[发明专利]光隔离器

说明书

本发明是关于一种光隔离器，尤其是一种磁环长度较短，制造成本低且在组装过程中可预先清洁隔离中心晶体表面的光隔离器。

在光通信系统中，信号光在传输过程中会经过许多不同光学界面，其经过每一光学界面均会出现不同程度的反射，而反射所产生的回程光可能会沿原光路返回光源，进而造成光源工作不稳定，产生频率漂移、信号衰减变化等问题，从而影响整个光通信系统正常工作。为了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。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，用以抑制光通信系统中回程光对光源所造成的不利影响。

如图1所示，现有光隔离器1包括第一、第二光纤准直装置10、一隔离中心30及金属外管40，该光纤准直装置10是由0.25节距自聚焦透镜13(实际中多采用0.23节距)与固定光纤15的插针14组成，光纤准直装置10将光纤中传输的光束转换为平行光，以提高光器件间的耦合效率。该隔离中心30是置于第一、第二光纤准直装置10之间，包括第一偏振器33、偏振旋转晶体32、第二偏振器31及磁环34，其中偏振器31、33可将通过其的光束分成偏振方向互相垂直的o光与e光，该偏振旋转晶体32是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于磁场作用下，可使通过该偏振旋转晶体32的偏振光的振动面发生旋转，现有光隔离器偏振旋转晶体的旋光角度为45度，而该第二偏振器31的光轴与第一偏振器33的光轴相互交错成45度角。当光信号正向传输时，光信号经第一光纤准直装置10准直，进入第一偏振器33后，光束被分为o光及e光，其偏振方向互相垂直，当它们经过45度的偏振旋转晶体32时，出射o光及e光的振动面各自向同一个方向旋转45度，由于第二偏振器31的晶轴相对于第一偏振器33正好呈45度，故o光及e光被第二偏振器31折射汇聚到一起，并经第二光纤准直装置10的自聚焦透镜13耦合至输出光纤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31，分为偏振面与第一偏振器晶轴成45度的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33其性质彼此进行了相互转换，即自第二偏振器31出射的o光相对于第一偏振器变成为e光，而自第二偏振器31出射的e光相对于第一偏振器33变成为o光，由于o光e光振射率等性质的不同使得两分离光束不再沿原光路汇聚进入输入光纤，反而由第一偏振器33进一步分开成较大角度，而不能耦合进第一输入光纤15中，进而达到反向隔离的目的。

现有光隔离器1的隔离中心30是置于该两光纤准直装置10之间。该光纤准直装置10是标准光纤准直器，包括一带光纤15的插针14、一自聚焦透镜13、一套管12及一金属内管11，该插针14及自聚焦透镜13皆固定于该套管12中，且自聚焦透镜13的一部份凸伸出套管12，该金属内管11套装于该套管12外；该隔离中心30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，其中该第一偏振器31、偏振旋转晶体32及第二偏振器33依次置于磁环34中并固定。组装时，在一光纤准直装置10的自聚焦透镜13凸伸出套管12的部份131涂布胶水，将磁环34套住该涂胶部分，而将该光纤准直装置10与隔离中心30固连在一起，然后，将该结合体与另一光纤准直装置置于金属外管40中，调整两者的相对位置，当插入损耗及隔离度同时最佳时固定。但是，为了使该光纤准直装置10与隔离中心30固连，且各组件具有相对精确的定位，该磁环34需一较长的长度以方便套接自聚焦透镜13并增大调节自由度，如此需要较长的磁环将会提高整个光隔离器的成本，且组装时磁环34较长不易清洁以致增大光隔离器的插入损耗。同时，以上述方式使用黏胶固连会使得在套接过程中产生溢胶，污染透镜及相连偏振器的表面而影响整个隔离器的插入损耗。

本发明目的在于提供一种磁环长度较短，组装过程中方便再行清洁隔离中心晶体表面且制造成本低的光隔离器。