一种光环形器的制作方法

本发明涉及光通信，特别是一种光环形器。

背景技术：

1、光环形器是光通信核心无源非互易器件，广泛应用于相干光模块、光纤传感、光路回波监测等场景，用于实现光束单向传输、抑制反向光路干扰；当前市场主流的三端口光环形器通常由三组偏振位移晶体与两级旋光单元沿直线光路排布构成，通常通过调节两个旋光单元的相对夹角来优化反向隔离度；在需要实时监测光路光功率的应用场合，该直线光路无法在器件内部复用光路嵌入分光取样结构，不能集成功率检测功能，只能外接pd分光探测器进行分立串联装配；多器件堆叠导致整体外形尺寸偏大，光路多级耦合引入额外插入损耗，且二次组装工序繁琐、生产成本高，难以适配光模块小型化、高密度集成的发展需求。

2、因此，设计一种光环形传输与功率探测一体化的光环形器，对本领域技术人员来说是至关重要的。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种光环形传输与功率探测一体化的光环形器，以解决现有直线光路无法在器件内部复用光路嵌入分光取样结构，不能同步实现环形传输与功率探测的问题。

2、本发明公开了一种光环形器，其方案在于，包括：准直透镜、双折射晶体、半波片组件、旋光片、棱镜组件以及pd探测器，所述半波片组件包括第一半波片、第二半波片、第三半波片及第四半波片，所述棱镜组件包括第一反射面和第二反射面，所述棱镜组件内镀有分光膜和偏振分束膜；

3、经第一光纤入射的光束依次穿过所述准直透镜和所述双折射晶体后分光为o光和e光，e光入射至所述棱镜组件的分光膜，o光经所述第一半波片转换为e光后入射至所述棱镜组件的分光膜，以进行分光，经所述分光膜透射的两路e光均入射至所述pd探测器，以进行光功率监测，反射的两路e光则均经所述偏振分束膜反射回所述旋光片，其中一路e光依次经所述旋光片和所述第二半波片偏转后入射至所述双折射晶体，另一路e光依次经所述旋光片和所述第四半波片偏转后转换为o光并入射至所述双折射晶体，入射至所述双折射晶体的o光和e光经所述双折射晶体合束后入射至所述准直透镜，并经所述准直透镜汇聚至所述第二光纤输出；

4、经第二光纤入射的光依次穿过所述准直透镜和所述双折射晶体，以分光为o光和e光，o光经所述第四半波片和所述旋光片后入射至所述棱镜组件，e光经所述第二半波片和所述旋光片转换为o光后入射至所述棱镜组件，入射至所述棱镜组件的两路o光均经所述偏振分束膜透射至所述第一反射面，其中一路o光依次经所述第一反射面和所述第二反射面反射后入射至所述双折射晶体，另一路o光依次经所述第一反射面和所述第二反射面反射后入射至所述第三半波片，并经所述第三半波片转换为e光后入射至所述双折射晶体，入射至所述双折射晶体的o光和e光经所述双折射晶体合束后入射至所述准直透镜，并经所述准直透镜汇聚至所述第三光纤输出。

5、可选地，所述第一半波片和第三半波片的光轴角度相同。

6、可选地，所述第二半波片和所述第四半波片的光轴角度互为相反数。

7、可选地，所述旋光片的偏振旋转角度为45°。

8、可选地，所述第一半波片和所述第三半波片的光轴角度均为45°。

9、可选地，所述第二半波片的光轴角度为22.5°，所述第四半波片的光轴角度为-22.5°。

10、可选地，所述棱镜组件为一体式光学棱镜。

11、可选地，所述分光膜与所述偏振分束膜呈90度夹角设置。

12、可选地，所述第一反射面和所述第二反射面为所述棱镜组件中相互垂直的两个内反射端面，且所述第一反射面与所述偏振分束膜垂直，所述第二反射面与所述偏振分束膜平行。

13、可选地，所述旋光片设置在所述第二半波片、第四半波片与所述棱镜组件之间，经所述第二半波片和所述第四半波片出射的光束均经所述旋光片入射至所述棱镜组件，经所述棱镜组件出射的光束经所述旋光片入射至所述第二半波片或所述第四半波片。

14、本发明实施例提供的光环形器的有益效果在于：通过在棱镜组件中集成分光膜、偏振分束膜以及内置第一反射面与第二反射面，在实现光环形器第一光纤至第二光纤、第二光纤至第三光纤单向导光核心功能的同时，利用分光膜对入射光束进行部分分光耦合至pd探测器，实现了输入光功率状态的实时监测，无需额外增设独立分光取光器件，大幅简化整体光路结构，减少光学元件数量与装配公差；进一步地，通过设置第一半波片、第二半波片、第三半波片及第四半波片与旋光片配合，即保证了偏振态的精准调控，又能够对反向传输的光束进行偏振态阻断，有效提升器件隔离度，整体结构紧凑、体积更小，满足光模块的小型化需求。

1.一种光环形器，其特征在于，包括：准直透镜、双折射晶体、半波片组件、旋光片、棱镜组件以及pd探测器，所述半波片组件包括第一半波片、第二半波片、第三半波片及第四半波片，所述棱镜组件包括第一反射面和第二反射面，所述棱镜组件内镀有分光膜和偏振分束膜；

2.根据权利要求1所述的光环形器，其特征在于，所述第一半波片和第三半波片的光轴角度相同。

3.根据权利要求1所述的光环形器，其特征在于，所述第二半波片和所述第四半波片的光轴角度互为相反数。

4.根据权利要求1所述的光环形器，其特征在于，所述旋光片的偏振旋转角度为45°。

5.根据权利要求4所述的光环形器，其特征在于，所述第一半波片和所述第三半波片的光轴角度均为45°。

6.根据权利要求4所述的光环形器，其特征在于，所述第二半波片的光轴角度为22.5°，所述第四半波片的光轴角度为-22.5°。

7.根据权利要求1所述的光环形器，其特征在于，所述棱镜组件为一体式光学棱镜。

8.根据权利要求1所述的光环形器，其特征在于，所述分光膜与所述偏振分束膜呈90度夹角设置。

9.根据权利要求8所述的光环形器，其特征在于，所述第一反射面和所述第二反射面为所述棱镜组件中相互垂直的两个内反射端面，且所述第一反射面与所述偏振分束膜垂直，所述第二反射面与所述偏振分束膜平行。

10.根据权利要求1所述的光环形器，其特征在于，所述旋光片设置在所述第二半波片、第四半波片与所述棱镜组件之间，经所述第二半波片和所述第四半波片出射的光束均经所述旋光片入射至所述棱镜组件，经所述棱镜组件出射的光束经所述旋光片入射至所述第二半波片或所述第四半波片。