[實用新型]一種自由空間偏振相關型光隔離器

有效

• 申請號: 201220215461.7
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN202649637U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 黃玫瑰;林玲
• 申請（專利權）人: 福建華科光電有限公司
• 主分類號: G02F1/09
• 分類號: G02F1/09
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 宋連梅

【技術領域】

本實用新型涉及一種光學領域，特別指一種自由空間偏振相關型光隔離器。

【背景技術】

光隔離器在光通訊及工業激光應用領域廣泛應用，是一種非互易傳輸光的光無源器件，用于允許正向傳輸光正常通過此產品，并耦合到輸出波導中，同時阻止反向傳輸光耦合到輸入波導中，造成光學系統工作不穩定。光隔離器按其使用的環境分為在線型和自由空間型兩大類，按其偏振特性可分為偏振相關型和偏振無關型。一般自由空間型的偏振相關隔離器應用多些，主要用在有源器件的封裝中。

目前，大量商用的自由空間隔離器采用兩片偏振片和一片45°法拉第旋光器組成，45°法拉第旋光器放在兩片偏振片之間，兩片偏振片的偏振方向相差45°。當光正向傳輸時，入射光和第一片偏振片偏振方向平行的部分通過偏振片，與偏振方向垂直的部分被偏振片吸收，通過偏振片的光進入法拉第旋光器后在法拉第旋光效應作用下旋轉45°，與第二片偏振片的偏振方向正好平行，因此可以無損耗地通過第二片偏振片。當光反向傳輸時，與第二片偏振片偏振方向垂直的部分直接被偏振片吸收，與偏振方向平行的部分無損耗透過，然后進入法拉第旋光器；由于法拉第旋光器的旋轉方向只決定于磁場方向，不會隨著光的入射方向而改變，因此繼續沿著正向傳輸時一樣的方向旋轉45°到達第一偏振片，此時光的偏振態與第一偏振片的偏振方向垂直，光被第一偏振片吸收，不能投射到輸入波導中。但是，此結構的自由空間隔離器體積大且成本較高。

具有形狀雙折射（form?birefringence）特性的介質薄膜可通過真空制備獲得。同時,通過系列化地控制薄膜的生長條件,如周期性地改變基片在真空艙內的傾斜度和旋轉角度等,可獲得一個雙折射薄膜系列。對于垂直入射光,該系列中雙折射薄膜對沿某一方向偏振的光有同一折射率,而對與該方向成直角偏振的光有高低折射率間隔。因此,通過控制薄膜系列中每個膜層的厚度及其雙折射率,可使沿有同一折射率方向入射的偏振光透過該薄膜系列,而沿有高低折射率方向入射的偏振光則被該薄膜系列反射。例如,參見Hodgkinson等“Serial?bideposition?of?anisotropic?thin?films?with?enhanced?linear?birefringence”,Applied?Optics,38,3621(1999)（“具有增強線性雙折射效應各向異性薄膜的系列二次制備方法”，應用光學，38,3621(1999)）。

【實用新型內容】

本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種性能指標較高，成本較低和體積較小的集成型自由空間偏振相關型光隔離器裝置。

本實用新型是這樣實現的：一種自由空間偏振相關型光隔離器，其包括一片45°法拉第旋轉器、入射偏振薄膜以及出射偏振薄膜，所述45°法拉第旋轉器沿光軸分布，所述入射偏振薄膜制備于該法拉第旋轉器入射面，出射偏振薄膜制備于該法拉第旋轉器的出射面，所述入射偏振薄膜以及出射偏振薄膜的偏振方向垂直于Z軸，且所述入射偏振薄膜與出射偏振薄膜的偏振方向繞Z軸旋轉45°平行。其中，所述入射偏振薄膜和出射偏振薄膜是由一系列的對沿x-方向的偏振光有同一折射率,而對沿y-方向的偏振光為高低折射率間隔的膜層組成。

本實用新型的優點在于：本實用新型自由空間偏振相關型光隔離器使用可一次性制備的平面偏振薄膜來代替偏振片作為起偏元件，以實現隔離回返光的目的。在本實用新型自由空間偏振相關型光隔離器中，偏振薄膜直接制備于法拉第旋轉器上，成為一個集成光學體，不僅降低了成本，還減小了光隔離器的體積。

【附圖說明】

下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。

圖1是本實用新型入射偏振薄膜和出射偏振薄膜的沿x-方向光和沿y-方向光透過率的示意圖。

圖2是本實用新型自由空間偏振相關型光隔離器的結構示意圖，并顯示正向入射光的偏振態。

圖3是本實用新型自由空間偏振相關型光隔離器的結構示意圖，并顯示反向入射光的偏振態。

【具體實施方式】

請參閱圖1至圖3所示，本實用新型自由空間偏振相關型光隔離器包括一片45°法拉第旋轉器1、入射偏振薄膜2以及出射偏振薄膜3，所述45°法拉第旋轉器1沿Z軸分布，所述入射偏振薄膜2制備于該法拉第旋轉器1入射面，出射偏振薄膜3制備于該法拉第旋轉器1的出射面，所述入射偏振薄膜2以及出射偏振薄膜3的偏振方向垂直于Z軸，且所述入射偏振薄膜2與出射偏振薄膜3的偏振方向繞Z軸旋轉45°平行。