專利名稱：一種高消光比的光纖耦合激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高消光比的光纖耦合激光器。
背景技術(shù)：
保偏光纖耦合激光器由于對(duì)線偏振光具有較強(qiáng)的保持能力，因此不僅在光通信和光傳感中占據(jù)著越來越重要的地位，而且在工業(yè)、電力、軍事、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等方面也發(fā)揮著越來越重要的作用。保偏光纖是利用應(yīng)力或形變來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)本征偏振模間的高雙折射，通過這種人為的高雙折射效應(yīng)可以有效的克服光纖中應(yīng)力、形變、扭曲溫度、電磁場(chǎng)和光纖內(nèi)部的成分缺陷或形狀缺陷等引起的各種微擾對(duì)光纖中光波信號(hào)的相位和偏振態(tài)的影響，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光·波偏振態(tài)的保持功能。但光纖內(nèi)部光信號(hào)的偏振態(tài)對(duì)外界的干擾非常敏感，而且在產(chǎn)品組裝過程中要達(dá)到入射激光偏振方向與光纖應(yīng)力軸嚴(yán)格對(duì)稱的難度非常大。當(dāng)外界的干擾強(qiáng)度不斷增加且入射激光偏振方向不與光纖應(yīng)力軸嚴(yán)格對(duì)稱時(shí)，保偏光纖內(nèi)部的光信號(hào)將會(huì)發(fā)生偏振態(tài)模式耦合現(xiàn)象，即在保偏光纖中一種偏振態(tài)的能量將會(huì)耦合進(jìn)另外一種偏振態(tài)中去。這種偏振耦合現(xiàn)象在各種系統(tǒng)中將表現(xiàn)為消光比下降、噪聲增大等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響信號(hào)精確度。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提出一種高消光比的光纖耦合激光器，具有高消光比、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種高消光比的光纖耦合激光器，包括依次設(shè)置的激光器、耦合光學(xué)系統(tǒng)和保偏光纖，還包括一雙折射晶體；所述雙折射晶體置于耦合光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件之間，或置于耦合光學(xué)系統(tǒng)與保偏光纖之間；激光器發(fā)出的激光經(jīng)稱合光學(xué)系統(tǒng)與雙折射晶體之后，分為偏振方向相互垂直的兩束偏振光，且兩光束之間的間距大于保偏光纖的纖芯直徑；其中一束偏振光耦合進(jìn)入保偏光纖。進(jìn)一步的，所述保偏光纖稱合端由一光纖固定插針固定。進(jìn)一步的，所述耦合光學(xué)系統(tǒng)為一耦合透鏡，所述雙折射晶體置于耦合透鏡與保偏光纖之間。進(jìn)一步的，所述耦合光學(xué)系統(tǒng)包括一準(zhǔn)直透鏡和一耦合透鏡，所述雙折射晶體置于準(zhǔn)直透鏡與耦合透鏡之間。進(jìn)一步的，所述激光器為半導(dǎo)體激光器或固體激光器。進(jìn)一步的，所述雙折射晶體為YVO4晶體、a -BBO晶體或冰洲石等高雙折射率晶體。進(jìn)一步的，所述雙折射晶體和耦合光學(xué)系統(tǒng)各光學(xué)元件的通光面均鍍有增透膜。進(jìn)一步的，所述保偏光纖的光纖端面為0°或斜8°等回波損耗較低的耦合角度。本實(shí)用新型的有益效果為使用了高雙折射率晶體將激光分成偏振方向相互垂直的兩束偏振光，并且使兩偏振光束間距遠(yuǎn)大于保偏光纖的纖芯直徑，調(diào)節(jié)保偏光纖的位置僅將其中一束偏振光耦合到保偏光纖中，以避免激光在保偏光纖中傳輸時(shí)發(fā)生偏振態(tài)模式耦合現(xiàn)象，從而有效提高了光纖耦合產(chǎn)品的消光比和噪聲性能。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1、半導(dǎo)體激光器；101、激光器芯片；102、散熱底座；2、稱合光學(xué)系統(tǒng)；201、準(zhǔn)直透鏡；202、聚焦透鏡；3、雙折射晶體；4、光纖固定插針；5、保偏光纖；6、固體激光器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型采用高雙折射率晶體將激光分成偏振方向相互垂直的兩束偏振光，通過設(shè)計(jì)高雙折射率晶體的厚度，使得經(jīng)過雙折射晶體之后的兩偏振光束之間間距遠(yuǎn)大于保偏光纖的纖芯直徑，調(diào)整保偏光纖的位置僅將其中一束偏振光耦合到保偏光纖中，以避免激光在保偏光纖中傳輸時(shí)發(fā)生偏振態(tài)模式稱合現(xiàn)象，從而有效提高光纖稱合產(chǎn)品的消光比和噪聲性能，實(shí)現(xiàn)低噪聲的高消光比光纖耦合激光器。具體的，本實(shí)用新型的高消光比光纖耦合激光器，包括依次設(shè)置的激光器、耦合光學(xué)系統(tǒng)2和保偏光纖5，還包括一雙折射晶體
3;該雙折射晶體3置于耦合光學(xué)系統(tǒng)2的光學(xué)元件之間，或置于耦合光學(xué)系統(tǒng)2與保偏光纖5之間；激光器發(fā)出的激光經(jīng)I禹合光學(xué)系統(tǒng)2與雙折射晶體3之后,分為偏振方向相互垂直的兩束偏振光，且兩光束之間的間距大于保偏光纖5的纖芯直徑；其中一束偏振光I禹合進(jìn)入保偏光纖5。具體的，如圖I所示的實(shí)施例一，該實(shí)施例中的激光器采用半導(dǎo)體激光器1，將635nm的半導(dǎo)體激光器芯片101置于一散熱底座102上，半導(dǎo)體激光器I發(fā)出的光經(jīng)耦合光學(xué)系統(tǒng)2后進(jìn)入雙折射晶體3，該實(shí)施例中雙折射晶體3采用YVO4晶體，晶體厚度采用
0.5mm,置于稱合光學(xué)系統(tǒng)2與保偏光纖5之間,其中保偏光纖5的稱合端由一光纖固定插針4固定。635nm的激光束經(jīng)YVO4晶體之后分成偏振方向相互垂直的兩偏振光束,且兩偏振光束之間間距約為52. 9iim,遠(yuǎn)大于635nm保偏光纖5的纖芯直徑(4、y m)。通過調(diào)節(jié)保偏光纖5的位置,僅將其中一束偏振光稱合到保偏光纖5中,便可避免激光在保偏光纖中傳輸時(shí)發(fā)生偏振態(tài)模式耦合現(xiàn)象，從而提高光纖耦合激光器的消光比和噪聲性能。其中，耦合光學(xué)系統(tǒng)2采用的是單透鏡，采用端面耦合的方式；光纖固定插針4可以是陶瓷或玻璃材料等。如圖2所示是本實(shí)用新型的實(shí)施例二，與實(shí)施例一不同的是，該實(shí)施例的耦合光學(xué)系統(tǒng)2采用雙透鏡準(zhǔn)直透鏡201和聚焦透鏡202，雙折射晶體3置于準(zhǔn)直透鏡201與聚焦透鏡202之間；而半導(dǎo)體激光器I采用的是405nm的激光器芯片101，雙折射晶體3采用的是a -BBO晶體，晶體厚度采用0. 5mm,405nm的激光束經(jīng)準(zhǔn)直透鏡201之后進(jìn)入a -BBO晶體，經(jīng)a-BBO晶體分成偏振方向相互垂直的兩偏振光束，且兩偏振光束之間間距約為44. I V- m,遠(yuǎn)大于405nm保偏光纖5的纖芯直徑(3. I 4. I u m),調(diào)節(jié)聚焦透鏡202和保偏光纖5的位置，將其中一束偏振光聚焦并耦合到保偏光纖5中。通過聚焦透鏡202會(huì)聚耦合，可以實(shí)現(xiàn)更高的耦合效率。如圖3所示為本實(shí)用新型的實(shí)施例三，與實(shí)施例一不同的是，該實(shí)施例中激光器采用的是固體激光器6，該實(shí)施例中的固體激光器6激光波長(zhǎng)為532nm，雙折射晶體3采用的是a -BBO晶體，晶體厚度為0. 5mm, 532nm的激光束經(jīng)耦合光學(xué)系統(tǒng)2之后進(jìn)入a -BBO晶體，經(jīng)a -BBO晶體后分成偏振方向相互垂直的兩偏振光束，且兩偏振光束之間間距約為44. I ii m,遠(yuǎn)大于532nm保偏光纖5的纖芯直徑(3. 5 4. 5 y m)。通過調(diào)節(jié)保偏光纖5的位置，僅將其中一束偏振光稱合到保偏光纖5中,便可避免激光在保偏光纖5中傳輸時(shí)發(fā)生偏振態(tài)模式耦合現(xiàn)象，從而提高光纖耦合激光器的消光比和噪聲性能。本實(shí)用新型的光纖耦合激光器因耦合到光纖中的只有一種偏振態(tài)模式的激光，從 而避免了光在光纖傳輸中發(fā)生偏振態(tài)模式稱合現(xiàn)象，因此可有效提高光纖稱合產(chǎn)品的消光比和噪聲性能。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(duì)本實(shí)用新型做出的各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種高消光比的光纖稱合激光器，包括依次設(shè)置的激光器、稱合光學(xué)系統(tǒng)和保偏光纖，其特征在于還包括一雙折射晶體；所述雙折射晶體置于耦合光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件之間，或置于耦合光學(xué)系統(tǒng)與保偏光纖之間；激光器發(fā)出的激光經(jīng)耦合光學(xué)系統(tǒng)與雙折射晶體之后，分為偏振方向相互垂直的兩束偏振光，且兩光束之間的間距大于保偏光纖的纖芯直徑；其中一束偏振光稱合進(jìn)入保偏光纖。
2.如權(quán)利要求I所述一種高消光比的光纖耦合激光器，其特征在于所述保偏光纖耦合端由一光纖固定插針固定。
3.如權(quán)利要求I所述一種高消光比的光纖稱合激光器，其特征在于所述稱合光學(xué)系統(tǒng)為一耦合透鏡，所述雙折射晶體置于耦合透鏡與保偏光纖之間。
4.如權(quán)利要求I所述一種高消光比的光纖稱合激光器，其特征在于所述稱合光學(xué)系統(tǒng)包括一準(zhǔn)直透鏡和一耦合透鏡，所述雙折射晶體置于準(zhǔn)直透鏡與耦合透鏡之間。
5.如權(quán)利要求I所述一種高消光比的光纖耦合激光器，其特征在于所述激光器為半導(dǎo)體激光器或固體激光器。
6.如權(quán)利要求I所述一種高消光比的光纖耦合激光器，其特征在于所述雙折射晶體為YVO4晶體、a -BBO晶體或冰洲石。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述一種高消光比的光纖耦合激光器，其特征在于所述雙折射晶體和耦合光學(xué)系統(tǒng)各光學(xué)元件的通光面均鍍有增透膜。
8.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述一種高消光比的光纖耦合激光器，其特征在于所述保偏光纖的光纖端面為0°或斜8°。
專利摘要本實(shí)用新型涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高消光比的光纖耦合激光器，包括依次設(shè)置的激光器、耦合光學(xué)系統(tǒng)和保偏光纖，還包括一雙折射晶體；該雙折射晶體置于耦合光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件之間，或置于耦合光學(xué)系統(tǒng)與保偏光纖之間；激光器發(fā)出的激光經(jīng)耦合光學(xué)系統(tǒng)與雙折射晶體之后，分為偏振方向相互垂直的兩束偏振光，且兩光束之間的間距大于保偏光纖的纖芯直徑；其中一束偏振光耦合進(jìn)入保偏光纖。采用高雙折射率晶體將激光分成偏振方向相互垂直的兩束偏振光，并僅將其中一束偏振光耦合到保偏光纖中，以避免激光在保偏光纖中傳輸時(shí)發(fā)生偏振態(tài)模式耦合現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)高消光比、低噪聲的光纖耦合產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H01S3/067GK202797597SQ20122051952
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者王珍玉, 張哨峰, 李大汕, 沈淵, 呂超 申請(qǐng)人:上海高意激光技術(shù)有限公司