一种数据中心四通道自由空间光环形器的制作方法

1.本实用新型涉及光学技术领域，特别是涉及一种数据中心四通道自由空间光环形器。


背景技术：

2.自由空间光环形器是应用于400g数据中心光模块上的无源光学器件，主要功能是经过两级偏振分光棱镜的偏振分光膜实现偏振分光及和光(偏振分光膜作用，透偏振p光，反射偏振s光)，并通过石英和法拉第旋光器的定向旋光，达到光路定向输出的目的。
3.数据中心光模块由于单个波长的速率限制，需要更多的通道和波长来实现更高的速率，随着800g数据中心光模块的推出，对单个器件的通道数量提出了更高的要求，自由空间光环形器通道数量的提升变得更为重要；因此，有待开发更多通道数量的自动空间光环形器。


技术实现要素：

4.本实用新型主要解决的技术问题是提供一种数据中心四通道自由空间光环形器，通过结构的设计和优化，以最小的加工成本实现了自由空间光环形器通道数量由3通道提升至3+1通道。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种数据中心四通道自由空间光环形器，从左到右依次设置有第一偏振分光棱镜、石英波片、磁铁和第二偏振分光棱镜，所述第一偏振分光棱镜包括上下设置的两个第一偏振分光棱镜单元，两者之间设置有第一pbs膜，所述磁铁内设置有两个上下设置的法拉第旋光器，所述第二偏振分光棱镜包括上下设置的三个第二偏振分光棱镜单元，相邻所述第二偏振分光棱镜单元之间设置有第二pbs膜。
6.优选的，所述第一偏振分光棱镜贴合石英波片和背离石英波片的两面均设置有第一增透膜。
7.优选的，所述第一偏振分光棱镜的底面设置为第一抛光面。
8.优选的，所述第二偏振分光棱镜的顶面和底面均设置为第二抛光面。
9.优选的，所述第二偏振分光棱镜贴合磁铁和背离磁铁的两面均设置有第二增透膜。
10.优选的，所述石英波片贴合所述第一偏振分光棱镜和磁铁的侧面均设置有第三增透膜。
11.优选的，所述磁铁呈e字型，所述法拉第旋光器设置在所述磁铁内。
12.优选的，所述第一增透膜、第二增透膜和第三增透膜的厚度为0.5um。
13.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种数据中心四通道自由空间光环形器通过优化结构设计，在不增加环形器总光学零件数量的情况下，功能上增加了一路入射光，以最小的设计成本实现了将自由空间光环形器的通道数量提升至四通道，具有非常
好的市场技术推广价值。
附图说明
14.图1是本实用新型一种数据中心四通道自由空间光环形器的结构示意图；
15.图2是本实用新型中第一偏振分光棱镜的结构示意图；
16.图3是本实用新型中第一偏振分光棱镜的结构示意图；
17.图4是本实用新型中磁铁的结构示意图；
18.图5是本实用新型的光路走向示意图；
19.附图中各部件的标记如下：
20.1、第一偏振分光棱镜；2、石英波片；3、磁铁；4、第二偏振分光棱镜；5、第一pbs膜；6、法拉第旋光器；7、第二pbs膜；8、第一增透膜；9、第一抛光面；10、第二抛光面；11、第二增透膜；12、第三增透膜。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
22.实施例：
23.如图1所示，一种数据中心四通道自由空间光环形器，从左到右依次设置有第一偏振分光棱镜1、石英波片2、磁铁3和第二偏振分光棱镜4，第一偏振分光棱镜1包括上下设置的两个第一偏振分光棱镜单元，两者之间设置有第一pbs膜5，pbs膜即偏振分光膜，偏振分光膜透偏振p光，反射偏振s光，通过偏振分光膜实现偏振分光及和光。
24.如图1所示，磁铁3内设置有两个上下设置的法拉第旋光器6，通过石英波片2和法拉第旋光器6的定向旋光，达到光路定向输出的目的；第二偏振分光棱镜4包括上下设置的三个第二偏振分光棱镜单元，相邻第二偏振分光棱镜单元之间设置有第二pbs膜7，第二pbs膜的作用同上述第一pbs膜。
25.如图1、图2和图3所示，第一偏振分光棱镜1贴合石英波片2和背离石英波片2的两面均设置有第一增透膜8，确保光路的通光量；第一偏振分光棱镜1的底面设置为第一抛光面9，用于确保光路的全反射。第二偏振分光棱镜4的顶面和底面均设置为第二抛光面10，第二偏振分光棱镜4贴合磁铁3和背离磁铁3的两面均设置有第二增透膜11，第二抛光面和第二增透膜的作用同上述第一抛光面和第一增透膜。
26.如图1和图4所示，石英波片2贴合第一偏振分光棱镜1和磁铁3的侧面均设置有第三增透膜12，确保光路的通光量；磁铁3呈e字型，法拉第旋光器6设置在磁铁3内；上述第一增透膜8、第二增透膜11和第三增透膜12的厚度均优选为0.5um。
27.如图1和图5所示，按照本结构的设计，工作原理如下：
28.1、以通道11作为输入端，输入偏振p光，光路经过第二偏振分光棱镜4底端的第二抛光面100％反射，再两次经过第二pbs膜7透射，继续经过第二偏振分光棱镜4顶端的第二抛光面100％反射，然后经过法拉第旋光器6和石英波片2偏振态依然保持p光，最后经过第一偏振分光棱镜1保持偏振p光由通道2输出；
29.2、以通道12作为输入端，输入偏振s光，光路两次经过第二偏振分光棱镜4的第二pbs膜7反射，继续经过法拉第旋光器6和石英波片2偏振态依然保持s光，最后经过第一偏振分光棱镜1底端的第一抛光面9和第一pbs膜5反射，保持偏振s光由通道2输出；
30.3、以通道2作为输入端，输入自然光(p+s光)，光路经过第一偏振分光棱镜1的第一pbs膜5后进行偏振分光分成两路，第一路p光透射一次再经过石英波片2和法拉第旋光器6后变成s光，第二路s光反射并在第一偏振分光棱镜1的第一抛光面9上进行反射，再一次经过石英波片2和法拉第旋光器6后变为p光，第一路光变为s光后再经过第二偏振分光棱镜4顶端的第二抛光面10全反射后，和第二路p光在第二偏振分光棱镜4的第二pbs膜后合成一束，最后由通道3出射；
31.按照上述结构原理，最终实现功能通道11输入偏振p光由通道2输出偏振p光，通道12输入偏振s光由通道2输出偏振s光，通道2输入自然光由通道3输出，依然保持自然光，达到不同通道输入定向输出的目的，实现了数据中心四通道自由空间光环形器的功能。
32.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。


技术特征：
1.一种数据中心四通道自由空间光环形器，其特征在于：从左到右依次设置有第一偏振分光棱镜(1)、石英波片(2)、磁铁(3)和第二偏振分光棱镜(4)，所述第一偏振分光棱镜(1)包括上下设置的两个第一偏振分光棱镜单元，两者之间设置有第一pbs膜(5)，所述磁铁(3)内设置有两个上下设置的法拉第旋光器(6)，所述第二偏振分光棱镜(4)包括上下设置的三个第二偏振分光棱镜单元，相邻所述第二偏振分光棱镜单元之间设置有第二pbs膜(7)。2.根据权利要求1所述的一种数据中心四通道自由空间光环形器，其特征在于：所述第一偏振分光棱镜(1)贴合石英波片(2)和背离石英波片(2)的两面均设置有第一增透膜(8)。3.根据权利要求2所述的一种数据中心四通道自由空间光环形器，其特征在于：所述第一偏振分光棱镜(1)的底面设置为第一抛光面(9)。4.根据权利要求1所述的一种数据中心四通道自由空间光环形器，其特征在于：所述第二偏振分光棱镜(4)的顶面和底面均设置为第二抛光面(10)。5.根据权利要求4所述的一种数据中心四通道自由空间光环形器，其特征在于：所述第二偏振分光棱镜(4)贴合磁铁(3)和背离磁铁(3)的两面均设置有第二增透膜(11)。6.根据权利要求1所述的一种数据中心四通道自由空间光环形器，其特征在于：所述石英波片(2)贴合所述第一偏振分光棱镜(1)和磁铁(3)的侧面均设置有第三增透膜(12)。7.根据权利要求1所述的一种数据中心四通道自由空间光环形器，其特征在于：所述磁铁(3)呈e字型，所述法拉第旋光器(6)设置在所述磁铁(3)内。8.根据权利要求2或5或6所述的一种数据中心四通道自由空间光环形器，其特征在于：所述第一增透膜(8)、第二增透膜(11)和第三增透膜(12)的厚度为0.5um。

技术总结
本实用新型公开了一种数据中心四通道自由空间光环形器，从左到右依次设置有第一偏振分光棱镜、石英波片、磁铁和第二偏振分光棱镜，所述第一偏振分光棱镜包括上下设置的两个第一偏振分光棱镜单元，两者之间设置有第一PBS膜，所述磁铁内设置有两个上下设置的法拉第旋光器，所述第二偏振分光棱镜包括上下设置的三个第二偏振分光棱镜单元，相邻所述第二偏振分光棱镜单元之间设置有第二PBS膜；通过上述方式，本实用新型在结构功能上增加了一路入射光，以最小的设计成本实现了将自由空间光环形器的通道数量提升至四通道。器的通道数量提升至四通道。器的通道数量提升至四通道。


技术研发人员：李理想
受保护的技术使用者：苏州东辉光学有限公司
技术研发日：2022.02.24
技术公布日：2022/7/8