一种微型宽带光隔离器的设计

摘 要：光反馈进入发光端后会对激光产生影响，缩短其寿命，并且会影响整个光通信系统的通信质量。光隔离器则是防止反馈光的有力器件。随着科学技术的不断进步，现在的光隔离器体积越做越小，性能越来越优良，而且成本也大幅降低，但仍没有十分完美的产品。如何将所有的优点整合到一起成为了今后光隔离器开发目标。论文重点介绍了微型宽带光隔离器的设计方法。
关键词：偏振无关；插入损耗；反向隔离度的

0 引言
半导体激光器及光放大器等对来自连接器，熔接点，滤波器等的反射光非常敏感，并导致性能恶化。因此需要用光隔离器阻止反射光。光隔离器是一种只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过的光无源器件。它通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离，隔离度代表了光隔离器对回波隔离(阻挡)能力。光隔离器是一种非常有用的器件，通常被使用在光路中用来避免光路中的回波对光源，泵浦源以及其他发光器件造成的干扰和损害。包括偏振无关型在线式光隔离器和偏振相关小型化光隔离器。普通的偏振无关光隔离器一般都需要将光拆成o光和e光两部分，这就必须得用到偏光分束器。常用的偏光分束器有两种：l.双折射楔形晶体2．平行分束的双折射walk―off型晶体。它们有着明显的缺点：前者会使o光和e光在晶体中的光程不一样，产生自然偏振膜色散，必须得外加偏振膜色散补偿片，这样一来既增加了成本又增大了隔离器的体积。后者虽然可以使o，e光光程相同，但晶体本身体积过大，难以满足现今光通信系统对器件小型化的要求。为此，设计了一种无需偏振膜色散补偿片并加入1／4波片或全波片来达到扩展带宽目的的微型带宽光隔离器克服了以上两者的缺点，且总体性能良好。

1 原理与结构
微型带宽光隔离器的传播原理
图1表明了光在微型宽带光隔离器中的传播情况。先看(a)图，这是光正向传输的情况，从1到2，光经历了从非偏振光变成o，e两束线偏振光，其中e光向下偏移，与o光成一定距离△L。自聚焦透镜起扩束准直的作用，这时o，e两束光仍保持原来的角度，当它们通过法拉第旋光片后，其光矢量均向逆时针方向旋转45度。在后一个双折晶体6中，o，e光发生了互换，且晶体6中的e光向下偏移的距离为△L，o光位置保持不变。可见它们再一次被耦合到一起，最后进入单光纤头7，实现了正向光的有效传输。再看图(b)，反向光进入晶体6后被拆成。光和e光。这是通过法拉第旋光片后它们的偏振方向正好和正向传输时通过法拉第旋光片后的偏振方向均成90度夹角。法拉第旋光片是非互易效应的，所以o光和e光在双折射薄片里均有距离为△L的偏移，且方向相反。这样一来一共产生了2△L的距离差，使得o光和e光难以耦合进入单光纤头l，达到了反向隔离的目的。现在我们可以清楚地了解到这种光隔离器不会使o光和e光产生光程差，自然偏振模色散
理论上就为0了，就不必再加入补偿片了，节省了成本与体积。

微型带宽光隔离器的结构
图2为这种光隔离器的结构图，它由一个双折射分光准直器，一个法拉第旋光片和一个双折射合光准直器组成。

其中分光准直器和合光准直器分别由一个单光纤头，一个双折射薄片和一个自聚焦透镜组成。