(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 209215628 U(45)授权公告日 2019.08.06
(21)申请号 201821992281.3(22)申请日 2018.11.28
(73)专利权人 福州高意光学有限公司
地址 350000 福建省福州市晋安区福新东
路253号中航技工业小区(72)发明人 贾旭 郑熙 罗良涛 任策
于光龙 (74)专利代理机构 福州君诚知识产权代理有限
公司 35211
代理人 戴雨君(51)Int.Cl.
G02B 6/27(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
权利要求书1页 说明书3页 附图7页
(54)实用新型名称
一种改善光隔离器回波损耗性能的结构(57)摘要
本实用新型公开了一种改善光隔离器回波损耗性能的结构，其包括光隔离单元，所述光隔离单元的端面上固定有光学间隔片。本实用新型通过增加光学材料或空气隙的间隔，拉长了光隔离器中偏振片与光纤端面之间的距离，大大降低了偏振片散射光回耦到光纤的散射光强度，显著改善了隔离器的RL性能，RL值可以达到40dB以上。
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权 利 要 求 书
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1.一种改善光隔离器回波损耗性能的结构，包括光隔离单元，其特征在于：所述光隔离单元的端面上固定有光学间隔片。
2.根据权利要求1所述的一种改善光隔离器回波损耗性能的结构，其特征在于：所述光隔离单元为单级光隔离器或双级光隔离器。
3.根据权利要求1所述的一种改善光隔离器回波损耗性能的结构，其特征在于：所述光学间隔片上设有沿光轴方向贯通的通孔。
4.根据权利要求3所述的一种改善光隔离器回波损耗性能的结构，其特征在于：所述通孔的横截面形状为圆形、椭圆或多边形。
5.根据权利要求1或3所述的一种改善光隔离器回波损耗性能的结构，其特征在于：所述光学间隔片的材料为光学玻璃、晶体、Si片、塑料或高分子聚合物。
6.根据权利要求1或3所述的一种改善光隔离器回波损耗性能的结构，其特征在于：所述光学间隔片为平片或带角度的楔角片。
7.根据权利要求1或3所述的一种改善光隔离器回波损耗性能的结构，其特征在于：所述光学间隔片通过光胶或胶水粘结的方法与光隔离单元连接在一起。
8.根据权利要求1所述的一种改善光隔离器回波损耗性能的结构，其特征在于：将其与光纤头、光纤阵列或光纤插芯组件通过胶水粘结在一起，用作光通信收发器的光纤装配子件。
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说 明 书
一种改善光隔离器回波损耗性能的结构
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技术领域
[0001]本实用新型涉及光通信领域，尤其涉及一种改善光隔离器回波损耗性能的结构。背景技术
[0002]在光通信中，信号光在从光源到接受机的传输过程中，会经过许多不同的光学界面，在每一个光学界面处，均会产生不同程度的反射，这些反射产生的回程光最终会沿光路返回光源。当回程光的强度累积达到一定程度时，就会引起光源工作不稳定，产生频率漂移、幅度变化等问题，从而影响整个系统的正常工作，这成为一个必须解决的重要问题。由此出现一种只允许光线沿光路正向传输的非互易性无源器件—光隔离器[0003]光隔离器是光纤通信中一类非常重要的无源器件。这种器件只允许光线沿正向传输，而对反方向传输的光进行阻挡，其功能和电子学中的二极管类似。因此，光隔离器作为光通讯主要的基础元器件之一被广泛应用于光信号的发射、放大、传输等过程中。[0004]现存的自由空间光隔离器主要结构如图1所示，分别是单级光隔离器和双级光隔离器。对于单级光隔离器，两端的偏振片01和偏振片02，他们的透光光轴成45°夹角，中间是45°旋转片03，旋转片可以是自带磁场或外加磁场的，根据旋转片的非互易特性，可实现正向导通，反向隔离；如图2所示，对于双级光隔离器，由偏振片01、02、03和两片45°旋转片04、05组成，偏振片02和03的透光光轴相对于偏振片01分别成45°和90°夹角，旋转片可以是自带磁场或外加磁场的，根据旋转片的非互易特性，可实现正向导通，反向隔离，双级光隔离器相比单级光隔离器具有更高的隔离度。
[0005]几种典型的应用实例如图3或图4所示，图示以单级光隔离器为例，图3是隔离器01与光纤头或光纤插芯组件02粘结在一起，组成光纤装配子件，图4是隔离器01与光纤阵列02粘结在一起，组成光纤阵列装配子件，这一类的组件被广泛用于光通信器件中。如前所述，由于偏振片在隔离器入射和出射端，偏振片自身存在较为严重的光散射，将隔离器直接粘结在光纤端面后，在通过镀膜或选择折射率匹配的胶水等方法消除掉端面反射的影响后，较强的散射光会耦合进入光纤；由于散射光的角度分布很广，这种散射光是无法通过传统的增加光纤头端面角度的方法来有效消除的，因此，较强的散射光回耦会导致RL性能较差，通常RL只能达到30dB，无法满足高速光器件的要求。发明内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种设计简单，体积小，易加工和量产，成本低的改善光隔离器回波损耗性能的结构。[0007]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：[0008]一种改善光隔离器回波损耗性能的结构，包括光隔离单元，所述光隔离单元的端面上固定有光学间隔片。[0009]进一步的，所述光隔离单元为单级光隔离器或双级光隔离器。[0010]进一步的，所述光学间隔片上设有沿光轴方向贯通的通孔。
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进一步的，所述通孔的横截面形状为圆形、椭圆或多边形。
[0012]进一步的，所述光学间隔片的材料为光学玻璃、晶体、Si片、塑料或高分子聚合物。[0013]进一步的，所述光学间隔片为平片或带角度的楔角片。[0014]进一步的，所述光学间隔片通过光胶或胶水粘结的方法与光隔离单元连接在一起；采用胶水连接时，所用胶水包括UV 胶、热固化胶、双固化胶中的一种或多种。[0015]将本实用新型的结构与光纤头、光纤阵列或光纤插芯组件通过胶水粘结在一起，用作光通信收发器的光纤装配子件。
[0016]本实用新型采用以上技术方案，具有以下有益效果：通过增加光学材料或空气隙的间隔，拉长了光隔离器中偏振片与光纤端面之间的距离，大大降低了偏振片散射光回耦到光纤的散射光强度，显著改善了隔离器的RL性能，RL值可以达到40dB以上。附图说明
[0017]以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明：[0018]图1为现有技术中单级光隔离器的侧视图；[0019]图2为现有技术中双级光隔离器的侧视图；[0020]图3为现有技术中光隔离器的应用一的侧视图；[0021]图4为现有技术中光隔离器的应用二的仰视图；
[0022]图5为本实用新型平片型的光间隔片用于单级光隔离器的侧视图；[0023]图6为本实用新型平片型的光间隔片用于双级光隔离器的侧视图；[0024]图7为本实用新型楔角片型的光间隔片用于单级光隔离器的侧视图；[0025]图8为本实用新型楔角片型的光间隔片用于双级光隔离器的侧视图；
[0026]图9为本实用新型带通孔平片型的光间隔片用于单级光隔离器的侧视图；[0027]图10为本实用新型带通孔平片型的光间隔片用于双级光隔离器的侧视图；[0028]图11为本实用新型带通孔楔角片型的光间隔片用于单级光隔离器的侧视图；[0029]图12为本实用新型带通孔楔角片型的光间隔片用于双级光隔离器的侧视图；[0030]图13为本实用新型应用的实施例一的侧视图；[0031]图14为本实用新型应用的实施例二的仰视图；[0032]图15为本实用新型应用的实施例三的侧视图；[0033]图16为本实用新型应用的实施例四的仰视图。
具体实施方式
[0034]如图5-8之一所示，本实用新型一种改善光隔离器回波损耗性能的结构1，包括光隔离单元12，光隔离单元12为单级光隔离器或双级光隔离器（该结构为现有技术，不做赘述），光隔离单元12的端面上固定有光学间隔片11。[0035]光学间隔片11的材料可以为光学玻璃、晶体、Si片、塑料或高分子聚合物等可以透过近红外波长（主要波长范围0.8um-2um）的材料。[0036]为了配合使用，所述光学间隔片11可以做成平片或带角度的楔角片，光学间隔片11通过光胶或胶水粘结的方法与光隔离单元12连接在一起；采用胶水连接时，所用胶水包括UV 胶、热固化胶、双固化胶中的一种或多种。为了降低插入损耗（IL），光学间隔片11可以
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根据材料折射率的不同，采用对胶镀增透膜的方法来消除，若胶水固化后折射率与光学间隔片11材料折射率很接近，则无需镀增透膜。[0037]如图9-12之一所示，本实用新型一种改善光隔离器回波损耗性能的结构1，包括光隔离单元12，光隔离单元12为单级光隔离器或双级光隔离器，光隔离单元12的端面上固定有光学间隔片11。光学间隔片11上设有沿光轴方向贯通的通孔, 通孔的横截面形状为圆形、椭圆或多边形。
[0038]光学间隔片11的材料可以为光学玻璃、晶体、Si片、塑料或高分子聚合物等可以透过近红外波长（主要波长范围0.8um-2um）的材料。[0039]为了配合使用，所述光学间隔片11可以做成平片或带角度的楔角片，光学间隔片11通过光胶或胶水粘结的方法与光隔离单元12连接在一起；采用胶水连接时，所用胶水包括UV 胶、热固化胶、双固化胶中的一种或多种。为了降低插入损耗（IL），光纤端面和隔离器偏振片端面可以镀增透膜。[0040]以不带通孔、双级光隔离器为例，将本实用新型的结构可以与光纤头、光纤阵列或光纤插芯组件通过胶水粘结在一起，用作光通信收发器的光纤装配子件。图13为光纤头或光纤插芯组件2与本实用新型结构1（平片型的光间隔片）的装配侧视图；图14为光纤阵列2与本实用新型结构1（平片型的光间隔片）的装配仰视图；图15为光纤头或光纤插芯组件2与本实用新型结构1（楔角片型的光间隔片）的装配侧视图；图16为光纤阵列2与本实用新型结构1（楔角片型的光间隔片）的装配仰视图。
[0041]本实用新型由于光学间隔片或空隙间隙的存在，通过选择合适的间隔或间隙厚度，这种新型的光隔离器结构可以将RL性能提升到40dB以上。[0042]本实用新型的制作方法如下：[0043]1、将光学材料经过切割、研磨和抛光等光学加工工序，加工成光学间隔片，光学间隔片可以根据需要选择不镀膜、镀对空气增透膜或镀对胶水增透膜；[0044]2、对于带孔光学间隔片，在完成步骤1后，在光学间隔片上，通过激光、机械加工或刻蚀等工艺，完成一系列通孔的加工。[0045]3、将尺寸相近的大片（通常为11x11mm左右的方片）偏振片、法拉第旋转片和光学间隔片，采用胶水或光胶的方式结合成一个整体；若使用胶水，可以采用热固化胶、紫外固化胶或双固化胶等其中的一种或多种。[0046]4、将大片的切割成所需要尺寸的小片。这样就完成本实用新型的制作。[0047]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型所做出的各种变化，均为本实用新型的保护范围。
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