[发明专利]光学隔离器及方法

说明书

本申请公开了一种光学隔离器，包括法布里‑珀罗效应干涉片和法拉第旋光器。选定波长的光入射法布里‑珀罗效应干涉片时，满足法布里‑珀罗效应干涉条件的光透过法布里‑珀罗效应干涉片并经法拉第旋光器出射；通过光学隔离器的偏振光若被反射回光学隔离器，其通过法拉第旋光器后偏振方向与初始偏振方向正交，不再满足法布里‑珀罗效应干涉条件而被法布里‑珀罗效应干涉片反射。本申请设计的光学隔离器结构紧凑、抗光学损伤能力强、光学透过带宽窄，能够获得极佳的光学隔离效果。本申请还公开了一种光学隔离方法。

技术领域

本申请涉及光学隔离器，属于光学器件技术领域。

背景技术

光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件，其工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离。

光隔离器的特性是：正向插入损耗低，反向隔离度高，回波损耗高。光隔离器是允许光向一个方向通过而阻止向相反方向通过的无源器件，作用是对光的方向进行限制，使光只能单方向传输，通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离，提高光波传输效率。

光学隔离器在通信领域得到大量应用，而近年来随着光纤激光器的蓬勃发展，其也被广泛应用于光学保护，正因如此，隔离效果好、抗光损伤阈值高的光学隔离器成为该类器件发展的热点之一。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供一种光学隔离器，偏振光能够正向通过该光学隔离器且反向截止，尤其是窄频宽的偏振光，能更好的实现正向通过且反向截止的光学隔离。本申请设计的光学隔离器结构紧凑、抗光学损伤能力强、光学透过带宽窄，能够获得极佳的光学隔离效果。所述光学隔离器，包括法布里-珀罗效应干涉片和法拉第旋光器，光束依次垂直射入所述法布里-珀罗效应干涉片和法拉第旋光器。

光在法布里-珀罗效应干涉片上的透过率与其在法布里-珀罗效应干涉片中的光程相关，当光程满足形成法布里-珀罗效应干涉效应的条件时，光对应的透过率达到最大值。以各向异性的晶体制作法布里-珀罗效应干涉片，使得同一波长、不同偏振态的光对应的折射率不同，即它们对应的光程不同，只有光程满足法布里-珀罗效应干涉条件的偏振光对应的透过率能够达到最大值。

优选地，所述法布里-珀罗效应干涉片为各向异性光学晶体。

优选地，所述法布里-珀罗效应干涉片包括YVO₄晶体、方解石、(BBO晶体、KTP晶体、KDP晶体、LBO晶体、PbWO₄晶体中至少的一种。

作为一个优选的实施方案，所述法布里-珀罗效应干涉片具有两个平行的工作光学端面，所述工作光学端面镀有对工作波长高反射的介质膜。

优选地，所述法拉第旋光器置于与光路同方向的磁场中，所述磁场强度设置为能使通过其初次入射偏振光通过其后再次沿磁场方向入射并通过后的偏振方向与所述初次入射偏振光垂直。从而不再满足法布里-珀罗效应干涉条件，实现光学隔离。

根据本申请光学隔离器需要隔离的光线工作波长，选择各向异性光学晶体制作本申请的法布里-珀罗效应干涉片，不同偏振态的光垂直入射本申请的法布里-珀罗效应干涉片时对应的折射率不同，即不同偏振态的光对应的光程也不同。若偏振光通过法布里-珀罗效应干涉片时，不满足法布里-珀罗效应干涉条件，此时偏振光的透过率为最小值，此最小值取决于法布里-珀罗效应干涉片上介质膜的反射率；当偏振光对应的光程正好满足法布里-珀罗效应干涉条件时，由于法布里-珀罗效应干涉使得偏振光在法布里-珀罗效应干涉片上的透过率达到最大。

根据本申请光学隔离器，以具有磁光效应的光学材料制作法拉第旋光器。所述法拉第旋光器置于与光路同方向的磁场中，所述磁场强度设置为能使通过其初次入射偏振光通过其后再次沿磁场方向入射并通过后的偏振方向与所述初次入射偏振光垂直。