B是表示通过图6A的光隔离器100中的偏振器130和旋转器140的光的状态的说明图。
如图6A所示，从一个光传输体110A射出的光入射至第一光隔离器部件120A的透镜面122。入射至透镜面122的光被转换为准直光，并从透射面124射出(参照图6A)。
从透射面124射出的光入射至偏振器130，变为线偏振光(参照图6B)。通过了偏振器130的线偏振光入射至旋转器140，例如变为右旋的圆偏振光(参照图6B)。在旋转器140成为圆偏振光的光入射至第二光隔离器部件120B的透射面124，从透镜面122射出，并入射至另一个光传输体110B(参照图6A)。
另一方面，从透镜面122射出，并入射至另一个光传输体110B的光的一部分有时在那之后的路径内发生反射(参照图6A及图6B)。这样的反射光成为旋转方向相反的圆偏振光，朝与来时的方向相反的方向返回(参照图6B)。返回光若入射至旋转器140，则变为不能通过偏振器130的线偏振光(参照图6A及图6B)。因此，不能通过偏振器130的线偏振光不会在第一光隔离器部件120A的透射面124透射。
由此，能够设为，虽然使光向一定的方向通过，但不使其向该方向的相反方向通过，因此能够作为隔离器发挥功能。
(效果)
如以上所说明的那样，在本实施方式中，第一光隔离器部件120A的嵌合部127(或128)与第二光隔离器部件120B的嵌合部128(或127)嵌合，从而接合。另外，用于相对于透镜面122对光传输体110A(或110B)进行定位的定位部125与光隔离器部件120(120A)的主体是一体的。因此，能减少光隔离器100的构成部件的数量，从而使其能够容易地组装，并且能够在构成部件间高精度地进行位置对准。
[实施方式2]
(光隔离器的结构)
实施方式2的光隔离器100是透镜阵列型，且是能够与光发送的多信道化对应的结构，在这点上，与实施方式1的光隔离器100不同。下面，对于与实施方式1相同的结构，标以相同的附图标记并省略其说明。
图7、图8A及图8B是表示本实施方式的光隔离器100的结构的图。图7是表示光隔离器100的结构的分解立体图。图8A是光隔离器100的主视图，图8B是图8A的光隔离器100的8B-8B线处的剖面图。此外，这些图中，作为光隔离器100的使用方式，示出了将两个光传输体的束(光传输体的束180A与光传输体的束180B)通过光隔离器100连接的例子。
如图7、图8A及图8B所示，将光隔离器100配置于一个光传输体的束180A与另一个光传输体的束180B之间来使用。
光传输体的束180A(或180B)中，多个光传输体110A(或110B)通过多芯总括型的连接器110a(或110b)分别安装于光隔离器100。在本实施方式中，光传输体的束180A(或180B)中，12根光传输体110A(或110B)以一定间隔排列成一列。
而且，光隔离器100具有：第一光隔离器部件120A、第二光隔离器部件120B、以及配置于它们之间的偏振器130及旋转器140(均为光学元件)。
(光隔离器部件的结构)
在本实施方式中也与上述实施方式1同样地，第一光隔离器部件120A和第二光隔离器部件120B具有相同的形状，因此仅对第一光隔离器部件120A(光隔离器部件120)进行说明。
图9A～图9D是表示本实施方式的光隔离器部件120(120A)的结构的图。图9A是光隔离器部件120(120A)的右视图，图9B是图9A的光隔离器部件120(120A)的9B-9B线处的剖面图，图9C是左视图，图9D是主视图。
如图9A～图9D所示，本实施方式的光隔离器部件120(120A)具有：多个透镜面122、一个透射面124、定位部125、一个固定部126、两个嵌合部127及128。即，在本实施方式中，透镜面122的数量与光传输体110A的根数对应，为12个。
透射部124在光隔离器部件120(120A)的第二面123上，以包含与多个透镜面122对应的位置的方式配置。
定位部125以与光传输体110A的多芯总括型的连接器110a嵌合的方式配置。在本实施方式中，定位部125是与连接器110a嵌合的一对凸部(导引件)。
在将多个透镜面122合起来视为一个透镜面时，两个嵌合部127及128配置于相对于通过该一个透镜面和透射面124的光的光轴对称的位置。
(效果)
本实施方式的光隔离器100除了实施方式1的效果，还能够与光发送的多信道化对应。
[变形例]
此外，在上述实施方式1及实施方式2中，示出了第一光隔离器部件120A和第二光隔离器部件120B具有相同的形状的例子，但不限于此，也可以具有不同的形状。
例如，也可以是，仅在第一光隔离器部件120A及第二光隔离器部件120B中的一者具有固定部126，另一者不具有固定部125。另外，也可以是，第一光隔离器部件120A的两个嵌合部127及128均为凸部，且第二光隔离器部件120B的两个嵌合部127及128均为凹部。另外，也可以是，第一光隔离器部件120A中的两个嵌合部127及128配置于相对于通过透射面124和透镜面122的光的光轴非对称的位置。
另外，在上述实施方式1及实施方式2中，示出了在第一光隔离器部件120A(或第二光隔离器部件120B)中设置有两个嵌合部127(或128)的例子，但不限于此，也可以仅为一个，还可以是三个以上。
另外，在上述实施方式1及实施方式2中，示出了光传输体110A的定位部125是设置于光隔离器部件120(120A)的第一面121的筒状部件(实施方式1)或一对凸部(实施方式2)的例子，但不限于此。例如，光隔离器部件120(120A)中的定位部125也可以是与具有定位用的凸部的连接器110a嵌合的、(设置于第一面121的)凹部等。
另外，在上述实施方式2中，将定位部125设为一对凸部(导引件)，但不限于此，也可以设置两对以上。
另外，在上述实施方式1及实施方式2中，作为光学元件，示出了将偏振器130与旋转器140组合的例子，但不限于此，可以是能作为光隔离器发挥功能的各种组合。
图10A、图10B及图11是表示光学元件的组合的变形例的说明图。例如，也可以是，按照双折射板150、旋转器140(法拉第旋转器)、1/2波片160及双折射板150的顺序配置(参照图10A)。图10A中，以双向箭头表示光的偏振态。
例如，在图10A中，纵向的偏振光在双折射板150折射并透射(L1-F)，横向的偏振光在双折射板150径直地透射(L2-F)，分别由旋转器140相对于行进方向朝右侧旋转了45°后，由1/2位相差板160相对于行进方向朝右侧进一步旋转45°。其结果，偏振光L1-F成为横向的偏振光，偏振光L2-F成为纵向的偏振光，分别入射至双折射板150。成为了横向的偏振光的L1-F在双折射板150径直地透射，成为了纵向的偏振光的偏振光L2-F折射后透射，两者合为一束光并射出。
另一方面，在成为了横向的偏振光的L1-F朝反方向前进的情况下(在返回的情况下)，横向的偏振光在双折射板150径直地透射(L1-R)，纵向的偏振光在双折射板150折射并透射(L2-R)。接着，由1/2波片160分别相对于行进方向朝左侧旋转了45°后，由旋转器140进一步相对于行进方向朝右侧旋转45°。其结果，偏振光L1-R成为横向的偏振光，因此在双折射板150径直地透射；偏振光L2-R成为纵向的偏振光，因此在双折射板150折射后透射。其结果，各个偏振光从与入射位置不同的位置射出，因此不会在光隔离器部件120A(120)的透镜面122透射。
另外，也可以是，按照偏振器130、带转子的法拉第旋转器140’及偏振器130的顺序配置(参照图10B)。
另外，也可以是，当在光前进的路径内存在反射面的情况下，将偏振器130替换为分束器170，除此以外构成为与图6B相同(参照图11)。
工业实用性
本发明的光隔离器例如在使用了光传输体的光通信中是有用的。
附图标记说明
100光隔离器
110A、110B光传输体
110a、110b连接器
120 光隔离器部件
120A 第一光隔离器部件
120B 第二光隔离器部件
121 第一面
122 透镜面
123 第二面
124 透射面
125 定位部
126 固定部
127嵌合部(第一嵌合部)
128嵌合部(第二嵌合部)
130 偏振器
140 旋转器
140’带转子的法拉第旋转器
150双折射板
160 1/2波片
170分束器
180A、180B光传输体的束

Claims (9)

1.一种光隔离器部件，是与其他的光隔离器部件接合而成为光隔离器的一部分的光隔离器部件，其特征在于，具有：
透镜面，配置于第一面；
透射面，配置于所述第一面的相反侧的第二面上的与所述透镜面对应的位置；以及
嵌合部，配置于所述第二面，用于与所述其他的光隔离器部件的嵌合部嵌合。
2.如权利要求1所述的光隔离器部件，其中，
还具有定位部，该定位部配置于所述第一面，用于相对于所述透镜面对光传输体进行定位。
3.如权利要求2所述的光隔离器部件，其中，
所述透镜面、所述透射面、所述嵌合部及所述定位部是一体化的。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的光隔离器部件，其中，
还具有固定部，该固定部配置于所述第二面，用于将光学元件固定于所述透射面上。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的光隔离器部件，其中，
具有两个以上的所述嵌合部，
所述两个以上的嵌合部包括作为凹部的第一嵌合部和作为凸部的第二嵌合部。
6.如权利要求5所述的光隔离器部件，其中，
所述第一嵌合部与所述第二嵌合部具有互补的形状。
7.如权利要求6所述的光隔离器部件，其中，
所述两个以上的嵌合部配置于相对于通过所述透镜面和所述透射面的光的光轴对称的位置。
8.一种光隔离器，其特征在于，具有：
第一光隔离器部件；
第二光隔离器部件；以及
光学元件，配置于所述第一光隔离器部件与所述第二光隔离器部件之间，
所述第一光隔离器部件和所述第二光隔离器部件分别是权利要求1～7中任意一项所述的光隔离器部件，
所述第一光隔离器部件的所述嵌合部与所述第二光隔离器部件的所述嵌合部嵌合。
9.如权利要求8所述的光隔离器，其中，
所述第一光隔离器部件和所述第二光隔离器部件分别是权利要求7所述的光隔离器部件，且具有相同的形状。
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