CN2550777Y - 多通道光隔离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属光学器件领域，特别是多通道光隔离器。本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架、左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜、右隔离体部件、右光纤架、右光纤组，在左、右光纤组间实现透射式多通道光隔离器，即多个独立的光隔离器。本实用新型由于用几乎与原来制造单通道光隔离器相同的一组部件制造多通道光隔离器，因而可以大幅降低光隔离器件的成本。

Description

多通道光隔离器

技术领域

本实用新型属光学器件领域，特别是一种多通道光隔离器，主要应用于激光技术及光纤通信领域。

背景技术

光隔离器是一种单向导通器件，它只允许光由一个方向通过，用于保护激光器、光放大器等发光器件的工作不受回向光的干扰。光隔离器是一种双端口器件，这两个端口形成一个单向通道，我们称其中的一个端口为导通端，另一个端口为截止端，当光由导通端口输入时，光几乎毫无损失地由截止端口输出；当光由截止端口输入时，在导通端口处几乎没有光输出。光隔离器可分为透射式和反射式两种类型，每一种类型中按光隔离能力的大小又有单级和多级之分。目前，透射式单级隔离器如美国专利4548478、4712880；透射式多级隔离器如美国专利6049425、6091866、5446578；反射式单级隔离器如美国专利5033830；反射式多级隔离器如美国专利6212305、6239900、6246518。为了降低光隔离器的制造成本，有人设计了多通道光隔离器，即采用与单通道双端口器件几乎相同的元器件制造多个独立通道的双端口光隔离器，如美国专利6075642、6275637、6317250、5956441、6061167、6088153。这些多通道隔离器主要采用微小光学部件，利用光束空间平行方式工作，即在物理空间中可以把这些多通道分解成完全独立的单通道隔离器。以这种方式构成的多通道隔离器，是通过减小单通道器件的物理尺寸来降低成本，成本的降低幅度不会太大。还有部分多通道光隔离器是利用光束空间交叉方式工作，即各通道光路在空间重叠，构成隔离器的大部分部件可以共享，但这些已提出的方案有的实现困难，有的实现条件模糊，其实施的隔离器，光学特性差，无法实用。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种低成本多通道光隔离。它是利用光束在空间传输的三维特性，不仅采用空间平行工作方式，还采用空间交叉工作方式，用几乎与原来制造单通道光隔离器相同的一组元器件即可制造出多通道光隔离器。因而可以大幅降低光隔离器件的成本。

本实用新型大量采用双折射晶体平行平板器件和由双折射楔形镜组成的光束偏转器件，这些器件对寻常光和非常光产生的作用不一样。双折射晶体平行平板的晶体光轴既不平行也不垂直于它的两个平行工作表面的法线，通常称双折射晶体平行平板工作表面法线与其晶体光轴所决定的为走离平面，当偏振方向垂直于走离平面的寻常光和偏振方向平行于走离平面的非常光通过双折射晶体平行平板时，两束光产生的平移量不同，通常将寻常光和非常光产生的相对平移量为走离量，相对平移方向为走离方向，走离方向平行于走离平面，且与光的传播方向垂直。双折射楔形镜中形成楔角的两个工作表面法线位于同一平面，其晶体光轴一般与一个工作表面平行，双折射楔形镜使通过它的寻常光和非常光产生角偏转量不同，偏转光束所在平面与形成楔角的两个工作表面法线确定的平面平行，通常称形成楔角的两个工作表面法线确定的平面为走离平面，称寻常光和非常光的相对角偏转量为角走离量，相对角偏移方向为角走离方向。在本说明书及权利要求书中，将以走离平面、走离量和走离方向来描述所采用的双折射晶体器件。

本实用新型是按如下的方式来实现的：

本实用新型的第一技术方案是：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架、左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜、右隔离体部件、右光纤架、右光纤组，其中：左、右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口；左光纤组中由左光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左、右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；左、右准直透镜的焦距相同，光轴平行，其相邻焦面的一个通过中间隔离体部件成的像与另一个重合；左光纤架使左光纤组的端面透过左隔离体部件成的两个透射像位于左准直透镜的焦面两边；右光纤架使右光纤组的左端面位于左光纤组的右端面透过左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜及右隔离体部件成的像上，并使相应光纤的端面满足物像共轭关系，还要使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。

在第一个技术方案中，由左隔离体部件、中间隔离体部件及右隔离体部件组成的隔离体无偏振模色散，即通过隔离体的两个互相垂直偏振分量所走的光程相等；左、右隔离体部件为双折射晶体平行平板，它们的走离平面平行于准直透镜光轴，走离方向相反，走离量相同；中间隔离体部件为90度非互易偏振旋转器，由λ/2波片和45度法拉弟旋转器组成；光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；光纤架使光纤端面与准直透镜焦面平行；准直透镜或者为非球面镜，或者为梯度折射率透镜；左、右光纤组中对应的光纤到对应准直透镜光轴的距离相等；两准直透镜光轴之间的距离是光纤组分布的对称中心到光轴距离的两倍。

本实用新型的第二技术方案是：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架、左准直透镜、隔离体、右准直透镜、右光纤架、右光纤组，其中：左、右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口；左光纤组中由左光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左、右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；左、右准直透镜的焦距相同，光轴平行，其相邻焦面的一个通过隔离体成的两个像分别位于另一个的两边；左、右准直透镜使相邻光纤组中光纤发出的光为平行光；右光纤架使右光纤组的左端面位于左光纤组的右端面透过左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜及右隔离体部件成的像上，并使相应的端面满足物像共轭关系，还要使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。

在第二个技术方案中，光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；左光纤架使左光纤端面与左准直透镜焦面重合；准直透镜或者为非球面镜，或者为梯度折射率透镜；左、右光纤组中对应的光纤到对应准直透镜光轴的距离相等；两准直透镜光轴之间的距离是光纤组分布的对称中心到光轴距离的两倍；隔离体基本无偏振模色散，即通过隔离体的平行光束中两个互相垂直偏振分量所走的光程基本相等；隔离体为下列中的一种：(1)隔离体为单级隔离体，它由一个45度法拉弟旋转器、两个双折射楔形镜及一个偏振色散补偿镜组成，法拉第旋转器位于两楔形镜之间，色散补偿镜位于两个楔型镜外侧的任一侧；偏振色散补偿镜为双折射晶体平行平板，其晶体光轴与工作表面平行；两个双折射楔形镜的走离平面平行且平行于透镜光轴，走离量相同，走离方向相反；偏振色散补偿镜在透镜光轴方向上的厚度与两楔形镜在透镜光轴方向上的厚度之和相等；两楔形镜晶体光轴的夹角为45度，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同；偏振色散补偿镜晶体光轴与相邻的楔形镜的晶体光轴垂直；(2)隔离体为两级隔离体，由两个依次设置的单级隔离体组成；每个单级隔离体从左至右依次由第一双折射楔形镜、45度法拉弟旋转器及第二双折射楔形镜组成；在任一单级隔离体中，两个双折射楔形镜的走离平面平行且平行于透镜光轴，走离量相同，走离方向相反，两个双折射楔形镜的走离平面的夹角为45度，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同；第二个单级隔离体的第一楔形镜的晶体光轴与第一个单级隔离体的第二楔形镜的晶体光轴垂直；(3)隔离体为单级隔离体，它由一个45度法拉弟旋转器、两个双折射楔形镜及一个偏振色散补偿镜组成，法拉第旋转器位于两楔形镜之间；两个双折射楔形镜的走离平面平行且平行于透镜光轴，走离量相同，走离方向相反；两楔形镜晶体光轴的夹角为45度，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同。

本实用新型的第三技术方案是：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架、左准直透镜、左隔离体部件、左变换透镜、右变换透镜、右隔离体部件、右准直透镜、右光纤架、右光纤组，其中：左、右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口；左光纤组中由左光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左、右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；左、右变换透镜光轴重合，焦距相同，相邻焦点重合；左、右准直透镜焦距相同，它们使相邻光纤组中所有光纤发出的光为平行光；左、右两准直透镜的位置使左、右光纤组中相对应的光纤端面满足物像共轭关系，并使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。

在第三个技术方案中，光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；光纤架使相应光纤组中光纤的中心轴分布在一个圆柱面的中心轴和柱面限定的位置上，左、右光纤架上光纤中心轴分布圆柱面的半径相同；左、右准直透镜为梯度折射率透镜，它们的与光纤组相邻端面的法线与透镜光轴的夹角等于光纤端面法线与光纤中心轴的夹角；左、右准直透镜相对于由左隔离体部件、左变换透镜、右变换透镜及右隔离体部件组成的系统满足物像共轭关系，即左、右准直透镜光轴满足物像共轭关系，左右准直透镜主面满足物像共轭关系，左准直透镜的主面透过左隔离体部件成的像位于左变换透镜左边距主面两倍焦距到0的区域内；左隔离体部件及右隔离体部件组成的隔离体无偏振模色散隔离体，即通过它们的平行光束中两个互相垂直偏振分量所走的光程相等；左隔离体部件及右隔离体部件为下列实施方式之一：(1)左右隔离体部件组成单级隔离体，左、右隔离体部件或者从左至右依次由第一双折射楔形镜、45度法拉弟旋转器及第二双折射楔形镜组成，或者为偏振色散补偿镜；两个楔形镜的走离平面平行，且平行于变换透镜光轴，走离量相同，走离方向相反，两个楔形镜晶体光轴成45度角，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同；偏振色散补偿镜在透镜光轴方向上的厚度与两楔型偏振分束镜在透镜光轴方向上的厚度之和相等；偏振色散补偿镜晶体光轴与相邻的楔型偏振分束镜的晶体光轴垂直；(2)左、右隔离体部件组成单级隔离体，左、右隔离体部件从左至右依次由左偏振分束/合束镜、90度非互易旋转器及右偏振分束/合束镜组成；90度非互易旋转器由45度法拉第旋转器和λ/2波片或者组成，它使沿某个方向通过它的光的偏振方向旋转90度，而沿相反方向通过它的光偏振方向不变；其中，左偏振分束/合束镜位于左变换透镜的左边，右偏振分束/合束镜位于右变换透镜的右边，90度非互易旋转器的两个部件的位置可在左右变换透镜的两侧任意放置；左右偏振分束/合束镜为双折射晶体平行平板，它将通过它的平行光变成两个偏振方向互相垂直的且横向错开一定距离的两束平行光，或者将两个偏振方向互相垂直的且横向错开一定距离的两束平行光和成为一束光；在左、右隔离体部件中，两偏振分束/合束镜的走离平面平行，且平行于变换透镜光轴，对同一方向传播的光，两者的走离方向相反，走离量相等；(3)左、右隔离体部件组成两级隔离体，左、右隔离体部件均为一个单级隔离体，每一隔离体从左至右依次由第一双折射楔形镜、45度法拉弟旋转器及第二双折射楔形镜组成；在任一单级隔离体中，两个双折射楔形镜的走离平面平行且平行于透镜光轴，走离量相同，走离方向相反，两个双折射楔形镜的走离平面的夹角为45度，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同；第二个单级隔离体的第一楔形镜的晶体光轴与第一个单级隔离体的第二楔形镜的晶体光轴垂直；(4)左、右隔离体部件组成两级隔离体，左、右隔离体部件均为一个单级隔离体，每个单级隔离体从左至右依次由第一偏振分束/合束镜、90度非互易旋转器及第二偏振分束/合束镜组成；其中，90度非互易旋转器由45度法拉第旋转器、λ/2波片组成；两偏振分束/合束镜为双折射晶体平行平板；任一单级隔离体中，两偏振分束/合束镜晶体走离平面平行，且平行于Z轴，对同一方向传播的光，两者的走离方向相同，走离量相等；(5)左、右隔离体部件组成两级隔离体，左、右隔离体部件从左至右依次由第一偏振分束/合束镜、第一45度法拉弟旋转器、第二偏振分束/合束镜、第三偏振分束/合束镜、第二45度法拉弟旋转器及第四偏振分束/合束镜组成；这些部件可以按上述顺序任意分成两组放置在左、右变换透镜的两侧；若前三个部件放置在左变换透镜的左侧，后三个部件放置在右变换透镜的右侧，第一、四偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离量和走离方向相同；第二、三偏振分束/合束镜的走离平面垂直，且平行于变换透镜光轴，走离量相同，走离方向在第一偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；第二和第三偏振分束/合束镜的走离量为第一和第四偏振分束/合束镜的走离量的1.414倍。(6)左、右隔离体部件组成两级隔离体，左、右隔离体部件从左至右依次由第一偏振分束/合束镜、第一45度法拉弟旋转器、第二偏振分束/合束镜、λ/2波片、第三偏振分束/合束镜、第二45度法拉弟旋转器及第四偏振分束/合束镜组成；这些部件可以按上述顺序任意分成两组放置在左、右变换透镜的两侧；若前三个部件放置在左变换透镜的左侧，后三个部件放置在右变换透镜的右侧，λ/2波片任意放置，第一、三偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相反；第二、四偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相反；第一、第二偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；两法拉第旋转器的旋转方向相同；各偏振分束/合束镜的晶体光轴与变换透镜光轴夹角的大小相同，所有偏振分束/合束镜的走离量相同。(7)左、右隔离体部件组成三级隔离体，左、右隔离体部件从左至右依次由第一偏振分束/合束镜、第一45度法拉弟旋转器、第二偏振分束/合束镜、第二45度法拉弟旋转器、第三偏振分束/合束镜、第三45度法拉弟旋转器及第四偏振分束/合束镜组成；这些部件可以按上述顺序任意分成两组放置在左、右变换透镜的两侧；若前四个部件放置在左变换透镜的左侧，后三个部件放置在右变换透镜的右侧，第一、三偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相同；第二、四偏振分束/合束镜的走离平面垂直，平行于变换透镜光轴，走离方向在第一偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；第一、二法拉第旋转器的旋转方向相同，第三法拉第旋转器的方向与前两个相反；其中第一和第三偏振分束/合束镜的走离量相同，第二和第四偏振分束/合束镜的走离量相同，且为第一和第三偏振分束/合束镜的走离量的1.414倍。(8)左、右隔离体部件组成三级隔离体，左、右隔离体部件从左至右依次由第一偏振分束/合束镜、第一45度法拉弟旋转器、第二偏振分束/合束镜、90度法拉第非互易旋转器、第三偏振分束/合束镜、第三45度法拉弟旋转器及第四偏振分束/合束镜组成；90度法拉第非互易旋转器由第二45度法拉弟旋转器和λ/2波片组成，这些部件可以按上述顺序任意分成两组放置在左、右变换透镜的两侧；若前四个部件放置在左变换透镜的左侧，后四个部件放置在右变换透镜的右侧，第一、四偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相同；第二、三偏振分束/合束镜的走离平面垂直，且平行于变换透镜光轴，走离方向在第一偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；其中第一和第四偏振分束/合束镜的走离量相同，第一、二、三法拉第旋转器的旋转方向相同，第二和第三偏振分束/合束镜的走离量相同，且为第一和第四偏振分束/合束镜的走离量的1.414倍。

本实用新型的第四技术方案是：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架组、左准直透镜组、左隔离体部件、左变换透镜、反射镜；以过左变换透镜光轴的某一个平面为界，左光纤组分为左上光纤组和左下光纤组，左光纤架组分为左上光纤架和左下光纤架，左准直透镜组分为左上准直透镜和左下准直透镜，左隔离体部件分为左上隔离体部件和左下隔离体部件；其中：左上、左下光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口，左上光纤组中由左上光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左下光纤组中由左下光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左上、左下光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；反射镜为全反镜，其法线与左变换透镜光轴平行，反射面位于左变换透镜右边焦面上；左上、左下准直透镜的焦距相同，它们使相邻光纤组中所有光纤发出的光为平行光；左上、左下两准直透镜的位置使左上、左下光纤组中相对应的光纤端面满足物像共轭关系，并使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。

在第四个技术方案中，光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；光纤架使相应光纤组中光纤的中心轴分布在一个圆柱面的中心轴和柱面限定的位置上，左上、左下光纤架上光纤中心轴分布圆柱面的半径相同；左上、左下准直透镜为梯度折射率透镜，它们的与光纤组相邻端面的法线与透镜光轴的夹角等于光纤端面法线与光纤中心轴的夹角；左准直透镜组中的两透镜光轴满足物像共轭关系，主面位于物像共轭位置上；左上准直透镜组中准直透镜的主面通过左隔离体部件成的像位于左变换透镜左边距主面0.7至1.3倍焦距的区域内；左上隔离体部件及左下隔离体部件组成的隔离体为无偏振模色散隔离体，即通过它们的平行光束中两个互相垂直偏振分量所走的光程相等；左上、下隔离体部件为下列实施方式之一：(1)左上、下隔离体部件组成单级隔离体，从左至右依次由偏振分束/合束镜和90度非互易偏振旋转器组组成，偏振分束/合束镜为双折射平行平板，其走离平面与变换透镜光轴平行，90度非互易偏振旋转器组包括上旋转器和下旋转器，沿一个方向连续通过上下旋转器的光的偏振方向旋转90度，沿相反方向通过的光的偏振方向不变；上、下旋转器或者为45度法拉第旋转器，或者为λ/2波片；上、下旋转器还可以各由一个λ/2波片与一个22.5度法拉第旋转器组成，在连续光路上相当于两个λ/2波片夹着一个45度法拉第旋转器，这两个λ/2波片的一个还可以是常规玻璃或空气层；(2)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，从左至右依次由第一偏振分束/合束镜组、45度法拉弟旋转器、第二偏振分束/合束镜组组成，其中，第一、第二偏振分束/合束镜组中的上、下偏振分束/合束镜均为双折射楔形镜；在上、下任一单级隔离体中，两个楔形镜的走离平面平行于过准直透镜光轴的同一平面，两楔形镜晶体光轴在垂直于透镜光轴平面上的投影成45度角，夹角方向由法拉第旋转器的旋转方向相同；(3)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，从左至右依次由第一偏振分束/合束镜组、45度法拉第旋转器、第二偏振分束/合束镜组组成，其中，第一、第二偏振分束/合束镜组中的上下偏振分束/合束镜均为双折射平行平板偏振分束/合束镜；第一上、下偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相反；第二上、下偏振分束/合束镜的走离平面垂直，且分别平行于变换透镜光轴，走离方向在第一上、下偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相反；第一上、第二上偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；第一上、下偏振分束/合束镜的走离量相同，第二上、下偏振分束/合束镜的走离量相同，且为第一上、下偏振分束/合束镜的走离量的1.414倍；(4)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，从左至右依次由第一偏振分束/合束镜组、90度非互易旋转器、第二偏振分束/合束镜组组成；其中，第一、第二偏振分束/合束镜组中的上下偏振分束/合束镜均为双折射平行平板偏振分束/合束镜；90度非互易旋转器由上下90度非互易旋转器组成，上下90度非互易旋转器分别由45度法拉第旋转器、λ/2波片组成，它们的45度法拉第旋转器的旋转方向相同，通常为同一个旋转器；上、下任一单级隔离体中，两偏振分束/合束镜走离平面平行于过透镜光轴的同一平面，对同一方向传播的光，两者的走离方向相同，大小相等。

本实用新型的第五技术方案是：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤架组、左准直透镜组、左隔离体、左变换透镜、部分反射镜、监视部件；以过左变换透镜光轴的某一个平面为界，左光纤组分为左上光纤组和左下光纤组，左光纤架组分为左上光纤架和左下光纤架，左准直透镜组分为左上准直透镜和左下准直透镜，左隔离体部件分为左上隔离体部件和左下隔离体部件；所说的监视部件由右变换透镜、右隔离体部件、右准直透镜、右光纤架及右光纤组组成；右变换透镜与左变换透镜光轴重合，焦距相同，其左焦点与左变换透镜右焦点通过部分反射镜的透射像重合；本装置在左上、左下光纤组间实现反射式多通道光隔离器，其中：左上、左下及右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口、截止端口和监视端口，左上光纤组中由左上光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左下光纤组中由左下光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左上、左下及右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；反射镜为部分反镜，其法线与左变换透镜光轴平行，反射面位于左变换透镜右边焦面上；左上、左下及右准直透镜的焦距相同，它们使相邻光纤组中所有光纤发出的光为平行光；左上、左下及右准直透镜的位置使左上、左下及右光纤组中相对应的光纤端面满足物像共轭关系，并使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。

在第五个技术方案中，光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；光纤架使相应光纤组中光纤的中心轴分布在一个圆柱面的中心轴和柱面限定的位置上，左上、左下及右光纤架上光纤中心轴分布圆柱面的半径相同；左上、左下及右准直透镜为梯度折射率透镜，它们的与光纤组相邻端面的法线与透镜光轴的夹角等于光纤端面法线与光纤中心轴的夹角；左准直透镜组中两个相应透镜光轴相对于左变换透镜和部分反射镜组成的系统满足物像共轭关系，且主面位于物像共轭位置上，左上和右准直透镜组中两个相应透镜光轴相对于左变换透镜和右变换透镜组成的系统满足物像共轭关系，且主面位于物像共轭位置上；左准直透镜组中准直透镜的主面通过左隔离体部件成的像位于左变换透镜左边距主面0.7至1.3倍焦距的区域内；左上隔离体部件及左下隔离体部件组成的隔离体为无偏振模色散隔离体，左上隔离体部件及右隔离体部件组成的隔离体为无偏振模色散隔离体，即通过它们的平行光束中两个互相垂直偏振分量所走的光程相等；左上、左下及右隔离体部件为下列实施方式之一：(1)左上、下隔离体部件组成单级隔离体，左上和右隔离体部件组成单级隔离体，左隔离体部件从左至右依次由左偏振分束/合束镜和左90度非互易偏振旋转器组组成，右隔离体部件从左至右依次由右偏振旋转器和右偏振分束/合束镜组成，左、右偏振分束/合束镜为双折射平行平板，其走离平面平行且与变换透镜光轴平行，走离方向相反；左90度非互易偏振旋转器组包括左上旋转器和左下旋转器，沿一个方向连续通过左上、下旋转器的光的偏振方向旋转90度，沿相反方向通过的光的偏振方向不变；左上旋转器和右偏振旋转器使沿一个方向通过的光的偏振方向旋转90度，沿相反方向通过的光的偏振方向不变；左上、左下旋转器或者为45度法拉第旋转器，或者为λ/2波片；左上、下旋转器还可以各由一个λ/2波片与一个22.5度法拉第旋转器组成，在连续光路上相当于两个λ/2波片夹着一个45度法拉第旋转器，这两个λ/2波片的一个还可以是常规玻璃或空气层；右旋转器为λ/2波片；(2)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，左上和右隔离体部件组成两级隔离体；左隔离体部件从左至右依次由左第一偏振分束/合束镜组、左45度法拉弟旋转器、左第二偏振分束/合束镜组组成，右隔离体部件从左至右依次由右第一偏振分束/合束镜、右45度法拉弟旋转器、右第二偏振分束/合束镜组成；其中，左第一、左第二偏振分束/合束镜组中的上、下偏振分束/合束镜和右第一、右第二偏振分束/合束镜均为双折射楔形镜；在左上、左下任一单级隔离体中，两个楔形镜的走离平面平行于过准直透镜光轴的同一平面，两楔形镜晶体光轴在垂直于透镜光轴平面上的投影成45度角，夹角方向由法拉第旋转器的旋转方向相同；在右隔离体部件中，两个楔形镜的走离平面平行于过准直透镜光轴的同一平面，两楔形镜晶体光轴在垂直于透镜光轴平面上的投影成45度角，夹角方向由法拉第旋转器的旋转方向相同；(3)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，左上和右隔离体部件组成两级隔离体，左隔离体部件从左至右依次由左第一偏振分束/合束镜组、左45度法拉第旋转器、左第二偏振分束/合束镜组组成，右隔离体部件从左至右依次由右第一偏振分束/合束镜、右45度法拉第旋转器、右第二偏振分束/合束镜组成；其中，左第一、左第二偏振分束/合束镜组中的上、下偏振分束/合束镜和右第一、右第二偏振分束/合束镜均为双折射平行平板偏振分束/合束镜；左第一上、下偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相反；左第二上、下偏振分束/合束镜的走离平面垂直，且分别平行于变换透镜光轴，走离方向在第一上、下偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相反；左第一上、左第二上偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；左第一上、下偏振分束/合束镜的走离量相同，左第二上、下偏振分束/合束镜的走离量相同，且为左第一上、下偏振分束/合束镜的走离量的1.414倍；右第一偏振分束/合束镜的走离平面与左第二上偏振分束/合束镜的走离平面垂直，且平行于变换透镜光轴，走离量相同，走离方向在左第一上偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相同；右第二偏振分束/合束镜的走离平面与左第一上偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离量和走离方向相同；(4)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，左上和右隔离体部件组成两级隔离体，左隔离体部件从左至右依次由左第一偏振分束/合束镜组、左90度非互易旋转器、左第二偏振分束/合束镜组组成，右隔离体部件从左至右依次由右第一偏振分束/合束镜、右90度非互易旋转器、由第二偏振分束/合束镜组成；其中，左第一、左第二偏振分束/合束镜组中的上、下偏振分束/合束镜和右第一、右第二偏振分束/合束镜均为双折射平行平板偏振分束/合束镜；左90度非互易旋转器由左上、左下90度非互易旋转器组成，左上、左下90度非互易旋转器分别由45度法拉第旋转器、λ/2波片组成，它们的45度法拉第旋转器的旋转方向相同，通常为同一个旋转器；右90度非互易旋转器分别由45度法拉第旋转器、λ/2波片组成；左上、左下和右隔离体中，两偏振分束/合束镜走离平面平行于过透镜光轴的同一平面，对同一方向传播的光，两者的走离方向相同，大小相等。

本实用新型提出的多通道光隔离器的优点是：在组成常规单通道光隔离器的一组部件的基础上通过适当改造，实现多个独立的光隔离器，大幅降低单个光隔离器的成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1是本实用新型第一技术方案结构示意图。

图2是本实用新型第二技术方案结构示意图。

图3A1、3A2分别是本实用新型第二种技术方案的第一种实施方式中隔离体各部件的一种排列图在XZ面上的投影及隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图3B1、3B2是本实用新型第二种技术方案的第二种实施方式中隔离体各部件的一种排列图。

图3B3是本实用新型第二种技术方案的第二种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图3C1、3C2分别是本实用新型第二种技术方案的第三种实施方式中隔离体各部件的一种排列图在XZ面上的投影及隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图4是本实用新型第三种技术方案结构示意图。

图5是光纤架上光纤的一种分布图。

图6是本实用新型第三种技术方案的第一种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图7是本实用新型第三种技术方案的第二种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图8是本实用新型第三种技术方案的第三种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图9是本实用新型第三种技术方案的第四种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图10是本实用新型第三种技术方案的第五种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图11是本实用新型第三种技术方案的第六种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图12是本实用新型第三种技术方案的第七种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图13是本实用新型第三种技术方案的第八种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图14是本实用新型第四种技术方案结构示意图。

图15是本实用新型第四种技术方案的第一种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图16是本实用新型第四种技术方案的第二种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图17是本实用新型第四种技术方案的第三种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图18是本实用新型第四种技术方案的第四种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图19是本实用新型第四种技术方案的第五种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图20是本实用新型第五种技术方案结构示意图。

图21是本实用新型第五种技术方案的第一种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图22是本实用新型第五种技术方案的第二种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图23是本实用新型第五种技术方案的第三种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图24是本实用新型第五种技术方案的第四种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图25是本实用新型第五种技术方案的第五种实施方式中隔离体各部件光学特征的一种相对分布图。

图26A是本实用新型第一种技术方案的一个具体实施例示意图。

图26B、26C分别是图26A所示实施例中左、右光纤组的分布图。

图27A是本实用新型第二种技术方案的一个具体实施例示意图。

图27B、27C分别是图27A所示实施例中左、右光纤组的分布图。

图28A是本实用新型第三种技术方案的一个具体实施例示意图。

图28B是图28A所示实施例中左、右光纤组的分布图。

图29是本实用新型第四种技术方案的一个具体实施例示意图。

图中，1为壳体，2为导通端光纤组，3为左光纤架或左光纤架组，4为左准直透镜或左准直透镜组，5为左变换透镜，6(1)为左隔离体部件、6(2)为右隔离体部件、6(3)为中间隔离体部件、6为隔离体，7为右变换透镜，8为右准直透镜，9为右光纤架，10为截止端光纤组，11为全反射镜，12为部分反射镜，6B1、6B2、6B1’、6B2’为楔型偏振分束镜，6C为偏振色散补偿镜，6R、6R’为45度法拉弟旋转器，2(J)为左光纤组中第J根光纤，10(J)为右光纤组中第J根光纤，6B(1)、6B’(1)、6B(2)、6B’(2)、6B(3)、6B(4)为双折射晶体平行平板分束/合束镜，6R、6R’、6R(1)、6R’(1)、6R(2)、6R’(2)、6R(3)、6R(4)、6R(5)为偏振旋转器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的第一技术方案是由从左至右依次固定排列于壳体1内的左光纤组2、左光纤架3、左隔离体部件6(1)、左准直透镜4、中间隔离体6(3)、右准直透镜8、右隔离体6(2)、右光纤架9及右光纤组10组成。其中：左、右隔离体部件6(1)及6(2)为双折射晶体平行平板分束/合束镜，它们的走离平面平行，走离量相同，走离方向相反；中间隔离体6(3)为90度非互易旋转器，由45度法拉弟旋转器和λ/2波片组成；左、右准直透镜4、8的两个光轴平行，焦距相同，相邻焦面中的一个通过中心隔离体成的像与另一个重合，为非球面镜或梯度折射率透镜；左、右光纤组2、10中相对应的两个光纤到光轴的距离相等，左、右准直透镜4、8的两个光轴之间的距离是光纤组中光纤分布对称中心轴到透镜光轴距离的两倍；左、右光纤组2、10中相对应的两个光纤的端面处于物像共轭位置上。

如图2所示，本实用新型的第二技术方案是由从左至右依次固定排列于壳体1内的左光纤组2、左光纤架3、左准直透镜4、隔离体6、右准直透镜8、右光纤架9及右光纤组10所组成。其中，2、10中光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；左光纤架3使左光纤端面与左准直透镜4焦面重合；右光纤架9使右光纤组的左端面位于左光纤组的右端面透过左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜及右隔离体部件成的像上，并使相应的端面满足物像共轭关系；准直透镜4、8或者为非球面镜，或者为梯度折射率透镜；左、右光纤组2、10中对应的光纤到对应准直透镜光轴的距离相等；两准直透镜4、8光轴之间的距离是光纤组分布的对称中心到光轴距离的两倍。

图3A1是本实用新型第二种技术方案的第一种实施方式中隔离体各部件的一种排列在XZ面上的投影。它从左至右依次由楔型偏振分束镜6B1、45度法拉弟旋转器6R、楔型偏振分束镜6B2、偏振色散补偿镜6C组成。

图3A2给出了各部件组成隔离体时光学特征的一种相对分布，其中：6B1、6B2、6C上的直线表示晶体光轴的方向，6R顺时针旋转，6B2与6B1的光轴方向沿顺时针成45度，6C光轴与6B2的光轴垂直，6B1与6B2的走离方向相反，走离量相同，6C为双折射晶体平行平板，其沿Z方向的厚度等于6B1和6B2沿Z方向厚度之和。

图3B1、3B2是本实用新型第二种技术方案的第二种实施方式中隔离体各部件的一种排列在两个垂直面上的投影。它从左至右依次由楔型偏振分束镜6B1、45度法拉弟旋转器6R、楔型偏振分束镜6B2、楔型偏振分束镜6B1’、45度法拉弟旋转器6R’、楔型偏振分束镜6B2’组成。

图3B3给出了各部件组成无偏振色散隔离体时光学特征的一种相对分布，其中：6B1、6B1’、6B2、6B2’上的直线表示晶体光轴方向，6R与6R’顺时针旋转，6B2与6B1的光轴方向沿顺时针方向成45度，6B1与6B2的走离方向相反，走离量相同，6B2’与6B1’的光轴方向沿顺时针方向成45度，6B1’与6B2’的走离方向相反，走离量相同，6B1’光轴与6B2的光轴垂直，走离方向垂直。

图3C1是本实用新型第二种技术方案的第三种实施方式中隔离体各部件的一种排列在XZ面上的投影。它从左至右依次由楔型偏振分束镜6B1、45度法拉弟旋转器6R、楔型偏振分束镜6B2组成，图3C2给出了各部件组成隔离体时光学特征的一种相对分布，其中：6B1、6B2上的直线表示晶体光轴方向，6R顺时针旋转，6B1与6B2的光轴方向沿顺时针方向成45度，6B1与6B2的走离方向相反，走离量相同。

如图4所示，本实用新型的第三技术方案是由从左至右依次固定排列于壳体1内的左光纤组2、左光纤架3、左准直透镜4、左隔离体6(1)、左变换透镜5、右变换透镜7、右隔离体6(2)、右准直透镜8、右光纤架9及右光纤组10所组成。其中：左、右变换透镜5、7光轴重合，焦距相同，相邻焦点重合；左、右准直透镜4、8焦距相同，它们使相邻光纤组中所有光纤发出的光为平行光；光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；光纤架3、9使相应光纤组中光纤的中心轴分布在一个圆柱面的中心轴和柱面限定的位置上，左、右光纤架上光纤中心轴分布圆柱面的半径相同；左、右准直透镜4、8为梯度折射率透镜，它们的与光纤组相邻端面的法线与透镜光轴的夹角等于光纤端面法线与光纤中心轴的夹角；左、右准直透镜4、8相对于由左隔离体部件、左变换透镜、右变换透镜及右隔离体部件组成的系统满足物像共轭关系，即左、右准直透镜光轴满足物像共轭关系，左右准直透镜主面满足物像共轭关系，左准直透镜的主面透过左隔离体部件成的像位于左变换透镜左边距主面两倍焦距到0的区域内。

图5为左光纤架3上垂直于光纤轴截面上的光纤分布。

如图6所示，本实用新型第三种技术方案的第一种实施方式中隔离体从左至右依次由楔型偏振分束镜6B1、45度法拉弟旋转器6R、楔型偏振分束镜6B2、偏振色散补偿镜6C组成，其中：6B1、6B2、6C上的直线表示晶体光轴的方向，6R顺时针旋转，6B2与6B1的光轴方向沿顺时针方向成45度，6C光轴与6B2的光轴垂直，6B1与6B2的走离方向相反，走离量相同，6C为双折射晶体平行平板，其沿Z方向的厚度等于6B1和6B2沿Z方向厚度之和。

如图7所示，本实用新型第三种技术方案的第二种实施方式中隔离体从左至右依次由偏振分束/合束镜6B(1)、45度法拉弟旋转器6R(1)、λ/2波片6R(2)、偏振分束/合束镜6B(2)组成，其中，6B(1)、6B(2)上的箭头表示走离方向，6B(1)、6B(2)的走离量相同，6R顺时针旋转，6R(2)快轴与X轴成67.5度角。

如图8所示，本实用新型第三种技术方案的第三种实施方式中隔离体从左至右依次由楔型偏振分束镜6B1、45度法拉弟旋转器6R、楔型偏振分束镜6B2、楔型偏振分束镜6B1’、45度法拉弟旋转器6R’、楔型偏振分束镜6B2’组成，其中：6B1、6B1’、6B2、6B2’上的直线表示晶体光轴方向，6R与6R’顺时针旋转，6B2与6B1的光轴方向沿顺时针方向成45度，6B1与6B2的走离方向相反，走离量相同，6B2’与6B1’的光轴方向沿顺时针方向成45度，6B1’与6B2’的走离方向相反，走离量相同，6B1’光轴与6B2的光轴垂直，走离方向垂直。

如图9所示，本实用新型第三种技术方案的第四种实施方式中隔离体从左至右依次由偏振分束/合束镜6B(1)、45度法拉弟旋转器6R(1)、λ/2波片6R(2)、偏振分束/合束镜6B(2)、偏振分束/合束镜6B(3)、45度法拉弟旋转器6R(3)、λ/2波片6R(4)、偏振分束/合束镜6B(4)组成，其中，6B(1)、6B(2)、6B(3)、6B(4)上的箭头表示走离方向，6B(1)、6B(2)的走离量相同，6R(1)、6R(3)顺时针旋转45度，6R(2)、6R(4)的快轴与X轴成67.5度角，6B(3)、6B(4)的走离量相同，6B(2)与6B(3)的走离方向垂直。

如图10所示，本实用新型第三种技术方案的第五种实施方式中隔离体从左至右依次由偏振分束/合束镜6B(1)、45度法拉弟旋转器6R(1)、偏振分束/合束镜6B(2)、偏振分束/合束镜6B(3)、45度法拉弟旋转器6R(2)、偏振分束/合束镜6B(4)组成，其中，6B(1)、6B(2)、6B(3)、6B(4)上的箭头表示走离方向，6B(1)、6B(4)的走离量相同，6R(1)、6R(2)顺时针旋转45度，6B(2)、6B(3)的走离量相同，是6B(1)、6B(4)的走离量的1.414倍，6B(2)与6B(3)的走离方向垂直，6B(2)与6B(1)的走离方向逆时针成45度。

如图11所示，本实用新型第三种技术方案的第六种实施方式中隔离体从左至右依次由偏振分束/合束镜6B(1)、45度法拉弟旋转器6R(1)、偏振分束/合束镜6B(2)、λ/2波片6R(2)、偏振分束/合束镜6B(3)、45度法拉弟旋转器6R(3)、偏振分束/合束镜6B(4)组成，其中，6B(1)、6B(2)、6B(3)、6B(4)上的箭头表示走离方向，他们的走离量相同，6R(1)、6R(3)顺时针旋转，6R(2)的快轴与X轴成67.5度角，6B(2)与6B(3)的走离方向逆时针成45度角。

如图12所示，本实用新型第三种技术方案的第七种实施方式中隔离体从左至右依次由偏振分束/合束镜6B(1)、45度法拉弟旋转器6R(1)、偏振分束/合束镜6B(2)、45度法拉弟旋转器6R(2)、偏振分束/合束镜6B(3)、45度法拉弟旋转器6R(3)、偏振分束/合束镜6B(4)组成，其中，6B(1)、6B(2)、6B(3)、6B(4)上的箭头表示走离方向，6R(1)、6R(2)顺时针旋转，6R(3)逆时针旋转，6B(1)、6B(3)走离量相同，6B(2)、6B(4)走离量相同，且为6B(1)走离量的1.414倍，6B(2)与6B(3)的走离方向顺时针成135度角。

如图13所示，本实用新型第三种技术方案的第八种实施方式中隔离体从左至右依次由偏振分束/合束镜6B(1)、45度法拉弟旋转器6R(1)、偏振分束/合束镜6B(2)、45度法拉弟旋转器6R(2)、λ/2波片6R(3)、偏振分束/合束镜6B(3)、45度法拉弟旋转器6R(4)、偏振分束/合束镜6B(4)组成，其中，6B(1)、6B(2)、6B(3)、6B(4)上的箭头表示走离方向，6R(1)、6R(2)、6R(4)逆时针旋转，6R(3)的快轴与X轴成-67.5度，6B(1)、6B(4)走离量相同，6B(2)、6B(3)走离量相同，且为6B(1)走离量的1.414倍，6B(2)与6B(1)的走离方向顺时针成45度。

如图14所示，本实用新型第四技术方案是由从左至右依次固定排列于壳体1内的左光纤组2、左光纤架组3、左准直透镜组4、左隔离体部件6、左变换透镜5、反射镜11组成。其中：光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；光纤架3使相应光纤组中光纤的中心轴分布在一个圆柱面的中心轴和柱面限定的位置上，左上、左下光纤架上光纤中心轴分布圆柱面的半径相同；左上、左下准直透镜为梯度折射率透镜，它们的与光纤组相邻端面的法线与透镜光轴的夹角等于光纤端面法线与光纤中心轴的夹角；左准直透镜组中的两透镜光轴满足物像共轭关系，主面位于物像共轭位置上；左上准直透镜组中准直透镜的主面通过左隔离体部件成的像位于左变换透镜左边距主面0.7至1.3倍焦距的区域内。

如图15所示，本实用新型第四种技术方案的第一种实施方式中隔离体的一种方案从左到右依次由偏振分束/合束镜6B(1)、位于上光路的45度法拉弟旋转器6R(1)、位于下光路的λ/2波片6R(2)组成，其中，6B(1)上的箭头表示走离方向，6R(1)顺时针旋转，6R(2)的快轴与X轴成67.5度。

如图16所示，本实用新型第四种技术方案的第一种实施方式中隔离体的另一种方案从左到右依次由偏振分束/合束镜6B(1)、位于上光路的玻璃6R(1)、位于下光路的λ/2波片6R(2)、法拉弟旋转器6R(3)组成，其中，6B(1)上的箭头表示走离方向，6R(3)顺时针旋转22.5度，6R(2)的快轴与X轴成67.5度。

如图17所示，本实用新型第四种技术方案的第二种实施方式中隔离体从左到右依次由位于上光路的楔型偏振分束镜6B1、位于下光路的楔型偏振分束镜6B1’、45度法拉弟旋转器6R、位于上光路的楔型偏振分束镜6B2、位于下光路的楔型偏振分束镜6B2’组成，其中：6B1、6B1’、6B2、6B2’上的直线表示晶体光轴方向，6R顺时针旋转45度，6B2与6B1的光轴方向沿顺时针方向成45度，6B1与6B2的走离方向相反，走离量相同，6B1’与6B2’的光轴方向沿顺时针方向成45度，6B1’与6B2’的走离方向相反，走离量相同，6B2’光轴与6B2的光轴垂直，走离方向垂直。

如图18所示，本实用新型第四种技术方案的第三种实施方式中隔离体从左到右依次由位于上光路的偏振分束/合束镜6B(1)、位于下光路的偏振分束/合束镜6B(1)’、45度法拉弟旋转器6R、位于上光路的偏振分束/合束镜6B(2)、位于下光路的偏振分束/合束镜6B(2)’组成，其中，6B(1)、6B’(1)、6B(2)、6B’(2)上的箭头表示走离方向，6B(1)、6B’(1)的走离量相同，6R顺时针旋转，6B(2)、6B’(2)的走离量相同，是6B(1)的走离量的1.414倍，6B(2)与6B(2)’的走离方向垂直。

如图19所示，本实用新型第四种技术方案的第四种实施方式中隔离体从左到右依次由位于上光路的偏振分束/合束镜6B(1)、位于下光路的偏振分束/合束镜6B’(1)、45度法拉弟旋转器6R(1)、位于上光路的λ/2波片6R(2)、位于下光路的λ/2波片6R’(2)、位于上光路的偏振分束/合束镜6B(2)、位于下光路的偏振分束/合束镜6B’(2)组成，其中，6B(1)、6B’(1)、6B(2)、6B’(2)上的箭头表示走离方向，6B(1)、6B(2)的走离量相同，6R(1)顺时针旋转，6R(2)的快轴与X轴成-22.5度角，6R’(2)的快轴与X轴成22.5度角，6B(2)、6B’(2)的走离量相同，6B(2)与6B’(2)的走离方向垂直。

如图20所示，本实用新型的第五技术方案是由从左至右依次固定排列于壳体1内的左光纤组2、左光纤架组3、左准直透镜组4、左隔离体部件6(1)、左变换透镜5、部分反射镜12、右变换透镜7、右隔离体部件6(2)、右准直透镜8、右光纤架9及右光纤组10组成。其中：光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；光纤架3、9使相应光纤组中光纤的中心轴分布在一个圆柱面的中心轴和柱面限定的位置上，左上、左下及右光纤架上光纤中心轴分布圆柱面的半径相同；左上、左下及右准直透镜4、8为梯度折射率透镜，它们的与光纤组相邻端面的法线与透镜光轴的夹角等于光纤端面法线与光纤中心轴的夹角；左准直透镜组中两个相应透镜光轴相对于左变换透镜和部分反射镜组成的系统满足物像共轭关系，且主面位于物像共轭位置上，左上和右准直透镜组中两个相应透镜光轴相对于左变换透镜和右变换透镜组成的系统满足物像共轭关系，且主面位于物像共轭位置上；左准直透镜组中准直透镜的主面通过左隔离体部件成的像位于左变换透镜左边距主面0.7至1.3倍焦距的区域内。

如图21所示，本实用新型第五种技术方案的第一种实施方式中左隔离体的一种方案从左到右依次由偏振分束/合束镜6B(1)、位于上光路的45度法拉弟旋转器6R(1)、位于下光路的λ/2波片6R(2)组成，相应的右隔离体左到右依次由λ/2波片6R(3)、偏振分束/合束镜6B(2)组成，其中，6B(1)、6B(2)上的箭头表示走离方向，6R(1)顺时针旋转，6R(2)的快轴与X轴成67.5度，6R(3)的快轴与X轴成-22.5度。

如图22所示，本实用新型第五种技术方案的第一种实施方式中隔离体的另一种方案从左到右依次由偏振分束/合束镜6B(1)、位于上光路的波片6R(1)、位于下光路的λ/2波片6R(2)、法拉弟旋转器6R(3)组成，相应的右隔离体左到右依次由法拉弟旋转器6R(4)、λ/2波片6R(5)、偏振分束/合束镜6B(2)组成，其中，6B(1)、6B(2)上的箭头表示走离方向，6R(3)、6R(4)顺时针旋转22.5度，6R(2)的快轴与X轴成-22.5度，6R(5)的快轴与X轴成67.5度。

如图23所示，本实用新型第五种技术方案的第二种实施方式中隔离体从左到右依次由位于上光路的楔型偏振分束镜6B1、位于下光路的楔型偏振分束镜6B1’、法拉弟旋转器6R、位于上光路的楔型偏振分束镜6B2、位于下光路的楔型偏振分束镜6B2’组成，相应的右隔离体左到右依次由楔型偏振分束镜6B3、法拉弟旋转器6R’、偏振分束/合束镜6B3组成，其中，6B1、6B1’、6B2、6B2’、6B3、6B4上的直线表示晶体光轴方向，6R、6R’顺时针旋转45度，6B2与6B1的光轴方向沿顺时针方向成45度，6B1与6B2的走离方向相反，走离量相同，6B1’与6B2’的光轴方向沿顺时针方向成45度，6B1’与6B2’的走离方向相反，走离量相同，6B2’光轴与6B2的光轴垂直，走离方向垂直；6B4与6B3的光轴方向沿顺时针方向成45度，6B4与6B3的走离方向相反，走离量相同，6B3光轴与6B2的光轴垂直，走离方向垂直。

如图24所示，本实用新型第五种技术方案的第三种实施方式中隔离体从左到右依次由位于上光路的偏振分束/合束镜6B(1)、位于下光路的偏振分束/合束镜6B(1)’、45度法拉弟旋转器6R、位于上光路的偏振分束/合束镜6B(2)、位于下光路的偏振分束/合束镜6B(2)’组成，相应的右隔离体左到右依次由偏振分束/合束镜6B(3)、45度法拉弟旋转器6R’、偏振分束/合束镜6B(4)组成，其中，6B(1)、6B’(1)、6B(2)、6B’(2)、6B(3)、6B(4)上的箭头表示走离方向，6B(1)、6B’(1)的走离量相同，6R、6R’顺时针旋转，6B(2)、6B’(2)的走离量相同，是6B(1)的走离量的1.414倍，6B(2)与6B’(2)的走离方向垂直；6B(4)、6B(1)的走离量相同，6B(3)、6B(2)的走离量相同，走离方向垂直。

如图25所示，本实用新型第五种技术方案的第四种实施方式中隔离体从左到右依次由位于上光路的偏振分束/合束镜6B(1)、位于下光路的偏振分束/合束镜6B’(1)、法拉弟旋转器6R(1)、位于上光路的λ/2波片6R(2)、位于下光路的λ/2波片6R’(2)、位于上光路的偏振分束/合束镜6B(2)、位于下光路的偏振分束/合束镜6B’(2)组成，相应的右隔离体左到右依次由偏振分束/合束镜6B(3)、法拉弟旋转器6R(3)、λ/2波片6R(4)、偏振分束/合束镜6B(4)组成，其中，6B(1)、6B’(1)、6B(2)、6B’(2)、6B(3)、6B(4)上的箭头表示走离方向，6B(1)、6B(2)的走离量相同，6R(1)、6R(3)顺时针旋转，6R(2)、6R(4)的快轴与X轴成-22.5度角，6R’(2)的快轴与X轴成22.5度角，6B(2)、6B’(2)的走离量相同，6B(2)与6B’(2)的走离方向垂直；6B(3)、6B’(4)的走离量相同，6B(3)与6B(2)的走离方向垂直。

下面就图26、27、28、29所示的四个具体实施例做进一步说明。

图26A为本实用新型的第一技术方案的一个具体实施例，其中：左、右隔离体部件6(1)及6(2)的厚度为0.4毫米；中间隔离体6(3)为90度非互易旋转器，由45度法拉弟旋转器和λ/2波片组成；左、右准直透镜为非球面镜，焦距为2.5毫米；左、右光纤组各有两根紧靠在一起的光纤，如图26B、26C所示，光纤对称轴到光轴的距离为0.16毫米，两准直透镜光轴之间的距离为0.32毫米，光纤端面法线与光纤中心轴的夹角为8度。这样就实现了双通道光隔离器。

图27A为本实用新型的第二技术方案的一个具体实施例，其中：隔离体由楔形镜6B1、45度法拉第旋转器6R、楔形镜6B2、色散补偿镜6C组成，其光学特征的相对分布由图4A1所示；楔形镜的平均厚度为0.7毫米，色散补偿镜的厚度为1.4毫米；左、右准直透镜为非球面镜，焦距为2.5毫米；左、右光纤组各有两根紧靠在一起的光纤，如图27B、27C所示，光纤对称轴到光轴的距离为0.16毫米，两准直透镜光轴之间的距离为0.32毫米，光纤端面法线与光纤中心轴的夹角为8度。这样就实现了双通道光隔离器。

图28A为本实用新型的第三技术方案的一个具体实施例，其中：光纤端面法线与光纤中心轴的夹角为8度；左、右准直透镜为0.23节距梯度折射率透镜，其与光纤组相邻端面法线与光轴的夹角为8度；左、右变换透镜为常规球面透镜，它们的光轴重合，相邻焦点重合，焦距在10毫米之间；左隔离体部件由双折射平板6B(1)、45度法拉第旋转器6R(1)组成，右隔离体部件由、λ/2波片6R(2)、双折射平板6B(2)组成，其光学特征的相对分布由图7所示，6B(1)、6B(2)的厚度为6毫米；左、右光纤组各有两根紧靠在一起的光纤，如图28B所示。这样就实现了双通道光隔离器。

图29为本实用新型的第四技术方案的一个具体实施例，其中：光纤端面法线与光纤中心轴的夹角为8度；左上、左下准直透镜为0.23节距梯度折射率透镜，其与光纤组相邻端面法线与光轴的夹角为8度；左变换透镜为常规球面透镜，焦距在10毫米之间；左隔离体部件由双折射平板6B(1)、左上45度法拉第旋转器6R(1)组成，左下λ/2波片6R(2)组成，其光学特征的相对分布由图15所示；左、右光纤组各有两根紧靠在一起的光纤，如图28B所示，6B(1)的厚度为6毫米。这样就实现了双通道光隔离器。

Claims (10)

1.一种多通道光隔离器，其特征在于：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架、左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜、右隔离体部件、右光纤架、右光纤组，其中：

左、右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口；左光纤组中由左光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左、右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；

左、右准直透镜的焦距相同，光轴平行，其相邻焦面的一个通过中间隔离体部件成的像与另一个重合；

左光纤架使左光纤组的端面透过左隔离体部件成的两个透射像位于左准直透镜的焦面两边；右光纤架使右光纤组的左端面位于左光纤组的右端面透过左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜及右隔离体部件成的像上，并使相应光纤的端而满足物像共轭关系，还要使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。

2.根据权利要求1所述的多通道光隔离器，其特征是：所说的左隔离体部件、中间隔离体部件及右隔离体部件组成的隔离体无偏振模色散，即通过隔离体的两个互相垂直偏振分量所走的光程相等；所说的左、右隔离体部件为双折射晶体平行平板，它们的走离平面平行于准直透镜光轴，走离方向相反，走离量相同；所说的中间隔离体部件为90度非互易偏振旋转器，由λ/2波片和45度法拉弟旋转器组成；所说的光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；所说的光纤架使光纤端面与准直透镜焦面平行；所说的准直透镜或者为非球面镜，或者为梯度折射率透镜；所说的左、右光纤组中对应的光纤到对应准直透镜光轴的距离相等；两准直透镜光轴之间的距离是光纤组分布的对称中心到光轴距离的两倍。

3.一种多通道光隔离器，其特征在于：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架、左准直透镜、隔离体、右准直透镜、右光纤架、右光纤组，其中：

左、右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口；左光纤组中由左光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左、右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；

左、右准直透镜的焦距相同，光轴平行，其相邻焦面的一个通过隔离体成的两个像分别位于另一个的两边；左、右准直透镜使相邻光纤组中光纤发出的光为平行光；

右光纤架使右光纤组的左端面位于左光纤组的右端面透过左隔离体部件、左准直透镜、中间隔离体部件、右准直透镜及右隔离体部件成的像上，并使相应的端面满足物像共轭关系，还要使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。

4.根据权利要求3所述的多通道光隔离器，其特征是：所说的光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；所说的左光纤架使左光纤端面与左准直透镜焦面重合；所说的准直透镜或者为非球面镜，或者为梯度折射率透镜；所说的左、右光纤组中对应的光纤到对应准直透镜光轴的距离相等；两准直透镜光轴之间的距离是光纤组分布的对称中心到光轴距离的两倍；所说的隔离体为下列实施方式的一种：(1)隔离体为单级隔离体，它由一个45度法拉弟旋转器、两个双折射楔形镜及一个偏振色散补偿镜组成，法拉第旋转器位于两楔形镜之间，色散补偿镜位于两个楔型镜外侧的任一侧；偏振色散补偿镜为双折射晶体平行平板，其晶体光轴与工作表面平行；两个双折射楔形镜的走离平面平行且平行于透镜光轴，走离量相同，走离方向相反；偏振色散补偿镜在透镜光轴方向上的厚度与两楔形镜在透镜光轴方向上的厚度之和相等；两楔形镜晶体光轴的夹角为45度，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同；偏振色散补偿镜晶体光轴与相邻的楔形镜的晶体光轴垂直；

(2)隔离体为两级隔离体，由两个依次设置的单级隔离体组成；每个单级隔离体从左至右依次由第一双折射楔形镜、45度法拉弟旋转器及第二双折射楔形镜组成；在任一单级隔离体中，两个双折射楔形镜的走离平面平行且平行于透镜光轴，走离量相同，走离方向相反，两个双折射楔形镜的走离平面的夹角为45度，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同；第二个单级隔离体的第一楔形镜的晶体光轴与第一个单级隔离体的第二楔形镜的晶体光轴垂直；(3)隔离体为单级隔离体，它由一个45度法拉弟旋转器、两个双折射楔形镜及一个偏振色散补偿镜组成，法拉第旋转器位于两楔形镜之间；两个双折射楔形镜的走离平面平行且平行于透镜光轴，走离量相同，走离方向相反；两楔形镜晶体光轴的夹角为45度，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同。

5.一种多通道光隔离器，其特征在于：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架、左准直透镜、左隔离体部件、左变换透镜、右变换透镜、右隔离体部件、右准直透镜、右光纤架、右光纤组，其中：

左、右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口；左光纤组中由左光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左、右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；

左、右变换透镜光轴重合，焦距相同，相邻焦点重合；

左、右准直透镜焦距相同，它们使相邻光纤组中所有光纤发出的光为平行光；左、右两准直透镜的位置使左、右光纤组中相对应的光纤端面满足物像共轭关系，并使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。

6.根据权利要求5所述的多通道光隔离器，其特征是：所说的光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；所说的光纤架使相应光纤组中光纤的中心轴分布在一个圆柱面的中心轴和柱面限定的位置上，左、右光纤架上光纤中心轴分布圆柱面的半径相同；所说的左、右准直透镜为梯度折射率透镜，它们的与光纤组相邻端面的法线与透镜光轴的夹角等于光纤端面法线与光纤中心轴的夹角；左、右准直透镜相对于由左隔离体部件、左变换透镜、右变换透镜及右隔离体部件组成的系统满足物像共轭关系，即左、右准直透镜光轴满足物像共轭关系，左右准直透镜主面满足物像共轭关系，左准直透镜的主面透过左隔离体部件成的像位于左变换透镜左边距主面两倍焦距到0的区域内；所说的左隔离体部件及右隔离体部件组成的隔离体为无偏振模色散隔离体，即通过它们的平行光束中两个互相垂直偏振分量所走的光程相等；所说的左隔离体部件及右隔离体部件有下列实施方式：(1)左右隔离体部件组成单级隔离体，左、右隔离体部件或者从左至右依次由第一双折射楔形镜、45度法拉弟旋转器及第二双折射楔形镜组成，或者为偏振色散补偿镜；两个楔形镜的走离平面平行，且平行于变换透镜光轴，走离量相同，走离方向相反，两个楔形镜晶体光轴成45度角，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同；偏振色散补偿镜在透镜光轴方向上的厚度与两楔型偏振分束镜在透镜光轴方向上的厚度之和相等；偏振色散补偿镜晶体光轴与相邻的楔型偏振分束镜的晶体光轴垂直；(2)左、右隔离体部件组成单级隔离体，左、右隔离体部件从左至右依次由左偏振分束/合束镜、90度非互易旋转器及右偏振分束/合束镜组成；90度非互易旋转器由45度法拉第旋转器和λ/2波片或者组成，它使沿某个方向通过它的光的偏振方向旋转90度，而沿相反方向通过它的光偏振方向不变；其中，左偏振分束/合束镜位于左变换透镜的左边，右偏振分束/合束镜位于右变换透镜的右边，90度非互易旋转器的两个部件的位置可在左右变换透镜的两侧任意放置；左右偏振分束/合束镜为双折射晶体平行平板，它将通过它的平行光变成两个偏振方向互相垂直的且横向错开一定距离的两束平行光，或者将两个偏振方向互相垂直的且横向错开一定距离的两束平行光和成为一束光；在左、右隔离体部件中，两偏振分束/合束镜的走离平面平行，且平行于变换透镜光轴，对同一方向传播的光，两者的走离方向相反，走离量相等；(3)左、右隔离体部件组成两级隔离体，左、右隔离体部件均为一个单级隔离体，每一隔离体从左至右依次由第一双折射楔形镜、45度法拉弟旋转器及第二双折射楔形镜组成；在任一单级隔离体中，两个双折射楔形镜的走离平面平行且平行于透镜光轴，走离量相同，走离方向相反，两个双折射楔形镜的走离平面的夹角为45度，夹角方向与法拉第旋转器的旋转方向相同；第二个单级隔离体的第一楔形镜的晶体光轴与第一个单级隔离体的第二楔形镜的晶体光轴垂直；(4)左、右隔离体部件组成两级隔离体，左、右隔离体部件均为一个单级隔离体，每个单级隔离体从左至右依次由第一偏振分束/合束镜、90度非互易旋转器及第二偏振分束/合束镜组成；其中，90度非互易旋转器由45度法拉第旋转器、λ/2波片组成；两偏振分束/合束镜为双折射晶体平行平板；任一单级隔离体中，两偏振分束/合束镜晶体走离平面平行，且平行于Z轴，对同一方向传播的光，两者的走离方向相同，走离量相等；(5)左、右隔离体部件组成两级隔离体，左、右隔离体部件从左至右依次由第一偏振分束/合束镜、第一45度法拉弟旋转器、第二偏振分束/合束镜、第三偏振分束/合束镜、第二45度法拉弟旋转器及第四偏振分束/合束镜组成；这些部件可以按上述顺序任意分成两组放置在左、右变换透镜的两侧；若前三个部件放置在左变换透镜的左侧，后三个部件放置在右变换透镜的右侧，第一、四偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离量和走离方向相同；第二、三偏振分束/合束镜的走离平面垂直，且平行于变换透镜光轴，走离量相同，走离方向在第一偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；第二和第三偏振分束/合束镜的走离量为第一和第四偏振分束/合束镜的走离量的1.414倍。(6)左、右隔离体部件组成两级隔离体，左、右隔离体部件从左至右依次由第一偏振分束/合束镜、第一45度法拉弟旋转器、第二偏振分束/合束镜、λ/2波片、第三偏振分束/合束镜、第二45度法拉弟旋转器及第四偏振分束/合束镜组成；这些部件可以按上述顺序任意分成两组放置在左、右变换透镜的两侧；若前三个部件放置在左变换透镜的左侧，后三个部件放置在右变换透镜的右侧，λ/2波片任意放置，第一、三偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相反；第二、四偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相反；第一、第二偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；两法拉第旋转器的旋转方向相同；各偏振分束/合束镜的晶体光轴与变换透镜光轴夹角的大小相同，所有偏振分束/合束镜的走离量相同。(7)左、右隔离体部件组成三级隔离体，左、右隔离体部件从左至右依次由第一偏振分束/合束镜、第一45度法拉弟旋转器、第二偏振分束/合束镜、第二45度法拉弟旋转器、第三偏振分束/合束镜、第三45度法拉弟旋转器及第四偏振分束/合束镜组成；这些部件可以按上述顺序任意分成两组放置在左、右变换透镜的两侧；若前四个部件放置在左变换透镜的左侧，后三个部件放置在右变换透镜的右侧，第一、三偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相同；第二、四偏振分束/合束镜的走离平面垂直，平行于变换透镜光轴，走离方向在第一偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；第一、二法拉第旋转器的旋转方向相同，第三法拉第旋转器的方向与前两个相反；其中第一和第三偏振分束/合束镜的走离量相同，第二和第四偏振分束/合束镜的走离量相同，且为第一和第三偏振分束/合束镜的走离量的1.414倍，(8)左、右隔离体部件组成三级隔离体，左、右隔离体部件从左至右依次由第一偏振分束/合束镜、第一45度法拉弟旋转器、第二偏振分束/合束镜、90度法拉第非互易旋转器、第三偏振分束/合束镜、第三45度法拉弟旋转器及第四偏振分束/合束镜组成；90度法拉第非互易旋转器由第二45度法拉弟旋转器和λ/2波片组成，这些部件可以按上述顺序任意分成两组放置在左、右变换透镜的两侧；若前四个部件放置在左变换透镜的左侧，后四个部件放置在右变换透镜的右侧，第一、四偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相同；第二、三偏振分束/合束镜的走离平面垂直，且平行于变换透镜光轴，走离方向在第一偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相同；第一、第二偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；其中第一和第四偏振分束/合束镜的走离量相同，第一、二、三法拉第旋转器的旋转方向相同，第二和第三偏振分束/合束镜的走离量相同，且为第一和第四偏振分束/合束镜的走离量的1.414倍。

7.一种多通道光隔离器，其特征在于：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架组、左准直透镜组、左隔离体部件、左变换透镜、反射镜；以过左变换透镜光轴的某一个平面为界，左光纤组分为左上光纤组和左下光纤组，左光纤架组分为左上光纤架和左下光纤架，左准直透镜组分为左上准直透镜和左下准直透镜，左隔离体部件分为左上隔离体部件和左下隔离体部件；其中：

左上、左下光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口和截止端口，左上光纤组中由左上光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左下光纤组中由左下光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左上、左下光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；

反射镜为全反镜，其法线与左变换透镜光轴平行，反射面位于左变换透镜右边焦面上；

左上、左下准直透镜的焦距相同，它们使相邻光纤组中所有光纤发出的光为平行光；左上、左下两准直透镜的位置使左上、左下光纤组中相对应的光纤端面满足物像共轭关系，并使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。

8.根据权利要求7所述的多通道光隔离器，其特征是：所说的光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；所说的光纤架使相应光纤组中光纤的中心轴分布在一个圆柱面的中心轴和柱面限定的位置上，左上、左下光纤架上光纤中心轴分布圆柱面的半径相同；所说的左上、左下准直透镜为梯度折射率透镜，它们的与光纤组相邻端面的法线与透镜光轴的夹角等于光纤端面法线与光纤中心轴的夹角；左准直透镜组中的两透镜光轴满足物像共轭关系，主面位于物像共轭位置上；所说的左上准直透镜组中准直透镜的主面通过左隔离体部件成的像位于左变换透镜左边距主面0.7至1.3倍焦距的区域内；所说的左上隔离体部件及左下隔离体部件组成的隔离体为无偏振模色散隔离体，即通过它们的平行光束中两个互相垂直偏振分量所走的光程相等；左上、下隔离体部件有下列实施方式：(1)左上、下隔离体部件组成单级隔离体，从左至右依次由偏振分束/合束镜和90度非互易偏振旋转器组组成，偏振分束/合束镜为双折射平行平板，其走离平面与变换透镜光轴平行，90度非互易偏振旋转器组包括上旋转器和下旋转器，沿一个方向连续通过上下旋转器的光的偏振方向旋转90度，沿相反方向通过的光的偏振方向不变；上、下旋转器或者为45度法拉第旋转器，或者为λ/2波片；上、下旋转器还可以各由一个λ/2波片与一个22.5度法拉第旋转器组成，在连续光路上相当于两个λ/2波片夹着一个45度法拉第旋转器，这两个λ/2波片的一个还可以是常规玻璃或空气层；(2)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，从左至右依次由第一偏振分束/合束镜组、45度法拉弟旋转器、第二偏振分束/合束镜组组成，其中，第一、第二偏振分束/合束镜组中的上、下偏振分束/合束镜均为双折射楔形镜；在上、下任一单级隔离体中，两个楔形镜的走离平面平行于过准直透镜光轴的同一平面，两楔形镜晶体光轴在垂直于透镜光轴平面上的投影成45度角，夹角方向由法拉第旋转器的旋转方向相同；(3)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，从左至右依次由第一偏振分束/合束镜组、45度法拉第旋转器、第二偏振分束/合束镜组组成，其中，第一、第二偏振分束/合束镜组中的上下偏振分束/合束镜均为双折射平行平板偏振分束/合束镜；第一上、下偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相反；第二上、下偏振分束/合束镜的走离平面垂直，且分别平行于变换透镜光轴，走离方向在第一上、下偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相反；第一上、第二上偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；第一上、下偏振分束/合束镜的走离量相同，第二上、下偏振分束/合束镜的走离量相同，且为第一上、下偏振分束/合束镜的走离量的1.414倍；(4)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，从左至右依次由第一偏振分束/合束镜组、90度非互易旋转器、第二偏振分束/合束镜组组成；其中，第一、第二偏振分束/合束镜组中的上下偏振分束/合束镜均为双折射平行平板偏振分束/合束镜；90度非互易旋转器由上下90度非互易旋转器组成，上下90度非互易旋转器分别由45度法拉第旋转器、λ/2波片组成，它们的45度法拉第旋转器的旋转方向相同，通常为同一个旋转器；上、下任一单级隔离体中，两偏振分束/合束镜走离平面平行于过透镜光轴的同一平面，对同一方向传播的光，两者的走离方向相同，大小相等。

9.一种多通道光隔离器，其特征在于：本装置包括一个壳体及从左至右依次固定设置在壳体内的左光纤组、左光纤架组、左准直透镜组、左隔离体、左变换透镜、部分反射镜、监视部件；以过左变换透镜光轴的某一个平面为界，左光纤组分为左上光纤组和左下光纤组，左光纤架组分为左上光纤架左下光纤架，左准直透镜组分为左上准直透镜和左下准直透镜，左隔离体部件分为左上隔离体部件和左下隔离体部件；所说的监视部件由右变换透镜、右隔离体部件、右准直透镜、右光纤架及右光纤组组成；右变换透镜与左变换透镜光轴重合，焦距相同，其左焦点与左变换透镜右焦点通过部分反射镜的透射像重合；其中：

左上、左下及右光纤组中光纤的数量相同，分别为隔离器的导通端口、截止端口和监视端口，左上光纤组中由左上光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左下光纤组中由左下光纤架固定的靠近左隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；右光纤组中由右光纤架固定的靠近右隔离体的部分的所有光纤的中心轴平行，光纤组中所有光纤端面的法线平行；左上、左下及右光纤组中光纤的相对分布相同，且一一对应；所有光纤端面法线与光纤中心轴的夹角相同；

反射镜为部分反镜，其法线与左变换透镜光轴平行，反射面位于左变换透镜右边焦面上；

左上、左下及右准直透镜的焦距相同，它们使相邻光纤组中所有光纤发出的光为平行光；左上、左下及右准直透镜的位置使左上、左下及右光纤组中相对应的光纤端面满足物像共轭关系，并使这些相对应的光纤之间光能的耦合效率最高。

10.根据权利要求9所述的多通道光隔离器，其特征是：所说的光纤端面法线与光纤中心轴的夹角在5到18度之间；所说的光纤架使相应光纤组中光纤的中心轴分布在一个圆柱面的中心轴和柱面限定的位置上，左上、左下及右光纤架上光纤中心轴分布圆柱面的半径相同；所说的左上、左下及右准直透镜为梯度折射率透镜，它们的与光纤组相邻端面的法线与透镜光轴的夹角等于光纤端面法线与光纤中心轴的夹角；左准直透镜组中两个相应透镜光轴相对于左变换透镜和部分反射镜组成的系统满足物像共轭关系，且主面位于物像共轭位置上，左上和右准直透镜组中两个相应透镜光轴相对于左变换透镜和右变换透镜组成的系统满足物像共轭关系，且主面位于物像共轭位置上；所说的左准直透镜组中准直透镜的主面通过左隔离体部件成的像位于左变换透镜左边距主面0.7至1.3倍焦距的区域内；所说的左上隔离体部件及左下隔离体部件组成的隔离体为无偏振模色散隔离体，左上隔离体部件及右隔离体部件组成的隔离体为无偏振模色散隔离体，即通过它们的平行光束中两个互相垂直偏振分量所走的光程相等；左上、左下及右隔离体部件有下列实施方式：(1)左上、下隔离体部件组成单级隔离体，左上和右隔离体部件组成单级隔离体，左隔离体部件从左至右依次由左偏振分束/合束镜和左90度非互易偏振旋转器组组成，右隔离体部件从左至右依次由右偏振旋转器和右偏振分束/合束镜组成，左、右偏振分束/合束镜为双折射平行平板，其走离平面平行且与变换透镜光轴平行，走离方向相反；左90度非互易偏振旋转器组包括左上旋转器和左下旋转器，沿一个方向连续通过左上、下旋转器的光的偏振方向旋转90度，沿相反方向通过的光的偏振方向不变；左上旋转器和右偏振旋转器使沿一个方向通过的光的偏振方向旋转90度，沿相反方向通过的光的偏振方向不变；左上、左下旋转器或者为45度法拉第旋转器，或者为λ/2波片；左上、下旋转器还可以各由一个λ/2波片与一个22.5度法拉第旋转器组成，在连续光路上相当于两个λ/2波片夹着一个45度法拉第旋转器，这两个λ/2波片的一个还可以是常规玻璃或空气层；右旋转器为λ/2波片；(2)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，左上和右隔离体部件组成两级隔离体；左隔离体部件从左至右依次由左第一偏振分束/合束镜组、左45度法拉弟旋转器、左第二偏振分束/合束镜组组成，右隔离体部件从左至右依次由右第一偏振分束/合束镜、右45度法拉弟旋转器、右第二偏振分束/合束镜组成；其中，左第一、左第二偏振分束/合束镜组中的上、下偏振分束/合束镜和右第一、右第二偏振分束/合束镜均为双折射楔形镜；在左上、左下任一单级隔离体中，两个楔形镜的走离平面平行于过准直透镜光轴的同一平面，两楔形镜晶体光轴在垂直于透镜光轴平面上的投影成45度角，夹角方向由法拉第旋转器的旋转方向相同；在右隔离体部件中，两个楔形镜的走离平面平行于过准直透镜光轴的同一平面，两楔形镜晶体光轴在垂直于透镜光轴平面上的投影成45度角，夹角方向由法拉第旋转器的旋转方向相同；(3)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，左上和右隔离体部件组成两级隔离体，左隔离体部件从左至右依次由左第一偏振分束/合束镜组、左45度法拉第旋转器、左第二偏振分束/合束镜组组成，右隔离体部件从左至右依次由右第一偏振分束/合束镜、右45度法拉第旋转器、右第二偏振分束/合束镜组成；其中，左第一、左第二偏振分束/合束镜组中的上、下偏振分束/合束镜和右第一、右第二偏振分束/合束镜均为双折射平行平板偏振分束/合束镜；左第一上、下偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离方向相反；左第二上、下偏振分束/合束镜的走离平面垂直，且分别平行于变换透镜光轴，走离方向在第一上、下偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相反；左第一上、左第二上偏振分束/合束镜走离平面的夹角为45度；左第一上、下偏振分束/合束镜的走离量相同，左第二上、下偏振分束/合束镜的走离量相同，且为左第一上、下偏振分束/合束镜的走离量的1.414倍；右第一偏振分束/合束镜的走离平面与左第二上偏振分束/合束镜的走离平面垂直，且平行于变换透镜光轴，走离量相同，走离方向在左第一上偏振分束/合束镜走离方向上的投影方向相同；右第二偏振分束/合束镜的走离平面与左第一上偏振分束/合束镜的走离平面平行且平行于变换透镜光轴，走离量和走离方向相同；(4)左上、下隔离体部件组成两级隔离体，左上和右隔离体部件组成两级隔离体，左隔离体部件从左至右依次由左第一偏振分束/合束镜组、左90度非互易旋转器、左第二偏振分束/合束镜组组成，右隔离体部件从左至右依次由右第一偏振分束/合束镜、右90度非互易旋转器、由第二偏振分束/合束镜组成；其中，左第一、左第二偏振分束/合束镜组中的上、下偏振分束/合束镜和右第一、右第二偏振分束/合束镜均为双折射平行平板偏振分束/合束镜；左90度非互易旋转器由左上、左下90度非互易旋转器组成，左上、左下90度非互易旋转器分别由45度法拉第旋转器、λ/2波片组成，它们的45度法拉第旋转器的旋转方向相同，通常为同一个旋转器；右90度非互易旋转器分别由45度法拉第旋转器、λ/2波片组成；左上、左下和右隔离体中，两偏振分束/合束镜走离平面平行于过透镜光轴的同一平面，对同一方向传播的光，两者的走离方向相同，大小相等。

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