一种光路复用的偏振相关双级光隔离器

技术领域

本发明涉及光隔离器技术领域，特别涉及一种光路复用的偏振相关双级光隔离器。

背景技术

光隔离器是一种光学系统中只允许光单向传播的无源光学器件，其功能类似于射频系统中的单向器和二极管，无论是在空间光系统、光纤系统还是集成光学芯片中，光束在光学系统中传播时，由于菲涅尔反射、瑞利散射、自发辐射光放大等等因素，总会产生一定强度的反向传播光束，目前的光隔离器普遍是采用波片对光进行隔离，但是目前的波片在对光进行隔离时，不仅隔离效果较差，而且生产成本较高，为此我们提出一种光路复用的偏振相关双级光隔离器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光路复用的偏振相关双级光隔离器，以解决上述背景技术中提出的目前的波片在对光进行隔离时，不仅隔离效果较差，而且生产成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光路复用的偏振相关双级光隔离器，包括封装盒，所述封装盒的内壁固定连接有双尾纤准直器，所述双尾纤准直器的内壁固定连接有毛细管，所述双尾纤准直器的内壁固定连接有聚焦透镜，所述双尾纤准直器的右端固定连接有第一偏振分光元件，所述第一偏振分光元件的外表面与封装盒的内壁固定连接，所述封装盒的内侧壁固定连接有反射镜，所述封装盒的内壁固定连接有第二偏振分光元件，所述封装盒的内壁固定连接有磁致旋光元件，所述磁致旋光元件位于第一偏振分光元件和第二偏振分光元件之间。

优选的，所述毛细管的右侧面开设有两个相对称的安装孔，两个所述安装孔的内壁分别固定连接有第一保偏光纤和第二保偏光纤。

优选的，所述磁致旋光元件的左右两侧面均固定连接有固定环，两个所述固定环的外表面均与封装盒的内壁固定连接。

优选的，所述第一偏振分光元件与第二偏振分光元件为同一规格。

优选的，所述第一偏振分光元件包括：第一双折射晶体和第二双折射晶体，所述第一双折射晶体和第二双折射晶体均呈梯形体布置。

优选的，所述第一双折射晶体和第二双折射晶体相互靠近的一侧面均开设有斜面，所述第一双折射晶体的斜面和第二双折射晶体的斜面相接触。

本发明的技术效果和优点：

本发明不仅省略了波片的使用，在单级隔离的基础上，通过反射镜的设置实现反射复用型光路，不仅实现提高产品光隔离度，大大节省了成本，也使得整个光隔离器的体积更小，由于使用的是双尾准直器，光纤端口均分布在一侧，结构简单占用空间小，且更容易盘纤。

附图说明

图1为本发明结构正视图的剖视图。

图2为本发明结构毛细管侧视图的剖视图。

图3为本发明结构第一偏振分光元件的正视图。

图4为本发明的光线折射图。

图中：1、双尾纤准直器；2、第一偏振分光元件；21、第一双折射晶体；22、第二双折射晶体；3、磁致旋光元件；4、第二偏振分光元件；5、封装盒；6、毛细管；7、反射镜；8、安装孔；9、毛细管；10、聚焦透镜；11、第一保偏光纤；12、第二保偏光纤。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-4所示的一种光路复用的偏振相关双级光隔离器，包括封装盒5，封装盒5的内壁固定连接有双尾纤准直器1，双尾纤准直器1的内壁固定连接有毛细管6，双尾纤准直器1的内壁固定连接有聚焦透镜10，双尾纤准直器1的右端固定连接有第一偏振分光元件2，第一偏振分光元件2的外表面与封装盒5的内壁固定连接，封装盒5的内侧壁固定连接有反射镜7，封装盒5的内壁固定连接有第二偏振分光元件4，封装盒5的内壁固定连接有磁致旋光元件3，磁致旋光元件3位于第一偏振分光元件2和第二偏振分光元件4之间，毛细管6的右侧面开设有两个相对称的安装孔8，两个安装孔8的内壁分别固定连接有第一保偏光纤11和第二保偏光纤12，磁致旋光元件3的左右两侧面均固定连接有固定环9，两个固定环9的外表面均与封装盒5的内壁固定连接，第一偏振分光元件2与第二偏振分光元件4为同一规格，第一偏振分光元件2包括：第一双折射晶体21和第二双折射晶体22，第一双折射晶体21和第二双折射晶体22均呈梯形体布置，第一双折射晶体21和第二双折射晶体22相互靠近的一侧面均开设有斜面，第一双折射晶体21的斜面和第二双折射晶体22的斜面相接触。

在本实施例中，光正向输出时，光从双尾纤准直器1的第一保偏光纤11准直输出后，经第一偏振分光元件2后获得水平偏振光p光，p光经过磁致旋光元件3后，其偏振方向顺时针旋转45度，由于第二偏振分光元件4相对于第一偏振分光元件2旋转45度，故p光不旋光地通过第二偏振分光元件4，经过反射镜7反射，再不旋光地通过第二偏振分光元件4，经过磁致旋光元件3后变为垂直偏振光s光，通过第一偏振分光元件2后，光垂直入射耦合到双尾纤准直器的第二保偏光纤12，继而输出到外。

在本实施例中，当返回光从双尾纤准直器1内部的第二保偏光纤12入射到第一偏振分光元件2，光路垂直90度入射到第二偏振分光元件4，此时返回光再次垂直反射，且返回光为垂直偏振光s光，经过磁致旋光元件3后，s光的偏振态逆时针旋转45度，并入射到第二偏振分光元件4，通过第二偏振分光元件4角度设置，继而大部分返回光沿垂直于主光路且呈斜角度向上出射，而返回光仍有少部分垂直入射到反射镜7，此时偏振态方向同上一状态，再经反射镜7反射后，剩余光基本从第二偏振分光元件4垂直于主光路且呈斜角度向下射出到封装盒5壁上，继而实现双级隔离，提高隔离度。

在本实施例中，第一偏振分光元件2和第二偏振分光元件4采用相同的器件，下面以第一偏振分光元件2为例进行说明，第一偏振分光元件2包括第一双折射晶体21和第二双折射晶体22，第一双折射晶体21和第二双折射晶体22均呈梯形体布置，第一双折射晶体21和第二双折射晶体22均设置有斜面，两个斜面相连接后继而组成第一偏振分光元件2，即构成了渥拉斯顿棱镜，而第一双折射晶体21由钒酸钇晶体制成，第一双折射晶体21和第二双折射晶体22的光轴相互垂直，当O光、E光或非偏光入射第一偏振分光元件2时，将对应地沿O光路或E光路出射光，而第二偏振分光元件4包括两个斜面相连接的第一双折射晶体21和第二双折射晶体22，第一双折射晶体21和第二双折射晶体22的光轴相互垂直，而两个第一保偏光纤11之间的间距为143μm，两个第二保偏光纤12之间的间距为143μm，两个聚焦透镜10的曲率可均设置为R＝1.8mm，渥拉斯顿棱镜的梯形斜面的角度则需要匹配双尾准直器的角度，一般梯形斜面的角度可设置为7.8°－8.5°。

本发明工作原理：本发明为一种光路复用的偏振相关双级光隔离器，在使用时通过第一保偏光纤11将光线射入至双尾纤准直器1的内部，并且通过聚焦透镜10将光线进行集中，并且通过第一偏振分光元件2将光线进行一次折射，并且通过磁致旋光元件3和第二偏振分光元件4可以再次对光线进行折射，配合反射镜7将光线反射到封装盒5的内壁上对光线进行隔离。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。