專利名稱：一種自由空間的偏振相關(guān)型隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光纖通訊技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于光收發(fā)模塊中的一種自由 空間的偏振相關(guān)型隔離器。
背景技術(shù)：
光隔離器是最早應(yīng)用于光通信的微光學(xué)器件之一，其主要作用是使正向傳輸?shù)?光通過，反向傳輸?shù)墓飧綦x。隔離器若按其使用的環(huán)境分為在線型和自由空間型兩大類；隔 離器還可按偏振相關(guān)和偏振無關(guān)來分類，在線型和自由空間型兩種都有包括， 一般自由空間 型的偏振相關(guān)型隔離器應(yīng)用較多，主要用在有源器件的封裝內(nèi)。目前，偏振相關(guān)型隔離器的一般性原理可描述如下主要結(jié)構(gòu)由偏振器(一般采用LN 楔角片或YV04楔角片，光軸位置為垂直的)，45°法拉第旋轉(zhuǎn)器(一般采用BIG或YIG晶 體)和另一偏振器(材料與前項(xiàng)偏振器相同，光軸位置相對為45° )，其基本原理是正向 傳輸時(shí)，光從入射準(zhǔn)直器發(fā)射通過前項(xiàng)偏振器和45°法拉第旋轉(zhuǎn)器后進(jìn)入另一偏振器，由于 另一偏振器的光軸剛好為45。反向，偏振光就如同經(jīng)過一個(gè)平板一樣進(jìn)入接收準(zhǔn)直器；當(dāng)光 反向傳輸時(shí)由于法拉第旋轉(zhuǎn)器的作用使得通過法拉第旋轉(zhuǎn)器后光偏振態(tài)方向與前項(xiàng)偏振器光 軸垂直，因此反向傳輸時(shí)，光就如同通過一個(gè)渥納斯頓棱鏡，使得o光和e光分離一定的角 度，光線不能進(jìn)入準(zhǔn)直器，起到對光隔離的作用。該結(jié)構(gòu)存在有自由空間隔離器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 體積大，不易于集成在光收發(fā)模塊中，成本高等缺陷。實(shí)用新型內(nèi)容 本實(shí)用新型的目的是提供一種體積小且成本低的自由空間的偏振相關(guān)型隔離幾 肉研o本實(shí)用新型解決以上技術(shù)問題采用的方案是隔離器由雙折射晶體和四分之一波片組成， 其中雙折射晶體的光軸平行于入射面，并且與雙折射晶體的入射表面形成銳角，四分之一波 片的光軸方向與垂直入射到雙折射晶體上的光在出射時(shí)的o光的偏振態(tài)成45°角。所述的雙折射晶體和四分之一波片，二者之間通過光學(xué)接觸或者膠粘接的方式組合成一 光學(xué)體。雙折射晶體的光軸與雙折射晶體表面形成的角度大于0°且小于90° ，其中最佳角度為 45° 。當(dāng)采用上述結(jié)構(gòu)后，初始偏振光以偏振方向與四分之一波片光軸成45°的方向兩次經(jīng)過四分之一波片后其偏振態(tài)會(huì)旋轉(zhuǎn)90° ，(即偏振方向會(huì)與原來的偏振方向垂直)，再經(jīng)過雙折射晶體的光軸與雙折射晶體表面成一定夾角的雙折射晶體構(gòu)成'的偏振分束器后，其傳播方向與原方向有一定夾角，使得回返光與入射光發(fā)生一定的橫向位移，回返光不能進(jìn)入發(fā)光元件內(nèi)部，起到隔離器的作用，即使得發(fā)光元件發(fā)出的線偏振光正向通過，反向截至。本實(shí)用新型可以通過調(diào)整雙折射晶體的光軸方向以及晶體的厚度來控制回返光在出射晶 體時(shí)偏離正向光的橫向走離位移，具有偏振分束器的作用，改變晶體光軸方向，即可改變e 光的走離角，在入射光垂直入射時(shí)，當(dāng)光軸與晶體表面的夾角為e時(shí)，對應(yīng)的走離角為a， 根據(jù)單軸晶體的折射規(guī)律，有公式(1)，而e光和o光的橫向位移為dXtga,d為晶體通光方向的厚度；當(dāng)tge:nyn。時(shí)，a角有最大值a arctan "e —"° 。為了加工方便0角度選45° ，入射光線選擇垂直入射，也可以斜入射，妙=2 " -"；) si譜。"。sin P + we cos P本實(shí)用新型的有益效果是由于本實(shí)用新型的雙折射晶體的光軸可以在入射面內(nèi)并與晶 體的表面成一夾角，使得入射到晶體內(nèi)的不同偏振態(tài)的光發(fā)生橫向走離的其他角度，形成自 由空間的偏振隔離器。該隔離器與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有自由空間大、且結(jié)構(gòu)簡單、體積小的 特點(diǎn)，易于集成在光收發(fā)模塊中，確保隔絕回返光對發(fā)光元件的影響，使得光收發(fā)器的成本 低、性價(jià)比提高。



以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述圖1是本實(shí)用新型隔離器的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型隔離器的左視光路示意圖；圖3是本實(shí)用新型光路原理示意圖。圖4是本實(shí)用新型的一種具體的實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1或2所示，本實(shí)用新型隔離器2由雙折射晶體21和四分之一波片22組成，二者 之間可通過光學(xué)接觸或者膠粘接的方式組合成一光學(xué)體。其中雙折射晶體21的光軸211平行 于入射面，并且與雙折射晶體21的入射表面形成銳角，其角度大于0°且小于90° ，為加工 方便取45°角最佳。四分之一波片22的光軸221方向與垂直入射到雙折射晶體上的光在出 射時(shí)的o的偏振態(tài)成45。角，同時(shí)可以取四分之一波片22的光軸221方向與雙折射晶體21 的光軸211方向成45。。如圖3所示，c為四分之一波片的光軸，p方向?yàn)槿肷涞剿姆种徊ㄆ墓獾钠穹较颉?進(jìn)入四分之一波片后，p方向的偏振光分解為o光和e光，四分之一波片使線偏光變?yōu)閳A偏 光，當(dāng)逆向光再次通過四分之一波片時(shí)，又由圓偏光變?yōu)榫€偏光，且偏振方向與之前的p方 向垂直，再次進(jìn)入雙折射晶體后以e光傳播。如圖4所示，本實(shí)用新型裝置于光發(fā)射器中，本實(shí)用新型隔離器2設(shè)置于LD光源1和耦合 系統(tǒng)3之間，耦合系統(tǒng)3的另一端為光纖4。 LD光源1輸出偏振光垂直入射到雙折射晶體21表面后，在晶體內(nèi)以o光傳播，通過四分之一波片22后，線偏光變?yōu)閳A偏光(左旋，或右旋)，經(jīng)后續(xù)元件反射之后，回返光的圓偏光的旋進(jìn)方向較正向時(shí)發(fā)生改變(左旋變右旋，或右旋變左旋)，再經(jīng)過一次四分之一波片22后，回返光的偏振態(tài)方向較正向傳輸時(shí)發(fā)生了90。的 偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入雙折射晶體21后以e光傳播，其傳播方向較正向時(shí)光的傳播方向有一走離角度， 由于雙折射晶體21有一定厚度，這樣光傳播一段距離后橫向偏移，回返光不能再沿原路返回 至發(fā)光元件，起到了隔離作用。
權(quán)利要求1. 一種自由空間的偏振相關(guān)型隔離器，由雙折射晶體和四分之一波片組成，其特征是雙折射晶體的光軸平行于入射面，并且與雙折射晶體的入射表面形成銳角，四分之一波片的光軸方向與垂直入射到雙折射晶體上的光在出射時(shí)的o光的偏振態(tài)成45°角。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種自由空間的偏振相關(guān)型隔離器，其特征是其雙折射晶體 的光軸與雙折射晶體表面所成角度大于(T且小于90° 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自由空間的偏振相關(guān)型隔離器，其特征是其雙折射晶體 的光軸與雙折射晶體表面所成最佳角度為45° 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的一種自由空間的偏振相關(guān)型隔離器，其特征是其雙 折射晶體和四分之一波片由光學(xué)接觸或者膠粘接形成一體。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自由空間的偏振相關(guān)型隔離器，由雙折射晶體和四分之一波片組成，其中其中雙折射晶體的光軸平行于入射面，并且與雙折射晶體的入射表面形成銳角，四分之一波片的光軸方向與垂直入射到雙折射晶體上的光在出射時(shí)的o光的偏振態(tài)成45°角，采用以上結(jié)構(gòu)，初始偏振光以偏振方向與四分之一波片光軸成45°的方向兩次經(jīng)過四分之一波片后其偏振態(tài)會(huì)旋轉(zhuǎn)90°，再經(jīng)過雙折射晶體的光軸與雙折射晶體表面成一定夾角的雙折射晶體構(gòu)成的偏振分束器后，其傳播方向與原方向有一定夾角，使得回返光與入射光發(fā)生一定的橫向位移，回返光不能進(jìn)入發(fā)光元件內(nèi)部，起到隔離器的作用，具有自由空間大、且結(jié)構(gòu)簡單、體積小的特點(diǎn)，易于集成在光收發(fā)模塊中，確保隔絕回返光對發(fā)光元件的影響，使得光收發(fā)器的成本低、性價(jià)比提高。
文檔編號(hào)G02B6/26GK201097026SQ20072000736
公開日2008年8月6日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者凌吉武, 礪 吳, 施向華, 趙武麗 申請人:福州高意光學(xué)有限公司