本技术涉及光纤通信领域，尤其涉及一种具有隔离、合波和信号放大功能的单边出纤器件。
背景技术：
1、在光纤通讯领域，edfa应用广泛。对于常规的edfa模块，掺铒光纤是实现放大功能的关键材料；为将信号光和泵浦光同时输入至掺铒光纤并避免光束回波造成的影响，在掺铒光纤的前端通常会配置一个用于信号光与泵浦光合束的合波器和一个用于反向光隔离的隔离器，在掺铒光纤的后端也会配置一个用于反向光隔离的隔离器，即一个 edfa 模块内的掺铒光纤前后一共需要三个功能分立的器件，如图1所示。随着光纤通讯市场的高速发展，edfa模块的封装尺寸不断缩小，模块内供给器件的组装空间越来越少，同时模块指标的要求也越来越严格，传统的三个分立器件组装不但会占据模块内大量空间，还会引入至少3个光纤熔点（如图1所示），导致模块指标劣化，并且由于需要对熔点进行保护，会限制模块内部的器件排布。因此，这种多器件组装的方案已逐渐不能满足行业内小型化模块对于器件体积和整体指标的要求。
2、小型edfa模块一直在寻找体积更小、指标更好的方案，目前的常规思路是使用集成了多种功能的器件来替代三个分立功能的器件，实现减少熔接点数量、减小器件总体积、改善模块指标的目的，例如：1）一个单边/双边iwdm集成器件和一个单边/双边隔离器；2）一个单边/双边wdm器件和一个单边/双边2合1 隔离器；3）iwdm+iso双边集成器件。但即便减少了器件数量，光纤熔点也只能减少为2个，无法避免前端器件的输出光纤与掺铒光纤的熔接点以及后端器件的输入光纤与掺铒光纤的熔接点。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种具有隔离、合波和信号放大功能的单边出纤器件。
2、本实用新型采用的技术方案是：
3、一种具有隔离、合波和信号放大功能的单边出纤器件，其包括光纤头、分光/合光装置、λ1旋光装置、λ2旋光装置、透镜、法拉第旋光装置、楔角反射镜；
4、光纤头由λ1输入光纤、λ2输入光纤和输出光纤三种光纤构成；λ1输入光纤的λ1光束波长不等于λ2输入光纤的λ2光束的波长；三种光纤紧密排列并构造形成具有光纤倾斜面的光纤头；
5、分光/合光装置为位移型双折射晶体；分光/合光装置为位移型双折射晶体；双折射晶体的一端与光纤头倾斜面紧贴，双折射晶体的光轴与入射面的法线构成45°，光轴与入射面法线所组成的晶体主截面垂直于光纤头倾斜面；
6、分光/合光装置的两端端面为相互平行，λ1旋光装置和λ2旋光装置紧贴设在分光/合光装置的另一端，且λ1旋光装置和λ2旋光装置的位置分别对应λ1输入光纤和λ2输入光纤；λ1旋光装置采用λ1输入波片以透过λ1光束，λ2旋光装置采用λ2输入波片以透过λ2光束；
7、透镜的一端具有与光纤倾斜面平行的透镜倾斜面，透镜倾斜面靠近双折射晶体设置；透镜倾斜面镀有λ1光束和λ2光束的ar膜；透镜的另一端的端面镀有wdm膜，wdm膜对λ1光束反射、对λ2光束透射；
8、法拉第旋光装置设在透镜的另一端，法拉第旋光装置的两端均为竖直平面，两端的竖直平面上均镀有λ2光束的波长的ar膜，在饱和磁场作用下法拉第旋光装置使光的偏振方向旋转，偏振旋转角度为22.5°，旋转方向与λ2输入波片偏振的旋转方向相同；
9、楔角反射镜的一端为竖直平面，楔角反射镜的另一端为楔角面，楔角反射镜的一端平面紧贴法拉第旋光装置设置，楔角反射镜的一端平面上镀有λ2光束的ar膜，楔角反射镜的楔角面上镀有λ2光束的波长的hr膜。
10、进一步地，三种光纤呈等边三角形紧密排列，或三种光纤呈一字型紧密排列。
11、具体地，光纤头中的λ1输入光纤、λ2输入光纤、输出光纤呈等边三角形紧密排列，彼此之间的间距大于等于光纤包层直径；等边三角形中心为光纤倾斜面的中心；其中λ1输入光纤靠近光纤倾斜面低端，λ2输入光纤靠近光纤倾斜面高端。
12、可选地，所述光纤头中的λ1输入光纤、λ2输入光纤、输出光纤呈等腰直角三角形紧密排列，构成的三角形腰长大于等于光纤包层直径；三角形底边中点为所在光纤倾斜面的中心；其中λ1输入光纤靠近光纤倾斜面低端，λ2输入光纤靠近光纤倾斜面高端。
13、可选地，所述光纤头中的λ1输入光纤、λ2输入光纤、输出光纤呈一字直线形紧密排列，彼此间的距离大于等于光纤包层直径；一字直线形的中心位置为所在光纤倾斜面的中心；其中λ1输入光纤靠近光纤倾斜面低端，λ2输入光纤靠近光纤倾斜面高端，输出光纤位于中心。
14、进一步，光纤头中的输出光纤为掺铒光纤，当λ1光束和λ2光束同时且分别输入对应的输入光纤时，两种波长同时从输出光纤输出；且当同时输入的λ1光束和λ2光束分别是掺铒光纤的泵浦波长和信号波长时，λ1光束的强度经掺铒光纤衰减，λ2光束的强度经掺铒光纤得到放大。
15、可选地，光纤头中的输出光纤为其他稀土元素掺杂光纤。
16、进一步地，双折射晶体同轴平行于光纤头。
17、进一步地，法拉第旋光装置为磁光晶体和磁场装置组成的组合体或单独的磁光晶体。
18、进一步，磁场装置为永磁体，磁场装置为磁环或由磁性材料制成的平行平板，用于提供磁光晶体的饱和磁场强度，使磁光晶体实现对线偏振光的偏振方向固定旋转；磁场方向与光传播方向平行；当线偏振光从磁场装置的磁场n级入射时，偏振方向顺时针旋转；当线偏振光从磁场s级入射时，偏振方向逆时针旋转。
19、可选地，磁光晶体靠近透镜的一面镀膜为λ1的高反膜，另一面为λ2的增透膜。
20、进一步地，作为一种实施方式，法拉第旋光装置的一端竖直平面紧贴透镜的另一端设置。
21、进一步地，作为另一种实施方式，法拉第旋光装置的一端竖直平面与透镜的另一端呈间隔设置。
22、进一步地，λ1光束的波长小于λ2光束的波长。
23、具体地，当λ1光束由光纤头中的λ1输入光纤，依次经过分光/合光装置、λ1旋光装置、透镜后，在透镜的wdm膜上反射，最后从光纤头中的输出光纤；或者当λ1光束由光纤头中的输出光纤输入，依次经过分光/合光装置、λ1旋光装置、透镜后，在透镜的wdm膜上反射，最后从光纤头中的λ1输入光纤输出；
24、λ2光束由光纤头中的λ2输入光纤输入，经过分光/合光装置、λ2旋光装置、透镜、法拉第旋光装置、楔角反射镜后，在楔角反射镜的楔角面上反射，最后从光纤头中的输出光纤输出；
25、进一步地，当λ1光束和λ2光束同时且分别输入对应的输入光纤，两种波长同时从输出光纤输出，即实现合波功能；
26、进一步地，当λ2光束由光纤头中的输出光纤输入，经过分光/合光装置、λ2旋光装置、透镜、法拉第旋光装置、楔角反射镜后，在楔角反射镜的楔角面上反射，最后无法从光纤头中的λ2输入光纤输出，即实现隔离功能；
27、进一步地，作为一种可能的实施方式，光纤头中的光纤倾斜面的倾斜角度为8°。
28、进一步地，透镜为自聚焦透镜，透镜的另一端为竖直平面，透镜的一端为透镜倾斜面，透镜的透镜倾斜面的倾斜角度为8°。
29、可选地，所述透镜为柱状球面透镜，透镜的另一端为球面，透镜的一端为透镜倾斜面，透镜倾斜面的倾斜角度为8°；透镜的透镜倾斜面和球面镀膜为λ1和λ2的增透膜。
30、进一步地，双折射晶体用于实现晶体内o光、e光的分光/合光；双折射晶体的光轴与晶体表面斜交，o光、e光的分离方向与光束传播方向垂直，与λ1输入光纤、λ2输入光纤和输出光纤的相对位移方向平行。
31、可选地，双折射晶体的o光、e光的光轴角度为45度，且在晶体厚度一致的情况下，o光、e光的分离距离最大。
32、进一步地，λ1旋光装置中的λ1输入波片为1/2λ相位延迟型石英波片晶体，λ1旋光装置用于旋转线偏振光的偏振方向；λ1旋光装置的石英波片晶体光轴与晶体表面的角度为45度；λ2旋光装置中的λ2输入波片为1/2λ相位延迟型石英波片晶体，λ2旋光装置用于旋转线偏振光的偏振方向；λ2旋光装置的石英波片晶体光轴与晶体表面的角度为67.5度。
33、本实用新型采用以上技术方案，集成了隔离、合波和信号放大功能：分光/合光的反射光路设计使得器件的长度和直径都小于功能相似的集成器件；单边出纤的设计为模块内的器件排布提供了更高的自由度；在edfa的应用中，掺铒光纤作为输出光纤的设计，可以省去一个器件与掺铒光纤的熔接点，无需设计专门的熔点防护，同样可以为模块内部的器件排布提供更高的自由度。
34、本实用新型具有的有益效果包括：首先，通过采用反射镜实现光线转折，使器件只需用到一个准直器，这相较双边器件减少了一个准直器，器件体积减小一半，在模块内组装所需的空间也减小了一半，物料成本也相应降低了；其次，两种输入光纤和输出光纤位于器件同一侧，在模块内组装时可以同时进行单侧盘线，简化了盘线组装的工艺；同时，本实用新型通过将分光/合光装置固定在输入/输出光纤端面上，使其对输入/输出的控制性更强，功能扩展性更高，且其对分光/合光装置需求的体积更小，使结构更为紧凑，物料成本也更低；并且，掺铒光纤作为输出光纤，当λ1和λ2同时输入时，器件具有信号放大功能，可直接应用于edfa模块中，省去了1个熔点保护装置，为模块内部的器件排布提供了更高的自由度。