CN115480349A - 一种光隔离器芯拨片光路、装置及方法 - Google Patents

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CN115480349A CN202211046637.5A CN202211046637A CN115480349A CN 115480349 A CN115480349 A CN 115480349A CN 202211046637 A CN202211046637 A CN 202211046637A CN 115480349 A CN115480349 A CN 115480349A
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Abstract

本发明公开了一种光隔离器芯拨片光路、装置及方法，包括输入准直器、输出准直器，输入准直器连接有第一耦合器，第一耦合器连接有光谱仪和单点光源；输出准直器连接有第二耦合器，第二耦合器连接有可调光源、光功率计；输入准直器与输出准直器呈间隔相对设置。光隔离器芯拨片装置还包括夹持组件、CCD摄像机，夹持组件包括呈上下间隔的两个夹具、用于调节两个夹具之间的相对位置的调节机构，输入准直器和输出准直器分别安装于两个夹具，CCD摄像机架设于输入准直器和输出准直器之间的旁侧，实时读取到的正向插入损耗以及反向隔离度，进行楔角片与法拉第旋光片之间的光轴角度的及时调整，批量的生产具有低插入损耗，高隔离度等性能的光隔离器芯。

Description

一种光隔离器芯拨片光路、装置及方法
技术领域
本发明涉及光纤通讯技术领域，特别涉及一种光隔离器芯拨片光路、装置及方法。
背景技术
光隔离器是只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过的光无源器件。半导体激光器，光放大器以及光纤激光器等对来自连接器，熔接点，滤波器等的反射光非常敏感，反射光可能导致器件性能恶化甚至损坏，需要用光隔离器来阻挡反射光。在光纤通信中，光隔离器能够很好的隔离通过光纤回波反射的光，因此，光隔离器通常被使用在光路中用来避免回波对光源以及其他发光器件造成的干扰和损伤。
隔离度是隔离器最重要的指标之一，它表征隔离器对反向传输光的衰减能力，其隔离度越大对反向光的阻隔能力越强。如何制作具有低损耗，高隔离度，高可靠性的光隔离器成为行业内广泛讨论的话题。
现有的光隔离器以及光隔离器芯主要有两种制作方法，一种是通过夹具将两片楔角片以及法拉第旋转器夹持在一起(夹持的顺序是：第一楔角片、法拉第旋光片、第二楔角片)。由于是通过物理尺寸夹持，而且不同材料自身尺寸存在差异，人为操作也存在一定程度上的差异，这样就导致了该方法制作出的隔离器芯，参数会在一定范围内波动(产品生产的合格率忽高忽低，产品参数时好时坏)，无法批量生产高隔离度的产品。虽然该操作方法具有要求设备少，操作简单等优点，但是在参数性能方面却表现不佳。
而另一方面，有些光隔离器芯采取拨片方法制作，能调整第一楔角片、法拉第旋光片、第二楔角片三者的光轴角度，但操作需要在显微镜下进行，并且每次调整后都需要进行参数性能的测试，反复操作，直至光隔离器芯达到满足要求的参数为止，但多余反复的操作让产品制作效率大大降低，导致生产周期延长。
如专利号为CN113009719A提出一种紧贴式光隔离器制作方法，该专利提出在光隔离器芯(光隔离器芯是光隔离器的核心)装配时，使用胶水将第一楔角片、法拉第旋转器以及第二楔角片进行粘连固定，但此方法要求三者粘连程度高，同时第一，第二楔角片光轴要求呈45°才使得装配后的光隔离器芯具有高的隔离度参数，但人为的操作上会使得两楔角片之间光轴出现一定程度的偏差，往往无法制作出高参数性能的光隔离器芯
发明内容
本发明目的在于提供一种光隔离器芯拨片光路、装置及方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：
首先本发明提供一种光隔离器芯拨片光路，其包括：输入准直器、输出准直器，输入准直器连接有第一耦合器，所述第一耦合器连接有光谱仪和单点光源；输出准直器连接有第二耦合器，所述第二耦合器连接有可调光源、光功率计；所述输入准直器与输出准直器呈间隔相对设置。
本光隔离器芯拨片光路的有益效果是：
在使用时，光隔离器芯摆放在输入准直器、输出准直器之间，可单独开启单点光源，正向光由单点光源激发产生，经过第一耦合器、输入准直器、光隔离器芯、输出准直器、第二耦合器，最终到达光功率计，此时在光功率计读取光隔离器芯的正向插入损耗；可单独开启可调光源，反向光由可调光源激发产生，经过第二耦合器、输出准直器、光隔离器芯、输入准直器、第一耦合器，最终到达光谱仪，此时在光谱仪读取光隔离器芯的反向隔离度；此外，两个光源可同时开启，开启单点光源和可调光源，既有正向光传输，也有反向光传输，同时读取光隔离器芯的正向插入损耗，反向隔离度这两个参数，使得光路中同时存在正向光的传输以及反向传光的传输，以此实现能同时读取光隔离器芯的正向插入损耗以及反向隔离度这两个参数的功能，对产品性能起到监控的作用，很大程度减少了人为操作，材料差异对第一楔角片、法拉第旋光片、第二楔角片三者相对光轴角度的影响。
同时，本发明还提供一种光隔离器芯拨片装置，其包括上述的光隔离器芯拨片光路，还包括夹持组件、CCD摄像机，所述夹持组件包括呈上下间隔的两个夹具、用于调节两个夹具之间的相对位置的调节机构，所述输入准直器和输出准直器分别安装于两个夹具，所述CCD摄像机架设于输入准直器和输出准直器之间的旁侧。
在使用时，将第一楔角片、法拉第旋光片、第二楔角片上下放置于输入准直器和输出准直器，并通过调节机构来调节两个夹具之间在空间上的相对位置，以调节输入准直器与输出准直器之间的相对位置，并且通过CCD摄像机代替显微镜，调整第一楔角片、法拉第旋光片、第二楔角片三者相对光轴角度的这一步骤不再需要在显微镜下进行。
作为上述技术方案的进一步改进，所述调节机构设置有第一调整部件、第二调整部件、第三调整部件，所述第一调整部件用于调节两个夹具之间上下方向的距离，所述第二调整部件用于调节两个夹具在左右方向的相对位置，所述第三调整部件用于调节两个夹具在前后方向的相对位置。
具体地：所述调节机构包括固定架、与固定架上下滑动配合的升降架、与升降架前后滑动配合的前后滑架、与前后滑架左右滑动配合的左右滑架，所述第一调整部件带动所述升降架上下移动，所述第二调整部件带动所述左右滑架左右移动，所述第三调整部件带动所述前后滑架前后移动；在两个夹具中其中一个安装于左右滑架上，另外一个架设于固定架。
本方案通过调节其中一个夹具即可，操作方便。
作为上述技术方案的进一步改进，所述夹具设置有用于微调夹具上下位置的上下微调构件和用于微调夹具左右位置的左右微调构件。
本方案根据安装的需求，可通过上下微调构件细微地调整夹具的上下位置，以及通过左右微调构件细微地调整夹具的左右位置。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括UV灯，所述UV灯通过支架架设于输入准直器和输出准直器之间的旁侧。
光隔离器芯装配过程是通过胶水进行各材料之间的粘连，那么在第一楔角片、法拉第旋光片、第二楔角片三者相对光轴角度调整好之后，需要对胶水进行初步的紫外照射固化，从而防止调整好的相对光轴角度会因为人为的转移，摆动而改动，对已完成拨片的光隔离器芯起到一个保护作用。
作为上述技术方案的进一步改进，所述UV灯的数量为两个，两个所述UV灯呈左右对称设置，所述UV灯左右可调安装于支架。
两个UV灯可扩大照射固化的范围，以及可根据需要来调节两个UV灯的位置。
作为上述技术方案的进一步改进，所述CCD摄像机通过安装架可调地安装。
可根据需要来调节CCD摄像机的位置。
此外本发明还提供一种光隔离器芯拨片方法，其采用上述的光隔离器芯拨片装置，具体操作步骤如下：
S1、预先将法拉第旋光片与第一楔角片呈上下地通过胶水粘连在一起，之后放置于下方的准直器上，将第二楔角片粘有胶水叠放于法拉第旋光的上侧；
S2、通过调节机构调节两个输入准直器和输出准直器之间的相对位置，使得输入准直器和输出准直器上下相对；
S3、开启单点光源和可调光源，通过在光功率计和光谱仪分别读取光隔离器芯的正向插入损耗、反向隔离度；
S4、通过CCD摄像机观察组成光隔离器芯的各种材料，并结合读取到正向插入损耗以及反向隔离度，在线调整第二楔角片至设定位置，使得第二楔角片跟法拉第旋光片、第一楔角片之间的光轴角度调整至设定值；
S5、待胶水固化。
本发明的有益效果是：根据实时读取到的正向插入损耗以及反向隔离度，进行楔角片与法拉第旋光片之间的光轴角度的及时调整，就能降低人为操作所带来的误差，大大提高了产品的生产合格率，从而批量的生产具有低插入损耗，高隔离度等性能的光隔离器芯。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
图1是本发明所提供的光隔离器芯拨片光路，其一实施例的示意图；
图2是本发明所提供的光隔离器芯，其一实施例的装配示意图；
图3是本发明所提供的光隔离器芯拨片装置，其一实施例的结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1～图3，本发明的光隔离器芯拨片装置作出如下实施例：
本实施例的光隔离器芯拨片装置包括有光隔离器芯拨片光路，如图1所示，本实施例的光隔离器芯拨片光路包括输入准直器100、输出准直器200。
其中输入准直器100、输出准直器200均采用单纤准直器，单纤准直器将单模光纤输出的光转变为准直光，输入准直器100的连接端连接有第一耦合器110，而输出准直器200的连接端连接有第一耦合器110。
本实施例的第一耦合器110和第一耦合器110均采用1×2耦合器，1×2耦合器用于使两组光信号互相连通，而第一耦合器110连接有单点光源130、光谱仪120，其中，单点光源130：提供特定波长的光输出(常见如1310nm单点光源，以及1550nm单点光源)，而光谱仪120：测量不同波长光的强度的仪器，而第二耦合器210连接有光功率计230和可调光源220，可调光源220：提供线宽窄波长可扫描的光输出，光功率计230：测量光功率损耗的仪器。
光隔离器芯拨片装置还包括CCD摄像机300和夹持组件，其中夹持组件包括两个夹具，两个夹具呈上下间隔设置的，两个夹具分为上夹具1005和下夹具1006，输入准直器100与输出准直器200分别安装于上夹具1005和下夹具1006上，以使得输入准直器100、输出准直器200间隔上下相对设置，而CCD摄像机300呈倾斜地设置于输入准直器100与输出准直器200之间的旁侧。
在使用时，光隔离器芯摆放在输入准直器100、输出准直器200之间，可单独开启单点光源130，正向光由单点光源130激发产生，经过第一耦合器110、输入准直器100、光隔离器芯、输出准直器200、第二耦合器210，最终到达光功率计230，此时在光功率计230读取光隔离器芯的正向插入损耗；可单独开启可调光源220，反向光由可调光源220激发产生，经过第二耦合器210、输出准直器200、光隔离器芯、输入准直器100、第一耦合器110，最终到达光谱仪120，此时在光谱仪120读取光隔离器芯的反向隔离度；此外，两个光源可同时开启，开启单点光源130和可调光源220，既有正向光传输，也有反向光传输，同时读取光隔离器芯的正向插入损耗，反向隔离度这两个参数，使得光路中同时存在正向光的传输以及反向传光的传输，以此实现能同时读取光隔离器芯的正向插入损耗以及反向隔离度这两个参数的功能，对产品性能起到监控的作用，很大程度减少了人为操作，材料差异对第一楔角片1001、法拉第旋光片1002、第二楔角片1003三者相对光轴角度的影响。
为了方便安装于，夹持组件还包括有调节机构，其中用于调节上夹具1005和下夹具1006之间在空间上的相对位置，以调节输入准直器100与输出准直器200之间的相对位置，并且通过CCD摄像机300代替显微镜，调整第一楔角片1001、法拉第旋光片1002、第二楔角片1003三者相对光轴角度的这一步骤不再需要在显微镜下进行。
如图3所示，本实施例的光隔离器芯拨片装置还包括底板1007，调节机构包括固定架700、升降架710、前后滑架720和左右滑架730，其中固定架700固定安装于底板1007上，而升降架710上下滑动安装于固定架700上，前后滑架720前后滑动安装于升降架710，左右滑架730左右滑动安装于上前后滑架720，固定架700安装有第一调整部件400，第一调整部件400与升降架710传动连接，第一调整部件400用于驱动所述升降架710上下移动，而升降架710安装有第三调整部件600，第三调整部件600与前后滑架720传动连接，第三调整部件600用于驱动前后滑架720前后移动，而前后滑架720安装有第二调整部件500，第二调整部件500与左右滑架730传动连接，第二调整部件500用于驱动所述左右滑架730左右移动，本实施例的下夹具1006安装于左右滑架730上，而上夹具1005通过连接座与固定架700连接。
为了满足更高精度的安装需求，每个夹具均设置有上下微调构件800和左右微调构件810，上下微调构件800用于微调夹具的上下位置，而左右微调构件810用于微调夹具的左右位置，根据安装的需求，可通过上下微调构件800细微地调整夹具的上下位置，以及通过左右微调构件810细微地调整夹具的左右位置。
本实施例中的CCD摄像机300通过安装架310安装于底板1007上，本实施例的安装架310包括竖杆和横杆，所述竖杆的下端与底板1007连接，而横杆通过夹块安装于竖杆上，使得横杆可沿竖杆上下滑动，以及绕竖杆摆动，而CCD摄像机300通过另外的夹块安装于横杆上，以使得CCD摄像机300可沿横杆横向滑动，以及绕横杆摆动，以方便调节CCD摄像机300的拍摄角度。
本实施中的第一调整部件400、第二调整部件500、第三调整部件600、上下微调构件800和左右微调构件810均采用微分螺旋调节头。
进一步地，光隔离器芯拨片装置还包括有UV灯900，UV灯900设置于输入准直器100与输出准直器200之间的旁侧，UV灯900通过支架910安装于底板1007上，并且UV灯900可调节地设置于支架910上，可根据需要来调节UV灯900的位置。
光隔离器芯装配过程是通过胶水进行各材料之间的粘连，那么在第一楔角片、法拉第旋光片、第二楔角片三者相对光轴角度调整好之后，需要对胶水进行初步的紫外照射固化，从而防止调整好的相对光轴角度会因为人为的转移，摆动而改动，对已完成拨片的光隔离器芯起到一个保护作用。
并且，本实施例设置有两个所述UV灯900，并且两个UV灯900呈左右对称位于输入准直器100与输出准直器200之间的左右两侧，UV灯900左右可调设置于支架910上，两个UV灯900可扩大照射固化的范围。
本实施例的光隔离器芯装配示意图，如图2所示，第一楔角片1001与第二楔角片1003为同规格，同类型材质的楔角片，其中除了第二楔角片1003，其余各部分都提前使用胶水进行粘连，因此第二楔角片1003的位置是可以使用工具进行调整，进一步调整第一楔角片1001、第二楔角片1003、法拉第旋光片1002三者的相对光轴角度，法拉第旋光片1002安装于金属支架1004中。
因此，本实施例还提供一种光隔离器芯拨片方法，具体操作步骤如下：
S1、预先将法拉第旋光片1002与第一楔角片1001通过胶水呈上下地粘连在一起，本实施例的输入准直器100、输出准直器200呈上下设置，之后放置于输出准直器200上，将粘有胶水的第二楔角片1003叠放于法拉第旋光1002的上侧；
S2、通过第一调整部件400、第二调整部件500、第三调整部件600调节输入准直器100和输出准直器200之间的相对位置，使得输入准直器100与输出准直器200上下相对，其中还可通过上下微调构件800和左右微调构件810来微调对应的输入准直器100与输出准直器200；
S3、同时开启单点光源130与可调光源220，之后通过在光功率计230和光谱仪120分别读取光隔离器芯的正向插入损耗和反向隔离度；
S4、并通过CCD摄像机300观察组成光隔离器芯的各种材料，并结合读取到正向插入损耗和反向隔离度，在线将第二楔角片1003调节至设定位置，使得第二楔角片1003跟法拉第旋光片1002、第一楔角片1001之间的光轴角度调整至设定值；
S5、之后，通过开启UV灯900对胶水进行固化。
本实施例根据实时读取到的正向插入损耗以及反向隔离度，进行楔角片与法拉第旋光片之间的光轴角度的及时调整，就能降低人为操作所带来的误差，大大提高了产品的生产合格率，从而批量的生产具有低插入损耗，高隔离度等性能的光隔离器芯。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种光隔离器芯拨片光路，其特征在于：其包括：
输入准直器(100)，其连接有第一耦合器(110)，所述第一耦合器(110)连接有光谱仪(120)和单点光源(130)；
输出准直器(200)，其连接有第二耦合器(210)，所述第二耦合器(210)连接有可调光源(220)、光功率计(230)；
所述输入准直器(100)与输出准直器(200)呈间隔相对设置。
2.一种光隔离器芯拨片装置，其特征在于：其包括如权利要求1所述的光隔离器芯拨片光路，还包括夹持组件、CCD摄像机(300)，所述夹持组件包括呈上下间隔的两个夹具、用于调节两个夹具之间的相对位置的调节机构，所述输入准直器(100)和输出准直器(200)分别安装于两个夹具，所述CCD摄像机(300)架设于输入准直器(100)和输出准直器(200)之间的旁侧。
3.根据权利要求2所述的一种光隔离器芯拨片装置，其特征在于：
所述调节机构设置有第一调整部件(400)、第二调整部件(500)、第三调整部件(600)，所述第一调整部件(400)用于调节两个夹具之间上下方向的距离，所述第二调整部件(500)用于调节两个夹具在左右方向的相对位置，所述第三调整部件(600)用于调节两个夹具在前后方向的相对位置。
4.根据权利要求3所述的一种光隔离器芯拨片装置，其特征在于：
所述调节机构包括固定架(700)、与固定架(700)上下滑动配合的升降架(710)、与升降架(710)前后滑动配合的前后滑架(720)、与前后滑架(720)左右滑动配合的左右滑架(730)，所述第一调整部件(400)带动所述升降架(710)上下移动，所述第二调整部件(500)带动所述左右滑架(730)左右移动，所述第三调整部件(600)带动所述前后滑架(720)前后移动；在两个夹具中其中一个安装于左右滑架(730)上，另外一个架设于固定架(700)。
5.根据权利要求4所述的一种光隔离器芯拨片装置，其特征在于：
所述夹具设置有用于微调夹具上下位置的上下微调构件(800)和用于微调夹具左右位置的左右微调构件(810)。
6.根据权利要求2所述的一种光隔离器芯拨片装置，其特征在于：
还包括UV灯(900)，所述UV灯(900)通过支架(910)架设于输入准直器(100)和输出准直器(200)之间的旁侧。
7.根据权利要求6所述的一种光隔离器芯拨片装置，其特征在于：
所述UV灯(900)的数量为两个，两个所述UV灯(900)呈左右对称设置，所述UV灯(900)左右可调安装于支架(910)。
8.根据权利要求2所述的一种光隔离器芯拨片装置，其特征在于：所述CCD摄像机(300)通过安装架(310)可调地安装。
9.一种光隔离器芯拨片方法，其特征在于：其采用如权利要求2至8任意一项所述的光隔离器芯拨片装置，具体操作步骤如下：
S1、预先将法拉第旋光片(1002)与第一楔角片(1001)呈上下地通过胶水粘连在一起，之后放置于下方的准直器上，将第二楔角片(1003)粘有胶水叠放于法拉第旋光的上侧；
S2、通过调节机构调节两个输入准直器(100)和输出准直器(200)之间的相对位置，使得输入准直器(100)和输出准直器(200)上下相对；
S3、开启单点光源(130)和可调光源(220)，通过在光功率计(230)和光谱仪(120)分别读取光隔离器芯的正向插入损耗、反向隔离度；
S4、通过CCD摄像机(300)观察组成光隔离器芯的各种材料，并结合读取到正向插入损耗以及反向隔离度，在线调整第二楔角片(1003)至设定位置；
S5、待胶水固化。
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