CN2509603Y - 光隔离器 - Google Patents

Abstract

一种光隔离器,包括第一光纤准直装置、隔离中心、第二光纤准直装置及外封装套管。其中,该第二光纤准直装置具有一个长度较长的套管,该隔离中心则包括:第一偏振器、偏振旋转晶体、第二偏振器及磁环,磁环的总长度可略小于或等于两偏振器与偏振旋转晶体长度总和。组装时,该隔离中心被置于第二光纤准直装置的套管内,且磁环外部与套管用粘胶加以固定。

Description

光隔离器

本实用新型是关于一种光学组合，尤其是关于一种具有较低插入损耗、小尺寸、结构紧凑且不易受到外在环境变化影响的光隔离器。

在光通信系统中，信号光在传输过程中会经过许多不同的光学界面，而经过每一个光学界面均会出现不同程度的反射，该反射产生的回程光将沿原光路返回光源。当回程光强度达到一定程度时，就会引发光源工作的不稳定，产生频率漂移、幅度变化等问题，从而影响整个系统正常工作。为避免回程光对光源等器件产生影响，必须以光隔离器抑制回程光，以确保光通信系统的工作质量，而光隔离器是一种对正向传输光具有较低插入损耗，而对反向传输光有很大衰减的非互易性光无源器件，用以抑制光传输系统中回程光对光源的不良影响。

参阅图1，已有常用光隔离器1包括两结构相同的光纤准直装置10、隔离中心30以及套装固定该两光纤准直装置10及隔离中心30的外套管40，该光纤准直装置10是由一不锈钢管11、一套管12、0.25节距的自聚焦透镜13(实际中多采用0.23节距)及固定光纤15的插针14组成，光纤准直装置10将自光纤15中传输的光束转换成为平行光，以提高光器件间的耦合效率。该隔离中心30被放置于该两光纤准直装置10之间，包括第一偏振器31、偏振旋转晶体32、第二偏振器33及磁环34，其中偏振器31、33可将通过光束分成偏振方向互相垂直的o光及e光，该偏振旋转晶体32利用磁光晶体的法拉第效应，即由磁光晶体制成的偏振旋转晶体在磁场的作用下，可使通过该偏振旋转晶体的偏振光的振动面发生旋转，已有光隔离器的偏振旋转晶体的旋光角度为45度，而该第二偏振器33的光轴与第一偏振器31的光轴相互交错成45度角。

当光信号正向传输时，光信号经光纤准直装置10准直，进入第一偏振器31后，光束被分为偏振方向互相垂直的o光与e光，当它们经过45度的偏振旋转晶体32时，出射o光及e光的振动面各自沿同一个方向旋转45度，由于第二偏振器33的晶轴相对于第一偏振器31正好呈45度，因此o光及e光被第二偏振器33折射汇聚到一起，并经由第两光纤准直装置10的自聚焦透镜13耦合到光纤15中，因而正向光以极小的损耗通过光隔离器1。由于法拉第效应的非互易性，当光束反向传输时，首先经过第二偏振器33，被分为偏振面与互相垂直的o光及e光，当该两偏振光经45度的偏振旋转晶体32时，其振动面仍朝与正向光旋转方向一致的方向旋转45度，由此回射的两分离光束o光及e光相对于第一偏振器31其性质彼此进行了相互转换，即自第二偏振器33出射的o光相对于第一偏振器31变成为了e光，而自第二偏振器33出射的e光相对于第一偏振器31变成为了o光，由于o光与e光折射率等性质的不同而使得两分离光束不再沿原光路传输，反而由第一偏振器31进一步分开成较大角度，而不能耦合进光纤15中，达到反向隔离的目的。

已有常用的光隔离器1的隔离中心30被放置于该两光纤准直装置10之间，且自聚焦透镜13邻接隔离中心的端部131凸伸超出套管12，该不锈钢管11又套装于该套管12外；该隔离中心30中的第一偏振器31、偏振旋转晶体32以及第二偏振器33依次放置于磁环34中，且彼此之间在晶体通光区外的晶体边缘位置涂胶加以胶合固定。组装时，将磁环34套住一光纤准直装置10的自聚焦透镜13凸伸出套管12的末端131，且在透镜末端131粘胶固定磁环34，从而将该光纤准直装置10与隔离中心30固连在一起。

然而，由于通过粘胶固连而使得在将该光隔离中心30的磁环34套入该透镜末端131时会产生溢胶不良现象，从而对透镜13出射表面及相邻的偏振器表面造成污染，且该污染难以清除，由此将破坏透镜13出射表面的透射率，甚至缩小其出射面积，进而加大了整个光隔离器的插入损耗。同时由于该光纤准直装置10与隔离中心30固连在一起，而大大降低了调整光束对准的灵活性，且所需偏振器31，33、偏振旋转晶体32及磁环34的尺寸要求也较大，不利于多级光隔离器的堆栈集成，所需制造成本也较高，不适应整个产业的发展趋势。不仅如此，由于该光隔离中心30位于该套管12之外，则易于受到外界环境湿度及温度的影响，且第一偏振器31、偏振旋转晶体32及第二偏振器33为预装置于磁环34中，若在组装前磁环34内受到污染则不易清理。

本实用新型的目的在于提供一种不易受外界环境湿度及温度影响，且具有低插入损耗及制造成本较低的光隔离器，其能有效消除外界对隔离中心的污染。

本实用新型的技术特征在于：它主要包括第一光纤准直装置、隔离中心、第二光纤准直装置及外套管。其中，该第二光纤准直装置具有一长度较长的套管，该隔离中心包括第一偏振器、偏振旋转晶体、第二偏振器及磁环，该第一偏振器、偏振旋转晶体及第二偏振器被依次放置于磁环中，磁环的总长度可略小于或等于两偏振器与偏振旋转晶体长度的总和。且磁环的外径略小于第二光纤准直装置套管的内径。套装有第一偏振器、偏振旋转晶体及第二偏振器的磁环固定于第二光纤准直装置的套管内。

与现有技术相比，本实用新型有如下优点：其能有效消除外界对隔离中心的污染且使隔离中心不易受外界环境湿度及温度影响，同时由于所需各晶体及磁环尺寸较小而使其成本较低。

以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：

图1是已有光隔离器的剖视图。

图2是本实用新型第一实施例光隔离器的剖视图。

图3是本实用新型第二实施例光隔离器的剖视图。

请参阅图2，是本实用新型光隔离器第一实施例的剖视图，该光隔离器2包括第一光纤准直装置10、第两光纤准直装置20、隔离中心60及套装固定第一、第二光纤准直装置10、20及隔离中心60的外套管40。

该第一光纤准直装置10包括一插针14、一自聚焦透镜13、一套管12及一不锈钢管11。其中该插针14又包括第一端18、第两端19及一内孔16，该内孔16靠近第一端18处设有一倒角以方便光纤15插入内孔16中，并使该光纤15的端面与第两端19齐平，该第二端19磨成约8度角，并于该端面镀有抗反射膜。该套管12一般由玻璃材料制成，且大致为一中空管体，用以套装固定自聚焦透镜13与插针14，且第一光纤准直装置10中的套管12长度比较短，使得自聚焦透镜13邻近隔离中心60的末端131突出于套管12之外。

与第一光纤准直装置10类似，该第二光纤准直装置20包括一插针14、一自聚焦透镜13、套管22及一不锈钢管11，其间不同仅在于第二光纤准直装置20中的套管22比较长，自聚焦透镜13被完全置于其内，且该套管22加长超出透镜13之外的部分其长度可容置隔离中心60于其内。

该隔离中心60被放置于套管22内，界于该第一光纤准直装置10与第二光纤准直装置20之间，该隔离中心60包括第一偏振器61、偏振旋转晶体62、第二偏振器63及磁环64，该第一偏振器61、偏振旋转晶体62及第二偏振器63依次置于磁环64中，其中该第一偏振器61及第二偏振器63皆为双折射晶体，置于磁环64中时两双折射晶体的光轴相互交错成45度，该偏振旋转晶体62为法拉第旋光晶体，且其旋光角度大致为45度。该磁环64的总长度可略小于或等于两偏振器61、63与偏振旋转晶体62长度的总和，同时，缩小磁环64、偏振器61、63及旋光晶体62的整体尺寸，以使得光隔离中心60外径略小于第二光纤准直装置20中的套管22内径，从而隔离中心60可内置固定于该套管22内，且可在其间自由滑动以便于调整光束对准。

组装时，将由第一偏振器61、偏振旋转晶体62、第二偏振器63及磁环64构成的隔离中心60内置于套管22内，滑动或转动隔离中心60及插针14，并同时调整两光纤准直装置10、20的相对位置，当插入损耗及隔离度同时最佳化后封装组成光隔离器。一般而言，该隔离中心60靠近第一光纤准直装置10的末端以平行套管22靠近第一光纤准直装置10的末端或略为凹陷于套管22内较佳。由于该光隔离器的隔离中心60整体体积被减小，使得相应使用的晶体及磁环体积减小，即有利于多级光隔离器的集成，又可降低制造成本；且隔离中心60置于套管22内，可使得其不易受外界环境湿度、温度的影响，同时不需要在磁环64与准直装置10或20相邻的端部之间采用粘胶来将隔离中心60固定在准直装置10或20上，因此不会产生溢胶不良等问题，且封装前对隔离中心60晶体表面进行清洁工作后，无需重复清洁，仍可使封装后各晶体通光表面依然保持清洁，而不会提高整个光隔离器的插入损耗。

请参阅图3，是本实用新型光隔离器第二实施例的剖面视图，该光隔离器3包含两相同的光纤准直装置10，同时第一、第二实施例中的光隔离器2、3具有完全相同的隔离中心60。然而，同第一实施例中光隔离器2进行比较，不同的是该光隔离器3在第二光纤准直装置10与隔离中心60之间配置有一玻璃材质的套筒8，该套筒8一端粘贴固定于第二光纤准直装置10中透镜13的突出于套管12的末端131上。组装时，先将固定套筒8时由于不良溢胶引起的污染清除，再将隔离中心60置于套筒8内，滑动隔离中心60，并同时调整两光纤准直装置10的相对位置，当插入损耗及隔离度同时最佳化后封装组成光隔离器。一般而言，该隔离中心60靠近第一光纤准直装置10的末端以平行套管8靠近第一光纤准直装置10的末端或略为凹陷于套管8内较佳。

Claims (9)

1.一种光隔离器，包括两光纤准直装置与一隔离中心，该准直装置包括一插针、一透镜及一套管，该套管套装固定该透镜与该插针，该隔离中心包括第一偏振器、偏振旋转晶体、第二偏振器及磁环，该第一偏振器、偏振旋转晶体及第二偏振器被依次置于磁环中，其特征在于：该套管较长可将透镜完全套装固定于其中，且套管凸伸出透镜外一特定长度，该隔离中心被放置于套管之内。

2如权利要求1所述的光隔离器，其特征在于磁环的长度小于或等于两偏振器与偏振旋转晶体的长度总和。

3.如权利要求2所述的光隔离器，其特征在于第一光纤准直装置透镜的一部份凸伸出于套管外。

4.如权利要求1所述的光隔离器，其特征在于该两光纤准直装置中的透镜为自聚焦透镜。

5.如权利要求1所述的光隔离器，其特征在于该第一偏振器及第二偏振器都为双折射晶体，偏振旋转装置为法拉第旋转器。

6.如权利要求1所述的光隔离器，其特征在于该隔离中心外径略小于第二光纤准直装置套管的内径，而使得该隔离中心可在该套管内自由滑动。

7.如权利要求6所述的光隔离器，其特征在于该第二光纤准直装置的套管突出于透镜外的特定长度大于隔离中心总长度。

8.如权利要求7所述的光隔离器，其特征在于该隔离中心靠近第一光纤准直装置的端面平行或略为凹陷于该第二光纤准直装置加长套管靠近第一光纤准直装置端面或略为凹陷于套管内。

9.如权利要求1所述的光隔离器，其特征在于该第二光纤准直装置的套管突出于透镜外的特定长度大于隔离中心总长度。

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