[发明专利]光隔离器

说明书

本发明是关于一种光隔离器，尤指一种在组装过程中不会产生溢胶不良且磁环长度较小的低插入损耗、低制造成本光隔离器。

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，其经过每一光学界面均会出现不同程度的反射，而反射产生的回程光可能会沿原光路返回光源，必会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。而光隔离器是一种对正向传输光具有较低插入损耗，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所示现有光隔离器包括两光纤准直装置10、隔离中心30和一金属外管40，该光纤准直装置10是由0.25节距的自聚焦透镜13(实际中多采用0.23节距)和固定光纤15的插针14组成，光纤准直装置10将光纤15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和磁环34，其中偏振器31、32可将通过的光束分成偏振方向互相垂直的o光和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32在磁场作用下，可使通过该偏振旋转晶体32的偏振光振动面发生旋转，现有光隔离器1的偏振旋转晶体32的旋光角度是45°，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°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31后，光束被分为o光和e光，其偏振方向互相垂直，当它们经过45°的偏振旋转晶体32时，出射的o光和e光的振动面各自向同一个方向旋转45°，由于第二偏振器33的光轴相对于第一偏振器31正好呈45°，所以o光和e光被第二偏振器33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，分为偏振面与第一偏振器31光轴成45°的o光和e光，当该两偏振光经45°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°，因此回射的两分离光束o光和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o光，由于o光和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光纤15，反而由第一偏振器31进一步分开成较大角度，而不能耦合进第一光纤准直装置10中，进而达到反向隔离的目的。

现有光隔离器1的光纤准直装置10是标准光纤准直器，包括一插针14、一自聚焦透镜13、一套管12和一金属内管11，该插针14和自聚焦透镜13都固定在该套管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套装在该套管12外；该隔离中心30的第一偏振器31、偏振旋转晶体32和第二偏振器33依次置于磁环34中固定。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的部份131，而将该光纤准直装置10和隔离中心30固连在一起，将该结合体和另一光纤准直装置10置于金属外管40中，调整两者的相对位置，当插入损耗和隔离度同时最佳时固定。但是，为了使该光纤准直装置10和隔离中心30固连，且各元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，如此将会提高整个光隔离器的成本，且磁环34较长而不易清洁因采用粘胶组装隔离中心30时对第一偏振器31、偏振旋转晶体32和第二偏振器33表面所造成的污染，以致增大光隔离器的插入损耗。而且在自聚焦透镜13的凸出部份131涂布粘胶固定磁环34会产生溢胶不良的现象，而对自聚焦透镜13出射表面和相邻的第一偏振器表面造成污染，而此污染难以清除，由此将破坏自聚焦透镜13出射表面的透射率，甚至缩小其出射面积，也会加大整个光隔离器的插入损耗。不仅如此，该两光纤准直装置10的插针14固定在套管12中，降低了调整光对准的灵活性。

本发明的目的在于提供一种在组装过程中不会产生溢胶不良，且便于调校光学特性及制造成本较低的低插入损耗光隔离器。