CN201429752Y - 一种光学隔离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光学领域，尤其涉及光学隔离器。本实用新型的光学隔离器，包括设置于光路上的起偏器、法拉第旋转片、波片和检偏器，并置于金属支架热沉中。所述的起偏器为work－off晶体起偏器，所述的检偏器为work－off晶体检偏器，所述的波片为1/2波片，与入射光偏振方向成22.5°夹角。法拉第旋转片与work－off晶体通过深化光胶结合在一起，由于晶体导热性能较好，可使法拉第旋转片上产生的热量通过work－off晶体或波片传出，同时器件的尺寸较小，易于安装，且work－off晶体纵向很长，利于增大器件的散热体积和面积。本实用新型采用如上技术方案，具有结构简单合理，且适用于大功率激光领域应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学领域，尤其涉及光学隔离器。
背景技术
光学隔离器是一种沿正向传输方向具有较低插入损耗，而对反向传输光有很大衰减作用的无源器件，在光学系统中起的作用是防止从光源输出的光在传输过程中经反射后重新返回光源而对其工作稳定造成影响。
光学隔离器的核心元件是法拉第旋转器，由于法拉第旋转器所用材料对偏振光的旋转角度受温度变化影响较大，隔离器在使用过程中，磁光材料会吸收光能而发热，从而影响器件运行的稳定性，特别是用于高功率时尤其严重。美国专利公号为US 2003/0206347A1的申请方案直接将起偏器与Garnet光胶，由于采用无胶粘结方式，可消除胶层对光吸收所产生的热，但其所用起偏器是玻璃材料起偏器，因而该光学隔离器结构并不适用于较高功率情况。另有美国专利号为7259913的专利方案提出采用宝石片或金红石片为附片与磁光材料结合方式，用于磁光材料散热，但该光学结构相对复杂仍不够简洁。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提出一种结构更为简单的且使用于大功率领域的光学隔离器。
本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型的光学隔离器，包括设置于光路上的起偏器、法拉第旋转片(Garnet)、波片和检偏器，并置于金属支架热沉中，其特征在于：所述的起偏器为work-off晶体起偏器，所述的检偏器为work-off晶体检偏器，所述的波片为1/2波片，与入射光偏振方向成22.5°夹角。
进一步的，所述的work-off晶体起偏器和work-off晶体检偏器是两通光面相互平行均垂直于光路的长条型结构，两者的光轴在通光面上的投影角度为90°。
更进一步的，所述的work-off晶体起偏器、法拉第旋转片、波片、work-off晶体检偏器胶合在一起。或者，所述的work-off晶体起偏器和法拉第旋转片胶合在一起，所述的波片和work-off晶体检偏器胶合在一起。
或者，所述的work-off晶体起偏器和work-off晶体检偏器是一通光面带楔角一通光面垂直于光路的楔角型结构，两者的光轴在通光面上的投影角度为45°。
更进一步的，所述的work-off晶体起偏器的垂直面与法拉第旋转片、波片胶合在一起。所述的work-off晶体检偏器的垂直面和上述的work-off晶体起偏器、法拉第旋转片、波片胶合在一起或者位置可调。或者，所述的work-off晶体起偏器的楔角面与法拉第旋转片、波片胶合在一起，所述的法拉第旋转片、波片为与楔角相应的双斜边结构。或者所述的work-off晶体检偏器的楔角面和上述的work-off晶体起偏器、法拉第旋转片、波片胶合在一起或者位置可调。
所述的起偏器、光学旋转器件和检偏器外侧通过导热胶或铟片与所述的金属支架热沉胶合。
本实用新型采用如上技术方案，具有结构简单合理，且适用于大功率激光领域应用。
附图说明
图1(a)是本实用新型的实施例一的横截面结构示意图；
图1(b)是图1(a)的纵截面结构示意图；
图2是实用新型的实施例二的横向结构示意图；
图3(a)是实用新型的实施例三的横向结构示意图；
图3(b)是实用新型的实施例四的横向结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
本实用新型的实施例一结构如图1(a)和图1(b)所示。其中图1(a)为横截面结构图，图1(b)为纵截面结构图，包括各光学元件：work-off晶体1011、1012，法拉第旋转片102及1/2波片103。各光学元件光胶为一体，并采用导热胶或铟片与金属支架热沉104相连。work-off晶体1011、1012在通光面上光轴投影方向互成90°夹角，且分别用作起偏器和检偏器，1/2波片103使入射光的偏振方向旋转45°。
入射光束通过work-off晶体1011后分解成o光和e光，光通过法拉第旋转片102时偏振方向顺时针旋转45°，通过1/2波片103后，其偏振方向顺时针再次旋转45°，原来的o光变成e光，原来的e光变为o光，到达work-off晶体1012后，由于其光轴与work-off晶体1011光轴成90°夹角，两束光合为一束。
返回光经work-off晶体1012后，分解为o光和e光，通过1/2波片103后，偏振方向逆时针旋转45°，通过法拉第旋转片102后，偏振方向再次逆时针旋转45°，两束光经work-off晶体1011合束后的光点偏离了发光点位置，从而实现了隔离器功能。
本结构的优点在于法拉第旋转片102与work-off晶体1011、1012通过深化光胶粘结在一起，由于晶体导热性能较好，从而使法拉第旋转片上产生热量通过work-off晶体或波片传出，同时器件的尺寸较小，易于安装，且Work-off晶体纵向很长，利于增大器件的散热体积和面积。
如图2所示的实施例二的结构，将光学元件分为两组，其中work-off晶体1011与法拉第旋转片102光胶为一体；1/2波片103与work-off晶体1012胶合，均置于热沉104中。
如图3(a)所示的实施例三结构，包括双折射晶体楔角片3011、3012，波片及法拉第旋转片302。双折射晶体楔角片3011与双折射晶体楔角片3012的光轴之间互成45°夹角，双折射晶体楔角片3011的垂直面与波片及法拉第旋转片302直接深化光胶，双折射晶体楔角片3012可与法拉第旋转片302直接深化光胶也可自由调节。光束入射到双折射晶体楔角片3011时分解为o光和e光，传播方向呈一夹角，两束光进入法拉第旋转片302后，偏振面向同一方向各自旋转45°，由于双折射晶体楔角片3012的光轴相对于双折射晶体楔角片3011正好呈45°夹角，所以o光和e光经双折射晶体楔角片3012后合为一束。光束反向传输时，经过双折射晶体楔角片3012时分为偏振面与双折射晶体楔角片3011晶轴成45°角的o光和e光，当经过法拉第旋转片302时，由于法拉第效应的非互易性，所以两束光的偏振面仍朝与正向光旋转方向相同的方向旋转45°角，相对于双折射晶体楔角片3011的晶轴共旋转了90°角，因而光束出射时被斜面偏折，从而达到隔离目的。
如图3(b)所示的实施例四结构，双折射晶体楔角片3011和双折射晶体楔角片3012组成楔角片组，法拉第旋转片302为双斜边结构，置于双折射晶体楔角片3011与双折射晶体楔角片3012之间，且与双折射晶体楔角片3011的斜边胶合，双折射晶体楔角片3012可自由活动，也可与法拉第旋转片302胶合。这种结构的优点在于其PMD很小，o光与e光分开角度较小，楔角片3011和3012可以做得很厚。
本实用新型通过光胶，深化光胶胶合方式将法拉第旋转片与起偏晶体或检偏晶体粘结在一起，从而有效通过起(检)偏器件对法拉第旋转片吸收产生热量有效传热，降低法拉第旋转片上温度。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种光学隔离器，包括设置于光路上的起偏器、法拉第旋转片、波片和检偏器，并置于金属支架热沉中，其特征在于：所述的起偏器为work-off晶体起偏器，所述的检偏器为work-off晶体检偏器，所述的波片为1/2波片，与入射光偏振方向成22.5°夹角。
2.根据权利要求1所述的光学隔离器，其特征在于：所述的work-off晶体起偏器和work-off晶体检偏器是两通光面相互平行均垂直于光路的长条型结构，两者的光轴在通光面上的投影角度为90°。
3.根据权利要求1或2所述的光学隔离器，其特征在于：所述的work-off晶体起偏器、法拉第旋转片、波片、work-off晶体检偏器胶合在一起。
4.根据权利要求1或2所述的光学隔离器，其特征在于：所述的work-off晶体起偏器和法拉第旋转片胶合在一起，所述的波片和work-off晶体检偏器胶合在一起。
5.根据权利要求1所述的光学隔离器，其特征在于：所述的work-off晶体起偏器和work-off晶体检偏器是一通光面带楔角，一通光面垂直于光路的楔角型结构，两者的光轴在通光面上的投影角度为45°。
6.根据权利要求1或5所述的光学隔离器，其特征在于：所述的work-off晶体起偏器的垂直面与法拉第旋转片、波片胶合在一起。
7.根据权利要求6所述的光学隔离器，其特征在于：所述的work-off晶体检偏器的垂直面和上述的work-off晶体起偏器、法拉第旋转片、波片胶合在一起或者位置可调。
8.根据权利要求1或5所述的光学隔离器，其特征在于：所述的work-off晶体起偏器的楔角面与法拉第旋转片、波片胶合在一起，所述的法拉第旋转片、波片为与楔角相应的双斜边结构。
9.根据权利要求8所述的光学隔离器，其特征在于：所述的work-off晶体检偏器的楔角面和上述的work-off晶体起偏器、法拉第旋转片、波片胶合在一起或者位置可调。
10.根据权利要求1所述的光学隔离器，其特征在于：所述的起偏器、光学旋转器件和检偏器外侧通过导热胶或铟片与所述的金属支架热沉胶合。
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