一种保偏高隔离度单向光功率探测器的制作方法

本技术涉及光通信，具体地涉及一种保偏高隔离度单向光功率探测器。

背景技术：

1、保偏光纤传输线偏振光，广泛用于航天、航空、航海、工业制造技术及通信等国民经济的各个领域。在以光学相干检测为基础的干涉型光纤传感器中，使用保偏光纤能够保证线偏振方向不变，提高相干信噪比，以实现对物理量的高精度测量。保偏光纤作为一种特种光纤，广泛应用于光纤陀螺，光纤水听器等传感器和dwdm、edfa等光纤通信系统。在保偏光路中，保偏光电探测器是一种常用的保偏光器件。

2、常规的光功率探测器，由双光纤头、准直透镜、分光片、光电探测器组成。这种结构使得从输出光纤返回出射的光不受限制，会被光电探测器所接收，因此光功率测量会受到从输出光纤返回出射的光的影响，测试不准确。应用于保偏光路的光功率探测器，通常是将常规光功率探测器中的光纤线替换成保偏光纤线。这样的保偏光功率探测器也存在从保偏输出光纤返回出射的光被光电探测器接受的问题。

3、为了避免从输出光纤返回出射的光被光电探测器接受，造成干扰。目前有以下五种解决方案。

4、(1)2008年2月9日授权公布的美国专利us 7,333,693b2公开了一种单向光功率探测器。采用分光透镜，将来自输入光纤的光和来自输出光纤的光分成两相互平行的且小间距的光出射。其中一束直接进入光电探测器芯片接受，但因两束光分开的距离很小，且平行出射，另一束光也难免有一小部份的光进入光电探测器，从而影响隔度。

5、(2)2014年3月4日授权公布的美国专利us 8,664,584b2公开了一种光功率探测器。在分光透镜及光电探测器中间插入一个掩模片或隔离片，阻止任何来自于输出光纤的光进入到探测器芯片。该方案，掩模板或隔离片在遮挡输出光纤返回的光的同时，也遮挡了一部份光探测器芯片的光敏面，在一定程度上，这相当于使用了小敏感的光探测器。同时使用掩模板或隔离片，增加了结构复杂性，也增加了器件的成本。

6、(3)2017年11月24日公开的中国发明专利，公开号cn107390329a，公开了一种单方向tap pd。在成像透过后端面，磨抛成两个成一定夹角的平面，使来自输入光纤的光进入到探测芯片上，来自输出光纤的光经过分光透镜另一角度来面后反射远离探测芯片，从而保证了高隔离度。该方案在微小的分光透镜输出端加工两个不同角度的平面，工艺困难，成本高。

7、(4)2019年1月1日授权公布的中国实用新型专利，公告号cn208314276u，公开了一种紧凑型tap pd。采用孔径光阑，使来自输入光纤的光通过孔径光阑后进入到探测芯片上，来自输出光纤的光经过被孔径光阑所阻挡或反射，从而保证了高隔离度。该方案缺点在于小尺寸孔径光阑加工困难，装配费劲，成本高昂。

8、(5)2020年7月10日公开的中国发明专利，公开号cn111399140 a，公开了一种高隔离度单向光电探测器。采用在分光透镜及光电探测器中间插入一个掩模片或隔离片，阻止任何来自于输出光纤的光进入到探测器芯片。该方案使用掩模板或隔离片，增加了结构复杂性，也增加了器件的成本。

9、(6)2015年11月18日授权公布的中国实用新型专利，公告号cn204790086u，公开了一种方向性光探测器。采用在探测器封装上增加隔离腔，虽然可以起到单向隔离作用，但探测器上增加隔离腔，结构复杂，成本高昂。

10、因此，如何避免从保偏输出光纤返回出射的光被光电探测器接受，结构紧凑，成本低，是目前本领域亟待解决的一个技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种保偏高隔离度单向光功率探测器，避免从保偏输出光纤返回出射的光被光电探测器接受，结构紧凑，成本低。

2、本实用新型是这样实现的：一种保偏高隔离度单向光功率探测器，包括：

3、沿光的传播方向依次排列的保偏双光纤头、第一透镜、偏振分光膜片、第二透镜以及光电探测器；

4、所述保偏双光纤头包括保偏输入光纤与保偏输出光纤，所述保偏输入光纤的偏振方向和所述保偏输出光纤的偏振方向具有夹角α；

5、所述偏振分光膜片的反射光偏振方向与透射光偏振方向垂直，所述偏振分光膜片的反射光偏振方向与所述保偏输出光纤的偏振方向平行，与所述保偏输入光纤的偏振方向形成夹角α；

6、从所述保偏输入光纤出射的线偏振光，经过第一透镜的准直后，入射到所述偏振分光膜片，被分光形成反射光束与透射光束，所述透射光束经过所述第二透镜，会聚到所述光电探测器，所述反射光束经过所述第一透镜，会聚到所述保偏输出光纤；

7、从所述保偏输出光纤返回出射的线偏振光，经过所述第一透镜的准直后，入射到所述偏振分光膜片，被完全反射，此完全反射的光束，经过所述第一透镜，会聚到所述保偏输入光纤。

8、进一步地，所述保偏双光纤头还包括双光纤毛细管，所述保偏输入光纤与保偏输出光纤在长度方向平行，并且固定设置在所述双光纤毛细管。

9、进一步地，还包括玻璃套管，所述第一透镜、分光偏振分光膜片和第二透镜都固定设置在所述玻璃套管的内部，所述玻璃套管的左端与所述双光纤毛细管固定连接。

10、进一步地，所述光电探测器包括光电探测芯片和封装壳体，所述光电探测芯片固定设置在所述封装壳体的接光口，所述封装壳体与所述玻璃套管的右端固定连接。

11、进一步地，所述第一透镜为渐变折射率透镜g-lens。

12、进一步地，所述第二透镜为渐变折射率透镜g-lens，或者微小球面透镜c-lens，或者非球面透镜，或者球型透镜ball-lens。

13、进一步地，所述第一透镜的出射表面粘贴偏振分光膜，取消所述偏振分光膜片。

14、进一步地，还包括偏振片，所述偏振片的透光偏振方向和所述偏振分光膜片的反射光偏振方向垂直，所述偏振片位于所述偏振分光膜片与所述第二透镜之间。

15、进一步地，所述偏振分光膜片的分光比b，与所述夹角α的关系为：b＝tanα。

16、本实用新型的优点在于：利用保偏输入光纤、保偏输出光纤、偏振分光膜片的线偏振光的偏振方向夹角原理，偏振分光膜片既起到分光功率的作用，也起到反向隔离的作用，从保偏输入光纤出射的光被光电探测器接受，避免从保偏输出光纤返回出射的光被光电探测器接受；相较于背景技术，本实用新型的结构紧凑，工艺简单，单向性隔离度高，组装成本低，便于大批量生产。

技术特征：

1.一种保偏高隔离度单向光功率探测器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种保偏高隔离度单向光功率探测器，其特征在于，所述保偏双光纤头还包括双光纤毛细管，所述保偏输入光纤与保偏输出光纤在长度方向平行，并且固定设置在所述双光纤毛细管。

3.根据权利要求2所述的一种保偏高隔离度单向光功率探测器，其特征在于，还包括玻璃套管，所述第一透镜、分光偏振分光膜片和第二透镜都固定设置在所述玻璃套管的内部，所述玻璃套管的左端与所述双光纤毛细管固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种保偏高隔离度单向光功率探测器，其特征在于，所述光电探测器包括光电探测芯片和封装壳体，所述光电探测芯片固定设置在所述封装壳体的接光口，所述封装壳体与所述玻璃套管的右端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种保偏高隔离度单向光功率探测器，其特征在于，所述第一透镜为渐变折射率透镜g-lens。

6.根据权利要求1所述的一种保偏高隔离度单向光功率探测器，其特征在于，所述第二透镜为渐变折射率透镜g-lens，或者微小球面透镜c-lens，或者非球面透镜，或者球型透镜ball-lens。

7.根据权利要求1所述的一种保偏高隔离度单向光功率探测器，其特征在于，所述第一透镜的出射表面粘贴偏振分光膜，取消所述偏振分光膜片。

8.根据权利要求1所述的一种保偏高隔离度单向光功率探测器，其特征在于，还包括偏振片，所述偏振片的透光偏振方向和所述偏振分光膜片的反射光偏振方向垂直，所述偏振片位于所述偏振分光膜片与所述第二透镜之间。

9.根据权利要求1所述的一种保偏高隔离度单向光功率探测器，其特征在于，所述偏振分光膜片的分光比b，与所述夹角α的关系为：b＝tanα。

技术总结
本技术涉及光通信技术领域，提供一种保偏高隔离度单向光功率探测器，包括：沿光的传播方向依次排列的保偏双光纤头、第一透镜、偏振分光膜片、第二透镜以及光电探测器；保偏双光纤头包括保偏输入光纤与保偏输出光纤，保偏输入光纤的偏振方向和保偏输出光纤的偏振方向具有夹角α；偏振分光膜片的反射光偏振方向与透射光偏振方向垂直，偏振分光膜片的反射光偏振方向与保偏输出光纤的偏振方向平行，与保偏输入光纤的偏振方向形成夹角α。本技术的优点在于：偏振分光膜片既起到分光功率的作用，也起到反向隔离的作用，避免从保偏输出光纤返回出射的光被光电探测器接受；本技术的结构紧凑，组装成本低。

技术研发人员：何亮,姚巍
受保护的技术使用者：福建华科光电有限公司
技术研发日：20230915
技术公布日：2024/4/17