專利名稱：一種高功率隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域，特別涉及一種高功率隔離器。
背景技術(shù)：
在高功率激光器系統(tǒng)中，多級放大是獲得高能量輸出的主要的技術(shù)手段，需要保證光的單向傳輸，防止反射光經(jīng)過方法 對前段系統(tǒng)工作狀態(tài)造成影響，同時(shí)將泵浦光的能量用于放大前向傳輸?shù)男盘柟?，光學(xué)隔離器廣泛的應(yīng)用于高功率固體激光器系統(tǒng)，在光纖通信系統(tǒng)中，隨著距離的增加和脈沖寬度的減小，非線性效應(yīng)，瑞利散射等物理過程產(chǎn)生的后向傳輸光會影響光源工作的穩(wěn)定行，需要在光纖鏈路中和高功率光纖放大器的輸出端加入高功率光纖隔離器以消除外界噪聲的影響。光學(xué)隔離器的核心器件為具有法拉第旋光特性的磁光晶體，普通隔離器結(jié)構(gòu)利用雙折射晶體產(chǎn)生0，E光分離，降低光功率密度，O光和E光經(jīng)過磁光晶體通光面，由于工作在高功率狀態(tài)下，磁光晶體會產(chǎn)生的熱透鏡效應(yīng)，造成透射光束光斑質(zhì)量的惡化，并且其中的一路光受到另一路產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)的影響，導(dǎo)致透射光束偏移入射光束軸線方向。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種隔離器工作穩(wěn)定性和光斑質(zhì)量高的高功率隔離器。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所提出的技術(shù)方案為一種高功率隔離器，其特征在于包括沿光路依次設(shè)置的第一光束變換裝置、光闌、第一光學(xué)起偏器、第一雙折射晶體棱鏡、法拉第旋轉(zhuǎn)片、第二雙折射晶體棱鏡、光學(xué)波片、第二光學(xué)起偏器、第二光束變換裝置，所述的法拉第旋轉(zhuǎn)片的兩側(cè)通光面光膠有散熱裝置，所述的第一雙折射晶體棱鏡光軸方向垂直于第一光學(xué)起偏器的光軸方向，所述的第二雙折射晶體棱鏡光軸方向與第一雙折射晶體棱鏡相同，所述第二光學(xué)起偏器光軸方向和第一光學(xué)起偏器光軸方向相互垂直。進(jìn)一步，所述的散熱裝置為YAG晶體或GGG晶體。進(jìn)一步，還包括一金屬套筒，所述的散熱裝置、法拉第旋轉(zhuǎn)片安裝于金屬套筒內(nèi)。進(jìn)一步，所述的法拉第旋轉(zhuǎn)片可以為大片、薄片、盤片式結(jié)構(gòu)，可以為外加磁場型或者自帶磁場型。進(jìn)一步,所述的第一光學(xué)起偏器、第二光學(xué)起偏器可以是work-off型晶體、雙折射楔形晶體或者是偏振棱鏡。進(jìn)一步，所述的第一光束變換裝置、第二光束變換裝置可以是望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)、棱鏡對結(jié)構(gòu)或者是柱透鏡+光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)。采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型所述的高功率隔離器的優(yōu)點(diǎn)在于采用雙折射晶體棱鏡對將不同偏振方向相互平行的光束實(shí)現(xiàn)角度偏移匯聚后再次變化為平行光束，一方面利用光束變換裝置增加入射光斑面積，減小通光面的光功率密度，另一方面，通過控制O和E光在磁光晶體中的交疊位置來減小高功率狀態(tài)下熱透鏡效應(yīng)對于光束質(zhì)量的影響，有利用應(yīng)用于大功率輸出，且將法拉第旋轉(zhuǎn)片通光面光膠有導(dǎo)熱率較好的YAG晶體、GGG晶體作為散熱裝置，增加其散熱的效果，結(jié)構(gòu)簡單合理。

圖I為本實(shí)用新型所述的高功率隔離器基本結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型所述的高功率隔離器增加金屬套筒結(jié)構(gòu)圖；其中101.第一光束變換裝置、102.光闌、103.第一光學(xué)起偏器、104.第一雙折射晶體棱鏡、105.第一散熱裝置、106.法拉第旋轉(zhuǎn)片、107.第二散熱裝置、108.第二雙折射晶體棱鏡、109.光學(xué)波片、110.第二光學(xué)起偏器、111.第二光束變換裝置、112.金屬套筒。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖I所示，一種高功率隔離器，包括沿光路依次設(shè)置的第一光束變換裝置101、光闌102、第一光學(xué)起偏器103、第一雙折射晶體棱鏡104、通光面兩側(cè)光膠有第一散熱裝置105和第二散熱裝置107的法拉第旋轉(zhuǎn)片106，第一散熱裝置105、第二散熱裝置107優(yōu)選YAG晶體或GGG晶體、第二雙折射晶體棱鏡108、光學(xué)波片109、第二光學(xué)起偏器110、第二光束變換裝置111 ;且第一雙折射晶體棱鏡104光軸方向垂直于第一光學(xué)起偏器103的光軸方向，第二雙折射晶體棱鏡108光軸方向與第一雙折射晶體棱鏡104相同,第二光學(xué)起偏器110光軸方向和第一光學(xué)起偏器103光軸方向相互垂直。此外，法拉第旋轉(zhuǎn)片106可以為大片、薄片、盤片式結(jié)構(gòu)，可以為外加磁場型或者自帶磁場型；第一光學(xué)起偏器103、第二光學(xué)起偏器110可以是work-off型晶體、雙折射楔形晶體或者是偏振棱鏡；第一光束變換裝置101、第二光束變換裝置111可以是望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)、棱鏡對結(jié)構(gòu)或者是柱透鏡+光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)。如圖2所示，還可以包括一金屬套筒112第一散熱裝置105、法拉第旋轉(zhuǎn)片106、第二散熱裝置107安裝于金屬套筒112內(nèi)。具體使用時(shí)，當(dāng)光束進(jìn)入第一光學(xué)起偏器103后，由于第一光學(xué)起偏器103的光軸平行于入射面，入射偏振光被分解為兩種偏振態(tài)的光束即O光和E光，并且兩束光之間存在一定的夾角，經(jīng)過第一光學(xué)起偏器103投射的光束之間相互平行，位置上不重合，兩束偏振態(tài)垂直，傳輸方向平行的線偏振光入射到第一雙折射晶體棱鏡104,第一雙折射晶體棱鏡104光軸在棱鏡表面,并且選擇光軸方向垂直于第一光學(xué)起偏器103的光軸方向，入射光分別對應(yīng)棱鏡的E光和O光,經(jīng)過第一雙折射晶體棱鏡104下表面全反射后,O光和E光傳輸方向和光軸方向重合，從第一雙折射晶體棱鏡104另一面出射的偏振光具有一定夾角，經(jīng)過自由空間傳輸后入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片106內(nèi)，調(diào)整法拉第旋轉(zhuǎn)片106和第一雙折射晶體棱鏡104出射面的位置，可以將光束的交匯點(diǎn)控制在晶體中心位置，由于兩束光線之間的夾角較小，可以認(rèn)為偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)相同的角度，兩束光經(jīng)過晶體后分離，進(jìn)入第二雙折射晶體棱鏡108，其中第二雙折射晶體棱鏡108光軸方向與第一雙折射晶體棱鏡104相同，O光和E光經(jīng)歷相逆的過程，經(jīng)過變換后，出射光束為兩束平行光束。經(jīng)過光學(xué)波片109對光束的偏振方向做微調(diào)校正，再次經(jīng)過第二光學(xué)起偏器110,其光軸方向和第一光學(xué)起偏器103相互垂直，對應(yīng)的O光和E光的偏振方向互易，以至于第一光學(xué)起偏器103的出射O光變成為第二光學(xué)起偏器Iio的E光，E光變成第二光學(xué)起偏器110的O光，根據(jù)光路可逆性原理，當(dāng)?shù)诙鈱W(xué)起偏器110厚度和第一光學(xué)起偏器103厚度相差在加工精度范圍內(nèi)，經(jīng)過第二光學(xué)起偏器110傳輸后，O光和E光會在空間上再次重合,并且具有相同的傳輸方向，經(jīng)過第二光束變換裝置111耦合后，能量被耦合到光纖內(nèi)。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種高功率隔離器，其特征在于包括沿光路依次設(shè)置的第一光束變換裝置、光闌、第一光學(xué)起偏器、第一雙折射晶體棱鏡、法拉第旋轉(zhuǎn)片、第二雙折射晶體棱鏡、光學(xué)波片、第二光學(xué)起偏器、第二光束變換裝置，所述的法拉第旋轉(zhuǎn)片的兩側(cè)通光面光膠有散熱裝置，所述的第一雙折射晶體棱鏡光軸方向垂直于第一光學(xué)起偏器的光軸方向，所述的第二雙折射晶體棱鏡光軸方向與第一雙折射晶體棱鏡相同，所述第二光學(xué)起偏器光軸方向和第一光學(xué)起偏器光軸方向相互垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高功率隔離器，其特征在于所述的散熱裝置為YAG晶體或GGG晶體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高功率隔離器，其特征在于還包括一金屬套筒，所述的散熱裝置、法拉第旋轉(zhuǎn)片安裝于金屬套筒內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的一種高功率隔離器，其特征在于所述的法拉第旋轉(zhuǎn)片為外加磁場型或者自帶磁場型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的一種高功率隔離器，其特征在于所述的第一光學(xué)起偏器、第二光學(xué)起偏器為work-off型晶體、雙折射楔形晶體或者是偏振棱鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的一種高功率隔離器，其特征在于所述的第一光束變換裝置、第二光束變換裝置為望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)、棱鏡對結(jié)構(gòu)或者是柱透鏡+光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高功率隔離器，其特征在于包括沿光路依次設(shè)置的第一光束變換裝置、光闌、第一光學(xué)起偏器、第一雙折射晶體棱鏡、法拉第旋轉(zhuǎn)片、第二雙折射晶體棱鏡、光學(xué)波片、第二光學(xué)起偏器、第二光束變換裝置，所述的法拉第旋轉(zhuǎn)片的兩側(cè)通光面光膠有散熱裝置，所述的第一雙折射晶體棱鏡光軸方向垂直于第一光學(xué)起偏器的光軸方向，所述的第二雙折射晶體棱鏡光軸方向與第一雙折射晶體棱鏡相同，所述第二光學(xué)起偏器光軸方向和第一光學(xué)起偏器光軸方向相互垂直。采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型所述的高功率隔離器的優(yōu)點(diǎn)在于具有散熱效果好，結(jié)構(gòu)簡單合理等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G02F1/09GK202771032SQ20122046597
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者吳礪, 趙振宇, 劉國宏, 賀坤, 林錦繡, 林芬 申請人:福州高意通訊有限公司