CN205720772U - 超小型在线式双级光隔离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超小型光隔离器，包括外套管、套装在外套管内的隔离器芯以及套装在外套管内且分别位于隔离器芯左右两侧的输入端准直器与输出端准直器，隔离器芯包括晶体片及磁环；还包括组合套管，组合套管一端设有圆柱形内孔，另一端设有方形内孔，且圆柱形内孔的直径大于方形内孔的对角线长度；输入端准直器套于圆柱形内孔内，晶体片套于方形内孔内；方形内孔的侧壁上设有复数个微型孔，微型孔的位置与晶体片的位置对应设置，通过微型孔将胶水注入到晶体片的侧壁上，用于将晶体片与组合套管进行固定；磁环套在方形内孔的外壁，并套装在外套管内。本实用新型可使光隔离器的尺寸减小。

Description

超小型在线式双级光隔离器

技术领域

本实用新型涉及一种光通讯类无源器件，尤其涉及一种超小型在线式双级光隔离器。

背景技术

光隔离器是一种只允许光单向传输的非互易性光无源器件，用来消除或抑制光纤信道中产生的反向光，在光纤通信系统中具有非常重要的作用。

如图1所示，常规的小型双级光隔离器主要由输入端准直器1、隔离器芯2(双折射晶体211+旋光晶体212+D型固定支架21a+磁环22)、输出端准直器3、长玻璃套管5和外金属套管6这几部分组成，其中隔离器芯是最核心的部分，它起到使光信号正向传输，反向隔离的作用，隔离器芯的尺寸也完全决定了整个隔离器的最终尺寸大小，常用的隔离器芯制作方法是将6个晶体片的侧壁，按照一定间隔整齐的排列在1个用石英或玻璃制作的D型固定支架上，用胶进行固定，然后将另一个同样形状尺寸的D型固定支架放到晶体片的另一个侧壁上，对准上下D型固定支架，用胶固定，然后将整个组件放入磁环中进行固定，隔离器芯的结构如图2至图4所示，采用这种方法制作的小型隔离器，目前市场上光隔离器最小的尺寸为(Φ)3.0mm×(L)25mm，面对光通信产业的飞速发展，光器件的微型化和集成化成为必然趋势，目前的小型化隔离器已不能满足市场的要求。

为适应市场需求，需要提供更小尺寸的超小型光隔离器产品，就需要设计新的隔离器结构，因为隔离器芯的尺寸大小很大程度上决定了整个器件的最终大小，所以要设计超小型的隔离器，就必须得到超小型的隔离器芯，如果采用现有的结构和工艺，就会面临很大的困难，主要缺点有如下几点：

1)现有工艺需要将晶体片一个个排列在D型固定支架上，这需要消耗很长的时间去排列对准，又因为晶体片和D型固定支架的体积都很小，晶体片之间或者上下D型固定支架之间，很难完全对准，很容易在点胶或胶固化收缩时产生位移或偏斜，从而影响隔离器芯的成品率和整个器件的光学性能；

2)更小尺寸的D型石英或玻璃固定支架很难加工，而且冷加工过程中造成的微小崩边或划痕也可能使长条状D型固定支架的缺陷在后道的使用中进一步扩大，甚至发生断裂，使整个隔离器芯失效；

3)在点胶过程中，为了保证牢固度，要在晶体片对应两侧都要进行点胶，因为晶体片之间的间距非常小，胶水很容易通过片子之间的间隙流到通光面上，导致产品报废；

4)由于前面这三点的缺陷，综合考虑，现有技术的光隔离器能做到的最小尺寸只能达到(Φ)3.0mm×(L)25mm，要进一步缩小产品尺寸，就遇到了很大的瓶颈。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种超小型光隔离器，该结构可以使光隔离器的外径和长度进一步缩小，可以使光隔离器的尺寸减小到(Φ)2.5mm×(L)16mm以下，该结构完全放弃了D型固定支架的使用，新的结构不但具有更高的可靠性，而且大大降低了超小型隔离器芯的装配难度，大大节约了操作工时，大幅度提升成品率，新的结构还可以使用更小的晶体片，使物料成本进一步降低，该方案为市场上对光器件的进一步小型化要求提供了解决思路和办法。

本实用新型是这样实现的：

一种超小型光隔离器，所述光隔离器包括外套管、套装在所述外套管内的隔离器芯以及套装在所述外套管内且分别位于所述隔离器芯左右两侧的输入端准直器与输出端准直器，所述隔离器芯包括晶体片及磁环；还包括组合套管，所述组合套管一端设有圆柱形内孔，另一端设有方形内孔，且所述圆柱形内孔的直径大于所述方形内孔的对角线长度；所述输入端准直器套于所述圆柱形内孔内，所述晶体片套于所述方形内孔内；所述方形内孔的侧壁上设有复数个微型孔，所述微型孔的位置与所述晶体片的位置对应设置，通过所述微型孔将胶水注入到所述晶体片的侧壁上，用于将所述晶体片与所述组合套管进行固定；所述磁环套在所述方形内孔的外壁，并套装在所述外套管内。

进一步地，所述组合套管为玻璃组合套管或熔石英组合套管。

进一步地，所述晶体片包括双折射晶体及旋光晶体，所述微型孔对应于所述双折射晶体的厚侧壁或所述旋光晶体的任意侧壁。

进一步地，所述晶体片恰好卡入所述方形内孔内。

进一步地，所述外套管为外金属套管。

进一步地，所述光隔离器还包括长套管，所述长套管套装在所述外套管内，且所述磁环与所述输出端准直器套装在所述长套管内。

进一步地，所述长套管为长玻璃套管。

本实用新型的优点在于：

本实用新型的结构与目前市面上的小型隔离器相比，可以进一步缩小产品尺寸，通过合理的设计，可以制作出高可靠性的超小型光隔离器，满足市场对光器件微型化的需求，新的结构不再需要D型固定支架，避免了晶体片和D型固定支架移位或偏移的风险，组合套管的设计，不再需要对晶体片进行人工排列和对准，节约了工时，组合套管的方形内孔结构，用四边定位取代了常规的D型固定支架两边定位，大大提高了产品的稳定性和成品率，并且极大的降低了产品的装配难度，使我们可以选择更小尺寸的晶体片，从而极大的节省了产品的材料成本；通过组合套管侧壁的微型孔，只对晶体片的厚侧壁一侧点胶，这样操作方便，安全性高，避免了胶流到通光面上的风险；另外，组合套管将输入端准直器和隔离器芯装配在一起，这种一体化的设计不但节约了工时，而且使整个产品的结构更加紧凑，有利于缩短整个产品的长度，从而达到超小型光隔离器的设计目的。面对市场上对光器件微型化和集成化的不断要求，该实用新型所表述的超小型光隔离器具有非常广阔的市场前景。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为现有技术中的小型双级光隔离器的结构示意图。

图2为本实用新型的一种超小型光隔离器的结构示意图。

图3为本实用新型的输入端准直器、隔离器芯及组合套管结合的立体图。

图4为本实用新型的套管的左视图。

图5为本实用新型的套管的正视图。

图6为本实用新型的套管的右视图。

图中标号说明：

1-输入端准直器、11-光纤头(输入)、12-C-lens透镜(输入)、2-隔离器芯、21-晶体片、21a-D型固定支架、211-双折射晶体、212-旋光晶体、22-磁环、3-输出端准直器、31-光纤头(输出)、32-C-lens透镜(输出)、33-输出端准直器套管、4-组合套管、41-圆柱形内孔、42-方形内孔、43-微型孔、5-长套管、6-外套管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作出进一步的详细说明，但本实用新型的结构并不仅限于以下实施例。

请参阅图2至图6所示，本实用新型的一种超小型光隔离器，所述光隔离器包括一输入端准直器1、一隔离器芯2、一输出端准直器3、一组合套管4、一长套管5及一外套管6，所述长套管5套装在所述外套管6内，所述隔离器芯2及所述输出端准直器3套装在所述长套管5内，所述输入端准直器1及所述隔离器芯2套装在所述组合套管4内，所述输入端准直器1与所述输出端准直器3分别位于所述隔离器芯2的左右两侧；

所述隔离器芯2包括一晶体片21及一磁环22，所述晶体片21包括双折射晶体211及旋光晶体212，若所述光隔离器为双级光隔离器，则有四个双折射晶体211(即四个楔角片)、两个旋光晶体212(平片)，两所述双折射晶体211分别位于一所述旋光晶体212的两侧，可在所述方形内孔42侧壁上设置6个微型孔43；若所述光隔离器为单级光隔离器，则两个双折射晶体211(即两个楔角片)、一个旋光晶体212(平片)，两所述双折射晶体211分别位于一所述旋光晶体212的两侧，可在所述方形内孔42侧壁上设置3个微型孔43；

所述组合套管4一端设有圆柱形内孔41，另一端设有方形内孔42，且所述圆柱形内孔41的直径大于所述方形内孔42的对角线长度；所述方形内孔42的侧壁上设有复数个微型孔43，所述微型孔43的位置与所述晶体片21的位置对应设置，优选地，所述微型孔43对应于所述双折射晶体211的厚侧壁或所述旋光晶体212的任意侧壁，该微型孔43的作用是在装配所述隔离器芯2时，用来注胶固定所述晶体片21，只对所述晶体片21的厚侧壁一侧点胶，这样操作方便，安全性高，避免了胶流到通光面上的风险；通过所述微型孔43将胶水注入到所述晶体片21的侧壁上，用于将所述晶体片21与所述组合套管4进行固定；

所述输入端准直器1套于所述圆柱形内孔41内，所述晶体片21套于所述方形内孔42内，通过所述组合套管4将所述输入端准直器1与所述隔离器芯2集成在一起，所述组合套管4为玻璃组合套管或熔石英组合套管；优选地，所述方形内孔42边长尺寸与所述晶体片21的尺寸接近，使得所述晶体片21恰好卡入所述方形内孔42内，可以精确定位，方便装配；所述磁环22套在所述方形内孔42的外壁，并套装在所述长套管5内。

具体地，所述长套管5为长玻璃套管，所述外套管6为外金属套管。

所述组合套管4将所述输入端准直器1和所述隔离器芯2集成在一起，该组合套管4可以采用玻璃或熔石英材料，所述组合套管4的主要特征在于：采用目前成熟的玻璃拉制成型技术，先制作一个前圆后方的毛细管，然后通过机械钻孔的工艺将毛细管一端的方形内孔加工成方形，另一端的圆柱型内孔加工成圆柱形，圆柱形内孔41的直径略大于方形内孔42的对角线长度，然后采用激光打孔的工艺在毛细管的方形内孔42端的侧壁上打6个微型孔43，所述微型孔43的位置对应所述晶体片21的双折射晶体211(楔角片)的厚侧壁或旋光晶体312的任意侧壁，这样就得到了一个组合套管，该微型孔43的作用是在装配隔离器芯2时，用来注胶固定所述晶体片21。

该组合套管4充当了所述输入端准直器1的套管和所述晶体片的固定支架的作用，将所述输入端准直器1和所述隔离器芯2装配在一起，其中圆柱形内孔41用来装配所述输入端准直器1，方形内孔42用来固定所述晶体片21，方形内孔42的边长尺寸与选择的所述晶体片21的尺寸接近，装配所述隔离器芯2时，将所述晶体片21从所述方形内孔42放入，所述晶体片21的四个侧面与方形内孔42的四个内壁紧密配合，可以精确的通过四壁来固定所述晶体片21，因为玻璃拉制成型的所述方形内孔42精度非常高，而且是四边定位，这样就不需要对放入的所述晶体片21进行人工排列和对准操作，就能达到非常好的排列效果，因为操作简单，装配精度完全靠所述组合套管4的方形内孔42内壁来保证，这样所述晶体片21的尺寸就可以进一步缩小而且装配难度降低。

该产品装配时，操作过程如下：

1)所述输入端准直器1包括一光纤头(输入)11及一C-lens透镜(输入)12，所述输出端准直器3包括一光纤头(输出)31、一C-lens透镜(输出)32及一输出端准直器套管33；先将所述输入端准直器1所用的C-lens透镜12装配到所述组合套管4的圆柱形内孔41相应位置，点胶固定；

2)在所述组合套管4的方形内孔42依次放入所需的6个所述晶体片21(4个双折射晶体211+2个旋光晶体212)，通过所述组合套管4的方形内孔42侧壁的微型孔43，注入双固化光学胶，依次固定所述晶体片21，因为所述组合套管4的方形内孔42内壁完全限制了所述晶体片21的位置，可以保证很高的牢固性和装配质量，通过合理的尺寸设计，这种结构可以进一步缩小晶体尺寸，节约成本；

3)将所述磁环22套入所述组合套管4的方形内孔42的外壁，点胶固定；

4)将所述输入端准直器所用的光纤头11从所述组合套管4的圆柱形内孔41穿入，通过光路调节，在插入损耗最小时点胶固定光纤头11，至此完成了所述输入端准直器1和所述隔离器芯2的装配过程，即完成了整个混合件(包括输入端准直器1、隔离器芯2及组合套管4)的装配，此过程将所述输入端准直器1装配和所述隔离器芯2装配合二为一，节省了所述输入端准直器1所需的输入端准直器套管，也大大提高了装配效率；

5)通过所述长玻璃套管5将混合件和所述输出端准直器3装配在一起，所述输出端准直器3外径与所述磁环22外径相近，共同固定在所述长玻璃套管5中，支撑起整个隔离器的核心部部。

综上所述，本实用新型的优点如下：

本实用新型的结构与目前市面上的小型隔离器相比，可以进一步缩小产品尺寸，通过合理的设计，可以制作出高可靠性的超小型光隔离器，满足市场对光器件微型化的需求，新的结构不再需要D型固定支架21a，避免了晶体片21和D型固定支架21a移位或偏移的风险，组合套管4的设计，不再需要对晶体片21进行人工排列和对准，节约了工时，组合套管4的方形内孔42结构，用四边定位取代了常规的D型固定支架21a两边定位，大大提高了产品的稳定性和成品率，并且极大的降低了产品的装配难度，使我们可以选择更小尺寸的晶体片，从而极大的节省了产品的材料成本；通过组合套管4侧壁的微型孔43，只对晶体片21的厚侧壁一侧点胶，这样操作方便，安全性高，避免了胶流到通光面上的风险；另外，组合套管4将输入端准直器1和隔离器芯2装配在一起，这种一体化的设计不但节约了工时，而且使整个产品的结构更加紧凑，有利于缩短整个产品的长度，从而达到超小型光隔离器的设计目的。面对市场上对光器件微型化和集成化的不断要求，该实用新型所表述的超小型光隔离器具有非常广阔的市场前景。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种超小型光隔离器，所述光隔离器包括外套管、套装在所述外套管内的隔离器芯以及套装在所述外套管内且分别位于所述隔离器芯左右两侧的输入端准直器与输出端准直器，所述隔离器芯包括晶体片及磁环；其特征在于：还包括组合套管，所述组合套管一端设有圆柱形内孔，另一端设有方形内孔，且所述圆柱形内孔的直径大于所述方形内孔的对角线长度；所述输入端准直器套于所述圆柱形内孔内，所述晶体片套于所述方形内孔内；所述方形内孔的侧壁上设有复数个微型孔，所述微型孔的位置与所述晶体片的位置对应设置，通过所述微型孔将胶水注入到所述晶体片的侧壁上，用于将所述晶体片与所述组合套管进行固定；所述磁环套在所述方形内孔的外壁，并套装在所述外套管内。

2.如权利要求1所述的一种超小型光隔离器，其特征在于：所述组合套管为玻璃组合套管或熔石英组合套管。

3.如权利要求1所述的一种超小型光隔离器，其特征在于：所述晶体片包括双折射晶体及旋光晶体，所述微型孔对应于所述双折射晶体的厚侧壁或所述旋光晶体的任意侧壁。

4.如权利要求1所述的一种超小型光隔离器，其特征在于：所述晶体片恰好卡入所述方形内孔内。

5.如权利要求1所述的一种超小型光隔离器，其特征在于：所述外套管为外金属套管。

6.如权利要求1所述的一种超小型光隔离器，其特征在于：所述光隔离器还包括长套管，所述长套管套装在所述外套管内，且所述磁环与所述输出端准直器套装在所述长套管内。

7.如权利要求6所述的一种超小型光隔离器，其特征在于：所述长套管为长玻璃套管。