[實用新型]一種實現光學隔離的裝置

無效

• 申請號: 201020226778.1
• 申請日: 2010-06-17
• 公開（公告）號: CN201698114U
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 底楠;趙建林
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G02F1/09
• 分類號: G02F1/09
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本實用新型涉及一種實現光學隔離的裝置，用于防止光源發出的光束經某一光學元件端面反射后重新返回光源，可應用于光學實驗及光纖通信系統中，屬于激光、光纖通信技術領域。

背景技術

在光學實驗及光纖通信等系統中，發光器件發出的光束會被下游光路的某一光學元件的端面反射并重新返回光源，造成光源頻譜展寬、噪聲增加、功率不穩、性能劣化等影響。為了保護激光器、光放大器等發光器件，消除不期望的反射光波，保證系統穩定運行，往往需要在光源輸出端后面的光路中放置一種只允許光單向傳輸的光器件，通常稱之為光隔離器。

光隔離器按偏振特性可分為兩類，即偏振相關型和偏振無關型。現有偏振相關型光隔離器主要由起偏器、法拉第旋光器和檢偏器組成(參見圖1)，檢偏器的透振方向與起偏器的透振方向成45°角，法拉第旋光器置于兩者之間。入射光通過起偏器后成為平面偏振光，再經過法拉第旋光器后其偏振面向檢偏器的透振方向旋轉45°，正好平行于檢偏器的透振方向，從而可順利通過檢偏器；出射光被下游光路中光學元件的端面部分反射后反向經過檢偏器和法拉第旋光器，由于法拉第旋光器的法拉第效應，反射光偏振面沿與入射光偏振面相同旋向的方向繼續旋轉45°而與起偏器透振方向垂直，從而使光束無法反向通過起偏器，實現隔離效果。由于法拉第旋光器對平面偏振光旋轉的角度與平面偏振光的波長及該器件所處環境的溫度有關，因此，此類光隔離器通常只能在相對較小的溫度范圍內實現上述功能。

偏振無關型光隔離器主要有位移型和楔形兩種。其基本原理是，在兩個自聚焦透鏡之間，放置一偏振分光器，將入射光束的兩個正交偏振分量(即單軸晶體中的o光和e光)作空間分離，正向通過的光束經法拉第旋光器后在另一偏振分光器處重新合成為一束光，而反向通過的光束經過偏振分光器和法拉第旋光器后不能重新合成為一束光，從而實現隔離效果。然而，只有當反向的兩個正交偏振光分量在空間分開較大距離時，才能起到隔離作用，這使得作為偏振分光器的晶體和法拉第旋光片或者楔形雙折射晶體需要有較大尺寸，從而造成器件的體積大、成本高。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本實用新型提出一種實現光學隔離的裝置，克服現有隔離器工作溫度范圍較窄的不足，同時滿足器件小型化的要求，該光隔離器能在一個較寬的溫度范圍內實現正向通光和反向隔離的功能，且實現滿足器件小型化的要求。

技術方案

一種實現光學隔離的裝置，其特征在于包括沿光軸順序而設的正向光偏振態控制組件1、隔離組件2和反向光偏振態控制組件3；所述正向光偏振態控制組件1為沿光軸順序而設的第一線偏振器11和第一四分之一波片12，且第一四分之一波片12的快軸方向與第一線偏振器11的透振方向成45°角；所述隔離組件2為沿光軸順序而設的、置于軸向磁場27中的第一高反射率反射體22、法拉第旋光器21和第二高反射率反射體23；所述的第一高反射率反射體22與第二高反射率反射體23相互平行放置，構成法布里-珀羅標準具結構；法拉第旋光器21位于所述法布里-珀羅標準具內；所述反向光偏振態控制組件3為沿光軸順序而設的第二線偏振器31和第二四分之一波片32，第二四分之一波片32的快軸方向與第一四分之一波片12的快軸方向平行，第二線偏振器31的透振方向與第一線偏振器11的透振方向垂直。

所述的第二四分之一波片32的快軸方向與第一四分之一波片12的快軸方向垂直時，第二線偏振器31的透振方向與第一線偏振器11的透振方向平行。

所述第一高反射率反射體22和第二高反射率反射體23為反射鏡或反射膜，反射率在80％以上，優選92％。

所述法拉第旋光器21由產生法拉第效應的兩端面平行拋光的磁光材料構成，所述磁光材料為釔鐵石榴石YIG、鋱鎵石榴石TGG、等高費爾德常量的磁光晶體或磁光薄膜、要求產生的法拉第旋轉角度為15°～75°。

所述法拉第旋光器21的法拉第旋轉角度為45°。