[实用新型]一种混合型光隔离器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学领域，特别涉及到一种通讯及工业用光隔离器的设计和应用。

背景技术

光隔离器在光通讯及工业激光应用领域广泛应用，是一种非互易传输光的光无源器件，用于允许正向传输光正常通过此产品，并耦合到输出波导中，同时阻止反向传输光耦合到输入波导中，造成光学系统（尤其是激光器）工作不稳定。目前实际应用中包含在线型（偏振不相关）和自由空间型（偏振相关）两类，在激光器封装中主要使用自由空间型（偏振相关）。

目前大量商用的自由空间隔离器采用两片偏振片和一片45°法拉第旋光器组成，45°法拉第放在两片偏振片之间，两片偏振片的偏振方向相差45°当光正向传输时，入射光和第一片偏振片偏振方向平行的部分通过偏振片，与偏振方向垂直的部分被偏振片吸收，通过偏振片的光进入法拉第旋光器后在法拉第旋光效应作用下旋转45°，与第二片偏振片的偏振方向正好平行，因此可以无损耗地通过第二片偏振片。当光反向传输时，与第二片偏振片偏振方向垂直的部分直接被偏振片吸收，与偏振方向平行的部分无损耗透过，然后进入法拉第旋光器；由于法拉第旋光器的旋转方向只决定于磁场方向，不会随着光的入射方向而改变，因此继续沿着和正向传输时一样的方向旋转45°到达第一偏振片，此时光的偏振态与第一偏振片的偏振方向垂直，光被第一偏振片吸收，不能投射到输入波导中。但是，此设计方案的成本较高。

因此，在采用低成本设计的同时，需要通过合理设计来保证产品的参数性能不降低，以满足实际使用要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有设计中的分别存在的成本和性能参数两方面的不足，提供了一种混合型的光隔离器。本实用新型的光隔离器设计要可以同时满足成本和性能指标两方面的使用要求。

为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种混合型光隔离器，其特征在于，该光隔离器的结构包括有沿光轴分布的一片偏振片、一片法拉第旋转器和一片双折射晶体，所述的法拉第旋转器放置于偏振片和双折射晶体中间，三者粘接为一光学体，所述双折射晶体的光轴在入射面内，该光轴与双折射晶体的表面成45°角，且该光轴和Z轴所形成的平面与偏振片的偏振方向呈45°角。

在本实用新型的混合型光隔离器中，所述的偏振片放置的位置或者为入射端、或者为出射端。

在本实用新型的混合型光隔离器中，所述的双折射晶体放置的位置或者为入射端、或者为出射端。

本实用新型属于一种混合式设计，集成了偏振片的偏振吸收和双折射晶体的横向走离这两种工作原理以实现隔离回返光的目的。本实用新型的光隔离器的结构为一片偏振片，一片法拉第旋光器和一片双折射晶体；上述三个组成结构的组装中要使光轴和z轴形成的平面与偏振片的偏振方向成45°夹角，以实现最大光隔离。通过上述结构设计，我们一方面减少了一个偏振片降低了成本，另外采用双折射晶体提高了信号传输质量，降低回波损耗。

附图说明

图1是双折射晶体的双折射特性示意图。

图2是本实用新型的混合型光隔离器的结构示意图。

图3是本实用新型的混合型光隔离器的光路原理示意图。

图4是本实用新型的混合型光隔离器的光正向传播时光偏振态的变化示意图。

图5是本实用新型的混合型光隔离器的光反向传播时光偏振态的变化示意图。

具体实施方式

下面我们结合附图和具体的实施例来对本实用新型的混合型光隔离器的结构和使用做进一步的详细阐述，以求更为清楚明白的理解本实用新型，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。

基于一般的光学原理，如图1所示，一束自然光入射于双折射晶体时，会变成两束折射光，称为e光和o光，其中o光是寻常光，沿不同方向传播速度相同。e光为非常光，e光沿不同方向传播速率不同。o光、e光都是线偏振光，o光的振动方向垂直于o光的主平面，e光的振动方向在e光的主平面内。本实用新型就是利用上述双折射晶体的横向走离原理，结合已有的偏振片对偏振光的偏振吸收原理，设计了混合型的光隔离器。

如图2所示，本实用新型的混合型光隔离器在结构上包括有沿光轴分布的一片偏振片3、一片法拉第旋转器2和一片双折射晶体1。

在本实用新型的光隔离器结构中，法拉第旋转器2放置于偏振片3和双折射晶体1中间，三者通过胶合或者光胶胶合的方式粘接成为一个光学整体性器件，也就是光隔离器。在上述的结构中，双折射晶体1的光轴在入射面内，该光轴与双折射晶体1的表面成45°角，且该光轴和Z轴所形成的平面与偏振片3的偏振方向呈45°角。其中偏振片3中双箭头为偏振方向。