[其他]高隔离度光隔离器

说明书

本发明属于光纤技术和激光技术领域中的无源器件。

光隔离器是光路系统中只允许光单向传输的一种非互易器件，通称为光单向器。在光路中，它能仰制或消除光路系统中不连续处产生的反射光对光源等系统产生不良的影响——自耦合效应和反射噪声，使光源等系统稳定性变差，甚至无法工作。通常解决自耦合效应和反射噪声的有效办法，就是在光路系统中使用光隔离器。

目前，光隔离器在相干光通信、相干光传感及光源稳频等系统中得到了重要的应用。国内外均十分重视此项研究。国外早在七十年代以前，就在可见光及近红外波段上进行实验室研究，到七十年代中期后，大多在1.3微米波段上，由实验室进入实用性阶段的研究，八十年代后，主要在1.3微米及1.5微米波段上进行研究，近年来日本、美国均有产品问世。

我国从八十年代开始有不少单位对光隔离器进行研究。1986年12月我们研制出具有实用性的YOI－A型光隔离器，并进行了技术鉴定，性能指标达到国际同类产品的先进水平，在国内处于领先地位，现已小批量生产。目前使用的光隔离器几乎全是利用旋光材料的“法拉第旋光原理”制成的，但结构上略有差异，实现技术上也有难易之分。按用途不同，有分立元件式（又称块状结构式）和集成平面式两大类，前者目前已达实用化水平。凡是利用法拉第旋转式原理制成的光隔离器，其基本结构都是由三个基本部分组成（如图1所示）。即由一个45°非互易法拉第转旋器（2）和两个互为45°方位安置的起偏器（1）与检偏器（3）组合而成。其隔离原理如图2所示：

图2Ⅰ为起偏器（1）、旋转器（2）和检偏器（3）组成的光隔离器。

图2Ⅱ为正向光传输时的情况。当输入光（线偏振）经起偏器（1）后光偏振方位为，再经过45°旋转器（2）后，光偏振方位为，最后经扦偏器（3）输出时的光偏振方位为，这方位刚好差45°。

图2Ⅲ为反向光传输时的情况。当反向光经扦偏器（3）后，光偏振方位为，反向光再经45°旋转器（2）后，输出的光偏振方位为，这时垂直于，反向光受到起偏器（1）的消光阻隔（即光闸作用），因而使反向光不能进入输入端，这样对输入端来说正向光与反向光起到相互隔离的作用。

现有的光隔离器有以下缺点：

1、反向光难于达到高隔离度（如＞40dB）。其原因主要是这种结构只有单个光闸门作用，即一次消光阻隔，而且对起偏器和45°旋转器的技术要求高，一般难以达到。

2、为了提高隔离度，常把两只单个的光隔离器串联起来使用，但串联后光纤接头多一倍，使正向损耗大，体积增大，成本提高。

本发明的目的是要研制一种能提高反向光隔离度，性能稳定，结构简单，降低成本，使用方便的高隔离度光隔离器。

本发明的技术实施方案及结构原理参照图3和图4。其结构是在现有光隔离器的输入端串接上一个起偏器，与原来的起偏器组合成一个复合起偏器（8），两只起偏器的起偏方位相同，而串接上去的起偏器、的消光比应大于原起偏器的消光比，串接的起偏器消光比大，则消光隔离效果就更好。复合起偏器也可把两个起偏器设计成一个整体，而构成一个微型复合起偏器。然后将复合起偏器（8）与45°旋转器（9）和检偏器（10）串接胶合成一个整体，其中复合起偏器（8）和检偏器（10）的起偏方位相差45°，最后将胶合好的整体安置固定在一个园柱形的壳体（11）内，壳体两端中心轴线上各有一个通光园孔（12）。其工作原理参见图4，I为光隔离器（由复合起偏器（8）、45°旋转器（9）和检偏器（10）组成）；Ⅱ为正向传输过程中的光偏振状态，当正向光输入时的光偏振方位为，光经复合起偏器（8）后，光偏振方位为，再经45°旋转器（9）后，光偏振方位为，最后光经检偏器（10）输出，光偏振方法不变，即为，这时与刚好相差45°方位。当反向光传输时（图4Ⅲ），光偏振方位为，光经检偏器（10）后，光偏振方位为（与同方位，光再经45°旋转器（9），光偏振方位为，这时与方位相差90°，光最后进入复合起偏器（8）受到两次消光阻隔，从而使其反向隔离度比现有的光隔离度提高一倍以上。

本发明与现有光隔离器相比具有高隔离度的特点，在一般情况下可提高反向光隔离度一倍以上，且串接上去的起偏器的消光比大，则反向光隔离效果就更好。与两个单独的光隔离器分别串联使用相比，具有接头少，性能好，结构简单，成本降低，使用方便等优点。

附图说明：

图1，现有光隔离器剖面结构示意图

A为剖面正视图

1——起偏器

2——45°旋转器

3——检偏器

4——壳体

5——通光园孔

B为侧视图