一種平面磁光隔離器的製造方法
2024-01-31 01:03:15
一種平面磁光隔離器的製造方法
【專利摘要】本發明的目的在於提供一種平面磁光隔離器，用於克服現有磁光隔離器尺寸大，無法滿足小型化、平面化要求的缺陷。一種平面磁光隔離器，包括沿通光方向相互平行放置的起偏器、法拉第轉子與檢偏器，其特徵在於，所述法拉第轉子由基片及基片兩側對稱設置的磁光薄膜層、第一微帶線層、絕緣層與第二微帶線層構成。所述第一微帶線層為橫向微帶線，第二微帶線層為縱向微帶線或第一微帶線層為縱向微帶線，第二微帶線層為橫向微帶線。本發明通過法拉第轉子結構的優化設計大大減小磁光隔離器尺寸，實現了磁光隔離器的小型化、平面化。
【專利說明】一種平面磁光隔離器
【技術領域】
[0001]本發明涉及雷射通信【技術領域】，涉及一種平面磁光隔離器，特別涉及平面磁光隔離器中的法拉第轉子的優化設計。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著雷射通信的發展，利用光與磁的相互作用來提高雷射通信的性能。磁光隔離器主要是用以防止系統中的反射光對器件性能的影響甚至損傷，在長距離或高速率光纖通信系統中是必不可少的器件。
[0003]磁光隔離器包括法拉第轉子、配置在法拉第轉子的光入射側的起偏器及配置在法拉第轉子的光射出側的檢偏器。磁光隔離器工作原理主要利用法拉第效應，法拉第效應是是在介質內光波與磁場的一種磁光效應(magneto-optic effect),能夠使光波的偏振平面的旋轉。雷射從入射側通過起偏器，經過法拉第轉子偏振面旋轉正45° ;當反射光通過檢偏器後入射到法拉第轉子，偏振面再旋轉正45°，與起偏器形成正90°的直角偏振面，使得反射光無法透過起偏器，從而實現對雷射器件的保護。
[0004]法拉第轉子作為磁光隔離器的核心組件，常見的結構包括塊體磁光材料及為磁光材料提供外加磁場的永磁體或通電線圈。法拉第角Θ = V*H*L，其中，V是費爾德常數、是由法拉第轉子的材料所確定的常數，H為磁通密度，L為法拉第轉子光傳播方向上的長度，即在磁光隔離器中法拉第轉子要求法拉第角為45°，則可確定L。但是目前常見的塊體磁光材料法拉第角都較小，在滿足法拉第角為45°的條件下，塊體磁光材料厚度需要10?20mm，加上相應的永磁體或通電線圈、起偏器、檢偏器，磁光隔離器的尺寸達到70mm以上，完全無法滿足雷射通信系統中雷射組件小型化、平面化的要求。因此，實現磁光隔離器的小型化、平面化成為了我們研究的重點。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種平面磁光隔離器，用於克服現有磁光隔離器尺寸大，無法滿足小型化、平面化要求的缺陷。
[0006]本發明的技術方案為:
[0007]—種平面磁光隔離器，包括沿通光方向相互平行放置的起偏器、法拉第轉子與檢偏器，其特徵在於，所述法拉第轉子由基片及基片兩側對稱設置的磁光薄膜層、第一微帶線層、絕緣層與第二微帶線層構成。
[0008]進一步的，所述第一微帶線層為橫向微帶線，第二微帶線層為縱向微帶線或第一微帶線層為縱向微帶線，第二微帶線層為橫向微帶線。
[0009]所述磁光薄膜層為石榴石薄膜材料，其法拉第角大於0.23° /um。
[0010]所述起偏器與法拉第轉子之間、檢偏器與法拉第轉子之間還設有絕緣層。
[0011]所述起偏器與檢偏器均為薄膜偏振片，起偏器與檢偏器透振方向互成45°角。
[0012]所述基片為GGG基片。[0013]本發明提供一種平面磁光隔離器，採用石榴石薄膜材料作為磁光材料，代替塊體磁光材料，石榴石薄膜材料法拉第角可以達到0.5° /um，在實現45°法拉第轉子所需要的光程僅為90um，大大減小法拉第轉子尺寸；同時利用兩層通電的微帶線層來代替永磁體或通電線圈為磁光薄膜提供外加磁場，有效減小了法拉第轉子尺寸。綜上，本發明通過法拉第轉子結構的優化設計大大減小磁光隔離器尺寸，實現了磁光隔離器的小型化、平面化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明平面磁光隔離器中第一、第二微帶線層微帶線分布關係示意圖。
[0015]圖2為本發明提供平面磁光隔離器的一列的剖面示意圖，其中，000表示光軸、100為起偏器、110為絕緣層、120為微帶線、130為檢偏器、140為磁光薄膜層、111為基片。
[0016]圖3為本發明平面磁光隔離器的光路圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例與附圖對本發明作進一步詳細說明，需要說明的是本發明並不局限於該實施例。
[0018]平面磁光隔離器，包括沿通光方向相互平行放置的起偏器100、法拉第轉子與檢偏器130，其中起偏器與檢偏器均為薄膜偏振片，起偏器與檢偏器透振方向互成45°角，起偏器與法拉第轉子之間、檢偏器與法拉第轉子之間還設有絕緣層；所述法拉第轉子由沿通光方向依次設置的第二微帶線層、絕緣層、第一微帶線層、石榴石薄膜、GGG基片、石榴石薄膜、第一微帶線層、絕緣層、第二微帶線層組成，其中第二微帶線層、絕緣層、第一微帶線層、石榴石薄膜沿GGG基片兩側 對稱設置。第一微帶線層與第二微帶線層通過絕緣層相絕緣，其中第一微帶線層採用橫向微帶線、第二微帶線層採用縱向微帶線。
[0019]本發明利用通電的微帶線來代替通電螺旋管或者永磁體產生的磁場。
[0020]根據畢奧-薩伐爾定律
[0021]^ - f IhLcI^.4π 廠_
[0022]其中，I是導線中的電流，是L積分路徑，dl是電流的微小線元素，為電流源指向待求場點的單位向量，μ為真空磁導率其值為4π χιο7。跟據所需磁場大小即可確定通電微帶線電流大小。
[0023]本實施例中使用的石榴石薄膜材料，在波長1310nm、1550um的雷射下磁光法拉第角可以達到0.5° /um，要實現45°法拉第轉子所需要的光程僅為90um。大大減小法拉第轉子尺寸，實現了磁光隔離器的小型化、平面化。
【權利要求】
1.一種平面磁光隔離器，包括沿通光方向相互平行放置的起偏器、法拉第轉子與檢偏器，其特徵在於，所述法拉第轉子由基片及基片兩側對稱設置的磁光薄膜層、第一微帶線層、絕緣層與第二微帶線層構成。
2.按權利要求1所述一種平面磁光隔離器，其特徵在於，所述第一微帶線層採用橫向微帶線，第二微帶線層採用縱向微帶線。
3.按權利要求1所述一種平面磁光隔離器，其特徵在於，所述第一微帶線層採用縱向微帶線，第二微帶線層採用橫向微帶線。
4.按權利要求1至3中任一所述平面磁光隔離器，其特徵在於，所述磁光薄膜層為石榴石薄膜材料，其法拉第角大於0.23° /um。
5.按權利要求1至3中任一所述平面磁光隔離器，其特徵在於，所述起偏器與檢偏器均為薄膜偏振片，起偏器與檢偏器透振方向互成45°角。
6.按權利要求1至3中任一所述平面磁光隔離器，其特徵在於，所述起偏器與法拉第轉子之間、檢偏器與法拉第轉子之間還設有絕緣層。
7.按權利要求1至3中任一所述平面磁光隔離器，其特徵在於，所述基片為GGG基片。
【文檔編號】G02F1/09GK103984126SQ201410221850
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】楊青慧, 梅兵, 張懷武, 金曙晨, 文岐業, 劉穎力 申請人:電子科技大學