一種光學隔離器的製作方法

2023-05-06 13:32:31 3

專利名稱：一種光學隔離器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及雷射領域，尤其涉及光通訊領域的光學隔離器。
背景技術：
在光通訊領域中，目前通訊波段常用的隔離器由於在通訊波，敬1310nm， lMOnm區域Garnet所要求f茲場為飽和J茲場，其々包和,茲場強度為1000高斯左右， 正好在Sm-Co和鋁鐵硼製作的磁環磁場強度之下。對於更多波段，人們不得不 使用TGG晶體等磁光係數小得多的材料；而TGG晶體在通常長度尺寸時需1萬 高斯磁場，這大於普通Sm-Co ^茲環^茲場一個數量級。為此人們不得不設計所謂
多極磁場，但^i^茲鐵製作難度較大。
美國專利5715080的技術方案提出一種反射式重疊結構，其是通過多次反 射入射光來減少磁光材料體長度，該結構對小尺寸光斑光束可行，但對光斑較 大光束則需要4艮大晶體才可以使用。C. Stewen, K. Contag等在IEEE J. Selected Topics in Quant. Elect.發表的A l—kW cw thin disc laser (Vol. 6， 650-657， 2000 )通過在碟片結構雷射器引入一種反射光路，用於反射泵浦 光，從而多次泵浦雷射增益介質，該結構適用於光斑較大的光束結構。
實用新型內容
本實用新型就是將碟片雷射器的多次泵浦光路結構思想引入光學隔離器領 域，使入射光束在磁光材料體中多次反射，獲得所需的旋轉角度。 本實用新型的具體技術方案如下
本實用新型的光學隔離器，包括依次設置於光路上的起偏器、法拉第旋轉 片核心器件和檢偏器。進一步的，所述的法拉第旋轉片核心器件包括反射鏡陣
3列、磁光材料體、磁環，所述的反射鏡陣列置於磁光材料體側面，形成入射光 束繞磁光材料體中心軸線以 一定角度多次反射結構，使光束多次通過磁光材料 體，磁光材料體放置於其上下方的》茲環之間。
進一步的，所述的反射鏡陣列採用多個反射鏡按環形排列，使從磁光材料 體出射光轉向另一反射鏡，而另一反射鏡將光返回磁光材料體。另一種擴展實
施方式的反射鏡陣列中，所述的反射鏡每相鄰的2個可以用1個稜鏡反射鏡代替。
法拉第旋轉片核心器件中，反射鏡陣列和磁光材料體的位置放置關係第一 種方式是所述的磁光材料體的一側設置反射鏡陣列，磁光材料體一端面鍍高反 射率膜層。
法拉第旋轉片核心器件中，反射鏡陣列和磁光材料體的位置放置關係第二 種方式是所述的磁光材料體的一側設置反射鏡陣列，磁光材料體兩端面鍍透射 膜層。
所述的法拉第旋轉片核心器件的入射光路和反射光路設置有反射鏡，使得 光束可以水平入射且水平出射。
本實用新型的結構採用上述技術方案，對光束的光斑尺寸不敏感，可減少 所需磁光材料體尺寸或所加磁場強度，從而使得光學隔離器簡單化和小型化。

圖1是本實用新型的法拉第旋轉片核心器件的第一種實施結構示意圖； 圖2 (a)是本實用新型的反射鏡陣列的第一種實施結構示意圖； 圖2 (b)是本實用新型的反射鏡陣列的第二種實施結構示意圖； 圖3是本實用新型的法拉第旋轉片核心器件的第二種實施結構示意圖； 圖4是本實用新型的光學隔離器的結構示意圖；圖5是光斑直徑與法拉第旋轉片直徑及雷射入射角關係的示意圖； 圖6是本實用新型的法拉第旋轉片核心器件插入反射鏡改變光路的示意圖。
具體實施方式

現結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。
參閱圖4所示，本實用新型的光學隔離器，包括依次設置於光路上的起偏 器301、法拉第旋轉片核心器件10和檢偏器302。
本實用新型所述的法拉第旋轉片核心器件IO如圖l所示，其包括反射鏡陣 列101、磁光材料體102、磁環103,所述的反射鏡陣列101置於磁光材料體102 側面，形成入射光束繞磁光材料體102中心軸線以一定角度多次反射結構，使 光束多次通過磁光材料體102,》茲光材料體102放置於其上下方的磁環103之間。 磁光材料體102與磁環103構成基本的法拉第旋轉器結構，104為入射光，105 為出射光。磁光材料體102的一端鍍入射光104的增透膜S2, —端鍍入射光104 高反射膜Sl,並與反射鏡陣列IOI構成多次反射光路。反射鏡陣列101的結構 如圖2 (a)所示的第一實施方式或圖2(b)所示的第二實施方式。圖2 (a)所 示的是多個反射鏡構成的反射鏡陣列101，實施例中是由8個反射鏡1011-1018 構成的反射鏡陣列101;圖2 (b)的實施方式二則是採用稜鏡構成反射鏡陣列 101。圖2 ( a )所示的反射鏡1011-1018每相鄰的2個可以用1個稜鏡反射鏡代 替。雷射從1號反射鏡1Q11位置入射偏振光，反射面S2將入射光束反射到2 號反射鏡1012位置，隨後又被反射到3號反射鏡1013,並由3號反射鏡1013 .將雷射再次入射到磁光材料體1G2。磁光材料體102的膜S2將雷射反射到4號 反射鏡1014位置，反射鏡1014將光反射到反射鏡1015,反射鏡1015再將光入 射到磁光材料體102。如此，光束反覆通過磁光材料體102，旋轉角度不斷疊加， 通過控制反射次數可控制其旋轉的角度，獲得從反射鏡1018反射出的具有一定偏振方向的光束105。
如圖3所示結構是本實用新型的法拉第旋轉片核心器件的第二種實施結構 示意圖。在放置於上下方的磁環103之間的磁光材料體102的兩側各設置一反 射鏡陣列IOIA和IOIB，形成入射光反射光路。
本實用新型的光斑直徑、法拉第旋轉片直徑及雷射入射角關係如圖5所示。 磁光材料體102的直徑為D，長度為L，入射光束104光斑直徑為dl，入射角為 90，折射角為-茲光材料體102內的光斑直徑為d2,入射和反射光束的出射 端總寬度為d3,則d2=dl/cos 6 。， d3=d2+2Ltg 6 15 D〉d3。
如圖6所示，本實用新型可在光路中加入反射鏡601和反射鏡602,以改變 入射光束104和出射光束105傳播方向，使入射光方向與出射光方向接近平行， 便於使用。
儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術 人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內， .在形式上和細節上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護範 圍。
權利要求1.一種光學隔離器，包括依次設置於光路上的起偏器(301)、法拉第旋轉片核心器件(10)和檢偏器(302)，其特徵在於所述的法拉第旋轉片核心器件(10)包括反射鏡陣列(101)、磁光材料體(102)、磁環(103)，所述的反射鏡陣列(101)置於磁光材料體(102)側面，形成入射光束繞磁光材料體(102)中心軸線以一定角度多次反射結構，使光束多次通過磁光材料體(102)，磁光材料體(102)放置於其上下方的磁環(103)之間。
2. 根據權利要求1所述的光學隔離器，其特徵在於所述的反射鏡陣列(101) 採用多個反射鏡按環形排列，使從磁光材料體出射光轉向另一反射鏡，而 另 一反射鏡將光返回磁光材料體。
3. 根據權利要求2所述的光學隔離器，其特徵在於所述的反射鏡每相鄰的 2個可以用1個稜鏡反射鏡代替。
4. 根據權利要求1所述的光學隔離器，其特徵在於所述的磁光材料體(102 ) 的一側設置反射鏡陣列(101),磁光材料體(102) —端面鍍高反射率膜 層。
5. 根據權利要求1所述的光學隔離器，其特徵在於所述的磁光材料體(102 ) 的一側設置反射鏡陣列(101A、 101B),磁光材料體(102)兩端面鍍透射 膜層。
6. 根據權利要求l所述的光學隔離器，其特徵在於所述的法拉第旋轉片核 心器件(10)的入射光路和反射光路設置有反射鏡(501、 502 )。
專利摘要本實用新型涉及雷射領域，尤其涉及光通訊領域的光學隔離器。本實用新型的光學隔離器，包括依次設置於光路上的起偏器、法拉第旋轉片核心器件和檢偏器。進一步的，所述的法拉第旋轉片核心器件包括反射鏡陣列、磁光材料體、磁環，所述的反射鏡陣列置於磁光材料體側面，形成入射光束繞磁光材料體中心軸線以一定角度多次反射結構，使光束多次通過磁光材料體，磁光材料體放置於其上下方的磁環之間。本實用新型的結構採用上述技術方案，對光束的光斑尺寸不敏感，可減少所需磁光材料體尺寸或所加磁場強度，從而使得光學隔離器簡單化和小型化。
文檔編號G02F1/09GK201397434SQ20092013849
公開日2010年2月3日 申請日期2009年5月19日 優先權日2009年5月19日
發明者餘洪瑞, 凌吉武, 礪 吳, 林錦鏽, 陳燕平 申請人:福州高意通訊有限公司