光环行器的制作方法

本实用新型涉及光纤通信领域，特别涉及一种光环行器。

背景技术：

光环行器是一种多端口（最少三端口）不可逆的无源器件，它的作用是以最大的强度把光束从一个端口传输到相邻的端口，同时阻止光束从一个端口向前一个端口传输。光环行器的工作原理基于偏振无关法拉第旋转效应。

光环行器使光信号只能沿规定的端口顺序传输。随着光纤通信技术的不断发展 ,它已成为现在及未来的光纤通信系统中的重要器件之一。一种三端口环行器如图1所示，其中，L1为第一端口，L2为第二端口，L3为第三端口。当光信号从指定的端口输入时，在器件中只能沿规定的顺序传播，比如，光信号从第一端口L1输入时，光信号的传播顺序为：L1→L2→L3；当光信号的传输顺序变更时，比如，光信号从第二端口L2向第一端口L1传输，或，光信号从第三端口L3向第二端口L2传播时，光信号的损耗将很大，由此可实现光信号的隔离。光学环行器的非互易特性是利用磁光材料的法拉第效应来实现的，其原理与光学隔离器相类似。法拉第效应是指在平行于光传播方向的磁场作用下，介质材料中的电磁波（光波）的偏振面产生旋转的现象，且其旋转方向和光的传播方向无关，也就是偏振无关。光波经第一偏振片后成为偏振光，该偏振光通过法拉第旋光器后，偏振方向旋转45°，与第二偏振片通光方向平行，允许通过；当光反方向传输时，经法拉第旋光器后，光的偏振方向与第一偏振片通光方向垂直，不能通过。现有技术的光环形器结构通常由光纤准直器A1和A2，双折射晶体B1和B2、YVO4楔角对C、波片D1和波片D2和法拉第旋光片E1和E2、磁环F1和F2组成，如图2所示。

当一束单射光在各项同性的介质的界面折射时，折射光只有一束，因而遵循折射定律。但当一束单射光在各项异性晶体的界面折射时，一般可以产生两束折射光，既双折射现象。而分开的两束折射光线中总有一束遵循折射定律，既不论入射光束的方位如何，这束折射光线总是在入射面内并且折射角的正弦与入射角的正弦之比为常数，这束折射光称为o光，另一束折射光即使入射角为零，而这束折射光也往往不在入射面内不遵守折射定律，称它为非常光，e光。

此外，在晶体中存在一个特殊的方向，当光在晶体中沿着这个方向传播时，不发生双折射。晶体内这个特殊的方向我们称之为晶体的光轴。

如用检偏器来验证双折射产生的o光和e光的偏振状态，就会发现o光和e光都是线偏振光，并且o光的电矢量与o光的主平面垂直，因而，总是与光轴垂直，e光的电矢量在e的主平面内，因而它与光轴的夹角就会随着传播方向的不同而改变。

由于经过双折射晶体的光会发生双折射及位移，再加上光环行器光路中是两路或三路光斑同传播，另外最主要的是常规环行器使用的光纤准直器光斑直径较大，在0.36mm左右, 以至于双折射晶体的有效通光面积要求要大一些，目前常规使用的双折射晶体的晶体尺寸为2mm*2mm*7mm，从而要求整个光环行器中的其它光学元件尺寸都相应的加大，这样使整个光环行器的外封尺寸较大，其常规尺寸为（￠5.5X50mm）。由于生产光环行器的晶体材料本身的价格较贵，光环行器的生产成本非常高，且不利于光通信系统设备小型化、集成化发展。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的相关问题，本实用新型提供了一种光环行器。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种光环行器，包括第一光纤准直器、第二光纤准直器，以及设置于二者之间的光学元件，所述光学元件按照放置顺序从左至右依次为第一双折射晶体、第一波片、第一法拉第旋光片、YVO4楔角对、第二法拉第旋光片、第二波片、第二双折射晶体，所述光学元件放置于基座上，所述基座为磁体基座，用于给所述第一法拉第旋光片以及所述第二法拉第旋光片提供永久磁场。

可选的，所述第一光纤准直器和所述第二光纤准直器的光斑调制为0.2mm，所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的尺寸为1mm*1mm*5mm。

可选的，所述第一双折射晶体与所述第一波片、所述第二双折射晶体与所述第二波片分别深化光胶为一体。

可选的，所述第一法拉第旋光片与所述YVO4楔角对、所述第二法拉第旋光片与所述YVO4楔角对分别深化光胶为一体。

可选的，所述光环行器还设置有密封管，所述密封管用于封装所述光学元件。

可选的，所述光环行器的尺寸为￠3.5X38mm。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过使用磁体基座来代替金属基座，可直接通过磁体基座提供第一法拉第旋光片和第二法拉第旋光片工作时所需的永久磁场，缩小了光环行器内的光学元件的占用空间，减少了光环行器的加工步骤；此外，本实用新型将光环行器所使用的第一光纤准直器以及第二光纤准直器的光斑调制为0.2mm，并将第一双折射晶体和第二双折射晶体的尺寸对应调节为1mm*1mm*5mm，可减少对光环行器中双折射晶体材料的有效面积要求，节约了光环行器的生产成本，使得光环型器的体积缩小，生产流程简化，有利于光通信系统设备的小型化和集成化。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并于说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是一种三端口环形器的示意图。

图2是一种现有技术中光环形器的示意图。

图3是本实用新型实施例提供的一种光环行器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图3所示，本实用新型实施例提供了一种光环行器，包括第一光纤准直器10、第二光纤准直器20，以及设置于二者之间的光学元件组成，所述光学元件按照放置顺序从左至右依次为第一双折射晶体30、第一波片40、第一法拉第旋光片50、YVO4楔角对60、第二法拉第旋光片70、第二波片80、第二双折射晶体90，所述光学元件放置于基座100上，所述基座为磁体基座，用于给所述第一法拉第旋光片50以及所述第二法拉第旋光片70提供永久磁场。

光环行器中的法拉地旋光片需要有永久磁场才能正常工作，现有技术提供的光环行器通常在金属基座上加工出矩形孔，该矩形孔用于放置磁环，通过该磁环来提供法拉第旋光片工作所需的永久磁场；本实用新型提供的光环行器在现有光环行器的基础上省去了磁环的设计，改用磁体基座来替代金属基座并提供法拉地旋光片工作所需的永久磁场，可省去在基座上矩形孔的加工环节以及磁环的加工环节，同时节约了光环行器内部所需的光学元件的安装空间。

在本实用新型的一种光环行器的实施例中，所述第一光纤准直器10和所述第二光纤准直器20的光斑调制为0.2mm，所述第一双折射晶体30和所述第二双折射晶体90的尺寸为1mm*1mm*5mm。

现有技术提供的环行器使用的光纤准直器光斑直径较大，在0.36mm左右, 以至于双折射晶体的有效通光面积要求要大一些，目前常规使用的双折射晶体的晶体尺寸为2mm*2mm*7mm，从而要求整个光环行器中的其它光学元件尺寸都相应的加大，这样使整个光环行器的外封尺寸较大，其常规尺寸为（￠5.5X50mm）。

本实用新型提供的第一光纤准直器和第二光纤准直器的光斑直径相对现有技术提供的环行器中光纤准直器的光斑直径明显缩小，使得光信号在双折射晶体中穿行的横截面也较小，可实现第一双折射晶体和第二双折射晶体的尺寸对应缩小，降低了光环行器对双折射晶体材料的有效面积要求，节约了光环行器的生产成本。

在本实用新型的一种光环行器的实施例中，所述第一双折射晶体30与所述第一波片40、所述第二双折射晶体90与所述第二波片80分别深化光胶为一体。

在本实用新型的一种光环行器的实施例中，所述第一法拉第旋光片50与所述YVO4楔角对60、所述第二法拉第旋光片70与所述YVO4楔角对60分别深化光胶为一体。

在本实用新型的一种光环行器的实施例中，光环行器还设置有密封管，所述密封管用于封装所述光学元件。

需要说明的是，密封管的材质可以为陶瓷管或玻璃管。

在本实用新型的一种光环行器的实施例中，光环行器的尺寸为￠3.5X38mm。

综上所述，本实用新型提供的光环行器，通过使用磁体基座来代替金属基座，可直接通过磁体基座提供第一法拉第旋光片和第二法拉第旋光片工作时所需的永久磁场，缩小了光环行器内的光学元件的占用空间，减少了光环行器的加工步骤；此外，本实用新型将光环行器所使用的第一光纤准直器以及第二光纤准直器的光斑调制为0.2mm，并将第一双折射晶体和第二双折射晶体的尺寸对应调节为1mm*1mm*5mm，可减少对光环行器中双折射晶体材料的有效面积要求，节约了光环行器的生产成本，使得光环型器的体积缩小，生产流程简化，有利于光通信系统设备的小型化和集成化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。