[其他]高隔離度光隔離器

無效

• 申請號: 87211891
• 申請日: 1987-08-11
• 公開（公告）號: CN87211891U
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發明（設計）人: 許培英
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08
• 代理公司: 南京大學專利事務所
• 代理人: 闕如生

本發明屬于光纖技術和激光技術領域中的無源器件。

光隔離器是光路系統中只允許光單向傳輸的一種非互易器件，通稱為光單向器。在光路中，它能仰制或消除光路系統中不連續處產生的反射光對光源等系統產生不良的影響——自耦合效應和反射噪聲，使光源等系統穩定性變差，甚至無法工作。通常解決自耦合效應和反射噪聲的有效辦法，就是在光路系統中使用光隔離器。

目前，光隔離器在相干光通信、相干光傳感及光源穩頻等系統中得到了重要的應用。國內外均十分重視此項研究。國外早在七十年代以前，就在可見光及近紅外波段上進行實驗室研究，到七十年代中期后，大多在1.3微米波段上，由實驗室進入實用性階段的研究，八十年代后，主要在1.3微米及1.5微米波段上進行研究，近年來日本、美國均有產品問世。

我國從八十年代開始有不少單位對光隔離器進行研究。1986年12月我們研制出具有實用性的YOI－A型光隔離器，并進行了技術鑒定，性能指標達到國際同類產品的先進水平，在國內處于領先地位，現已小批量生產。目前使用的光隔離器幾乎全是利用旋光材料的“法拉第旋光原理”制成的，但結構上略有差異，實現技術上也有難易之分。按用途不同，有分立元件式（又稱塊狀結構式）和集成平面式兩大類，前者目前已達實用化水平。凡是利用法拉第旋轉式原理制成的光隔離器，其基本結構都是由三個基本部分組成（如圖1所示）。即由一個45°非互易法拉第轉旋器（2）和兩個互為45°方位安置的起偏器（1）與檢偏器（3）組合而成。其隔離原理如圖2所示：

圖2Ⅰ為起偏器（1）、旋轉器（2）和檢偏器（3）組成的光隔離器。

圖2Ⅱ為正向光傳輸時的情況。當輸入光（線偏振）經起偏器（1）后光偏振方位為，再經過45°旋轉器（2）后，光偏振方位為，最后經扦偏器（3）輸出時的光偏振方位為，這方位剛好差45°。

圖2Ⅲ為反向光傳輸時的情況。當反向光經扦偏器（3）后，光偏振方位為，反向光再經45°旋轉器（2）后，輸出的光偏振方位為，這時垂直于，反向光受到起偏器（1）的消光阻隔（即光閘作用），因而使反向光不能進入輸入端，這樣對輸入端來說正向光與反向光起到相互隔離的作用。

現有的光隔離器有以下缺點：

1、反向光難于達到高隔離度（如＞40dB）。其原因主要是這種結構只有單個光閘門作用，即一次消光阻隔，而且對起偏器和45°旋轉器的技術要求高，一般難以達到。

2、為了提高隔離度，常把兩只單個的光隔離器串聯起來使用，但串聯后光纖接頭多一倍，使正向損耗大，體積增大，成本提高。

本發明的目的是要研制一種能提高反向光隔離度，性能穩定，結構簡單，降低成本，使用方便的高隔離度光隔離器。

本發明的技術實施方案及結構原理參照圖3和圖4。其結構是在現有光隔離器的輸入端串接上一個起偏器，與原來的起偏器組合成一個復合起偏器（8），兩只起偏器的起偏方位相同，而串接上去的起偏器、的消光比應大于原起偏器的消光比，串接的起偏器消光比大，則消光隔離效果就更好。復合起偏器也可把兩個起偏器設計成一個整體，而構成一個微型復合起偏器。然后將復合起偏器（8）與45°旋轉器（9）和檢偏器（10）串接膠合成一個整體，其中復合起偏器（8）和檢偏器（10）的起偏方位相差45°，最后將膠合好的整體安置固定在一個園柱形的殼體（11）內，殼體兩端中心軸線上各有一個通光園孔（12）。其工作原理參見圖4，I為光隔離器（由復合起偏器（8）、45°旋轉器（9）和檢偏器（10）組成）；Ⅱ為正向傳輸過程中的光偏振狀態，當正向光輸入時的光偏振方位為，光經復合起偏器（8）后，光偏振方位為，再經45°旋轉器（9）后，光偏振方位為，最后光經檢偏器（10）輸出，光偏振方法不變，即為，這時與剛好相差45°方位。當反向光傳輸時（圖4Ⅲ），光偏振方位為，光經檢偏器（10）后，光偏振方位為（與同方位，光再經45°旋轉器（9），光偏振方位為，這時與方位相差90°，光最后進入復合起偏器（8）受到兩次消光阻隔，從而使其反向隔離度比現有的光隔離度提高一倍以上。

本發明與現有光隔離器相比具有高隔離度的特點，在一般情況下可提高反向光隔離度一倍以上，且串接上去的起偏器的消光比大，則反向光隔離效果就更好。與兩個單獨的光隔離器分別串聯使用相比，具有接頭少，性能好，結構簡單，成本降低，使用方便等優點。

附圖說明：

圖1，現有光隔離器剖面結構示意圖

A為剖面正視圖

1——起偏器

2——45°旋轉器

3——檢偏器

4——殼體

5——通光園孔

B為側視圖