專利名稱：光學(xué)隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用光纖的光學(xué)裝置，特別涉及在兩根光纖之間安裝的，允許光線向前穿過傳播，并阻止光線反向穿過的隔離器。
一般的光學(xué)隔離器是利用光的偏振狀態(tài)阻止光線從反向通過。
現(xiàn)參看

圖1，利用偏振狀態(tài)的常規(guī)光學(xué)隔離器是位于第一光纖18和第二光纖19之間的光路上，允許光線從第一光纖18向第二光纖19穿過它向前傳播，并阻止反向傳播的光線。
該光學(xué)隔離器包括第一和第二玻璃環(huán)圈11和17，第一和第二光纖18和19的兩個端部插入到這兩個環(huán)圈中并對準(zhǔn)。由第一光纖18發(fā)出的光當(dāng)穿過第一GRIN(漸變折射)透鏡12時，變成平行光束。該平行光束向第二光纖19傳播，經(jīng)過楔形雙折射晶體的第一偏振器13、法拉第旋光器14、第二偏振器15和第二GRIN透鏡16。
如圖2A所示，由于第一偏振器13的雙折射作用，一向前的光線20，經(jīng)過第一GRIN透鏡12之后在穿過第一偏振器13時，被分成兩束光線，即正常光線21和非常光線22。正常光線21根據(jù)第一偏振器13的正常折射率no折射，并在平行于第一偏振器13的晶體光軸(未示出)的方向上被偏振。非常光線22根據(jù)第一偏振器13的非常折射率ne折射，并在垂直于第一偏振器13的晶體光軸方向上被偏振。
穿過第一偏振器13的正常光線21和非常光線22各自的偏振方向被法拉第旋光器14旋轉(zhuǎn)45°。然后，偏振方向被旋轉(zhuǎn)的正常光線21和非常光線22在穿過第二偏振器15時被折射，并變成平行光束。第二偏振器15具有與第一偏振器13同樣的楔形雙折射晶體，并且它的晶體光軸在光線被法拉第旋光器14旋轉(zhuǎn)的方向上與第一偏振器13的晶體光軸成45°。因此，穿過第一偏振器13的正常光線21和非常光線22在第二偏振器15中繼續(xù)分別是正常光線21′和非常光線22′。
由第二偏振器15出來的正常光線21″和非常光線22″的輸出具有相對于第二偏振器15出射表面的相同的輸出射角θ。而正常光線21″與非常光線22″是彼此平行的，并分離開一預(yù)定寬度S。由第二偏振器15出來的光線21″和22″的輸出在第二GRIN透鏡16(見圖1)上被合在一起，并被會聚到第二光纖19的端部。
參看圖2B，由于第二偏振器15的雙折射作用，從第二光纖19出來向著第一光纖18的反向光線23分成兩個光線，即正常光線24和非常光線25。正常光線24根據(jù)第二偏振器15的正常折射率no被折射，而非常光線25根據(jù)第二偏振器15的非常折射率ne被折射。
當(dāng)反向正常光線24和非常光線25在經(jīng)過法拉第旋光器14時，相對于前進(jìn)方向光線21的旋轉(zhuǎn)方向在相反方向被旋轉(zhuǎn)45°(見圖2A)。因此，穿過法拉第旋光器14的正常光線24具有與第一偏振器13的晶體光軸垂直的偏振方向，并變成非常光線24′。而且，經(jīng)過法拉第旋光器14的非常光線25具有與第一偏振器13的晶體光軸相平行的偏振方向，并變成正常光線25′。由于兩個光線的變化，兩個光線24″和25″通過第一偏振器13時的各自折射角度變得彼此不一樣，分別為θ-Δθ和θ+Δθ，使兩光線沒有成為彼此平行。光線24″和25″由第一GRIN透鏡12(見圖1)聚集，它們的焦點(diǎn)沒有位于第一光纖18的輸入端。因此反向光線25被阻止。
具有這樣結(jié)構(gòu)的常規(guī)光學(xué)隔離器，正常光線21″(見圖2A)和非常光線22″在穿過第一和第二偏振器13和15時分開，并向第二光纖19彼此平行地傳播。在正常光線21″和非常光線22″之間光程差被定義為“作用差(work-off)”，因此，當(dāng)兩光線21″和22″被第二GRIN透鏡16(見圖1)聚集合成時，由于這個作用差(work-off)，在兩光線21″和22″之間產(chǎn)生時間延遲，因此發(fā)生偏振色散。
為解決這樣的問題，在美國專利5,557,692“帶低偏振色散光隔離器”(Dptical Isolator with Low Polarization Mode Dispexsion)中公開了另一種常規(guī)光學(xué)隔離器。這個光學(xué)隔離器，通過在圖1、2A和2B中示出的光學(xué)隔離器的光路上又設(shè)置一個雙折射板來減少作用差(work-off)。但問題是增加了光學(xué)隔離器中的部件數(shù)目。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種不用附加光學(xué)組件而利用偏振狀態(tài)減少作用差(work-off)的光學(xué)隔離器。
因此，為達(dá)到上述目的，提供了一種光學(xué)隔離器，所述光學(xué)隔離器設(shè)置在第一光纖和第二光纖之間的光路上，根據(jù)入射光的偏振狀態(tài)，傳送由所述第一光纖發(fā)射到第二光纖的光線，阻止由所述第二光纖發(fā)射的光線，所述光學(xué)隔離器包括第一GRIN(漸變折射)透鏡，所述透鏡將由所述第一光纖發(fā)射的光線轉(zhuǎn)變成平行光束；第一偏振器，所述第一偏振器沿光路設(shè)置，依靠它的晶體光軸使所述平行光束被雙折射成是正常光線的第一光線和是非常光線的第二光線，并使它們穿過；法拉第旋光器，所述法拉第旋光器被設(shè)置在所述光路上，使經(jīng)過所述第一偏振器的各所述第一和第二光線在一個方向上被旋轉(zhuǎn)，并通過；第二偏振器，所述第二偏振器被設(shè)置在所述光路上，并具有與所述法拉第旋光器的偏振旋轉(zhuǎn)方向的反方向成45°角的晶體光軸，將穿過所述法拉第旋光器的所述第一光線轉(zhuǎn)變成非常光線，將所述第二光線轉(zhuǎn)變成正常光線，并射出各被轉(zhuǎn)變的光線；和第二GRIN透鏡，所述第二GRIN透鏡被設(shè)置在所述第二偏振器和所述第二光纖之間的光路上，將穿過所述第二偏振器的所述第一和第二光線聚集在所述第二光纖的端部。
通過結(jié)合附圖詳細(xì)介紹以下的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯。
圖1示意說明一常規(guī)光學(xué)隔離器；圖2A示出一前進(jìn)光線的光路，它順序穿過在圖1示出的第一偏振器，法拉第旋光器和第二偏振器。
圖2B示出一反向光線的光路，它順序穿過在圖1示出的第二偏振器，法拉第旋光器和第一偏振器；圖3示出本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)隔離器的光學(xué)結(jié)構(gòu)；圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例的第一偏振器，法拉第旋光器和第二偏振器的透視圖；圖5示出一前進(jìn)方向光線的光路，它順序穿過圖4所示的第一偏振器、法拉第旋光器和第二偏振器；圖6示出一反向光線的光路，它順序穿過圖4所示的第二偏振器、法拉第旋光器和第一偏振器；圖7示出本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)隔離器的光學(xué)結(jié)構(gòu)；圖8示出本發(fā)明第三實(shí)施例的光學(xué)隔離器的光學(xué)結(jié)構(gòu)；圖9示出本發(fā)明第四實(shí)施例的光學(xué)隔離器的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一光學(xué)隔離器在第一光纖30和第二光纖40之間的光路上設(shè)置，包括從第一光纖30到第二光纖40順序設(shè)置的第一GRIN透鏡110、第一偏振器120、法拉第旋光器130、第二偏振器140和第二GRIN透鏡150。最好第一和第二光纖的各自端部用第一和第二玻璃環(huán)圈35和45固定并對準(zhǔn)。第一GRIN透鏡110將由第一光纖30發(fā)出的發(fā)散光轉(zhuǎn)變成平行光束。第一偏振器120具有楔形雙折射晶體，將一前進(jìn)方向的入射光50分成第一和第二光線51和52。第一光線51是正常光線，它按第一偏振器120的正常折射率no折射。第二光線52是非常光線，它按第一偏振器120的非常折射率ne折射。
如圖4所示，第一偏振器120的晶體光軸120′與Y-Z平面的Y軸成22.5°角。第一光線51在平行于第一偏振器120的晶體光軸120′的以Do表示的方向上被偏振，而第二光線52，在垂直于晶體光軸120′的以De表示的方向上偏振。
第二偏振器140具有與第一偏振器120相同的楔形雙折射晶體，它的晶體光軸140′與Y-Z平面的Y軸成-22.5°。即，第二偏振器140的晶體光軸140′相對于第一偏振器120的晶體光軸120′，在法拉第旋光器130的偏振旋轉(zhuǎn)方向的相反方向成45°角。
法拉第旋光器130將入射光線51和52旋轉(zhuǎn)45°。穿過第一偏振器120的第一光線51的偏振方向Do被法拉第旋光器130旋轉(zhuǎn)45°，變成用Do′表示的偏振方向。第一光線51被改變了的偏振方向Do′與第二偏振器140的晶體光軸140′垂直，以致第一光線51在穿過第二偏振器140時變成了非常光線。另外，第二光線52在經(jīng)過第一偏振器120之后的偏振方向De被法拉第旋光器130旋轉(zhuǎn)45°，因此變成了De′表示的偏振方向。第二光線52的改變了的偏振方向De′與第二偏振器140的晶體光軸140′平行，以致第二光線52在穿過第二偏振器140時變成一正常光線。
第一和第二偏振器120和140的形狀相對于法拉第旋光器130是對稱的，第一和第二偏振器120和140各自都是底部表面比頂部表面寬的楔形。
圖5示出前進(jìn)光線50穿過第一、第二偏振器120和140、法拉第旋光器130的光路。參看圖，當(dāng)與X軸平行傳播的光線50入射到第一偏振器120時，光線50的入射角θ1與第一偏振器120的第一表面121的傾角φ1是相同的。
由于第一偏振器120的雙折射作用，穿過第一表面121的光線50被分成第一光線51和第二光線52。第一光線51是根據(jù)第一偏振器120的正常折射率no折射的正常光線，第二光線52是根據(jù)第一偏振器120的非常折射率ne折射的非常光線。
第一和第二光線51和52相對于第一表面121的出射角θ1和θ1′，根據(jù)斯涅爾折射定律為θ1=sin-1(nairnosinθi)·········(1)]]>θ1′=sin-1(nairnesinθi)········(2)]]>這里，nair是空氣的折射率。
因此，第一和第二光線51和52相對于第一偏振器120第二表面122的入射角分別是φ1-θ1和φ1-θ1′。在第二表面122上的第一和第二光線51和52的出射角θ2和θ2′是θ2=sin-1[nonairsin(φ1-θ1)]········(3)]]>θ2′=sin-1[nenairsin(φ1-θ1′)]········(4)]]>而且，第一和第二光線51和52相對于第三表面131的出射角θ3和θ3′是θ3=sin-1(nairnfsinθ2)········(5)]]>θ3′=sin-1(nairnfsinθ2′)········(6)]]>這里，法拉第旋光器130的折射率nf對于光線51和52是相同的。
而且，在第四表面132上第一光線51和第二光線52的出射角θ4和θ4′是θ4=sin-1(nfnairsinθ3)·········(7)]]>θ4′=sin-1(nfnairsinθ3′)········(8)]]>這里，應(yīng)注意到，在方程式(7)中的出射角θ4與方程式(5)中的出射角θ2相同，方程式(8)中的出射角θ4′與方程式(6)中的出射角θ2′相同。
在第五表面141上的第一光線51和第二光線52的出射角θ5和θ5′是θ5=sin-1(nairn2sinθ4)·········(9)]]>θ5′=sin-1(nairnosinθ4′)·········(10)]]>這里，第一光線51是非常光線，它的折射角是根據(jù)第一和第二偏振器120和140的晶體光軸120′和140′的方向、法拉第旋光器130的旋轉(zhuǎn)方向和第二偏振器140的非常折射率ne來確定。同時，第二光線52是正常光線，它的折射角是根據(jù)第一和第二偏振器120和140的晶體光軸120′和140′的方向，法拉第旋光器130的旋轉(zhuǎn)方向和第二偏振器140的正常折射率no來確定。
第一和第二光線51和52在第六表面142的入射角分別是θ5+φ2和θ′5+φ2。這里，φ2是第六表面142的傾角，它與第一表面121的傾角φ1相同。
在第六表面142上第一和第二光線51和52的出射角θ6和θ6′是θ6=sin-1[nenairsin(θ5+φ2)]········(11)]]>θ6′=sin-1[nonairsin(θ5′+φ2)]·········(12)]]>這里，nair＝1，θi＝φ1，φ1＝φ2＝4°，no＝2.45并且ne＝2.709代入上述方程，在第六表面142上的第一和第二光線51和52的出射角θ6和θ6′分別等于-16.848°和-16.842°，可以看到，穿過第二偏振器140的第一和第二光線51和52是大致彼此平行的。
而且，沿Z軸第一和第二光線51和52的位移h和h′是
h＝t1tan θ1+t2tan θ2+t3tan θ3+t4tan θ4+t5tan θ5(13)h′＝t1tan θ′1+t2tan θ′2+t3tan θ′3+t4tan θ′4+t5tan θ′5(14)這里，t1表示第一偏振器120在X軸上的厚度，t2是第一偏振器120和法拉第旋光器130之間的間隙，t3是法拉第旋光器130的厚度，t4是法拉第旋光器130與第二偏振器140之間的間隙，t5和t5′分別是第一和第二光線經(jīng)過處第二偏振器140的厚度。
即t5＝T5-(H+t1tan θ1+t2tan θ2+t3tan θ3+t4tan θ4)tanφ2t5′＝T5-(H+t1tan θ1′+t2tan θ′2+t3tan θ′3+t4tan θ′4)tanφ2這里，T5表示第二偏振器140的最大厚度，H表示從第一偏振器140的底到光線50入射點(diǎn)的高度，t1用T1-Htanφ1表示，T1表示第一偏振器120的最大厚度。
在第一表面121和第二表面142之間第一和第一光線51和52的光路長度l和l′可表示如下l=not1cos(φ1-θ1)+nairt2cosθ2+nft3cosθ3+nairt4cosθ4+net5cosθ5---(15)]]>l′=net1cos(φ1-θ1′)+nairt2cosθ2′+nft3cosθ3′+nairt4cosθ4′+not5′cosθ5---(16)]]>假設(shè)由t1，t2，t3和t4決定的L和M的值如下L=not1cos(φ1-θ1)+nairt2cosθ2+nft3cosθ3+nairt4cosθ4]]>M=net1cos(φ1-θ1′)+nairt2cosθ2′+nft3cosθ3′+nairt4cosθ4′,]]>方程式15和16可表示如下l=L+net5cosθ5········(17)]]>l′=M+not5′cosθ5′·········(18)]]>
在第一光線51和第二光線52之間的光程差Δ1＝1-1′可以由方程17和18表示如下Δl=(L-M)+net5cosθ5-not5′cosθ5′·········(19)]]>這里，Δ1是確定偏振色散的值，且該值最好為滿足以下方程式的最小值，L-M≥0,net5cosθ5-not5′cosθ5′≤0·········(20)]]>L-M<0,net5cosθ5-not5′cosθ5′>0········(21)]]>即，光學(xué)隔離器的偏振色散，可以通過控制第二偏振器的厚度(它是決定t5和t5′的一個因子)，調(diào)節(jié)光路長度，來得到補(bǔ)償。
同時，參看圖6，當(dāng)由第二光纖40發(fā)出的光線60向第一光纖30傳播時，在第二偏振器140中被分成正常光線的第一光線61，經(jīng)過法拉第旋光器130和第一偏振器120之后變成正常光線，在第二偏振器140中被分成非常光線的第二光線62，經(jīng)過法拉第旋光器130和第一偏振器120之后，變成非常光線，這是根據(jù)法拉第旋光器130的偏振旋轉(zhuǎn)方向，第一和第二偏振器120和140各自的晶體光軸所決定的。向著第一光纖30的第一和第二光線61和62的出射角是彼此不同的，這在下面予以詳細(xì)說明。
入射到第六表面142的光線60，由于第二偏振器140的雙折射特征，被分成行進(jìn)在彼此不同光路上的第一和第二光線61和62。第一光線61是根據(jù)第二偏振器140的正常折射率no折射的正常光線，第二光線62是根據(jù)第二偏振器140的非常折射率ne折射的非常光線。
當(dāng)光線60的入射角是i，在第六表面142上的第一光線61的出射角2和第二光線62的出射角2′，根據(jù)斯涅爾定律，如下
因此，在第五表面141上第一和第二光線61和62的入射角分別是φ2-1和φ2-1′。在第五表面141上第一光線和第二光線61和62的出射角2和2′是
在第四表面132上第一光線和第二光線61和62的出射角3和3′是
而且，在第三表面131上第一和第二光線61和62的出射角4和4′是
這里，可以看到，出射角4是與方程式26中的出射角′2相同，出射角4′與方程式27中的2′相同。
而且，在第二表面122上的第一和第二光線61和62的出射角5和5′是
在第一表面121上的第一光線和第二光線61和62的入射角分別是5+φ1和5′+φ1。這里1是第一表面121的傾角，它與第6表面142的傾角2相同。
在第一表面122上第一和第二光線61和62的出射角6和6′是
用方程式22、24和30簡化方程式32，6可表示如下
用方程式23、25和31簡化方程式33，6′可表示如下
這里，當(dāng)i＝-16.84°，φ1＝φ2＝4°，no＝2.45，ne＝2.709，nair＝1時，在第一表面121上的第一和第二光線61和62的出射角6和6′分別等于-2.964°和-5.047°。因此，可以看到穿過第二偏振器140的第一和第二光線61和62是不平行的，因此，反向光線被阻止。
下面參考圖7介紹本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)隔離器。這里，相同的數(shù)碼表示具有相同功能的相同元件。
本發(fā)明第二實(shí)施例的特點(diǎn)是在第一光纖30的端部安裝第一GRIN透鏡110′，并通過第一保持器38，第一GRIN透鏡110′與第一玻璃環(huán)圈35′組合以便對準(zhǔn)第一光纖30。而且，第一偏振器120的入射表面，即面向第一表面121的第一GRIN透鏡110′的出射表面112構(gòu)成與第一表面121平行的角度。基于以上結(jié)構(gòu)，由于在第一GRIN透鏡110′的折射率和空氣的折射率之間的差，由第一光纖發(fā)出的光線可以折射到一個希望的位置，以致第一光纖可取向與X軸平行。
同樣，在第二光纖40的端部安裝一個第二GRIN透鏡150′，通過第二保持器48與第二玻璃環(huán)圈45組合，以便對準(zhǔn)第二光纖40。而且，第二GRIN透鏡150′的入射表面151與第二偏振器140的出射表面成平行角度，即與第六表面平行，使得第二光纖40可以如前所述地與X軸平行。
如上所述，通過改進(jìn)第一和第二GRIN透鏡的結(jié)構(gòu)，第一和第二光纖30和40的光學(xué)布置可以簡化。
現(xiàn)參照圖8詳細(xì)介紹本發(fā)明第三實(shí)施例的光學(xué)隔離器。這里，同一數(shù)碼表示具有相同功能的相同元件。根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)隔離器進(jìn)一步包括一位于第一GRIN透鏡110和第一偏振器120之間沿光路上設(shè)置的棱鏡160，該棱鏡方便了第一光纖30的布置。
面向第一GRIN透鏡110的棱鏡160的入射表面161與X軸垂直，即與入射光軸線垂直，并且，出射表面162與第一表面121成平行角度，即與第一偏振器120的入射表面平行。因此，由第一光纖30發(fā)出的光線50的前進(jìn)方向可以通過折射改變，所以，使得容易布置第一光纖30。這時，第一棱鏡160的入射表面161不限于是垂直X軸。入射表面可在相對于入射光線50的臨界折射角之內(nèi)形成一角度。
參看圖9，根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的一光學(xué)隔離器進(jìn)一步包括一方便第二光纖40的光學(xué)布置的棱鏡170，該棱鏡安裝在第二偏振器140和第二GRIN透鏡150之間的光路上。
最好棱鏡170的入射表面171成一與第六表面142平行的角度，即與第二偏振器140的出射表面平行。這時，因?yàn)橥ㄟ^第二偏振器140的光線前進(jìn)方向可以通過折射來改變，便方便了第二光纖40的光學(xué)布置。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)隔離器(未示出)可以同時具有圖8和9所示的棱鏡160和170。
如上所述，相對于圖3第一偏振器120的晶體光軸在法拉第旋光器130的偏振旋轉(zhuǎn)方向的反方向旋轉(zhuǎn)第二偏振器的晶體光軸，使得與前進(jìn)方向光線50相應(yīng)的穿過第一偏振器120的正常光線變成非常光線，反之亦然。因此，不需附加光學(xué)元件，第一光線51和第二光線52彼此平行發(fā)射，而且，通過調(diào)節(jié)在第一光線51和第二光線52之間的光程差，可以將引起偏振色散的作用差(work-off)減小。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)隔離器，所述光學(xué)隔離器設(shè)置在第一光纖和第二光纖之間的光路上，根據(jù)入射光的偏振狀態(tài)，傳送由所述第一光纖發(fā)射到第二光纖的光線，阻止由所述第二光纖發(fā)射的光線，所述光學(xué)隔離器包括第一GRIN(graded index)透鏡，所述透鏡將由所述第一光纖發(fā)射的光線轉(zhuǎn)變成平行光束；第一偏振器，所述第一偏振器沿光路設(shè)置，依靠它的晶體光軸使所述平行光束被雙折射成是正常光線的第一光線和是非常光線的第二光線，并使它們穿過；法拉第旋光器，所述法拉第旋光器被設(shè)置在所述光路上，使經(jīng)過所述第一偏振器的各所述第一和第二光線在一個方向上被旋轉(zhuǎn)，并通過；第二偏振器，所述第二偏振器被設(shè)置在所述光路上，并具有與所述法拉第旋光器的偏振旋轉(zhuǎn)方向的反方向成45°角的晶體光軸，將穿過所述法拉第旋光器的所述第一光線轉(zhuǎn)變成非常光線，將所述第二光線轉(zhuǎn)變成正常光線，并射出各被轉(zhuǎn)變的光線；和第二GRIN透鏡，所述第二GRIN透鏡被設(shè)置在所述第二偏振器和所述第二光纖之間的光路上，將穿過所述第二偏振器的所述第一和第二光線聚集在所述第二光纖的端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)隔離器，其中，假設(shè)決定于所述第一偏振器厚度t1、所述第一偏振器和法拉第旋光器之間間隙t2、所述法拉第旋光器厚度t3和所述法拉第旋光器和第二偏振器之間間隙t4的L和M值如下L=not1cos(φ1-θ1)+nairt2cosθ2+nft3cosθ3+nairt4cosθ4]]>M=net1cos(φ1θ1′)+nairt2cosθ2′+nft3cosθ3′+nairt4cosθ4′,]]>當(dāng)在所述第一和第二偏振器之間的所述第一和第二光線的光路長度l和l′被如下表示時l=L+net5cosθ5andl′=M+not5′cosθ5′]]>并當(dāng)在所述第一和第一光線之間的光程差Δl＝l-l′被如下表示時Δl=(L-M)+net5cosθ5-not5′cosθ5′]]>當(dāng)L-M≥0,net5cosθ5-not5′cosθ5′≤0]]>當(dāng)L-M<0,net5cosθ5-not5′cosθ5′>0,]]>其中，ne和no分別是所述第一和第二偏振器的正常折射率和非常折射率；nair是空氣折射率；nf是法拉第旋光器的折射率；t1是所述第一偏振器在光線入射處的厚度；t2是所述第一偏振器與法拉第旋光器之間距離；t3是所述法拉第旋光器厚度；t4是所述法拉第旋光器與第二偏振器之間距離；t5和t5′分別是所述第一和第二光線出射處的所述第二偏振器厚度；θ1和θ1′分別是所述第一偏振器入射表面上所述第一和第二光線的出射角；θ2和θ2′分別是所述第一偏振器出射表面上所述第一和第二光線的出射角；θ3和θ3′分別是所述法拉第旋光器入射表面上所述第一和第二光線出射角；θ4和θ4′分別是所述法拉第旋光器出射表面上所述第一和第二光線出射角；θ5和θ5′分別是所述第二偏振器入射表面上所述第一和第二光線的出射角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)隔離器，其中，所述第一和第二偏振器均有一楔形的雙折射晶體，其底表面比頂表面大，相對于所述法拉第旋光器是彼此對稱設(shè)置的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)隔離器，其中，面向所述第一偏振器光線入射表面的所述第一GRIN透鏡的光線出射表面與所述第一偏振器的光線入射表面平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)隔離器，還包括第一玻璃環(huán)圈，該第一玻璃環(huán)圈使所述第一光纖的端部對準(zhǔn)；和第一保持器，所述保持器將所述第一GRIN透鏡與所述第一玻璃環(huán)圈組裝在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)隔離器，其中，面向所述第二偏振器的光線出射表面的所述第二GRIN透鏡的光線入射表面與所述第二偏振器的光線出射表面平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)隔離器，還包括第二玻璃環(huán)圈，該第二玻璃環(huán)圈使所述第二光纖的端部對準(zhǔn)；和第二保持器，所述保持器將所述第二GRIN透鏡與第二玻璃環(huán)圈組裝在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)隔離器，還包括棱鏡，所述棱鏡設(shè)置在所述第一偏振器和第一GRIN透鏡之間的光路上，通過折射一通過它的光線將一光線的前進(jìn)光路改變。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)隔離器，其中，向著所述第一偏振器光線入射表面的所述棱鏡的光線出射表面與所述第一偏振器的光線入射表面平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)隔離器，還包括棱鏡，所述棱鏡設(shè)置在所述第二偏振器和第二GRIN透鏡之間的光路上，通過折射一通過它的光線，將一光線的前進(jìn)光路改變。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)隔離器，其中，面向所述第二偏振器光線出射表面的所述棱鏡的光線入射表面與所述第二偏振器的光線出射表面平行。
全文摘要
在光纖之間安裝的光學(xué)隔離器,它傳送前進(jìn)方向上的光線,阻止反向光線。其中,第一GRIN透鏡將來自第一光纖的光線變成平行光線;第一偏振器,再將其雙折射成第一(正常)和第二(非常)光線;法拉第旋光器,使第一和第二光線在一個方向上旋轉(zhuǎn);第二偏振器,具有與法拉第旋光器旋轉(zhuǎn)方向的反向成45°角的晶體光軸,將穿過法拉第旋光器的第一光線轉(zhuǎn)變成非常光線,將第二光線轉(zhuǎn)變成正常光線;第二GRIN透鏡再將其聚集在第二光纖端部上。
文檔編號G02B6/35GK1179549SQ9711347
公開日1998年4月22日 申請日期1997年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月23日
發(fā)明者成耆碩, 尹在春, 延濟(jì)世, 宋永真 申請人:三星電子株式會社