[发明专利]光隔离器

说明书

本发明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。

本发明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。