專利名稱：光隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光隔離器，特別是涉及一種應(yīng)用于光通信系統(tǒng)，用來隔離回程光信號(hào)的光隔離器，其具有低插入損耗、高隔離度并且組裝便捷。
背景技術(shù)：
由于光信號(hào)在光通信系統(tǒng)中傳輸時(shí)會(huì)經(jīng)過多個(gè)不同的光學(xué)界面，而且在每一光學(xué)界面處都會(huì)出現(xiàn)不同程度的反射，反射產(chǎn)生的回程光可能會(huì)沿原光路傳回光源。當(dāng)回程光累積達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)引起光源工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生頻率漂移等問題，從而影響整個(gè)系統(tǒng)正常工作。因此，為了確保光通信系統(tǒng)的工作質(zhì)量，采用光隔離器來消除光纖線路中回程光的影響非常必要。
一種現(xiàn)有光隔離器可以參閱美國專利第5,446,813號(hào)(圖1參照)，該光隔離器100包括第一、第二準(zhǔn)直裝置110、120和一置于第一、第二準(zhǔn)直裝置110、120之間的隔離中心130。該隔離中心130包括第一、第二雙折射晶體131、132和置于其間的一磁光晶體133，該第一、第二雙折射晶體131、132和磁光晶體133通過粘膠結(jié)合后固定在磁環(huán)134中。組裝時(shí)，需要檢測隔離中心130的整體性能，如果符合預(yù)定要求，則將其和第一、第二準(zhǔn)直裝置110、120組裝而成光隔離器100。
請配合參閱圖2，工作時(shí)，來自第一準(zhǔn)直裝置110的光信號(hào)沿A方向透過第一雙折射晶體131時(shí)，發(fā)生雙折射現(xiàn)象，分為偏振面相互垂直的o光和e光，并且其傳輸方向由于折射效應(yīng)而偏離入射光軸，隨后磁光晶體133使得o光和e光的偏振面旋轉(zhuǎn)一特定角度(如45度)，而且使其傳輸方向再次發(fā)生偏折，進(jìn)一步拉大和入射光軸的距離，第二雙折射晶體132的光軸和第一雙折射晶體131的光軸夾角調(diào)校為該特定角度(如4 5度)，使得o光和e光通過其內(nèi)部后被匯聚成平行于入射方向的光束，并傳輸?shù)降诙?zhǔn)直裝置120。然而，該光束的軸線和入射光軸存在一較大偏移量D(當(dāng)雙折射晶體采用鈮酸鋰材料、楔角為13度時(shí)，D約為1550nm)，使得第二準(zhǔn)直裝置120需橫向偏移光軸距離D方可接收該光束而使其聚焦至輸出光纖(未標(biāo)示)，如此將使得第二準(zhǔn)直裝置120需在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以致其和隔離中心130的對(duì)準(zhǔn)耗費(fèi)工時(shí)。又，該光隔離器100的組裝需要經(jīng)歷兩次檢測工序，即隔離中心130和光隔離器100光學(xué)性能的檢測，如此將耗費(fèi)工時(shí)、降低產(chǎn)能。
另外，該光隔離器100的隔離中心130各組件通過粘膠結(jié)合，使得調(diào)節(jié)第一、第二雙折射晶體131、132的光軸夾角非常困難，如果操作不當(dāng)，造成隔離中心130各組件相對(duì)位置出現(xiàn)較大偏差，則因?yàn)楦鹘M件是通過粘膠結(jié)合的，不易拆分，以致無法再行調(diào)校第一、第二雙折射晶體131、132的角度和位置而造成其隔離度較低，并且由于粘膠熱穩(wěn)定性差，容易受溫度變化影響，烘烤制程中會(huì)產(chǎn)生溢膠現(xiàn)象，從而污染第一、第二雙折射晶體131、132和磁光晶體133，以致增加插入損耗，降低光隔離器100的整體性能。
技術(shù)內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙折射晶體光軸夾角精確可調(diào)、組裝便捷并且準(zhǔn)直裝置和隔離中心可精確對(duì)準(zhǔn)的光隔離器。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型光隔離器主要包括第一、第二光纖準(zhǔn)直裝置和置于該兩光纖準(zhǔn)直裝置之間的一隔離中心。其中，該光纖準(zhǔn)直裝置包括一具有光纖的插針和一聚焦透鏡，該隔離中心包括第一雙折射晶體、一套裝在磁環(huán)中的磁光晶體和第二雙折射晶體，該第一、第二雙折射晶體呈楔形，且分別平貼于該第一、第二準(zhǔn)直裝置的聚焦透鏡上，該隔離中心進(jìn)一步包括至少一光束位移器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型光隔離器中，由于第一、第二雙折射晶體分別和第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡緊貼，使得調(diào)校第一、第二準(zhǔn)直裝置的相對(duì)位置和角度時(shí)，可以同時(shí)調(diào)節(jié)第一、第二雙折射晶體的光軸夾角，從而精確定位該第一、第二雙折射晶體，并且可以省略檢測隔離中心性能的工序，使得組裝便捷，并且提高光隔離器的隔離度。另外，通過采用光束位移器，可以有效消除出射光和入射光的橫向偏移，便于第二準(zhǔn)直裝置和隔離中心的對(duì)準(zhǔn)，即對(duì)準(zhǔn)時(shí)只需微調(diào)第二準(zhǔn)直裝置即可，從而減少工時(shí)，而且降低插入損耗，提高光隔離器的整體光學(xué)性能。

圖1是現(xiàn)有光隔離器的剖面圖。
圖2是現(xiàn)有光隔離器隔離中心的光路圖。
圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例光隔離器的剖面圖。
圖4、圖5是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的隔離中心光路圖。
圖6是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的隔離中心光路圖。
具體實(shí)施方式請參照圖3，本實(shí)用新型第一實(shí)施例光隔離器10主要包括第一準(zhǔn)直裝置20、第二準(zhǔn)直裝置40和置于第一、第二準(zhǔn)直裝置20、40之間的一隔離中心30。
其中，該第一準(zhǔn)直裝置20包括具有光纖(未標(biāo)示)的第一插針22、第一聚焦透鏡23和一套管24，該套管24采用玻璃或其它材料制成，用以套裝保護(hù)該第一插針22和第一聚焦透鏡23，且第一聚焦透鏡23部份突伸出套管24。為了保護(hù)準(zhǔn)直裝置20，進(jìn)一步在套管24上套設(shè)一金屬套管25，其長度和套管24的長度相等。該第二準(zhǔn)直裝置40和第一準(zhǔn)直裝置20結(jié)構(gòu)相同，包括第二聚焦透鏡43。
該隔離中心30包括第一雙折射晶體31、一磁光晶體32和第二雙折射晶體33。其中，該第一、第二雙折射晶體31、33呈楔形，并且其平面分別和第一聚焦透鏡23、第二聚焦透鏡43緊貼。該磁光晶體32具特定旋轉(zhuǎn)角，其沿光傳輸方向的截面大致呈矩形，而且其兩側(cè)分別粘貼一光束位移器34后置于一磁環(huán)35內(nèi)。該磁環(huán)35兩端進(jìn)一步分別套裝第一聚焦透鏡23和第二聚焦透鏡43突伸出套管的端部。
該光束位移器34大致為一楔形晶體，光束通過其內(nèi)部將發(fā)生折射，出射光和入射光的軸線間存在一偏移量，此特性可用來調(diào)整出射光束的傳輸方向(詳后述)。
組裝時(shí)，調(diào)節(jié)第一、第二準(zhǔn)直裝置20、40以對(duì)準(zhǔn)光軸，同時(shí)調(diào)整第一、第二雙折射晶體31、33的光軸夾角，從而最佳化光隔離器10的插入耗損和隔離度，之后相對(duì)定位各組件，并且利用固持組件50套裝固持該第一、第二準(zhǔn)直裝置20、40和磁環(huán)35，該固持組件50為金屬材料制成，大致呈圓柱狀，其兩端附近均開設(shè)多個(gè)焊接孔51，供焊接固定第一、第二準(zhǔn)直裝置20、40之用。
請配合參考圖4和圖5，是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的隔離中心光路圖。正向傳輸時(shí)，入射光經(jīng)由第一聚焦透鏡23準(zhǔn)直后垂直入射至第一雙折射晶體31，分成偏振面相互垂直的o光和e光，并且其傳輸方向相對(duì)入射方向向下偏折，該o光和e光透過光束位移器34和磁光晶體32時(shí)偏振面發(fā)生變化，而且傳輸方向相對(duì)入射方向向上偏折，出射時(shí)，其傳輸方向再次發(fā)生向下偏折，使得到達(dá)第二雙折射晶體33的o光和e光的軸線位于入射光軸附近，該第二雙折射晶體33使透過其內(nèi)部的o光和e光的傳輸方向平行于入射方向，并且因?yàn)樗焦馐灰破?4對(duì)光束的偏折，使得該光束軸線和入射光軸之間僅存在一極小橫向偏移量，該光束隨后進(jìn)入第二聚焦透鏡43并匯聚至輸出光纖(未標(biāo)示)。
反向傳輸時(shí)，由于磁光晶體32的非互易性，使得自第二雙折射晶體33反射的回程光，無法經(jīng)第一雙折射晶體31匯聚到第一準(zhǔn)直裝置20，從而實(shí)現(xiàn)隔離回程光的功效。
參照圖6，是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的隔離中心光路圖，該隔離中心30’和第一實(shí)施例的隔離中心30結(jié)構(gòu)大致類似，然而，該隔離中心30’只采用一光束位移器34’，該光束位移器34’和磁光晶體32一起套裝于磁環(huán)35(如圖3所示)內(nèi)，其沿光傳輸方向的截面大致呈平行四邊形，由于其使光束產(chǎn)生的偏折方向和第一、第二雙折射晶體31、32使光束產(chǎn)生的偏折方向相反，從而可以減小出射光和入射光的橫向偏移。
另外，該光束位移器也可以采用其它形狀，只需要確保其使光束產(chǎn)生的偏折方向和雙折射晶體使光束產(chǎn)生的偏折方向相反即可。又，也可以不采用光束位移器，選擇折射率和形狀符合預(yù)定要求的磁光晶體也是可行的。
權(quán)利要求1.一種光隔離器，包括第一準(zhǔn)直裝置、第二準(zhǔn)直裝置和位于該第一、第二準(zhǔn)直裝置之間的隔離中心，該第一、第二準(zhǔn)直裝置均包括一具有光纖的插針和一聚焦透鏡，該隔離中心包括第一雙折射晶體、第二雙折射晶體和位于其間且套裝于一磁環(huán)內(nèi)的磁光晶體，其特征在于該隔離中心進(jìn)一步包括至少一光束位移器。
2.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該雙折射晶體呈楔形，且垂直面和相應(yīng)聚焦透鏡平行緊貼。
3.如權(quán)利要求2所述的光隔離器，其特征在于至少一聚焦透鏡的端部套設(shè)于磁環(huán)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該光束位移器數(shù)量為兩個(gè)，其分別置于磁光晶體兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的光隔離器，其特征在于該兩光束位移器是楔形晶體。
6.如權(quán)利要求5所述的光隔離器，其特征在于該兩光束位移器分別粘貼于磁光晶體兩側(cè)，并且一起套裝在磁環(huán)內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該光束位移器數(shù)量為一個(gè)，其置于磁光晶體和一雙折射晶體之間。
8.如權(quán)利要求7所述的光隔離器，其特征在于該光束位移器截面大致呈平行四邊形。
9.如權(quán)利要求7所述的光隔離器，其特征在于該光束位移器和磁光晶體一起套裝在一磁環(huán)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該至少一光束位移器和磁光晶體是一體，且其截面大致呈平行四邊形。
專利摘要一種光隔離器主要包括兩光纖準(zhǔn)直裝置和置于該兩光纖準(zhǔn)直裝置之間的一隔離中心。其中，該光纖準(zhǔn)直裝置包括一具有光纖的插針和一聚焦透鏡，該隔離中心包括第一雙折射晶體、一磁光晶體和第二雙折射晶體，該第一、第二雙折射晶體呈楔形，且分別平貼在該兩準(zhǔn)直裝置的聚焦透鏡上，該隔離中心進(jìn)一步包括兩光束位移器，其分別貼于該磁光晶體兩側(cè)，且一起套裝在一磁環(huán)中。
文檔編號(hào)G02F1/09GK2522900SQ0125868
公開日2002年11月27日 申請日期2001年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月15日
發(fā)明者鄧兆展, 李俊佑 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司