磁光開關制造技術

本發明專利技術提供一種磁光開關，包括沿光路方向依次設置的單光纖準直器、第一雙折射晶體、第一半波片組件、旋光組件、第二半波片組件、第二雙折射晶體以及雙光纖準直器，旋光組件具有折射器件，折射器件靠近第一半波片組件的一側設有第一法拉第旋光片，折射器件靠近第二半波片組件的一側設有旋光器件，且旋光組件還設有位于第一法拉第旋光片外的磁場產生器件，其中，單光纖準直器為單芯擴束光纖準直器，單芯擴束光纖準直器內安裝有一根擴束光纖，雙光纖準直器為雙芯擴束光纖準直器，雙芯擴束光纖準直器內安裝有兩根擴束光纖。本發明專利技術提供的磁光開關使用的光學器件較小，且雙折射晶體及旋光組件的體積較小，減少磁光開關的體積，也降低其生產成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于光纖通信系統的光學器件，具體地說，是涉及一種磁光開關。
技術介紹
現代的光纖通信系統中大量使用各種光開關，實現一個輸入光纖與多個輸出光纖或多個輸入光纖與一個輸出光纖之間光束的切換，其主要應用于現代光纖通信行業、儀器儀表行業以及國防工業。常見的光開關主要分為機械式光開關和非機械式光開關,其應用微光機電技術(MEMS)、液晶技術、熱光效應、電光技術和磁光技術等。其中機械式的光開關技術較為成熟，其具有生產成本低、帶寬較寬、損耗小等優點，但同時存在尺寸大、壽命較短、可重復性差、開關時間長等缺點。應用微光機電技術、熱光效應和液晶技術的光開關的優點是尺寸小、開關速度快，但由于這些光開關涉及到半導體精細加工技術，工藝復雜，大大增加了其生產成 本。非機械式的磁光開關具有無機械件運動、可重復性高、開關時間短等優點，且工藝要求簡單。目前最為成熟的磁光開關技術是利用磁場控制磁光晶體旋光的環形光路實現的磁光開關。如公告號為CN2896323Y的技術公開了一種名為“緊湊結構型1X2磁光開關”的專利技術創造，該磁光開關的原理圖如圖I所示。這種磁光開關具有單光纖準直器11，在單光纖準直器11內安裝有一根光纖12，并且按光路方向還依次設有雙折射晶體13、半波片組件14、法拉第旋光片16、雙折射晶體光引導器17、雙折射晶體光束偏折器18、法拉第旋光片19、半波片組件21、雙折射晶體22以及雙光纖準直器23，雙光纖準直器23內安裝有兩根平行的光纖24,在法拉第旋光片16、19外分別設有磁場產生器件15、20。光束從單光纖準直器11的光纖12出射后，經過雙折射晶體13形成兩束傳播方向相同的光束，但兩束光束的偏振態相互垂直，兩束光束經過半波片組件14后傳播方向不變，但偏振態相同。兩束光束通過法拉第旋光片16后其偏振態發生偏轉。由于偏振態固定的線性偏振光穿過不同的磁場下法拉第旋光片16其偏振態偏振方向不相同，而雙折射晶體光引導器17、雙折射晶體光束偏折器18對不同偏振態的光束有著不同的折算率，即不同偏振態的光束穿過雙折射晶體光引導器17及雙折射晶體光束偏折器18后其傳播方向將發生不同的改變。磁光開關正是利用這一特性，通過改變磁場產生器件15中線圈的電流方向來改變磁場產生器件15所產生的磁場極性，進而改變光束穿過法拉第旋光片16后的偏振態，并由此改變光束穿過雙折射晶體光引導器17及雙折射晶體光束偏折器18后傳播方向。光束穿過雙折射晶體光引導器17及雙折射晶體光束偏折器18后，再依次經過法拉第旋光片19、半波片組件21后入射至雙折射晶體22，穿過半波片組件21的兩束光束在雙折射晶體22內合光，從雙光纖準直器23內的光纖24出射。由于改變磁場產生器件15產生的磁場極性可以改變光束穿過雙折射晶體光引導器17及雙折射晶體光束偏折器18后的傳播方向，因此可以選擇光束從雙光纖準直器23內的哪一根光纖24出射，從而實現對光路的選擇，也就是實現了光開關的功能。但是，由于單光纖準直器11及雙光纖準直器23內安裝的光纖12、24均為普通光纖，光束從光纖12出射時光斑直徑較大，散射嚴重，導致需要使用體積較大的雙折射晶體13，這樣法拉第旋光片16、19以及雙折射晶體光引導器17、雙折射晶體光束偏折器18的體積都很大，并且使用屋脊棱鏡作為雙折射晶體18的情況下，還需要在雙折射晶體光引導器17與雙折射晶體光束偏折器18之間設置一定的間隙，導致法拉第旋光片16、19以及雙折射晶體光引導器17、雙折射晶體光束偏折器18的體積難以做得更小。并且，由于磁場產生器件15、20通常是包括一個鐵芯，并且在鐵芯上纏繞線圈，由于法拉第旋光片16、19以及雙折射晶體光引導器17、雙折射晶體光束偏折器18的體積較大，難以將上述器件設置在同一個鐵芯內，需要使用兩個磁場產生器件15、20分別向法拉第旋光片16、19加載磁場,導致磁光開關使用的器件較多，且器件的體積較大，使磁光開關的生產成本較高，封裝難度較大。
技術實現思路
本專利技術的主要目的是提供一種體積較小的磁光開關。 本專利技術的另一目的是提供一種使用器件較少的磁光開關。為了實現上述的主要目的，本專利技術提供的磁光開關包括沿光路方向依次設置的單光纖準直器、第一雙折射晶體、第一半波片組件、旋光組件、第二半波片組件、第二雙折射晶體以及雙光纖準直器，旋光組件具有折射器件，折射器件靠近第一半波片組件的一側設有第一法拉第旋光片，折射器件靠近第二半波片組件的一側設有旋光器件，且旋光組件還設有位于第一法拉第旋光片外的磁場產生器件，其中，單光纖準直器為單芯擴束光纖準直器，單芯擴束光纖準直器內安裝有一根擴束光纖，雙光纖準直器為雙芯擴束光纖準直器，雙芯擴束光纖準直器內安裝有兩根擴束光纖。由上述方案可見，由于擴束光纖的端部處纖芯的直徑將明顯增大，從單芯擴束光纖準直器出射的光束的光斑直徑較小，這樣第一雙折射晶體、旋光組件內的器件體積可以做得較小，從而減小磁光開關的體積，降低其生產成本。一個優選的方案是，旋光組件的第一法拉第旋光片、折射器件、旋光器件以及磁場產生器件一體封裝。由此可見，由于旋光組件內的器件體積可以做得較小，這樣可以將上述器件進行一體封裝，形成集成模塊，簡化磁光開關的封裝工藝，也提高磁光開關的生產效率。進一步的方案是，該旋光器件為第二法拉第旋光片，且第二法拉第旋光片位于磁場產生器件內。可見，將旋光組件的兩個法拉第旋光片設置在同一個磁場產生器件內，也就是安裝在同一個鐵芯內，這樣可以減少使用一個磁場產生器件，磁光開關所使用的器件數量較少，從而降低了磁光開關的生產成本。更進一步的方案是，第一半波片組件具有第一半波片，第一半波片位于從第一雙折射晶體出射的一路光束的光路上，第二半波片組件具有第二半波片，第二半波片位于與第一半波片同一路光束的光路上。由此可見，在一路光路上設置第一半波片以及第二半波片，分別用于調整該光路上的光束的偏振態，確保入射在法拉第旋光片的光束偏振態相同，從而確保兩路光束在折射器件內具有相同的折射率，即光束的傳播方向保持一致。更進一步的方案是，第二半波片組件還具有補償片，補償片位于與第二半波片所在光路相對的另一路光束的光路上?？梢?，在另一路光路上設置補償片，該路光束穿過補償片后補償了一個相位的時間差，從而確保兩路光束的傳輸的同步性。附圖說明 圖I是現有磁光開關的結構示意圖。圖2是本專利技術第一實施例的光學結構示意圖。圖3是擴束光纖的結構示意圖。圖4是本專利技術第一實施例的光學結構俯視圖。圖5是本專利技術第一實施例的光學結構主視圖。圖6是本專利技術第一實施例第一工作狀態下光束偏振態的示意圖。圖7是本專利技術第一實施例第二工作狀態下光束偏振態的示意圖。圖8是本專利技術第二實施例的光學結構示意圖。以下結合附圖及實施例對本專利技術作進一步說明。具體實施例方式本專利技術的磁光器件可以實現一根輸入光纖與多根輸出光纖之間的切換，也可以實現多根輸入光纖與一根輸出光纖之間切換，即其結構可以是包括一根輸入光纖與多根輸出光纖或者是包括多根輸入光纖與一根輸出光纖，下面以包含一根輸入光纖與兩根輸出光纖為實施例對本專利技術進行說明。第一實施例 參見圖2,本實施例的磁光開關具有單光纖準直器31,單光纖準直器31內安裝有一根光纖32。本實施例中，單光纖準直器31為單芯擴束光纖準直器，且光纖3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
磁光開關，包括沿光路方向依次設置的單光纖準直器、第一雙折射晶體、第一半波片組件、旋光組件、第二半波片組件、第二雙折射晶體以及雙光纖準直器，所述旋光組件具有折射器件，所述折射器件靠近所述第一半波片組件的一側設有第一法拉第旋光片，所述折射器件靠近所述第二半波片組件的一側設有旋光器件，且所述旋光組件還設有位于所述第一法拉第旋光片外的磁場產生器件；其特征在于：所述單光纖準直器為單芯擴束光纖準直器，所述單芯擴束光纖準直器內安裝有一根擴束光纖，所述雙光纖準直器為雙芯擴束光纖準直器，所述雙芯擴束光纖準直器內安裝有兩根擴束光纖。

【技術特征摘要】
1.磁光開關，包括 沿光路方向依次設置的單光纖準直器、第一雙折射晶體、第一半波片組件、旋光組件、第二半波片組件、第二雙折射晶體以及雙光纖準直器，所述旋光組件具有折射器件，所述折射器件靠近所述第一半波片組件的一側設有第一法拉第旋光片，所述折射器件靠近所述第二半波片組件的一側設有旋光器件，且所述旋光組件還設有位于所述第一法拉第旋光片外的磁場產生器件； 其特征在于 所述單光纖準直器為單芯擴束光纖準直器，所述單芯擴束光纖準直器內安裝有一根擴束光纖，所述雙光纖準直器為雙芯擴束光纖準直器，所述雙芯擴束光纖準直器內安裝有兩根擴束光纖。2.根據權利要求I所述的磁光開關，其特征在于 所述旋光組件的所述第一法拉第旋光片、所述折射器件、所述旋光器件以及所述磁場產生器件一體封裝。3.根據權利要求I或2所述的磁光開關，其特征在于 所述旋光器件為第二法拉第旋光片。4.根據權利要求3所述的磁光開關，其特征在于 所述第二法拉第旋光片位于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡宇，趙澤雄，孫先勝，邱炳龍，龔森明，
申請(專利權)人：珠海保稅區光聯通訊技術有限公，
類型：發明
國別省市：