一种偏振相关反射式隔离器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种偏振相关反射式隔离器，包括同轴依次设置的双尾准直器、沃拉斯顿棱镜结构、位移晶体、1/4波片与反射镜，还包括依次设于所述沃拉斯顿棱镜结构与位移晶体之间的法拉第旋光器与1/2波片，法拉第旋光器与1/2波片覆盖所述沃拉斯顿棱镜结构下方一半的光路。本实用新型专利技术采用全新的光路设计实现隔离器的功能，input和output位于同侧有助于更大程度的缩减整体器件的尺寸，使器件向小型化方向发展。向发展。向发展。

【技术实现步骤摘要】
一种偏振相关反射式隔离器


[0001]本技术涉及一种偏振相关隔离器。

技术介绍

[0002]传统偏振相关隔离器采用通用的在线封装方式，如图1所示，通过一对准直器11、12的耦合，来实现光路的传输。中间结构是隔离器芯13，是在线式隔离器的核心功能件，由第一Wedge131，法拉第旋光器132，第二Wedge133组合而成。Wedge是一种双折射晶体。准直器11、12、隔离器芯13的组合造就了隔离器正向通光，反向隔离的功能。图1示意了隔离器对正向通光光路偏振态的选择，由图可见，光路A1是正常通光情况下的光路，即光线正常耦合进入出射端的纤芯位置，其他光路如光路A2则会被截止，即最终没有耦合进入出射端纤芯位置。图2示意了传统偏振相关隔离器反向隔离光路。由原本出射端纤芯反射回来的光线依次通过准直器12、隔离器芯13、准直器11后，最终被隔离，即光路最终没有被耦合进入原本的入射端纤芯位置，而是耦合在了纤芯的上下方位置(右边十字中心为纤芯位置)。
[0003]上述隔离器的不足之处有：
①
进出端分别为独立准直器设计，整体尺寸偏长，设计上不利于器件向小型化方向发展；
②
整体光路单一，对光学材料的利用率不高，尤其是法拉第旋光材料(即法拉第旋光器132的法拉第片)；
③
偏振相关结构隔离器芯13在调试光路时需要将进出端准直器与隔离器芯的光轴(Input准直器11的轴向需要与第一Wedge131的光轴对位，Output准直器12的轴向需要与第二Wedge133的轴向对位)对位来实现偏振相关的功能，整个调试过程繁琐，不利于产品量产。

技术实现思路

[0004]本技术的专利技术目的是，提供一种采用全新的光路设计实现隔离器功能，有利于器件小型化，而且光学材料利用率高，调试过程简单的偏振相关隔离器。
[0005]本技术的专利技术目的通过如下技术方案实现：一种偏振相关反射式隔离器，包括同轴依次设置的双尾准直器、沃拉斯顿棱镜结构、位移晶体、1/4波片与反射镜，还包括依次设于所述沃拉斯顿棱镜结构与位移晶体之间的法拉第旋光器与1/2波片，法拉第旋光器与1/2波片覆盖所述沃拉斯顿棱镜结构下方一半的光路；
[0006]所述双尾准直器为本隔离器的进出端复用准直系统，其包括两根具有一定光轴对位关系的光纤，光线由其中一根光纤进入本隔离器后，输出到所述沃拉斯顿棱镜结构进行偏振态选择，选择其中一偏振态通过，另一垂直偏振态截止，被选择的偏振态依次通过法拉第旋光器与1/2波片、位移晶体、1/4波片后，到达所述反射镜的中心位置，经反射后，按设计光路依次通过1/4波片、位移晶体，并由上方越过所述法拉第旋光器与1/2波片后穿过所述沃拉斯顿棱镜结构，然后通过所述双尾准直器的另一根光纤输出本隔离器。
[0007]所述沃拉斯顿棱镜结构由两个光轴方向正交的双折射晶体构成；入射光线方向由左向右时，从左到右，第一个双折射晶体光轴方向平行于X轴，第二个双折射晶体光轴方向平行于Y轴；其中，X轴、Y轴、Z轴正向分别为竖直向上、垂直向外和垂直向右。
[0008]所述1/2波片与法拉第旋光器的法拉第片相贴设置，且所述1/2波片光轴在XY平面内，位于第一象限的部分与X或Y轴夹角为22.5度。
[0009]所述位移晶体的光轴在XZ平面内，位于第二象限的部分与X轴或Z轴夹角为45度，其两端面与XY平面的夹角为5.74度。
[0010]所述1/4波片的光轴在XY平面，位于第一象限的部分与X或Y轴夹角45度。
[0011]有益效果：
[0012]1)本技术突破常规的隔离器设计，采用全新的光路设计实现隔离器功能；
[0013]2)本技术进出端准直器位于同侧，是折叠结构有利于光纤的盘纤及小型化需求；
[0014]3)本技术采用反射式光路，对法拉第片和透镜进行了复用，光学材料得到最大程度的利用；
[0015]4)本技术调试过程简单，利于产品量产。
附图说明
[0016]图1为传统偏振相关隔离器正向通光光路示意图；
[0017]图2为传统偏振相关隔离器反向隔离光路示意图；
[0018]图3为本技术优选实施例的正向通光偏振态传输光路示意图；
[0019]图4为本技术优选实施例的反向隔离偏振态传输光路示意图；
[0020]图5为双尾准直器及光纤对位结构示意图。
具体实施方式
[0021]本实施例涉及一种偏振相关反射式隔离器，其光路结构示意图如图3、4所示，由左到右依次为双尾准直器(Dual
‑
collimator)31、沃拉斯顿棱镜结构(Wollaston prism)32、法拉第旋光器(Faraday Rotator)33+1/2波片(1/2wave plate)34、位移晶体(Displacement crystal)35、1/4波片(1/4wave plate)36+反射镜(Mirror)37。
[0022]双尾准直器(Dual
‑
collimator)31：在本实施例中，其为本实施例隔离器的进出端复用准直系统，用于传输信号光，其包括两根光纤，两根光纤共用1个c
‑
lens，设计上会将两根光纤设置一定的光轴对位关系，如图5所示，目的是为后续与隔离器芯的轴向匹配。
[0023]沃拉斯顿棱镜结构(Wollaston prism)32：由两个光轴方向正交的双折射晶体构成，用来实现选择某一偏振态通过，另一垂直偏振态截止。从左到右，第一个双折射晶体光轴方向平行于X轴，第二个双折射晶体光轴方向平行于Y轴。
[0024]法拉第旋光器(Faraday Rotator)33+1/2波片(1/2wave plate)34：用于实现非互易的偏振旋转功能，即光路从Input到Output实现损耗功能的过程中，其功能是将输入偏振态由0
°
变成逆时针45
°
(经过法拉第旋光器)，再变成0
°
；而从Output到input实现隔离功能的过程中，其功能是将反向输入偏振态由0
°
变成逆时针45
°
(经1/2波片)，再变成90
°
(法拉第旋光器再次逆时针旋转45
°
)。本实施例中，1/2波片34与法拉第旋光器33的法拉第片相贴设置。1/2波片光轴在XY平面内，位于第一象限的部分与X或Y轴夹角为22.5度。
[0025]位移晶体(Displacement crystal)35：利用双折射晶体的功能实现光路路由功能，即P偏振与S偏振在晶体内传输的路径不同，即实现光信号的路由。其光轴在XZ平面，位
于第二象限的部分与X轴或Z轴夹角为45度。其两端面与XY平面的夹角为5.74度，从而使被选择光路经反射镜反射后沿隔离器的中轴对称。
[0026]1/4波片(1/4wave plate)36+反射镜(Mirror)37本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏振相关反射式隔离器，其特征在于，包括同轴依次设置的双尾准直器、沃拉斯顿棱镜结构、位移晶体、1/4波片与反射镜，还包括依次设于所述沃拉斯顿棱镜结构与位移晶体之间的法拉第旋光器与1/2波片，法拉第旋光器与1/2波片覆盖所述沃拉斯顿棱镜结构下方一半的光路；所述双尾准直器为本隔离器的进出端复用准直系统，其包括两根具有一定光轴对位关系的光纤，光线由其中一根光纤进入本隔离器后，输出到所述沃拉斯顿棱镜结构进行偏振态选择，选择其中一偏振态通过，另一垂直偏振态截止，被选择的偏振态依次通过法拉第旋光器与1/2波片、位移晶体、1/4波片后，到达所述反射镜的中心位置，经反射后，按设计光路依次通过1/4波片、位移晶体，并由上方越过所述法拉第旋光器与1/2波片后穿过所述沃拉斯顿棱镜结构，然后通过所述双尾准直器的另一根光纤输出本隔离器。2.根据权利要求1所述的偏振...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟强，孙先胜，黄奇，肖新亮，卢金龙，胡彦斌，赵希，郝婷，
申请(专利权)人：珠海光库科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：