[发明专利]一种棱镜隔离器及光器件

说明书

本发明公开了一种棱镜隔离器及光器件，所述棱镜隔离器具有相对设置的第一通光面和第二通光面，第一通光面所在的平面和第二通光面所在的平面相交，入射到棱镜隔离器的激光器发射的第一光束的反射光能够避开激光器，入射到第二通光面的光纤发射的第二光束从第一通光面出射能够避开激光器。相比于现有技术中的光偏振隔离器，本发明提供的棱镜隔离器能够抑制激光器出射光在光路上产生的反射光回到激光器，以及隔离从光纤端的出射光进入到激光器，具有结构简单、制作工艺简单和成本低廉的优势，易于实现光器件高隔离度的小型化封装。

【技术领域】

本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种棱镜隔离器及光器件。

【背景技术】

在光发射器件中，激光器发射的激光经过光路耦合至光纤进行传输，激光经历光路中每一个器件的界面时，由于菲涅尔反射现象，都会有不同程度的返程光，激光器与光纤的耦合光能越强，返程回激光器的光能也越强，每个界面的反射光能量叠加反射，将导致激光器的谐振腔受到外界干扰，造成激光器的性能劣化，引起光纤通信的通信质量急剧下降。

在光发射接收一体的器件中，除了返程光导致激光器性能劣化外，还存在接收光路方向：从光纤出射的光，正向光路是沿着波分滤波片的反射面反射90°传输到光电探测器。然而，波分滤波片的滤波效果不能达到百分之百过滤，导致部分从光纤出射的光经波分滤波片透射到达激光器，亦会影响激光器性能的不稳定，影响光纤通信的质量。

因此，有必要在光器件的实际设计和制作中，在光路上加入抑制激光器出射激光在光路上产生的反射光或隔离从光纤端出射的光进入到激光器的光学元件。

现有技术中在光器件的光路中加入光偏振隔离器，光偏振隔离器是由偏振起偏器、法拉第旋转片、偏振检偏器和磁铁环构成。激光器发射的光经偏振起偏器起偏成线偏振光，在经过磁铁环加载磁感强度的法拉第旋转片后，线偏振光的偏振面旋转45°，再经过偏振方向同为45°的偏振检偏器而传输至光纤端面进行耦合。

而反射光即激光器发射光经光路的各光学元件界面反射回来的光，在发射光路基础上，因反射回来再次经过磁铁环加载磁感强度的法拉第旋转片后，线偏振光的偏振方向还是沿着发射光路的方向继续旋转45°，即线偏振光偏振方向总共旋转了两次成90°偏振方向了，被偏振面方向为0°的偏振起偏器阻隔，防止反射光回到激光器。

光偏振隔离器运用的是法拉第旋转片对偏振光的偏振面旋转方向只与磁感方向有关，而与光的传播方向无关的特点，因此其基本组成结构有：偏振起偏器、法拉第旋转片、偏振检偏器和磁铁环。

光偏振隔离器的制作工艺十分复杂，首先需要偏振起偏器、法拉第旋转片、偏振检偏器用胶水粘在一起形成隔离器光学片，粘接的胶水信息为行业内的高度保密信息，可见试验成本之高。

粘好的隔离器光学片再用高精度切削设备切成毫米级别的小片，再将小片用胶水粘在磁铁环上，因光偏振隔离器有单向才能通过的特性，故同时需在磁铁环上做标记，哪边是入射面，哪边是反射面。

此外，磁铁环的磁感强度、法拉第旋转片的厚度、偏振起偏器和偏振检偏器的偏振方向相对角度等都要求有非常高的精度，稍处理不当，就会引起隔离度的急剧下降，影响隔离反射光的效果。

因此，光偏振隔离器的成本十分昂贵，是光器件的降成本封装的瓶颈。光偏振隔离器对波长也十分敏感，当激光器的波长发生漂移时，会引起隔离度的迅速下降。因磁铁环的存在，光隔离的小型化封装也遇到了瓶颈，很难有所突破。此外，因磁铁环有磁性，磁铁环的消磁会导致光偏振隔离器直接失效，且在光偏振隔离器的实际生产过程及与光器件的组装过程中，磁铁环极易吸附环境中的铁屑等金属物质，引发光偏振隔离器通光面洁净度脏污的风险。最后，在光偏振隔离器安装到光器件上时，需在垂直光路传播方向上，旋转光偏振隔离器，找到与激光器偏振方向匹配最佳的角度，才能得到最大的通光功率，即与光器件的组装过程也比较繁琐。