專利名稱：光隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種光隔離器，尤指一種在組裝過程中不會(huì)產(chǎn)生溢膠不良且磁環(huán)長(zhǎng)度較小的低插入損耗、低制造成本光隔離器。
在光通信系統(tǒng)中，信號(hào)光在傳輸過程中會(huì)經(jīng)過許多不同的光學(xué)界面，其經(jīng)過每一光學(xué)界面均會(huì)出現(xiàn)不同程度的反射，而反射產(chǎn)生的回程光可能會(huì)沿原光路返回光源，必會(huì)造成光源工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生頻率漂移、信號(hào)衰減變化等問題，從而影響整個(gè)光通信系統(tǒng)正常工作。為了避免回程光對(duì)光源等器件產(chǎn)生影響，必須以光隔離器抑制回程光，以確保光通信系統(tǒng)的工作質(zhì)量。而光隔離器是一種對(duì)正向傳輸光具有較低插入損耗，對(duì)反向傳輸光有很大衰減的非互易性光無源器件，用以抑制光通信系統(tǒng)中回程光對(duì)光源所造成的不利影響。
如


圖1所示現(xiàn)有光隔離器包括兩光纖準(zhǔn)直裝置10、隔離中心30和一金屬外管40，該光纖準(zhǔn)直裝置10是由0.25節(jié)距的自聚焦透鏡13(實(shí)際中多采用0.23節(jié)距)和固定光纖15的插針14組成，光纖準(zhǔn)直裝置10將光纖15中傳輸?shù)墓馐D(zhuǎn)換為平行光，以提高光器件間的耦合效率。該隔離中心30是置于兩光纖準(zhǔn)直裝置10之間，包括第一偏振器31、偏振旋轉(zhuǎn)晶體32、第二偏振器33和磁環(huán)34，其中偏振器31、32可將通過的光束分成偏振方向互相垂直的o光和e光，該偏振旋轉(zhuǎn)晶體32是利用磁光晶體的法拉第效應(yīng)，即由磁光晶體制成的偏振旋轉(zhuǎn)晶體32在磁場(chǎng)作用下，可使通過該偏振旋轉(zhuǎn)晶體32的偏振光振動(dòng)面發(fā)生旋轉(zhuǎn)，現(xiàn)有光隔離器1的偏振旋轉(zhuǎn)晶體32的旋光角度是45°，而該第二偏振器33的光軸與第一偏振器31的光軸相互交錯(cuò)成45°角。當(dāng)光信號(hào)正向傳輸時(shí)，光信號(hào)經(jīng)第一光纖準(zhǔn)直裝置10準(zhǔn)直，進(jìn)入第一偏振器31后，光束被分為o光和e光，其偏振方向互相垂直，當(dāng)它們經(jīng)過45°的偏振旋轉(zhuǎn)晶體32時(shí)，出射的o光和e光的振動(dòng)面各自向同一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)45°，由于第二偏振器33的光軸相對(duì)于第一偏振器31正好呈45°，所以o光和e光被第二偏振器33折射匯聚到一起，并經(jīng)第二光纖準(zhǔn)直裝置10的自聚焦透鏡13耦合至光纖15中，因而正向光以極小的損耗通過光隔離器1。由于法拉第效應(yīng)的非互易性，當(dāng)光束反向傳輸時(shí)，首先經(jīng)過第二偏振器33，分為偏振面與第一偏振器31光軸成45°的o光和e光，當(dāng)該兩偏振光經(jīng)45°的偏振旋轉(zhuǎn)晶體32時(shí)，其振動(dòng)面仍朝與正向光旋轉(zhuǎn)方向一致的方向旋轉(zhuǎn)45°，因此回射的兩分離光束o光和e光相對(duì)于第一偏振器31其性質(zhì)彼此進(jìn)行了相互轉(zhuǎn)換，即自第二偏振器33出射的o光相對(duì)于第一偏振器31變成為e光，而自第二偏振器33出射的e光相對(duì)于第一偏振器31變成為o光，由于o光和e光振射率等性質(zhì)的不同使得兩分離光束不再沿原光路匯聚進(jìn)入光纖15，反而由第一偏振器31進(jìn)一步分開成較大角度，而不能耦合進(jìn)第一光纖準(zhǔn)直裝置10中，進(jìn)而達(dá)到反向隔離的目的。
現(xiàn)有光隔離器1的光纖準(zhǔn)直裝置10是標(biāo)準(zhǔn)光纖準(zhǔn)直器，包括一插針14、一自聚焦透鏡13、一套管12和一金屬內(nèi)管11，該插針14和自聚焦透鏡13都固定在該套管12中，且自聚焦透鏡13的一部份凸伸出套管12，該金屬內(nèi)管11套裝在該套管12外；該隔離中心30的第一偏振器31、偏振旋轉(zhuǎn)晶體32和第二偏振器33依次置于磁環(huán)34中固定。組裝時(shí)，將磁環(huán)34套住一光纖準(zhǔn)直裝置10的自聚焦透鏡13凸伸出套管12的部份131，而將該光纖準(zhǔn)直裝置10和隔離中心30固連在一起，將該結(jié)合體和另一光纖準(zhǔn)直裝置10置于金屬外管40中，調(diào)整兩者的相對(duì)位置，當(dāng)插入損耗和隔離度同時(shí)最佳時(shí)固定。但是，為了使該光纖準(zhǔn)直裝置10和隔離中心30固連，且各元件具有相對(duì)精確的定位，該磁環(huán)34需一較長(zhǎng)的長(zhǎng)度以方便套接自聚焦透鏡13并增大調(diào)節(jié)自由度，如此將會(huì)提高整個(gè)光隔離器的成本，且磁環(huán)34較長(zhǎng)而不易清潔因采用粘膠組裝隔離中心30時(shí)對(duì)第一偏振器31、偏振旋轉(zhuǎn)晶體32和第二偏振器33表面所造成的污染，以致增大光隔離器的插入損耗。而且在自聚焦透鏡13的凸出部份131涂布粘膠固定磁環(huán)34會(huì)產(chǎn)生溢膠不良的現(xiàn)象，而對(duì)自聚焦透鏡13出射表面和相鄰的第一偏振器表面造成污染，而此污染難以清除，由此將破壞自聚焦透鏡13出射表面的透射率，甚至縮小其出射面積，也會(huì)加大整個(gè)光隔離器的插入損耗。不僅如此，該兩光纖準(zhǔn)直裝置10的插針14固定在套管12中，降低了調(diào)整光對(duì)準(zhǔn)的靈活性。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種在組裝過程中不會(huì)產(chǎn)生溢膠不良，且便于調(diào)校光學(xué)特性及制造成本較低的低插入損耗光隔離器。
本實(shí)用新型的技術(shù)特征在于它主要包括第一光纖準(zhǔn)直裝置、隔離中心、第二光纖準(zhǔn)直裝置和金屬外管。其中第二光纖準(zhǔn)裝置的套管較長(zhǎng)，該隔離中心是放置在第一光纖準(zhǔn)直裝置和第二光纖準(zhǔn)直裝置之間，且該隔離中心的磁環(huán)粘貼在第二光纖準(zhǔn)直裝置的套管端面，轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)第二光纖準(zhǔn)直裝置的插針，并同時(shí)調(diào)整兩光纖準(zhǔn)直裝置的相對(duì)位置，當(dāng)插入損耗和隔離度同時(shí)最佳化后封裝組成光隔離器。
與現(xiàn)有的光隔離器相比較，本實(shí)用新型具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)因第二光纖準(zhǔn)直裝置的套管較長(zhǎng)，且隔離中心的磁環(huán)粘貼在第二光纖準(zhǔn)直裝置的套管端面，使該光隔離器在組裝過程中不會(huì)產(chǎn)生溢膠不良，且便于調(diào)校光學(xué)特性及制造成本較低的低插入損耗光隔離器。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明
圖1是現(xiàn)有光隔離器的剖面視圖。
圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例光隔離器的剖面視圖。
圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例光隔離器的剖面視圖。
請(qǐng)參閱圖2，是本實(shí)用新型光隔離器第一實(shí)施例的剖面視圖，該光隔離器2包括第一光纖準(zhǔn)直裝置10、第二光纖準(zhǔn)直裝置20、隔離中心60和一金屬外管40。
該第一光纖準(zhǔn)直裝置10包括一插針14、一自聚焦透鏡13、一套管12和一金屬內(nèi)管11。其中該插針14包括第一端18、第二端19和一內(nèi)孔16，該內(nèi)孔16靠近第一端18處設(shè)有一倒角以方便光纖15插入內(nèi)孔16中，并使該光纖15的端面與第二端19齊平，該第二端19磨成一固定角度。該套管12大致為一中空管體，可以玻璃材料制成，用以套裝固定自聚焦透鏡13與插針14，該自聚焦透鏡13的一部份凸伸出于套管12外，該金屬內(nèi)管11是大致與套管12等長(zhǎng)，用于套裝套管12以保護(hù)其中的元件。
該第二光纖準(zhǔn)直裝置20包括一插針24、一自聚焦透鏡23、一套管22和一金屬內(nèi)管21，與第一光纖準(zhǔn)直裝置10相比，不同在于第二光纖準(zhǔn)直裝置20的套管22較長(zhǎng)，以致將自聚焦透鏡23完全套裝固定在其中。
該隔離中心60是置于第一光纖準(zhǔn)直裝置10與第二光纖準(zhǔn)直裝置20之間，包括第一偏振器61、偏振旋轉(zhuǎn)晶體62、第二偏振器63和磁環(huán)64，該第一偏振器61、偏振旋轉(zhuǎn)晶體62和第二偏振器63是依次置于磁環(huán)64中，其中該第一偏振器61和第二偏振器63都是雙折射晶體，置于磁環(huán)64中時(shí)該兩雙折射晶體61、63的光軸相互交錯(cuò)成45°，該偏振旋轉(zhuǎn)晶體62為法拉第旋光晶體，且其旋光角度大致為45°。該磁環(huán)64的總長(zhǎng)度可略小于或等于兩偏振器61、63與偏振旋轉(zhuǎn)晶體62長(zhǎng)度的總和，以縮短磁環(huán)64的長(zhǎng)度。組裝時(shí)，將套裝有第一偏振器61、偏振旋轉(zhuǎn)晶體62和第二偏振器63的磁環(huán)64粘貼在套管22的端面，將該結(jié)合體與另一光纖準(zhǔn)直裝置20置于金屬外管40中，以轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)插針24，并同時(shí)調(diào)整兩光纖準(zhǔn)直裝置10、20的相對(duì)位置，以達(dá)成插入損耗和隔離度同時(shí)最佳化后封裝組成光隔離器。由于該光隔離器的磁環(huán)64長(zhǎng)度減小，因此封裝前較方便再行清潔隔離中心60晶體表面，進(jìn)而可減小插入損耗，且降低整個(gè)光隔離器的制造成本，同時(shí)，以磁環(huán)64膠合在套管22端面，可防止溢膠以減少不良品。
請(qǐng)參閱圖3，是本實(shí)用新型光隔離器第二實(shí)施例的剖面視圖，光隔離器4的第二光纖準(zhǔn)直裝置20’與第一光纖準(zhǔn)直裝置10相似，其中第二光纖準(zhǔn)直裝置20’的套管22’進(jìn)一步設(shè)有一可分離的套筒8，該套筒8由玻璃材料制成，可完全套裝自聚焦透鏡23’，并使套筒8凸伸出于自聚焦透鏡23’之外，為加強(qiáng)套筒8與第二光纖準(zhǔn)直裝置20’的連接，可用粘膠將套筒8粘貼在該第二光纖準(zhǔn)直裝置20’的套管22’端面上。隔離中心60是粘貼于套筒8端面上。同時(shí)調(diào)整兩光纖準(zhǔn)直裝置10、20’的相對(duì)位置，當(dāng)插入損耗和隔離度同時(shí)最佳化后封裝組成光隔離器。
權(quán)利要求1.一種光隔離器，包括一第一光纖準(zhǔn)直裝置，該第一光纖準(zhǔn)直裝置包括一插針、一透鏡和一套管，該套管是套裝固定該透鏡與該插針；一第二光纖準(zhǔn)直裝置，包括一插針、一透鏡和一套管，該套管是套裝固定該透鏡與該插針；一隔離中心，該隔離中心是置于第一光纖準(zhǔn)直裝置與第二光纖準(zhǔn)直裝置之間，其包括第一偏振器、偏振旋轉(zhuǎn)晶體、第二偏振器和磁環(huán)，該第一偏振器、偏振旋轉(zhuǎn)晶體和第二偏振器是依次置于磁環(huán)中，其特征在于該第二光纖準(zhǔn)直裝置的套管較長(zhǎng)可將透鏡完全套裝固定在其中，該套裝有第一偏振器、偏振旋轉(zhuǎn)晶體和第二偏振器的磁環(huán)是粘貼在第二光纖準(zhǔn)直裝置的套管端面上。
2.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該第一光纖準(zhǔn)直裝置透鏡的一部份凸伸出于套管外。
3.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該兩光纖準(zhǔn)直裝置進(jìn)一步包括一金屬內(nèi)管，該金屬內(nèi)管是大致與套管等長(zhǎng)，用于套裝套管。
4.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該兩光纖準(zhǔn)直裝置的插針，一端面磨成一特定角度，并于該端面鍍有抗反射膜。
5.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該第二光纖準(zhǔn)直裝置的插針可轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)，以調(diào)節(jié)插入損耗和隔離度。
6.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該兩光纖準(zhǔn)直裝置的套管是由玻璃材料制成，大致為一中空管體。
7.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該兩光纖準(zhǔn)直裝置的透鏡為自聚焦透鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于第一偏振器和第二偏振器為雙折射晶體，偏振旋轉(zhuǎn)晶體為法拉第旋轉(zhuǎn)器。
9.如權(quán)利要求1所述的光隔離器，其特征在于該磁環(huán)的長(zhǎng)度小于或等于兩偏振器與偏振旋轉(zhuǎn)晶體的長(zhǎng)度總和。
專利摘要一種光隔離器，包括第一光纖準(zhǔn)直裝置、隔離中心、第二光纖準(zhǔn)直裝置和一金屬外管。第二光纖準(zhǔn)直裝置套管長(zhǎng)度較長(zhǎng)，隔離中心包括第一偏振器、偏振旋轉(zhuǎn)晶體、第二偏振器和磁環(huán)，該磁環(huán)的總長(zhǎng)度可略小于或等于兩偏振器和偏振旋轉(zhuǎn)晶體長(zhǎng)度的總和。組裝時(shí)，該磁環(huán)是粘貼在第二光纖準(zhǔn)直裝置的套管端面。該光隔離器在組裝過程中不會(huì)產(chǎn)生溢膠不良，并可調(diào)整插入損耗至最小，且磁環(huán)長(zhǎng)度減小，可降低整個(gè)光隔離器的制造成本。
文檔編號(hào)G02F1/09GK2533493SQ0124236
公開日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2001年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月21日
發(fā)明者李俊佑, 余泰成, 鄧兆展, 陳建呈 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司