单纤双向三端口环形器的制作方法

本发明涉及一种光通信领域，尤其涉及一种单纤双向三端口环形器。

背景技术：

市场上现有的三端口环形器，一般采用磁环装配，每个晶体之间均存在装配缝隙，零部件数量多，装配工艺复杂，装配难度较高，此类设计结构整体尺寸不易减小，输出端和输入端的间距离调节困难，组装过程中容易出现误差，光路径较远，光信号易损耗。此外，习知技术通常零部件通过粘合到第三承载平台来进行光路耦合，通光部件中间有空隙，稳定性差，影响性能，光信号效果较差，成本较高。以及，习知技术的wdm波分复用技术bidi光模块需要用到波分复用滤波片，wdm波分复用技术bidi光模块使用时必须要成对使用，两个wdm双工器的运行波长也必须互补和吻合，对使用就有所限制。

技术实现要素：

本发明的一个优势在于提供一种单纤双向三端口环形器，其中，所述环形器采用光路有胶的方式，通光面直接用胶水填充，稳定性好。

本发明的另一优势在于提供一种单纤双向三端口环形器，其中，所述环形器简化装配，减少了偏振分光棱镜的数量，实现紧凑型设计。

本发明的另一优势在于提供一种单纤双向三端口环形器，其中，所述环形器能够适配的产品更多，拓展了用途，能够被应用到光纤环形器等光学器件。

本发明的另一优势在于提供一种单纤双向三端口环形器，其中，所述环形器采用磁板组装，板和侧面粘接，磁板和晶体之间通过胶水填充，晶体空隙被填充。

本发明的另一优势在于提供一种单纤双向三端口环形器，其中，所述环形器实现对胶镀膜。

本发明的另一优势在于提供一种单纤双向三端口环形器，其中，所述环形器的偏振分光棱镜的长度能够改变，以此实现匹配不同芯片之间的间距，更好地服务用户的不同需要。

为实现上述目的，本发明提供一种单纤双向三端口环形器，包括：

一个梯形偏振分光棱镜；

至少一个法拉第磁致旋光片；

至少一个半波片；

一个偏振分光棱镜组件；和

一个磁块，其中所述梯形偏振分光棱镜、所述法拉第磁致旋光片、所述半波片、所述偏振分光棱镜组件的接合通光面全部对胶水镀膜再粘接成一个整体，所述整体被粘到所述磁块上。

根据本发明的一个实施例，所述偏振分光棱镜组件包括两个平行四边形偏振分光棱镜。

根据本发明的一个实施例，所述偏振分光棱镜组件包括两个三角形偏振分光棱镜和一个平行四边形偏振分光棱镜。

根据本发明的一个实施例，所述梯形偏振分光棱镜、所述法拉第磁致旋光片、所述半波片、两个所述平行四边形偏振分光棱镜的接合通光面采用折射率匹配的胶水粘接成一个整体，所述整体被粘到所述磁块上。

根据本发明的一个实施例，所述法拉第磁致旋光片的数量为两个，所述半波片的数量为两个，所述梯形偏振分光棱镜、两个所述法拉第磁致旋光片、两个所述半波片、两个所述三角形偏振分光棱镜和所述四边形偏振分光棱镜的接合通光面采用折射率匹配的胶水粘接成一个整体，所述整体被粘到所述磁块上。

根据本发明的一个实施例，所述梯形偏振分光棱镜包括一个偏振分光直角三角棱镜和一个偏振分光平行四边形棱镜，其中所述偏振分光直角三角棱镜和所述偏振分光平行四边形棱镜被胶合形成所述梯形偏振分光棱镜。

根据本发明的一个实施例，所述法拉第磁致旋光片的旋光角度为45°。

根据本发明的一个实施例，所述半波片的光轴为22.5°。

根据本发明的一个实施例，所述磁块的粘接面被抛光，所述磁块的有效磁场强度为1000高斯。

根据本发明的一个实施例，所述磁块的材料为钕铁硼磁铁或类似永久磁铁。

本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的单纤双向三端口环形器的立体示意图。

图2是根据本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的梯形偏振分光棱镜的局部细节图。

图3是根据本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的平行四边形偏振分光棱镜的局部细节图。

图4是根据本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的法拉第磁致旋光片的局部细节图。

图5是根据本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的半波片的局部细节图。

图6是根据本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的磁块的局部细节图。

图7是根据本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的光学原理图。

图8是根据本发明的另一实施例的单纤双向三端口环形器的立体示意图。

图9是根据本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的四方形偏振分光棱镜的局部细节图。

图10是根据本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的光学原理图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示，为本发明的一个实施例的单纤双向三端口环形器的立体示意图，所示单纤双向三端口环形器包括一个梯形偏振分光棱镜1、一个法拉第磁致旋光片2、一个半波片3、一个平行四边形偏振分光棱镜4和一个磁块5，其中所述梯形偏振分光棱镜1、所述法拉第磁致旋光片2、所述半波片3、所述平行四边形偏振分光棱镜4的接合通光面全部对胶水镀膜再粘接或者采用折射率匹配的胶水粘接成整体后再整体粘到所述磁块5上，无分隔空隙，光路损失小，装配难度小，可靠性稳定性能好，缩小整体体积。

进一步的，折射率匹配的胶水指的是，与粘合材料的折射率匹配的胶水，让光通过时减少损耗，胶水的折射率与粘合材料的折射率一样。使用折射率匹配胶水把元件全部粘起来，插入损耗非常小。详而言之，通光面胶水镀膜再粘接或者采用折射率匹配的胶水，实现胶合无缝隙，稳定性好，增加光信号的透过率，使得光路损失小，使得插入损耗光学性能提升，减少光信号在对空气的输出面的光的反射，使得回波损耗光学性能提升，且整体体积减小。

如图2所示，为本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的梯形偏振分光棱镜1的局部细节图，所述梯形偏振分光棱镜1包括一个偏振分光直角三角棱镜和一个偏振分光平行四边形棱镜，所述偏振分光直角三角棱镜和所述偏振分光平行四边形棱镜被胶合形成，如图所示的所述梯形偏振分光棱镜1具有一个s1通光面、一个s2全反射面、一个s3通光面、一个s4胶合面/pbs面、一个s5通光面和一个s6/s7组合面，所述s6和所述s7被组合形成一个底面粘接面，进一步的，所述s1、所述s2、所述s3、所述s4、所述s5、所述s6和所述s7均被抛光，所述s3和所述s5成一个平面，所述s1与所述s3和所述s5平行，所述s2与所述s4面平行，所述s4镀pbs膜，pbs膜也就是偏振分光膜，p光透射，s光反射，这种多层介质膜符合布鲁斯特条件，p透s反，所述s1对空气镀ar膜，所述s3和所述s5对胶水镀膜再粘接或者采用折射率匹配的胶水粘接，所述s6和所述s7成一个平面底面与所述磁块5粘接。

如图3所示，为本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的一个平行四边形偏振分光棱镜4，所述平行四边形偏振分光棱镜4包括两个偏振分光平行四边形棱镜，两个所述偏振分光平行四边形棱镜被胶合，形成所述平行四边形偏振分光棱镜4，所述平行四边形偏振分光棱镜4包括一个s1通光面、一个s2全反射面、一个s3通光面、一个s4胶合面/pbs面、一个s5通光面、一个s6全反射面、一个s7通光面和一个s8/s9组合面，所述s8和所述s9被组合形成一个底面粘接面，所述s1、所述s2、所述s3、所述s4、所述s5、所述s6、所述s7、所述s8、所述s9被抛光，所述s1和所述s7成一个平面，所述s3和所述s5成一个平面，所述s1和所述s7与所述s3和所述s5平行，所述s2与所述s4与所述s6面平行，所述s4镀pbs膜，pbs膜也就是偏振分光膜，p光透射，s光反射，这种多层介质膜符合布鲁斯特条件，p透s反，所述s2和所述s6镀全反射膜，所述s3和所述s5对空气镀ar膜，所述s1和所述s7面对胶水镀膜再粘接或者采用折射率匹配的胶水粘接，所述s8和所述s9成一个平面底面与所述磁块5粘接。

如图4所示，为本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的法拉第磁致旋光片2的局部细节图，其中所述法拉第磁致旋光片2具有一个s1通光面、一个s2、一个s3通光面和一个s4底面粘接面，所述s1和所述s3对胶水镀膜再粘接或者采用折射率匹配的胶水粘接，所述法拉第磁致旋光片2的旋光角度为：45°，所述s4与所述磁块5粘接。

如图5所示，为本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的半波片3的局部细节图，其中所述半波片3具有一个s1通光面、一个s2、一个s3通光面和一个s4底面粘接面，所述s1和所述s3被抛光，所述s2和所述s4被细磨，所述s1和所述s3对胶水镀膜再粘接或者采用折射率匹配的胶水粘接，光轴：22.5°，所述s4为底面与所述磁块5粘接。

如图6所示，为本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的所述磁块5的局部细节图，其中所述磁块5具有一个s1、一个s2粘接面、一个s3和一个s4粘接面，所述s2和所述s4被抛光，钕铁硼磁铁或类似永久磁铁，有效磁场强度：1000高斯。

如图7所示，为本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的光学原理图，所述光学原理图包括一个光信号p光，一个光信号s光，一个port1，一个port2和一个port3，所述光信号p光从所述port1光传输端口入射到所述port2，所述p光通过所述平行四边形偏振分光棱镜4的所述s4偏振分光面透射，通过所述半波片3和所述法拉第磁致旋光片2的旋转，所述光信号被改变偏正态为s光到达所述梯形偏振分光棱镜1的所述s2全反射面反射，再到所述s4偏振分光面反射从所述port2输出；如果反过来所述光信号p光从所述port2输入，所述p光通过所述梯形偏振分光棱镜1的所述s4面透射后，通过所述法拉第磁致旋光片2和所述半波片3，不改变偏振态，到达所述平行四边形分光棱镜的所述s6全反射面反射再透过所述s4偏振分光面再经过所述s2全反射面反射到达所述port3,此时，所述光信号无法从port1输出；如果所述光信号s光从所述port2光传输端口入射，所述s光通过所述梯形偏振分光棱镜1的所述s4偏振分光面反射后，到达所述梯形分光棱镜的所述s2全反射面反射从所述s3面出射，再经过所述法拉第磁致旋光片2和所述半波片3，不改变偏正态，到达所述平行四边形偏振分光棱镜的所述s4偏振分光面反射，再经过所述s2全反射面反射从所述port3输出，所述光信号无法从所述port1输出。

进一步的，从所述port2输入的所述光信号只能从所述port3输出，而不能从所述port1输出，从而实现所述光信号的单向传输目的。

进一步的，所述磁块5的尺寸为宽度3.20毫米，长度2.50毫米，厚度0.80毫米。

进一步的，所述梯形偏振分光棱镜1的尺寸为宽度0.60毫米，一侧长度1.20毫米，另一侧长度0.60毫米，厚度0.65毫米。

进一步的，所述平行四边形偏振分光棱镜4的尺寸为宽度0.60毫米，一侧长度1.20毫米，另一侧长度1.20毫米，厚度0.65毫米。

进一步的，所述旋光片2的尺寸为宽度1.18毫米，长度0.65毫米，有效通光孔径0.6毫米。

进一步的，所述半波片3的尺寸为宽度1.20毫米，长度0.65毫米，有效通光孔径0.6毫米。

在本发明的另一实施例中，仅阐述本实施例与上述实施例的不同之处，值得注意的是，仅阐述与上述实施例的不同之处是为了描述简洁，便于理解，不能作为对本发明的任何限制。

如附图8所示，所述单纤双向三端口环形器包括一个梯形偏振分光棱镜1、两个法拉第磁致旋光片2a、两个半波片3a、一个四方形偏振分光棱镜4a和一个磁块5，其中所述梯形偏振分光棱镜1、两个所述法拉第磁致旋光片2a、两个所述半波片3a、所述四方形偏振分光棱镜4的接合通光面全部对胶水镀膜再粘接或者采用折射率匹配的胶水粘接成整体后再整体粘到磁块5上，无分隔的空隙，光路损失小，装配难度小，可靠性稳定性能好，缩小整体体积。在本实施例中，所述磁块5的磁场方向与前一个实施例的所述磁块5的磁场方向为相反方向。

如附图9所示，为本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的四方形偏振分光棱镜的局部细节图，其中所述四方形偏振分光棱镜4a是由两个偏振分光直角三角棱镜和一个偏振分光平行四边形棱镜被胶合形成的，如图所示的s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8、s9面被抛光，s1和s6成一个平面，s3和s5成一个平面，s1和s6与s3和s5平行，s2与s4面平行，s2和s4面镀pbs膜，pbs膜也就是偏振分光膜，p光透射，s光反射，这种多层介质膜满足布鲁斯特条件，p透s反，s3和s5面对空气镀ar膜，s1和s6面对胶水镀膜再粘接或者采用折射率匹配的胶水粘接，s7和s8和s9成一个平面底面与所述磁块5粘接。

进一步的，所述磁块5的尺寸为宽度3.20毫米，长度2.50毫米，厚度1.00毫米。

进一步的，在本实施例中，所述磁块5的磁极方向与前一个实施例的所述磁块5的磁极方向相反。

进一步的，所述梯形偏振分光棱镜1的尺寸为宽度1.00毫米，一侧长度2.50毫米，另一侧长度1.50毫米，厚度1.00毫米。

进一步的，所述四边形偏振分光棱镜4a的尺寸为宽度1.00毫米，长度2.50毫米，厚度1.0毫米。

进一步的，所述旋光片2a的尺寸为宽度1.00毫米，长度1.00毫米，有效通光孔径0.8毫米。

进一步的，所述半波片3a的尺寸为宽度1.00毫米，长度1.00毫米，有效通光孔径0.8毫米。

如附图10所示，为本发明的上述实施例的单纤双向三端口环形器的光学原理图，其中所述光信号p光从所述port1光传输端口入射到所述port2，p光通过所述四方形偏振分光棱镜的所述s4偏振分光面进行透射，通过所述半波片3a和所述法拉第磁致旋光片2a，不改变光的偏振态，到达所述梯形偏振分光棱镜1的所述s4偏振分光面进行透射从所述port2输出；如果反过来所述p光光信号从所述端口2输入，所述p光通过所述梯形偏振分光棱镜1的所述s4偏振分光面进行透射后，通过所述法拉第磁致旋光片2a和所述半波片3a的旋转，改变偏振态为s光，所述s光信号从所述四方形偏振分光棱镜的所述s4偏振分光面被反射再经过所述s2偏振分光面的反射到达所述port3，所述光信号无法从所述port1被输出；如果所述光信号s光从所述port2光传输端口入射，所述s光通过所述梯形偏振分光棱镜1的所述s4偏振分光面进行反射后，再经过所述梯形分光棱镜的所述s2全反射面反射，从所述s3面出射，再经过所述法拉第磁致旋光片2a和所述半波片3a旋光，改变光的偏振态为p光，所述p光信号通过所述四方形偏振分光棱镜的所述s2面透射从所述port3输出所述光信号无法从所述port1输出。

进一步的，从所述port2输入的光信号只能从所述port3输出，而不能从所述port1输出，从而实现光信号的单向传输目的。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。