CN106067655A - 一种带电光调q的光隔离器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带电光调Q的光隔离器，沿纵轴线依次包含下列元件：输入端光纤准直器、第一分束/合束器、电光调Q器件、偏振态转换器、第二分束/合束器、输出端光纤准直器。其中，偏振态转换器是由一组法拉第旋转器及λ/2波片组成，能够使正向传输的线偏振光偏振方向顺时针旋转π/2，反向传输的线偏振光偏振方向不变。与常规隔离器相比，该光隔离内包含电光调Q的功能模块，能够使连接上此隔离器的连续激光器直接输出极窄宽度的脉冲信号。
Description
技术领域
本发明涉及高功率激光器件领域，特别涉及一种带电光调Q的光隔离器。
背景技术
光隔离器能够有效保护激光器免受从介质平面反射或从放大器散射回来的光。由双折射晶体做成的分束/合束器适用于偏振无关的光隔离器中，正向的入射光通过双折射晶体被分成两束光传输，经过偏振态转换器后，这两束光的偏振方向同时朝一个方向旋转π/2，此时这两束光的偏振态互换，通过双折射晶体两束光合成一束光输出。反向回来的光经过双折射晶体被分成两束光传输，经过偏振态转换器，这两束光的偏振态未发生变化，经过双折射晶体后这两束光进一步走离，无法沿着原光路返回从而被隔离。
激光调Q技术是通过某种方法使谐振腔内的Q值随时间按一定程序变化的技术，它能将激光能量压缩到极窄宽度的脉冲中发射，使光源的峰值功率提高几个数量级。针对控制腔内不同类型的损耗变化可以将调Q技术分为：电光调Q技术，声光调Q技术，染料调Q技术及机械转镜调Q技术。其中，基于电光调Q技术的Q开关相比其他开关速度快，可达到ns级，同步性能好，有高达99%的动态损耗。电光Q开关是利用晶体的电光效应，给晶体加以阶跃式电压，调节腔内光子的反射损耗，该技术适用于脉冲式泵浦激光器。
目前市场上的光隔离器只有隔离反向传输光的作用，通常是连接在激光器输出的末端，而Q开关通常位于激光器谐振腔中，二者是独立的光器件。带电光调Q功能的光隔离器，与以往常规隔离器不同，将电光调Q的功能模块整合到光隔离器中，使连接上此隔离器的连续激光器能够直接输出极窄宽度的脉冲信号。
发明内容
本发明的目的在于通过在隔离器中添加电光调Q模块，使得连续光通过隔离器后输出窄脉冲光信号。为实现上述目的，本发明提供一种带电光调Q的光隔离器，在该光隔离器的纵向轴线上，依次排列的下列元件：
一对光纤准直器，其一尾纤为光束输入端，另一尾纤为光束输出端；
第一分束/合束器，由双折射晶体做成，将一束光分束为两束线偏振光或将两束线偏振光合束成一束光；
电光调Q器件，由电光晶体做成，电光晶体加上电压后，通过晶体的线偏光偏振方向发生改变；
偏振态转换器，由一组法拉第旋转器和一λ/2波片组成，将两束线偏光的偏振方向分别进行旋转；
第二分束/合束器，由双折射晶体做成，将一束光分束为两束线偏振光或将两束线偏振光合束成一束光；
其特征在于：光隔离器自带电光调Q模块，输出可调制的光信号。
所述的第一分束/合束器和第二分束/合束器的晶体光轴方向平行；
所述的偏振态转换器，能够使正向传输的线偏振光偏振方向顺时针旋转
π/2，反向传输的线偏振光偏振方向不变。
由于本发明提出了带电光调Q功能的光隔离器，相比传统的隔离器，在结构上将谐振腔中的调Q模块移至隔离器内，简化了激光腔内结构，同时提高光隔离器的功能性，实现连续激光器能够直接输出极窄宽度的脉冲信号。
附图说明
图1为本发明光隔离器的结构示意图；
图2为本发明Q开关闭合时正向传输光路及光偏振态变化示意图；
图3为本发明Q开关开启时正向传输光路及光偏振态变化示意图；
图4为本发明光隔离器反向传输光路及光偏振态变化示意图；
图5为本发明输出型光隔离器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施方式对本发明做进一步的说明。
如图1所示，本发明光隔离器包括输入光纤准直器1、第一分束/合束器2、电光调Q开关3、法拉第旋转器4、λ/2波片5、第二分束/合束器6、输出光纤准直器7。
图2为本发明Q开关闭合时正向传输光路及光偏振态变化示意图，图3为本发明Q开关开启时正向传输光路及光偏振态变化示意图。输入光纤准直器1出射的光经过第一分束/合束器2后被分成两束偏振态相互垂直的线偏振光，当Q开关3闭合时经过它的线偏振光偏振方向不变（见图2），通过由法拉第旋转器4和λ/2波片5组成的偏振态转换器后，光偏振方向分别沿顺时针旋转π/2（见图2），两束光在经过第二分束/合束器6后被合束成一束光后，经输出光纤准直器7耦合输出。当给电光晶体加上λ/2电压时，Q开关处于开启状态，此时通过Q开关3的线偏振光的偏振态会发生π/2的变化（见图3），经过法拉第旋转器4及λ/2波片5后，偏振态方向仍然顺时针旋转π/2（见图3），最后经过第二分束/合束器6，水平方向的线偏振光沿原先光路方向传输，而垂直方向的线偏振光则进一步偏离水平方向的线偏振光而走离输出，造成这两束光无法耦合进输出光纤准直器7，此时隔离器几乎没有光输出。
反向传输光经过输出光纤准直器7进入第二分束/合束器6，被分成一束水平偏振与一束垂直偏振的线偏振光，由于λ/2波片5的互异性，这两束光通过λ/2波片5后偏振方向朝逆时针旋转45°，然后经过非互易性的法拉第旋转器4后偏振方向又顺时针旋转45°，当Q开关3闭合时通过它的光偏振方向不变，因此这两束光的偏振方向相较最初并未发生变化（见图4），进入第一分束/合束器后，这两束光被进一步分束而无法耦合到系统中，从而实现反向光被隔离的效果。由于Q开关开启时光隔离器几乎没有光输出，故不必考虑此时反向传输光的情况。上述说明只针对Q开关处于闭合状态即未给电光晶体加电压的情况。
本发明所述的光隔离器为在线型，它也可以是输出型、自由空间型等任意形式。图5示意的是输出型结构，其中输出光纤准直器7被替换为小孔光阑8和扩束镜组9，自由空间型结构两端则没有光纤准直器。
Claims (3)
1.一种带电光调Q的光隔离器，在该光隔离器的纵向轴线上，依次排列的下列元件：
一对光纤准直器，其一尾纤为光束输入端，另一尾纤为光束输出端；第一分束/合束器，由双折射晶体做成，将一束光分束为两束线偏振光或将两束线偏振光合束成一束光；电光调Q器件，由电光晶体做成，电光晶体加上电压后，通过晶体的线偏光偏振方向发生改变；偏振态转换器，由一组法拉第旋转器和一λ/2波片组成，将两束线偏光的偏振方向分别进行旋转；第二分束/合束器，由双折射晶体做成，将一束光分束为两束线偏振光或将两束线偏振光合束成一束光； 其特征在于：光隔离器自带电光调Q模块，输出可调制的光信号。
2.如权利要求1所述的带电光调Q的光隔离器，其特征在于：所述的第一分束/合束器和第二分束/合束器的晶体光轴方向平行。
3.如权利要求1所述的带电光调Q的光隔离器，其特征在于：所述的偏振态转换器，能够使正向传输的线偏振光偏振方向顺时针旋转π/2，反向传输的线偏振光偏振方向不变。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106353855A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-01-25 | 福建福晶科技股份有限公司 | 一种高隔离度光隔离器 |
| CN106654845A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-05-10 | 济南晶众光电科技有限公司 | 一种集成式电光调q开关 |
| CN107910740A (zh) * | 2017-11-25 | 2018-04-13 | 湖北久之洋红外系统股份有限公司 | 一种光隔离器及其应用 |
| CN110398845A (zh) * | 2018-04-25 | 2019-11-01 | 福州高意光学有限公司 | 一种电光光开关 |
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Application publication date: 20161102 |
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