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一种带宽高隔离度低插损的光隔离器的制作方法

2022-08-17 10:56:04 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及光纤通讯技术领域,尤其涉及一种带宽高隔离度低插损的光隔离器。


背景技术:

2.随着光纤通讯向大容量、高速率的不断发展,对光纤放大器的带宽性能要求也越来越高。因此,提供一种带宽内高隔离度低插入损耗的隔离器已成为迫切需求;特别是应用于海缆领域,维修成本极高,故而就要求高隔离度、低插损、高可靠性能的隔离器,而普通的隔离器难满足其要求。
3.在现有的技术方案中,提高带宽隔离度的方法有利用两个同波长单级隔离器芯的叠加(两级间旋转45度);或者利用1/4波片与1/2波片的组合来补偿旋光晶体的角度色散,从而提高带宽隔离度。这些方法的缺点在于提高的带宽隔离度性能有限,无法满足edfa特别需要的短波处(1530nm附近)的超高隔离度要求(全温》48db)。且对物料精度要求高、工艺装配难度大,增加了制造成本。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种带宽高隔离度低插损的光隔离器,特别是针对edfa需要的短波(1530nm附近),可实现超高隔离度(全温》48db)的需求。
5.为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种带宽高隔离度低插损的光隔离器,其沿光路方向依序设有输入光纤准直器、双级光隔离器芯和输出光纤准直器,所述输入光纤准直器和输出光纤准直器的透镜和光纤头的楔角面锐角端分别抛有小平台;所述双级光隔离器芯包括第一级光隔离组件和第二级光隔离组件,所述第一级光隔离组件和第二级光隔离组件均包括两个双折射楔角片和一个法拉第旋光晶体,法拉第旋光晶体置于两个双折射楔角片之间;所述第一级光隔离组件和第二级光隔离组件分别采用的法拉第旋光晶体的波长不同,第一级光隔离组件和第二级光隔离组件分别采用的双折射楔角片的楔角角度也不同;所述第一级光隔离组件出射端的双折射楔角片光轴与第二级光隔离组件入射端的双折射楔角片的光轴垂直。
6.进一步的,所述输入光纤准直器和输出光纤准直器的光路无胶,小平台的抛光方法是先在带角度垫块上抛光抛出楔角面,而后将楔角面锐角端在0度平面垫块上抛光,抛出小平台的宽度尺寸不超过1/4透镜或光纤头的直径。
7.进一步的,所述输入光纤准直器和输出光纤准直器的均为小光斑准直器,其光斑值≤300um。
8.进一步的,所述法拉第旋光晶体为自带磁场型或需外加磁场型。
9.进一步的,所述第一级光隔离组件中双折射楔角片楔角角度为第二级光隔离组件中双折射楔角片楔角角度的1/2或2倍。
10.进一步的,若第一级光隔离组件和第二级光隔离组件中双折射楔角片均为yvo4材料,则第一级光隔离组件中双折射楔角片的楔角角度为4
°
,第二级光隔离组件中双折射楔角片的楔角角度为8
°

11.本发明具有以下有益技术效果:利用两片不同波长的旋光晶体组合叠加,来展宽带宽内的隔离度性能。特别是针对edfa需要的短波(1530nm附近),典型选择波长1520nm与1560nm的法拉第旋光晶体组合,可实现超高隔离度(全温》48db)的需求。利用小光斑准直器对角向耦合更不敏感的特性,来达成低插损的性能。且工艺装配方式简单,产品结构稳定、可靠高。
附图说明
12.以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明;图1为本发明的示意图;图2为本发明中小光斑准直器插入损耗变化量与耦合角度的关系曲线图;图3为本发明的展宽后隔离度谱线图。
具体实施方式
13.如图1所示,本发明一种带宽高隔离度低插损的光隔离器,其沿光路方向依序设有输入光纤准直器101、双级光隔离器芯和输出光纤准直器108,所述输入光纤准直器101和输出光纤准直器108的透镜和光纤头的楔角面锐角端分别抛有小平台;所述双级光隔离器芯包括第一级光隔离组件和第二级光隔离组件,所述第一级光隔离组件和第二级光隔离组件均包括两个双折射楔角片102、104或105、107和一个法拉第旋光晶体103或106,法拉第旋光晶体103、106置于两个双折射楔角片102、104或105、107之间,其中,所述法拉第旋光晶体103、106为自带磁场型或需外加磁场型。
14.所述第一级光隔离组件和第二级光隔离组件分别采用的法拉第旋光晶体103、106的波长不同,第一级光隔离组件和第二级光隔离组件分别采用的双折射楔角片102、104、105、107的楔角角度也不同;所述第一级光隔离组件出射端的双折射楔角片102、104光轴与第二级光隔离组件入射端的双折射楔角片105、107的光轴垂直。
15.所述输入光纤准直器101和输出光纤准直器108的光路无胶,小平台的抛光方法是先在带角度垫块上抛光抛出楔角面(典型角度为8
°
),而后将楔角面锐角端在0度平面垫块上抛光,抛出小平台的宽度尺寸不超过1/4透镜或光纤头的直径。此外,所述输入光纤准直器101和输出光纤准直器108的均为小光斑准直器,其光斑值≤300um。输入光纤准直器101和输出光纤准直器108为小光斑准直器,如图2所示,光斑值越小,在光束耦合过程因角向变化的耦合损耗越小,插损值越稳定。
16.从输入光纤准直器101出射的准直光进入双级光隔离器芯,经过第一片双折射楔角片102后分成两束偏振态垂直的o,e光,再经法拉第旋光晶体103后,光束的偏振方向旋转
了45度,耦合进入双折射楔角片104,此为第一级光隔离组件正向传输。而后进入双折射楔角片105,同理进行了第二级光隔离组件的正向传输。由于双折射楔角片105的光轴与双折射楔角片104的垂直,光束的o,e光进行转换,从而补偿双级隔离器芯的pmd。
17.当光束反向传输时,从输出光纤准直器108出射的准直光进入双级光隔离器芯,经过双折射楔角片107后分成两束偏振态垂直的o,e光,o,e光进入法拉第旋光晶体106后,由于旋光材料的非互易性,o光和e光的偏振态按正向传输时的旋转方向继续旋转45度,即两束光在进入双折射楔角片105时,o光和e光已发生转换,同一级中两片平行的双折射楔角片组合对于反向光相当于渥拉斯顿棱镜,两束光偏离原来的方向产生一定的位移和角度,即可形成一级的反向隔离度谱线。光束从双折射楔角片105出射后,同理继续下一级隔离器芯的反向传输。两级光隔离组件中所用的法拉第旋光晶体106、103的波长不同,可使不同波长的隔离度谱线叠加,达到展宽带宽内隔离度的效果;如图3所示,典型选择波长1520nm与1560nm的法拉第旋光晶体组合,可实现超高隔离度(1530nm附近波段全温》48db)的需求。同时,波长的叠加也可平缓波长相关损耗(wdl),也可进一步降低带宽内的插入损耗值。
18.本发明中,第一级光隔离组件中双折射楔角片102、104楔角角度为第二级光隔离组件中双折射楔角片105、107楔角角度的1/2或2倍。若第一级光隔离组件和第二级光隔离组件中双折射楔角片102、104、105、107均为yvo4材料,则典型的第一级光隔离组件中双折射楔角片102、104的楔角角度为4
°
,第二级光隔离组件中双折射楔角片105、107的楔角角度为8
°

19.相较于现有技术,本发明提供的一种带宽内具有高隔离度、低插入损耗的光隔离器,其具有隔离度与插入损耗性能优,并且工艺装配方式简单,产品结构稳定、可靠高。
20.上面结合附图对本发明的实施加以描述,但是本发明不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式是示意性而不是加以局限本发明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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