專利名稱：光學隔離器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及在光學系統(tǒng)中使用的光學隔離器，它可以用來防止光學系 統(tǒng)中由光源發(fā)出的光束在經(jīng)過該光學系統(tǒng)中位于光路傳播方向下游的任一光學 元件的端面反射后返回至原光源。
背景技術：
在光學通信系統(tǒng)中，信號光在傳輸過程中將經(jīng)過許多不同的光學界面，再 經(jīng)過每一個光學界面時，都會出現(xiàn)不同程度的反射，由反射所產(chǎn)生的回程光存 在著朝原光路返回光源的可能性，造成光源工作受干擾，產(chǎn)生頻率漂移、信號 衰減變化等不穩(wěn)定性問題，影響整個光學通信系統(tǒng)的正常工作。為了避免回程 光對光源等器件產(chǎn)生影響，通常用光學隔離器來抑制、減弱或者隔斷回程光， 以確保光學通信系統(tǒng)的工作質量。光學隔離器是一種對正向傳輸光具有較低的 插入損耗，而對反向傳輸光有很大衰減的非互易性光學無源器件，它可以被用 來抑制光學通信系統(tǒng)中回程光對光源所造成的負面影響。


圖1示出一種常見的光學隔離器，它包括光學準直器、光學隔離組件。光學準直器、光學隔離組件被包封于金屬套管all內腔中。金屬套管all外壁上 進一步用外套管a12包覆。光學準直器包括兩個透鏡a01、 a02和用于固定入 射/出射光纖a03、 a04的對接件a05、 a06。光學準直器將入射光纖a03和出射 光纖a04中傳輸?shù)墓馐D換為平行光，以提高光束在各器件之間的藕合效率。 光學隔離組件被置于光學準直器的兩個透鏡a01、 a02之間，它包括第一雙折 射晶體楔角片a07、法拉第旋光片a08、第二雙折射晶體楔角片a09和磁環(huán) a10。第一雙折射晶體楔角片a07和第二雙折射晶體楔角片a09可分別把通過 它們的光束分成偏振方向互相垂直的尋常光，即o光，和非尋常光，即e光。 法拉第旋光片a08利用磁光晶體的法拉第效應，即由磁光晶體制成的偏振旋轉 晶體在磁場作用下，可使通過法拉第旋光片a08的偏振光之振動面發(fā)生旋轉， 通常法拉第旋光片a08的旋光角度為45度。第一雙折射晶體楔角片a07的光 軸與第二雙折射晶體楔角片a09的光軸相互交錯成45度角。當光學信號沿
圖1所示正方向a傳輸時，該光學信號經(jīng)過位于光線入射端 的光學準直器準直后進入第一雙折射晶體楔角片a07，在第一雙折射晶體楔角 片a07中被分為其偏振方向互相垂直的o光及e光。當o光及e光穿過法拉第 旋光片a08時，它們的振動面朝同一方向各旋轉45度。由于第二雙折射晶體 楔角片a09的光軸相對于第一雙折射晶體楔角片a07的光軸正好存在一個對應于o光及e光之振動面旋轉角度的45度夾角，使得o光和e光被第二雙折射 晶體楔角片a09折射后匯聚到一起，最終經(jīng)過位于光線出射端的光學準直器之 透鏡a02準直后，被藕合至出射光纖a04中。這樣正向傳播的光束就能夠以極 小的損耗通過光學隔離器a。當光束沿
圖1所示光學隔離器a的反方向e傳輸 時，由于法拉第效應的非互易性，經(jīng)過第二雙折射晶體楔角片a09起偏后的o 光及e光被法拉第旋光片a08進一步朝原正向傳播光束的旋轉方向各自旋轉45 度，使得反向傳輸?shù)膐光及e光之振動面正好同第一雙折射晶體楔角片a07的 光軸垂直，使得反向傳輸?shù)膐光及e光不能從第一雙折射晶體楔角片a07中射 出，從而不能被耦合到入射光纖a03中，達到隔斷反向傳輸?shù)墓馐哪康摹Ｔ诠鈱W隔離器a工作過程中，光線通過第一雙折射晶體楔角片a07、法拉 第旋光片a08和第二雙折射晶體楔角片a09時，部分光能會被這些光學器件吸 收。被吸收的光能轉化為熱量后逐漸累積于前述光學器件中，導致光學隔離器 a的溫度越來越高，最終會影響法拉第旋光片a08的工作性能。實用新型內容本實用新型目的在于提供一種應用于光學系統(tǒng)中的光學隔離器。該光學隔 離器可以有效地控制自身的工作溫度，避免因其法拉第旋光片吸收光能而發(fā) 熱，以達到在高功率狀況下保持光學隔離器處于良好工作狀態(tài)的目的。按照上述目的設計的光學隔離器，包括光學準直器、光學隔離組件和半導 體制冷器。光學隔離組件包括第一雙折射晶體楔角片、法拉第旋光片、第二雙 折射晶體楔角片和永久磁鐵。光學準直器包括其主軸相互重合的兩個透鏡。光 學隔離組件位于兩個透鏡的主軸上，并且其位置介于兩個透鏡之間。光學隔離 組件同半導體制冷器的冷端之間保持熱傳導接觸。較好地，前述光學隔離器，其半導體制冷器的熱端與光學隔離器的外殼保 持熱傳導接觸。為了有效控制光學器件的工作溫度，本實用新型光學隔離器，采用半導體 制冷技術，在以法拉第旋光片為核心的光學隔離組件表面設置了半導體制冷 器。半導體制冷器與光學隔離組件之間通常采用紫銅塊作為傳熱件。這樣，當 半導體制冷器通電工作時，就可以有效地降低以法拉第旋光片為核心的光學隔 離組件的工作溫度，以保持本實用新型光學隔離器獲得適宜的工作溫度。圖面說明
圖1現(xiàn)有光學隔離器剖面結構示意圖。圖2本實用新型光學隔離器透視圖。圖3本實用新型光學隔離器結構分解透視圖一。圖4本實用新型光學隔離器結構分解透視圖二。圖5本實用新型光學隔離器之光學隔離組件透視圖。 圖6是圖5的分解透視圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細地描述本實用新型光學隔離器。在所有附圖中，相同的 標記將被用來指代相同的零部件、特征或者結構。實施例介紹過程中針對的具 體結構或零部件僅做為本領域技術人員理解本實用新型光學隔離器的參考性例 證，本領域技術人員在該技術方案的啟示下，還可以設計出不超出本實用新型 光學隔離器技術范圍和實質的各種等同或類似技術構造，由此如果用這種示例 性說明來限制本實用新型光學隔離器權利要求所囊括的保護范圍是不適宜的， 等同或類似于本實用新型光學隔離器的技術方案仍然屬于本實用新型光學隔離 器權利要求的保護范圍。而且出于簡明的需要，申請人省略了對于公知功能和 結構的描述。本領域技術人員可以參照前述背景技術部分的介紹，以增強對本 實用新型光學隔離器的理解。參見圖2、 3、 4，示出了本實用新型光學隔離器b的構造。 該光學隔離器b的組成元器件包括兩個光學準直器bl、 一個光學隔離組件 b2和一個半導體制冷器b3。單一一個光學準直器bl包括一個透鏡b101和一個對接件b102。 兩個光學準直器bl所包括的透鏡組同對接件組之間具有對應的連接方 式。下面以其中一個透鏡b101和其中一個對接件b102之間的構造方式為例， 說明透鏡組和對接件組兩者之間的連接狀態(tài)。光纖b103的一端插入第一保護套b104中，以第一保護套b104作為隔離 襯墊進一步插入到對接件b102中，使光纖b103得以通過第一保護套b104被 固定于對接件b102的內管中，并且第一保護套b104的一段也同時被插入到對 接件bl02的內管中。在對接件b102的外管壁上，依次套設了三層套管，即第 二保護套bl05、第三保護套bl06、第四保護套bl07。其中，第二保護套bl05 和第三保護套b106具有相同的軸向長度，它們在相互以軸向為基準對齊地套 置于對接件bl02的外管壁上時，其軸向一端留有用于容納透鏡b101的內管空 間。這樣，在其外壁上套設有第一保護套b104的光纖b103插入到對接件b102 內部的狀態(tài)下，對接件b102和透鏡b101就被同時固定于第二保護套b105的 內管中，并且光纖b103插入對接件b102的端頭與透鏡b101在第二保護套 b105的軸向上保持順序排列的形式，同時，光纖bl03的中軸與透鏡b101的透鏡主軸保持重合。第四保護套b107進一步的套設于第三保護套b106的外管壁 上，并保持其軸向一端超出于第三保護套b106的對應軸向端，以便第四保護 套b107能夠在插入下文描述的位于包封盒b4上的開口 b401或者b402時，使 透鏡bl01在其軸向上同光學隔離組件b2之間能夠保持一定的空間間隙。單個光學準直器bl的核心構成元件，即一個透鏡b101和一個對接件bl02 所具備的上述構造狀態(tài)，還需要進一步同第五保護套b108和第六保護套bl09 結合。亦即在第四保護套b107的外管壁上進一步套設第五保護套b108。在光 纖b103相對于插入對接件b102的方向上，在光纖b103外壁上套置第六保護 套b109。第六保護套b109的一端扣接于第五保護套b108中，相對端穿出第六 保護套b109后包覆于光纖b103的外管壁上。包括有上述透鏡b101、對接件b102、第一保護套b104、第二保護套 b105、第三保護套b106、第四保護套b107、第五保護套b108和第六保護套 b109的光學準直器bl，在完成與光纖b103的組裝后，就可以同用于包封光學 隔離組件b2的包封盒b4對接。包封盒b4是具有立方體形狀的中空盒子。其相對的兩個盒壁上分別開設 有位于同一直線上的開口 b401、 b402。在包封盒b4的外壁上對應于開口 b401、 b402的周邊，朝包封盒b4的外部延伸出用來同光學準直器bl對接的圓 管b403。在包封盒b4的另一個外壁(外壁可以是設置有開口 b401、 b402的兩 個盒壁之一，也可以是其它外壁)上，設置有供電源線出入的通孔b404。參見圖4、 5、 6，光學隔離組件b2包括第一雙折射晶體楔角片b201 (也 可稱為起偏器)、法拉第旋光片b202、第二雙折射晶體楔角片b203 (也可稱 為撿偏器)和永久磁鐵b204。第一雙折射晶體楔角片b201、法拉第旋光片 b202、第二雙折射晶體楔角片b203和永久磁鐵b204，四者被固定于紫銅塊b5 外表面。紫銅塊b5同半導體制冷器b3的制冷端保持熱傳導固定接觸。組裝光學隔離器b時，參見圖2、 3、 4、 5、 6，兩個光學準直器bl分別對 插到包封盒b4的開口 b401、 b402中，包封盒b4的圓管b403插接到在光學準 直器bl的第四保護套b107和第五保護套b108之間形成的徑向間隙內，光學 隔離組件b2通過半導體制冷器b3被固定于包封盒b4內腔中。半導體制冷器 b3的電源傳輸線b301經(jīng)通孔b404穿出到包封盒b4外部。包封盒b4用于安放 光學隔離組件b2的頂壁開口 b406由頂蓋b405封閉。光學隔離器b組裝完畢 時，第一雙折射晶體楔角片b201和第二雙折射晶體楔角片b203兩者的光軸同 光纖bl03的軸向保持垂直。
權利要求1.光學隔離器，包括光學準直器和光學隔離組件，所述光學隔離組件包括第一雙折射晶體楔角片、法拉第旋光片、第二雙折射晶體楔角片和永久磁鐵，所述光學準直器包括其主軸相互重合的兩個透鏡，所述光學隔離組件位于所述兩個透鏡的主軸上并且其位置介于所述兩個透鏡之間，其特征在于還包括半導體制冷器，所述光學隔離組件同所述半導體制冷器的冷端之間保持熱傳導接觸。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光學隔離器，其特征在于所述半導體制冷器的熱 端與所述光學隔離器的外殼保持熱傳導接觸。
專利摘要本實用新型是一種光學隔離器，包括光學準直器、光學隔離組件和半導體制冷器。光學隔離組件包括第一雙折射晶體楔角片、法拉第旋光片、第二雙折射晶體楔角片和永久磁鐵。光學準直器包括其主軸相互重合的兩個透鏡。光學隔離組件位于兩個透鏡的主軸上，并且其位置介于兩個透鏡之間。光學隔離組件同半導體制冷器的冷端之間保持熱傳導接觸。該光學隔離器可有效控制自身尤其是其法拉第組件的工作溫度，以保持光學隔離器處于良好的工作狀態(tài)。
文檔編號G02F1/01GK201166753SQ200820045079
公開日2008年12月17日 申請日期2008年3月15日 優(yōu)先權日2008年3月15日
發(fā)明者胡國絳 申請人:光庫通訊(珠海)有限公司