CN219737914U - 一种光隔离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及激光器件技术领域，尤其涉及一种光隔离器，光隔离器包括沿光路设置的第一分合光件、第一二分之一波片、第一法拉第旋转器、第二分合光件、第二法拉第旋转器和反射镜，第一分合光件和第一二分之一波片之间设置有第二二分之一波片，第一分合光件接入有入射光纤和出射光纤。本实用新型通过第一分合光件和第二分合光件控制o光和e光的分光及合光；通过第一二分之一波片、第一法拉第旋转器、第二法拉第旋转器和第二二分之一波片控制传输过程中光的偏振态角度；通过反射镜实现反射功能，从而在实现双级隔离器功能的同时实现反射功能，进而使得光隔离器具有较好的适用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光器件技术领域，尤其涉及一种光隔离器。
背景技术
光隔离器的功能是让正向传输的光通过而隔离反向传输的光，从而防止反射光影响系统的稳定性，与电子器件中的二极管功能类似。光隔离器按偏振相关性分为两种：偏振相关型和偏振无关型；按照两端有无光纤输入输出划分，偏振相关型又被称为自由空间型(Freespace)，偏振无关型又被称为在线型(in-Line)。
双级光隔离器是一种常用于高功率激光器和光放大器的光隔离器，现有的双级光隔离器往往只能实现光隔离功能，其功能单一导致适用性较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种光隔离器，巧妙地解决了上述存在的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
本实用新型提供了一种光隔离器，光隔离器包括沿光路设置的第一分合光件、第一二分之一波片、第一法拉第旋转器、第二分合光件、第二法拉第旋转器和反射镜，第一分合光件和第一二分之一波片之间设置有第二二分之一波片，第一分合光件接入有入射光纤和出射光纤。
可选地，第一二分之一波片的光轴角度为22.5°。
可选地，第一二分之一波片用于将线偏振光的偏振态旋转45°。
可选地，第二二分之一波片的光轴角度为45°。
可选地，第二二分之一波片用于将线偏振光的偏振态旋转90°。
可选地，第一法拉第旋转器和第二法拉第旋转器均用于将线偏振光的偏振态旋转45°。
本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过第一分合光件和第二分合光件控制o光和e光的分光及合光；通过第一二分之一波片、第一法拉第旋转器、第二法拉第旋转器和第二二分之一波片控制传输过程中光的偏振态角度；通过反射镜实现反射功能，从而在实现双级隔离器功能的同时实现反射功能，进而使得光隔离器具有较好的适用性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1为本实用新型提供的一种光隔离器的结构示意图；
图2为本实用新型提供的一种光隔离器的正向入光的光路示意图；
图3为本实用新型提供的一种光隔离器的反向入光的光路示意图。
图中：110、第一分合光件；120、第一二分之一波片；130、第一法拉第旋转器；140、第二分合光件；150、第二法拉第旋转器；160、反射镜；170、第二二分之一波片；180、入射光纤；190、出射光纤。
具体实施方式
光隔离器的功能是让正向传输的光通过而隔离反向传输的光，从而防止反射光影响系统的稳定性，与电子器件中的二极管功能类似。光隔离器按偏振相关性分为两种：偏振相关型和偏振无关型；按照两端有无光纤输入输出划分，偏振相关型又被称为自由空间型(Freespace)，偏振无关型又被称为在线型(in-Line)。
双级光隔离器是一种常用于高功率激光器和光放大器的光隔离器。现有的双级隔离器大多由两个单级隔离器芯组成，并通过调整两个单级隔离器芯的相对角度来控制隔离度；一般而言，相对角度越接近45°，双级隔离器的隔离度越高，即双级隔离器的隔离效果越好。现有的双级光隔离器往往只能实现光隔离功能，其功能单一导致适用性较差。
故本实用新型提供了一种光隔离器，通过第一分合光件和第二分合光件控制o光和e光的分光及合光；通过第一二分之一波片、第一法拉第旋转器、第二法拉第旋转器和第二二分之一波片控制传输过程中光的偏振态角度；通过反射镜实现反射功能，从而在实现双级隔离器功能的同时实现反射功能，进而使得光隔离器具有较好的适用性。
现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
图1为本实用新型提供的一种光隔离器的结构示意图；如图1所示，本实用新型提供了一种光隔离器，光隔离器包括沿光路设置的第一分合光件110、第一二分之一波片120、第一法拉第旋转器130、第二分合光件140、第二法拉第旋转器150和反射镜160，第一分合光件110和第一二分之一波片120之间设置有第二二分之一波片170，第一分合光件110接入有入射光纤180和出射光纤190。
图2为本实用新型提供的一种光隔离器的正向入光的光路示意图；如图2所示，当光隔离器处于工作中正向通光状态时，入射光纤180的入射光经过第一分合光件110后分为o光和e光；o光依次经过第一二分之一波片120、第一法拉第旋转器130后，o光的偏振态顺时针旋转角度为90°并由o光转换为e光；e光依次经过第一二分之一波片120、第一法拉第旋转器130后，e光的偏振态顺时针旋转角度为90°并由e光转换为o光；转换后的e光和o光经过第二分合光件140之后合为圆偏振光，圆偏振光经过第二法拉第旋转器150后，经由反射镜160反射后再次经过第二法拉第旋转器150；此时，圆偏振光已转变为反射光，相较于圆偏振光，反射光的偏振态角度并未发生变化。
反射光经过第二分合光件140之后分为e光和o光，e光依次经过第一法拉第旋转器130、第一二分之一波片120、第二二分之一波片170后，e光的偏振态顺时针旋转角度为90°并由e光转换为o光；o光依次经过第一法拉第旋转器130、第一二分之一波片120、第二二分之一波片170后，o光的偏振态顺时针旋转角度为90°并由o光转换为e光；转换后的o光和e光经过第一分合光件110之后合为圆偏振光，圆偏振光入射进入出射光纤190。
图3为本实用新型提供的一种光隔离器的反向入光的光路示意图，如图3所示，当光隔离器处于工作中反向入光状态时，出射光纤190的入射光经过第一分合光件110后分为o光和e光；o光依次经过第二二分之一波片170、第一二分之一波片120、第一法拉第旋转器130后，o光的偏振态顺时针旋转角度为180°，即o光的偏转态未发生变化；e光依次经过第二二分之一波片170、第一二分之一波片120、第一法拉第旋转器130后，e光的偏振态顺时针旋转角度为180°，即e光的偏转态未发生变化；o光和e光经过第二分合光件140后的偏转态均未发生变化。
其中，o光经过第二法拉第旋转器150后，经由反射镜160反射后再次经过第二法拉第旋转器150，此时，o光的偏振态顺时针旋转角度为90°并由o光转换为e光，且e光为反射光；e光经过第二法拉第旋转器150后，经由反射镜160反射后再次经过第二法拉第旋转器150，此时，e光的偏振态顺时针旋转角度为90°并由e光转换为o光，且o光为反射光；反射转化后的e光和o光依次经过第二分合光件140、第一法拉第旋转器130、第一二分之一波片120后，e光和o光的偏振态顺时针旋转角度均为0°，即e光和o光的偏振态均未发生变化。最终，e光和o光经过第一分合光件110后均未进入出射光纤190，从而实现光隔离器的反射功能和隔离功能，避免反射光对应用了光隔离器的光学系统产生负面影响。
在一种可选实施例中，第一分合光件110和第二分合光件140的材料均为双折射晶体，可以为金红石(CaCO3)、方解石(TiO3)、钒酸钇(YVO4)等。优选钒酸钇作为第一分合光件110和第二分合光件140的材料，钒酸钇是一种具有优良物理光学性能的双折射晶体材料，其具有透光范围宽、透过率高、双折射系数大、易于加工的特点。
具体地，第一二分之一波片120的光轴角度为22.5°。
具体地，第一二分之一波片120用于将线偏振光的偏振态旋转45°。
具体地，第二二分之一波片170的光轴角度为45°。
具体地，第二二分之一波片170用于将线偏振光的偏振态旋转90°。
波片，又被称为相位延迟片，能够使偏振光两个振动方向相互垂直的偏振分量间产生一个相对的相位延迟，从而改变光的偏振特性。二分之一波片，又被称为半波片或λ/2片，其具有以下特点：
1)产生π奇数倍的相位延迟，线偏振光通过二分之一波片后仍是线偏振光。
2)若入射线的偏振光的振动方向与波片快轴(或慢轴)夹角为α，则出射线偏振光的振动方向向着快轴(或慢轴)的方向转过2α角度。圆偏振光入射时，出射光是旋向相反的圆偏振光。
具体地，第一法拉第旋转器130和第二法拉第旋转器150均用于将线偏振光的偏振态旋转45°。
法拉第旋转器是一种利用法拉第效应可以使光的偏振状态旋转的装置，其工作原理为：当光是某一方向的线偏振光，那么光通过介质时的偏振方向会不断地发生变化，其总旋转角为β：
β＝V·B·L
其中V是材料的维尔德常数，B为磁通量(传播方向上的)，L是介质的长度。维尔德常数是与波长密切相关的，波长越长，常数越小。
以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制。在本实用新型的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型所保护的范围。
Claims (6)
1.一种光隔离器，其特征在于，包括沿光路设置的第一分合光件、第一二分之一波片、第一法拉第旋转器、第二分合光件、第二法拉第旋转器和反射镜，所述第一分合光件和所述第一二分之一波片之间设置有第二二分之一波片，所述第一分合光件接入有入射光纤和出射光纤。
2.根据权利要求1所述的光隔离器，其特征在于，所述第一二分之一波片的光轴角度为22.5°。
3.根据权利要求2所述的光隔离器，其特征在于，所述第一二分之一波片用于将线偏振光的偏振态旋转45°。
4.根据权利要求1所述的光隔离器，其特征在于，所述第二二分之一波片的光轴角度为45°。
5.根据权利要求4所述的光隔离器，其特征在于，所述第二二分之一波片用于将线偏振光的偏振态旋转90°。
6.根据权利要求1所述的光隔离器，其特征在于，所述第一法拉第旋转器和所述第二法拉第旋转器均用于将线偏振光的偏振态旋转45°。
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- 2023-03-31 CN CN202320746908.1U patent/CN219737914U/zh active Active
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