CN113219682A - 一种新型全光纤隔离器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种新型全光纤隔离器及其制备方法，涉及光纤隔离器的领域，其包括两端的入射光纤与出射光纤，靠近入射光纤的一端设置有第一壳体，靠近出射光纤的一端设置有第二壳体，第一壳体与第二壳体之间设置有用于连接第一壳体与第二壳体的连接结构，第一壳体的内部设置有第一隔离腔，第二壳体的内部设置有连通第一隔离腔的第二隔离腔，第一壳体与第二壳体分别于第一隔离腔与第二隔离腔内可更换设置有用于对返回光进行隔离的偏振结构，第一壳体与第二壳体分别对应第一隔离腔与第二隔离腔设置有用于减少颗粒度的除尘结构。本申请通过偏振结构对光纤的返回光进行隔离的同时，便于根据入射光纤的激光功率将偏振结构进行更换。

Description

一种新型全光纤隔离器及其制备方法

技术领域

本申请涉及光纤隔离器的领域，尤其是涉及一种新型全光纤隔离器及其制备方法。

背景技术

目前，激光由于高能性、高定向性与可调制性在现代生产生活中起到很大的作用，涉及到工业制造、医疗、通信等多个行业，激光的传输常使用光纤进行传输，光纤即用于传输光的光导纤维，由于激光入射角度的可调制使激光在光纤内进行全反射，使激光能沿光纤布置方向进行传输。

由于光纤的自身材质导致激光在光纤内传输时产生布里渊散射，或者激光接收端产生反射等原因导致有激光反射至入射端，进而较易对入射端的激光器造成影响，所以实用光纤进行长距离传输时需要对光纤使用隔离器进行隔离，减少光纤内返回光对光纤入射端激光发生器内谐振腔的影响。

当对入射光的功率进行改变时，不同的功率的入射光需匹配不同型号的光隔离器，当需对现有的光路的功率进行改变时，需要对光隔离器的型号进行更换，现有的光隔离器不便于在不同功率的激光功率下进行更换。

发明内容

为了改善的问题，本申请提供一种新型全光纤隔离器及其制备方法。

本申请提供的一种新型全光纤隔离器及其制备方法采用如下的技术方案：

一种新型全光纤隔离器及其制备方法，包括两端的入射光纤与出射光纤，靠近所述入射光纤的一端设置有第一壳体，靠近所述出射光纤的一端设置有第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体之间设置有用于连接所述第一壳体与所述第二壳体的连接结构，所述第一壳体的内部设置有第一隔离腔，所述第二壳体的内部设置有连通所述第一隔离腔的第二隔离腔，所述第一壳体与所述第二壳体分别于所述第一隔离腔与所述第二隔离腔内可更换设置有用于对返回光进行隔离的偏振结构，所述第一壳体与所述第二壳体分别对应所述第一隔离腔与所述第二隔离腔设置有用于减少颗粒度的除尘结构。

通过采用上述技术方案，激光沿入射光纤传输至第一壳体内，沿第一隔离腔传输至第二隔离腔，再由第二壳体传输至出射光纤，激光在光纤内传输过程中产生返回光，偏振结构对返回光进行阻隔，减少返回光对入射端激光器的影响，当入射光纤传输的激光的功率改变时，将偏振结构在第一隔离腔与第二隔离腔内进行更换，使更换后的偏振结构匹配于相应的激光功率，从而减少对隔离器整体的更换，提高工作效率，除尘结构对第一隔离腔与第二隔离腔内的微粒进行清除，减少第一隔离腔与第二隔离腔内颗粒对激光传输的影响。

可选的，所述连接结构包括第一连接环、第二连接环与安装环，所述第一连接环固定于所述第一壳体的开口处，所述第二连接环固定于所述第二壳体的开口处，所述安装环固定于所述第一连接环的底壁，所述安装环与所述第一连接环之间形成有与所述第二连接环适配的安装槽，所述第二连接环卡接设置于所述安装槽内。

通过采用上述技术方案，第一连接环与安装环之间形成安装槽，将第二连接环安装在安装槽内，从而使第一壳体与第二壳体之间的密封性更好，减少外界环境对第一壳体与第二壳体之间的影响，第一壳体与第二壳体之间便于进行安装。

可选的，所述安装环的外周壁固定有卡接块，所述第二连接环的周壁开设有多个卡接槽，所述卡接块卡接设置于所述卡接槽。

通过采用上述技术方案，将卡接块卡入卡接槽内，从而使安装环与第二连接环之间的连接更加紧密，进而使第二壳体在第一壳体的开口处进行安装。

可选的，所述偏振结构包括安装管、安装晶体、偏振膜、偏振晶体与磁旋光环，所述偏振膜固定于所述安装晶体的中心处，所述安装晶体穿设于所述安装管内，所述磁旋光环固定于所述安装管的两端，所述偏振晶体固定于所述磁旋光环内，所述偏振晶体的侧壁抵接于所述安装晶体，所述安装管的两端分别穿设于所述第一隔离腔与所述第二隔离腔。

通过采用上述技术方案，将固定有偏振膜的安装晶体安装在安装管内，将固定有偏振晶体的磁旋光环固定在安装管的两端，使偏振晶体对安装晶体进行抵接，当光束在第一隔离腔与第二隔离腔内进行传输时，光束沿偏正膜直线传输，当返回光由第二隔离腔朝向第一隔离腔内传输时，磁旋光环提供磁场，使偏振晶体产生法拉第效应，进而使返回光的偏振面发生偏转，从而使偏振膜便于对偏振面发生偏转的返回光进行隔离，减少返回光的影响。

可选的，所述安装管的内周壁开设有安装孔，所述安装孔设置为矩形孔，所述偏振晶体穿设于所述安装孔内。

通过采用上述技术方案，将偏振晶体装设在安装孔内，安装孔为矩形孔，减少偏振晶体在安装管内产生的偏移。

可选的，所述除尘结构包括多个进气阀与多个出气阀，多个所述进气阀与所述出气阀分别固定于所述第一壳体与所述第二壳体。

通过采用上述技术方案，沿进气阀通气，使对第一壳体与第二壳体内的气体进行置换，同时将第一壳体与第二壳体内因更换偏振结构产生的细微颗粒沿出气阀通出，进而使第一壳体与第二壳体内环境颗粒度降低，减少对激光传输的影响。

可选的，所述第一壳体远离所述第二壳体的一端对应所述入射光纤固定有第一准直器，所述第二壳体远离所述第一壳体的一端对应所述出射光纤固定有第二准直器，所述入射光纤固定于所述第一准直器，所述出射光纤固定于所述第二准直器。

通过采用上述技术方案，通过第一准直器与第二准直器对入射光纤与出射光纤中的激光进行校准，使在第一壳体与第二壳体内传输的激光传输方向平行与第一壳体与第二壳体的轴线方向，减少激光的传输损耗与隔离损耗。

本发明的第二目的在于提供一种新型全光纤隔离器的制备方法，包括如下步骤：S1.将入射光纤与出射光纤分别熔接于第一准直器与第二准直器，将第一准直器安装在第一壳体远离第二壳体的一端的中心处，将第二准直器安装在第二壳体远离第一壳体的一端的中心处；

S2.将安装晶体进行分切，分切面为安装晶体的两个相对的棱边所在的平面，将偏振膜通过特制胶水固定于安装晶体的分切面处，使偏振膜所在平面与安装管的轴线角度呈45度；

S3.将固定有偏振膜的安装晶体放置入安装管的安装槽内，将磁旋光环胶接固定在安装管两端，将偏振晶体胶接固定在磁旋光环内；

S4.将第二壳体靠近第一壳体，第二壳体插入第一壳体的安装槽，推动第二壳体使卡接块插入卡接槽内使第二壳体在第一壳体内进行安装；

S5.通过外置的充气设备分别对进气阀进行充气，将第一隔离腔与第二隔离腔内部的气体进行置换，从而将第一隔离腔与第二隔离腔内的杂质通过出气阀排出。

通过采用上述技术方案，将入射光纤与出射光纤熔接至第一准直器与第二准直器，准直器对激光进行校准，减少传输过程产生的偏移；偏振膜所在平面与安装管的轴线方向的角度大于等于45度，使偏振膜的偏振效率更高；偏振晶体固定在安装管靠近第二壳体的一端，使返回光的偏振面发生偏转，进而使便于对返回光进行隔离；通过将第二壳体靠近第一壳体，使第二壳体便于与第一壳体之间实现安装与拆卸，通过卡接块与卡接槽使第一壳体与第二壳体之间的密封性能更好。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过安装管、安装晶体、偏振膜、偏振晶体与磁旋光环对激光进行单向隔离，减少光纤中传输的返回光对光纤光源的影响；

2.安装管在第一壳体与第二壳体内便于进行更换，使安装与固定在安装管上的安装晶体、偏振膜、偏振晶体与磁旋光环便于进行更换，使便于对不同功率的激光进行隔离与保护；

3.通过进气阀与出气阀对第一壳体与第二壳体内的气体进行置换，减少在更换安装管后第一壳体与第二壳体内的颗粒，减少颗粒对传输的激光的影响。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的爆炸图；

图3是本申请实施例中移除偏振晶体与磁旋光环的局部剖视示意图。

附图标记：1、入射光纤；2、出射光纤；3、第一壳体；31、第一准直器；32、第一隔离腔；4、第二壳体；41、第二准直器；42、第二隔离腔；5、连接结构；51、第一连接环；52、第二连接环；521、卡接槽；53、安装环；531、卡接块；54、安装槽；6、偏振结构；61、安装管；611、安装孔；62、安装晶体；63、偏振膜；64、偏振晶体；65、磁旋光环；7、除尘结构；71、进气阀；72、出气阀。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

实施例一：本申请实施例公开一种新型全光纤隔离器。

参照图1，一种新型全光纤隔离器及其制备方法包括两端的入射光纤1与出射光纤2，入射光纤1的直径大小与出射光纤2的直径大小相同，靠近入射光纤1的一端设置有第一壳体3，靠近出射光纤2的一端设置有第二壳体4，第一壳体3与第二壳体4均为铝合金圆管形状，第一壳体3与第二壳体4的抗腐蚀与抗高温性能较强，减少偏振返回光对壳体温度的影响，第一壳体3与第二壳体4形状相同，第一壳体3与第二壳体4相对的一端均开设有开口，便于沿开口在第一壳体3与第二壳体4内安装相应结构，第一壳体3与第二壳体4的轴线方向处于同一直线上，使减少激光在第一壳体3与第二壳体4内发生的偏移与损耗。

参照图2与图3，第一壳体3远离第二壳体4的一端对应入射光纤1固定有第一准直器31，第二壳体4远离第一壳体3的一端对应出射光纤2固定有第二准直器41，入射光纤1固定于第一准直器31，出射光纤2固定于第二准直器41，第一入射光纤1与第二入射光纤1分别在第一准直器31与第二准直器41上的固定方式为熔接固定，减少激光在熔接处产生的损耗，第一准直器31与第二准直器41使激光的传输方向平行于第一壳体3与第二壳体4的轴线方向，使射入第一壳体3的激光与射出第二壳体4的激光传输方向平行性更好。

参照图2与图3，为了对第一壳体3与第二壳体4进行连接与安装，第一壳体3与第二壳体4之间设置有用于连接第一壳体3与第二壳体4的连接结构5，连接结构5包括第一连接环51、第二连接环52与安装环53，第一连接环51一体成型于第一壳体3的开口处，第二连接环52一体成型于第二壳体4的开口处，第一连接环51的直径大小大于第二连接环52的直径大小，安装环53固定于第一连接环51的底壁，安装环53的直径大小小于第一连接环51的直径大小与第二连接环52的直径大小，安装环53与第一连接环51之间形成有与第二连接环52适配的安装槽54，即安装环53与第一连接环51之间的空隙为安装槽54，安装槽54的横截面形状与第二连接环52的横截面形状相同，第二连接环52卡接设置于安装槽54内，使第二连接安装在安装槽54内时密封性更好。

参照图2与图3，安装环53的外周壁固定有卡接块531，卡接块531为环状块，卡接块531的材质为橡胶材质，安装环53的内圈为金属材质，安装环53的外圈为与卡接块531相同材质的橡胶材质，使安装环53与卡接块531一体成型，第二连接环52的内周壁开设有多个卡接槽521，卡接槽521的横截面形状与卡接块531的横截面形状相同，使卡接块531卡接设置于卡接槽521。

参照图2与图3，第一壳体3的内部设置有第一隔离腔32，第二壳体4的内部设置有连通第一隔离腔32的第二隔离腔42，第一隔离腔32的与第二隔离腔42均为圆柱状空腔，第一隔离腔32的半径大小与第二隔离腔42的半径大小相同，第一壳体3与第二壳体4分别于第一隔离腔32与第二隔离腔42内可更换设置有用于对返回光进行隔离的偏振结构6。

参照图2与图3，为了对返回光进行隔离，偏振结构6包括安装管61、安装晶体62、偏振膜63、偏振晶体64与磁旋光环65，偏振膜63固定于安装晶体62的中心处，偏振晶体64通过特制胶水胶固定于磁旋光环65内，磁旋光环65通过特制胶水固定于安装管61的两端，偏振晶体64的侧壁抵接于安装晶体62，安装晶体62穿设于安装管61内，磁旋光环65固定于安装管61的两端，安装管61为与高透明性玻璃管，安装晶体62为高透明性透光矩形晶体，安装晶体62内固定有偏振膜63，安装晶体62整体为矩形，安装晶体62可沿两个相对的棱边进行分切，使分切后安装晶体62的两个相对侧面为相同的三角形，偏振膜63放置于分切后的两个相对的斜面上，使偏振膜63在安装管61长度方向上的投影面积与安装晶体62的横截面积相同，将两个分切后的安装晶体62相互靠近并将偏振膜63通过胶接固定在两个分切后的安装晶体62之间，安装管61的两端分别穿设于第一隔离腔32与第二隔离腔42。

参照图2与图3，安装管61的内周壁开设有安装孔611，安装晶体62穿设于安装孔611内，安装孔611设置为矩形孔，使便于对安装晶体62进行定位，从而使安装晶体62内的偏振膜63对返回光的隔离效果更好。

参照图2与图3，第一壳体3与第二壳体4分别对应第一隔离腔32与第二隔离腔42设置有用于减少颗粒度的除尘结构7，除尘结构7包括多个进气阀71与多个出气阀72，多个进气阀71与出气阀72分别固定于第一壳体3与第二壳体4，在本实施例中第一壳体3与第二壳体4均固定有一个进气阀71与一个出气阀72，第一壳体3的进气阀71与出气阀72设置在第一壳体3的底壁处，第二壳体4的进气阀71与出气阀72均设置在第二壳体4的底壁处，在其他实施例中进气阀71与出气阀72可为多个，使对第一壳体3与第二壳体4的除尘效果更好，进气阀71与出气阀72均为单向阀。

本申请实施例一种新型全光纤隔离器及其制备方法的实施原理为：激光沿入射光纤1传输至第一壳体3内，沿第一隔离腔32传输至第二隔离腔42，再由第二壳体4传输至出射光纤2，激光在光纤内传输过程中产生返回光，安装管61两端的偏振晶体64在磁旋光环65的磁场作用下对激光的偏振方向进行偏转，安装晶体62内的偏振膜63对偏转后的返回光进行阻隔，减少返回光对入射端激光器的影响，当入射光纤1传输的激光的功率改变时，将安装管61进行拆卸，从而使便于安装管61、安装晶体62、偏振膜63、偏振晶体64在第一隔离腔32与第二隔离腔42内进行更换，使更换后的偏振结构6匹配于相应的激光功率，从而减少对隔离器整体的更换，提高工作效率，除尘结构7对第一隔离腔32与第二隔离腔42内的微粒进行清除，减少第一隔离腔32与第二隔离腔42内颗粒对激光传输的影响。

实施例二：

本申请公开了一种新型光纤隔离器的制备方法，包括以下步骤:

S1.将入射光纤1与出射光纤2分别熔接于第一准直器31与第二准直器41，将第一准直器31安装在第一壳体3远离第二壳体4的一端的中心处，将第二准直器41安装在第二壳体4远离第一壳体3的一端的中心处；

S2.将安装晶体62进行分切，分切面为安装晶体62的两个相对的棱边所在的平面，将偏振膜63通过特制胶水固定于安装晶体62的分切面处，使偏振膜63所在平面与安装管61的轴线角度呈45度；

S3.将固定有偏振膜63的安装晶体62放置入安装管61的安装孔611内，将磁旋光环65胶接固定在安装管61两端，将偏振晶体64胶接固定在磁旋光环65内；

S4.将第二壳体4靠近第一壳体3，第二壳体4插入第一壳体3的安装槽54，推动第二壳体4使卡接块531插入卡接槽521内使第二壳体4在第一壳体3内进行安装；

S5.通过外置的充气设备分别对进气阀71进行充气，将第一隔离腔32与第二隔离腔42内部的气体进行置换，从而将第一隔离腔32与第二隔离腔42内的杂质通过出气阀72排出。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型全光纤隔离器，包括两端的入射光纤（1）与出射光纤（2），其特征在于：靠近所述入射光纤（1）的一端设置有第一壳体（3），靠近所述出射光纤（2）的一端设置有第二壳体（4），所述第一壳体（3）与所述第二壳体（4）之间设置有用于连接所述第一壳体（3）与所述第二壳体（4）的连接结构（5），所述第一壳体（3）的内部设置有第一隔离腔（32），所述第二壳体（4）的内部设置有连通所述第一隔离腔（32）的第二隔离腔（42），所述第一壳体（3）与所述第二壳体（4）分别于所述第一隔离腔（32）与所述第二隔离腔（42）内可更换设置有用于对返回光进行隔离的偏振结构（6），所述第一壳体（3）与所述第二壳体（4）分别对应所述第一隔离腔（32）与所述第二隔离腔（42）设置有用于减少颗粒度的除尘结构（7）。

2.根据权利要求1所述的一种新型全光纤隔离器及其制备方法，其特征在于：所述连接结构（5）包括第一连接环（51）、第二连接环（52）与安装环（53），所述第一连接环（51）固定于所述第一壳体（3）的开口处，所述第二连接环（52）固定于所述第二壳体（4）的开口处，所述安装环（53）固定于所述第一连接环（51）的底壁，所述安装环（53）与所述第一连接环（51）之间形成有与所述第二连接环（52）适配的安装槽（54），所述第二连接环（52）卡接设置于所述安装槽（54）内。

3.根据权利要求2所述的一种新型全光纤隔离器及其制备方法，其特征在于：所述安装环（53）的外周壁固定有卡接块（531），所述第二连接环（52）的周壁开设有多个卡接槽（521），所述卡接块（531）卡接设置于所述卡接槽（521）。

4.根据权利要求3所述的一种新型全光纤隔离器及其制备方法，其特征在于：所述偏振结构（6）包括安装管（61）、安装晶体（62）、偏振膜（63）、偏振晶体（64）与磁旋光环（65），所述偏振膜（63）固定于所述安装晶体（62）的中心处，所述安装晶体（62）穿设于所述安装管（61）内，所述磁旋光环（65）固定于所述安装管（61）两端，所述偏振晶体（64）固定于所述磁旋光环（65）内，所述偏振晶体（64）的侧壁抵接于所述安装晶体（62），所述安装管（61）的两端分别穿设于所述第一隔离腔（32）与所述第二隔离腔（42）。

5.根据权利要求4所述的一种新型全光纤隔离器及其制备方法，其特征在于：所述安装管（61）的内周壁开设有安装孔（611），所述安装孔（611）设置为矩形孔，所述安装晶体（62）穿设于所述安装孔（611）内。

6.根据权利要求5所述的一种新型全光纤隔离器及其制备方法，其特征在于：所述除尘结构（7）包括多个进气阀（71）与多个出气阀（72），多个所述进气阀（71）与所述出气阀（72）分别固定于所述第一壳体（3）与所述第二壳体（4）。

7.根据权利要求1所述的一种新型全光纤隔离器及其制备方法，其特征在于：所述第一壳体（3）远离所述第二壳体（4）的一端对应所述入射光纤（1）固定有第一准直器（31），所述第二壳体（4）远离所述第一壳体（3）的一端对应所述出射光纤（2）固定有第二准直器（41），所述入射光纤（1）固定于所述第一准直器（31），所述出射光纤（2）固定于所述第二准直器（41）。

8.根据权利要求1-8任一项所述的一种新型全光纤隔离器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.将入射光纤（1）与出射光纤（2）分别熔接于第一准直器（31）与第二准直器（41），将第一准直器（31）安装在第一壳体（3）远离第二壳体（4）的一端的中心处，将第二准直器（41）安装在第二壳体（4）远离第一壳体（3）的一端的中心处；

S2.将安装晶体（62）进行分切，分切面为安装晶体（62）的两个相对的棱边所在的平面，将偏振膜（63）通过特制胶水固定于安装晶体（62）的分切面处，使偏振膜（63）所在平面与安装管（61）的轴线角度呈45度；

S3.将固定有偏振膜（63）的安装晶体（62）放置入安装管（61）的安装孔（611）内，将磁旋光环（65）胶接固定在安装管（61）两端，将偏振晶体（64）胶接固定在磁旋光环（65）内；

S4.将第二壳体（4）靠近第一壳体（3），第二壳体（4）插入第一壳体（3）的安装槽（54），推动第二壳体（4）使卡接块（531）插入卡接槽（521）内使第二壳体（4）在第一壳体（3）内进行安装；

S5.通过外置的充气设备分别对进气阀（71）进行充气，将第一隔离腔（32）与第二隔离腔（42）内部的气体进行置换，从而将第一隔离腔（32）与第二隔离腔（42）内的杂质通过出气阀（72）排出。

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