一种光环形器的制作方法

本实用新型涉及光器件技术领域,尤其涉及一种光环形器。

背景技术：

光环形器是一种多端口非互易光学器件，光信号在器件中只能沿着特定的端口顺序传输，即当光信号从某指定的端口输入时，它只能从另一特定的端口输出，若未按此规定的端口顺序传输，则器件对光信号的损耗非常大，起到隔离光信号的作用。光环形器广泛地运用于激光系统、相干探测、水听器中，但现有技术的光环形器具有体积大，成本高，功能单一的缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一种工艺简单，器件体积小，且具有分光探测功能的光环形器。

本实用新型的技术方案是:

一种光环形器，包括位于前端的第一光纤，第二光纤，双芯毛细管，第一透镜，所述第一光纤，第二光纤，双芯毛细管，第一透镜组成双芯准直器；还依次包括位于中端的第一分束器，第一半波片，第二半波片，第一法拉第旋转片，棱镜，第二法拉第旋转片，第三半波片，第四半波片，第二分束器，分光片，磁环，其中，所述第一法拉第旋转片，棱镜，第二法拉第旋转片设置在磁环内；以及位于后端的第一探测器，第二探测器，第二透镜，单芯毛细管，第三光纤，所述第一探测器，第二探测器位于分光片的两侧。

其中，所述分光片的入射角度设置成不平行于主光路的任意角度；

其中，所述第一探测器，第二探测器设置在与主光路不平行的任意夹角位置。

其中，所述第一半波片的光轴与第二半波片的光轴之间的夹角设置成135度；

所述第三半波片的光轴与第四半波片的光轴之间的夹角设置成135度。

其中，所述第一分束器的光轴与第二分束器的光轴互相平行设置。

其中，所述双芯准直器的双芯准直光夹角与棱镜的楔角匹配。

其中，所述第一法拉第旋转片的旋转角度和第二法拉第旋转片的旋转角度均设置为45度。

其中，所述第二分束器的出射角与分光片的入射角匹配。

一种光环形器，从左至右包括位于前端的第一光纤，第二光纤，双芯毛细管，第一透镜，所述第一光纤，第二光纤，双芯毛细管，第一透镜组成双芯准直器；还包括位于中端的第一分束器，第一半波片，第二半波片，第一法拉第旋转片，棱镜，第二法拉第旋转片，第三半波片，第四半波片，第二分束器，分光片，磁环，其中，所述第一法拉第旋转片，棱镜，第二法拉第旋转片设置在磁环内；以及位于后端的第一波分复用滤光片，第二波分复用滤光片，第二透镜，单芯毛细管，第三光纤，所述第一波分复用滤光片，第二波分复用滤光片位于分光片的两侧。

一种光环形器，从左至右包括位于前端的第一光纤，第二光纤，双芯毛细管，第一透镜，所述第一光纤，第二光纤，双芯毛细管，第一透镜组成双芯准直器；还包括位于中端的第一分束器，第一半波片，第二半波片，第一法拉第旋转片，棱镜，第二法拉第旋转片，第三半波片，第四半波片，第二分束器，分光片，磁环，其中，所述第一法拉第旋转片，棱镜，第二法拉第旋转片设置在磁环内；以及位于后端的第一隔离器芯件，第二隔离器芯件，第二透镜，单芯毛细管，第三光纤，所述第一隔离器芯件，第二隔离器芯件位于分光片的两侧。

一种光环形器，从左至右包括位于前端的第一光纤，第二光纤，双芯毛细管，第一透镜，所述第一光纤，第二光纤，双芯毛细管，第一透镜组成双芯准直器；还包括位于中端的第一分束器，第一半波片，第二半波片，第一法拉第旋转片，棱镜，第二法拉第旋转片，第三半波片，第四半波片，第二分束器，分光片，磁环，其中，所述第一法拉第旋转片，棱镜，第二法拉第旋转片设置在磁环内；以及位于后端的波分复用滤光片，隔离器芯件，第二透镜，单芯毛细管，第三光纤，所述波分复用滤光片，隔离器芯件位于分光片的两侧。

本实用新型的优点:

第一:器件结构本身偏振模色散小；第二:光信号从第三光纤口向第一光纤传播,或者光信号从第二光纤向第三光纤传播,都相当于双级隔离器,隔离度大；第三:器件体积小,且可靠性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型光环形器的原理图；

图2是本实用新型光环形器的结构图；

图3是本实用新型光环形器光信号从第一光纤100传播到第三光纤119，光信号从第一光纤100传播到第一探测器115的光路图；

图4是本实用新型光环形器光信号从第三光纤119传播到第二光纤101，光信号从第三光纤119传播到第二探测器116的光路图；

图5是本实用新型光环形器光信号从第一光纤100传播到第三光纤119的偏振态示意图；

图6是本实用新型光环形器光信号从第三光纤119传播到第二光纤101的偏振态示意图；

其中：

100：第一光纤； 101：第二光纤；

102:双芯毛细管； 103:第一透镜；

104：第一分束器； 105:第一半波片；

106:第二半波片； 107:第一法拉第旋转片；

108:棱镜； 109:第二法拉第旋转片；

110:第三半波片； 111：第四半波片；

112:第二分束器； 113：分光片；

114:磁环； 115：第一探测器；

116：第二探测器； 117：第二透镜；

118：单芯毛细管； 119：第三光纤。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图和具体实施例，进一步说明本实用新型的光环形器其中一种方案是如何实现的。

如图1、2所示，本实用新型的光环形器，一种光环形器，包括位于前端的第一光纤100，第二光纤101，双芯毛细管102，第一透镜103，所述第一光纤100，第二光纤101，双芯毛细管102，第一透镜103组成双芯准直器；其特征在于，还依次包括位于中端的第一分束器104，第一半波片105，第二半波片106，第一法拉第旋转片107，棱镜108，第二法拉第旋转片109，第三半波片110，第四半波片111，第二分束器112，分光片113，磁环114，其中，所述第一法拉第旋转片107，棱镜108，第二法拉第旋转片109设置在磁环114内；以及位于后端的第一探测器115，第二探测器116，第二透镜117，单芯毛细管118，第三光纤119，所述第一探测器115，第二探测器116位于分光片113的两侧。

所述的光环形器的芯件由第一分束器104，第一半波片105，第二半波片106，第一法拉第旋转片107，棱镜108，第二法拉第旋转片109，第三半波片110，第四半波片111，第二分束器112，分光片113，磁环114组成。

所述的光环形器的第一分束器104，第一半波片105，第二半波片106，第一法拉第旋转片107,棱镜108,第二法拉第旋转片109，第三半波片110，第四半波片111，第二分束器112，分光片113依次粘接在非顺磁质材料制成的支架上，然后与由第一光纤100，第二光纤101，双芯毛细管102，第一透镜103组成的双芯准直器，由第二透镜117，单芯毛细管118，第三光纤119组成的准直器耦合封装在一起。

所述第一探测器115和第二探测器116均可置换成隔离器芯件或者波分复用滤光片，做成环形器与隔离器的混合集成器件，或者做成环形器与波分复用器的混合集成器件，或者做成环形器与隔离器、波分复用器的混合集成器件。

所述分光片113的入射角度设置成不平行于主光路的任意角度。

所述第一半波片105的光轴与第二半波片106的光轴之间的夹角设置成135度。

所述第三半波片110的光轴与第四半波片111的光轴之间的夹角设置成135度。

所述第一分束器104的光轴与第二分束器112的光轴互相平行设置。

所述双芯准直器的双芯准直光夹角与棱镜108的楔角匹配。

所述第一探测器115，第二探测器116设置在与主光路不平行的任意夹角位置。

所述第一法拉第旋转片107的旋转角度和第二法拉第旋转片109的旋转角度均设置为45度。

所述第二分束器112的出射角与分光片113的入射角匹配。

结合图2对本实用新型的光环形器的工作过程进行具体说明：

具体参照图3-图6所示，信号光从第一光纤100输入，经过第一透镜103准直，入射到第一分束器104，折射光在第一分束器104内分成振动方向互相垂直的寻常光o光和非常光e光，传播方向不变。e光入射到第一半波片105，经过第一半波片105后，e光的振动方向以第一半波片105的光轴为对称轴旋转67.5度，e光入射到第一法拉第旋转片107，e的振动方向沿逆时针旋转45度，e光入射到棱镜108中，e光经过棱镜108后，e光的传播方向相对信号光向一侧偏移一定的距离，e光的振动方向不变，e光继续向前传播，入射到第二法拉第旋转片109，e光的振动方向沿逆时针旋转45度，e光入射到第四半波片111，e光的振动方向以第四半波片111的光轴为对称轴旋转45度，此时e光变成了o光。同理，o光入射到第二半波片106，经过第二半波片106后，o光的振动方向以第二半波片106的光轴为对称轴旋转22.5度，o光入射到第一法拉第旋转片107，o的振动方向沿逆时针旋转45度，o光入射到棱镜108，o光经过棱镜108后，传播方向相对信号光向另一侧偏移一定的距离，o光的振动方向不变，o光继续向前传播，入射到第二法拉第旋转片109，o光的振动方向沿逆时针旋转45度，o光入射到第三半波片110，o光的振动方向以第三半波片110的光轴为对称轴旋转67.5度，此时o光变成了e光。变换后的o光和e光入射到第二分束器112，o光和e光的传播方向平行于入射光，入射到分光片113，经过分光片113，透射一部分信号光，耦合进入第三光纤119输出，反射另一部分信号光，耦合进入第一探测器115.当光信号从第三光纤119输入，经过第二透镜117的准直作用后，入射到分光片113，反射一部分信号光，耦合进入第二探测器116，透射另一部分信号光，入射到第二分束器112，在第二分束器112中分成振动方向互相垂直的o光和e光，o光入射第四半波片111，o光的振动方向以第四半波片111为对称轴旋转67.5度，o光继续传播，入射到第二法拉第旋转片109，在外部磁场的作用下，o光的振动方向沿逆时针旋转45度，o光入射到棱镜108中，o光经过棱镜108后，o光的传播方向相对信号光向一侧偏移一定的距离，o光的振动方向不变，o光继续向前传播，入射到第一法拉第旋转片107，o光的振动方向沿逆时针旋转45度，o光入射到第二半波片106，o光的振动方向以第二半波片106的光轴为对称轴旋转45度，此时o光转换成了e光。同理，e光入射到第三半波片110，e光经过第三半波片110，e光的振动方向以第三半波片110为对称轴旋转45度，e光继续传播，e光进入第二法拉第旋转片109，在外部磁场的作用下，e光的振动方向沿逆时针旋转45度，e光入射到棱镜108中，e光经过棱镜108后，e光的传播方向相对信号光向另一侧偏移一定的距离，e光的振动方向不变，e光继续向前传播，入射到第一法拉第旋转片107，e光的振动方向沿逆时针旋转45度，e光入射到第二半波片106，e光的振动方向以第二半波片106的光轴为对称轴旋转67.5度，此时e光转换成了o光。变换后的o光和e光入射到第一分束器104，o光和e光的传播方向平行于入射光，耦合进入第二光纤101。

大部分光信号从第一光纤100传播到第三光纤119,少量光信号从第一光纤100传播到第一探测器115中,大部分光信号从第三光纤119传播到第二光纤101,少量光信号从第三光纤119传播到第二探测器116中。

虽然本实用新型已经详细地示出并描述了相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员应该能够理解，在不背离本实用新型的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本实用新型的权利要求所要求的保护范围。