CN202771032U - 一种高功率隔离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高功率隔离器，其特征在于：包括沿光路依次设置的第一光束变换装置、光阑、第一光学起偏器、第一双折射晶体棱镜、法拉第旋转片、第二双折射晶体棱镜、光学波片、第二光学起偏器、第二光束变换装置，所述的法拉第旋转片的两侧通光面光胶有散热装置，所述的第一双折射晶体棱镜光轴方向垂直于第一光学起偏器的光轴方向，所述的第二双折射晶体棱镜光轴方向与第一双折射晶体棱镜相同，所述第二光学起偏器光轴方向和第一光学起偏器光轴方向相互垂直。采用上述技术方案，本实用新型所述的高功率隔离器的优点在于具有散热效果好，结构简单合理等优点。

Description

一种高功率隔离器

技术领域

    本实用新型涉及激光领域，特别涉及一种高功率隔离器。 

背景技术

    在高功率激光器系统中，多级放大是获得高能量输出的主要的技术手段，需要保证光的单向传输，防止反射光经过方法对前段系统工作状态造成影响，同时将泵浦光的能量用于放大前向传输的信号光，光学隔离器广泛的应用于高功率固体激光器系统，在光纤通信系统中，随着距离的增加和脉冲宽度的减小，非线性效应，瑞利散射等物理过程产生的后向传输光会影响光源工作的稳定行，需要在光纤链路中和高功率光纤放大器的输出端加入高功率光纤隔离器以消除外界噪声的影响。 

光学隔离器的核心器件为具有法拉第旋光特性的磁光晶体，普通隔离器结构利用双折射晶体产生O，E光分离，降低光功率密度，O光和E光经过磁光晶体通光面，由于工作在高功率状态下，磁光晶体会产生的热透镜效应，造成透射光束光斑质量的恶化，并且其中的一路光受到另一路产生热透镜效应的影响，导致透射光束偏移入射光束轴线方向。 

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种隔离器工作稳定性和光斑质量高的高功率隔离器。 

为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为：一种高功率隔离器，其特征在于：包括沿光路依次设置的第一光束变换装置、光阑、第一光学起偏器、第一双折射晶体棱镜、法拉第旋转片、第二双折射晶体棱镜、光学波片、第二光学起偏器、第二光束变换装置，所述的法拉第旋转片的两侧通光面光胶有散热装置，所述的第一双折射晶体棱镜光轴方向垂直于第一光学起偏器的光轴方向，所述的第二双折射晶体棱镜光轴方向与第一双折射晶体棱镜相同，所述第二光学起偏器光轴方向和第一光学起偏器光轴方向相互垂直。 

进一步，所述的散热装置为YAG晶体或GGG晶体。 

进一步，还包括一金属套筒，所述的散热装置、法拉第旋转片安装于金属套筒内。 

进一步，所述的法拉第旋转片可以为大片、薄片、盘片式结构，可以为外加磁场型或者自带磁场型。 

进一步，所述的第一光学起偏器、第二光学起偏器可以是work-off型晶体、双折射楔形晶体或者是偏振棱镜。 

进一步，所述的第一光束变换装置、第二光束变换装置可以是望远镜结构、棱镜对结构或者是柱透镜+光纤准直器结构。 

采用上述技术方案，本实用新型所述的高功率隔离器的优点在于采用双折射晶体棱镜对将不同偏振方向相互平行的光束实现角度偏移汇聚后再次变化为平行光束，一方面利用光束变换装置增加入射光斑面积，减小通光面的光功率密度，另一方面，通过控制O和E光在磁光晶体中的交叠位置来减小高功率状态下热透镜效应对于光束质量的影响，有利用应用于大功率输出，且将法拉第旋转片通光面光胶有导热率较好的YAG晶体、GGG晶体作为散热装置，增加其散热的效果，结构简单合理。 

附图说明

图1为本实用新型所述的高功率隔离器基本结构图； 

图2为本实用新型所述的高功率隔离器增加金属套筒结构图；

其中：101.第一光束变换装置、102.光阑、103.第一光学起偏器、104.第一双折射晶体棱镜、105.第一散热装置、106.法拉第旋转片、107.第二散热装置、108.第二双折射晶体棱镜、109.光学波片、110.第二光学起偏器、111.第二光束变换装置、112.金属套筒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。 

如图1所示，一种高功率隔离器，包括沿光路依次设置的第一光束变换装置101、光阑102、第一光学起偏器103、第一双折射晶体棱镜104、通光面两侧光胶有第一散热装置105和第二散热装置107的法拉第旋转片106，第一散热装置105、第二散热装置107优选YAG晶体或GGG晶体、第二双折射晶体棱镜108、光学波片109、第二光学起偏器110、第二光束变换装置111；且第一双折射晶体棱镜104光轴方向垂直于第一光学起偏器103的光轴方向，第二双折射晶体棱镜108光轴方向与第一双折射晶体棱镜104相同，第二光学起偏器110光轴方向和第一光学起偏器103光轴方向相互垂直。 

此外，法拉第旋转片106可以为大片、薄片、盘片式结构，可以为外加磁场型或者自带磁场型；第一光学起偏器103、第二光学起偏器110可以是work-off型晶体、双折射楔形晶体或者是偏振棱镜；第一光束变换装置101、第二光束变换装置111可以是望远镜结构、棱镜对结构或者是柱透镜+光纤准直器结构。 

如图2所示，还可以包括一金属套筒112第一散热装置105、法拉第旋转片106、第二散热装置107安装于金属套筒112内。 

具体使用时，当光束进入第一光学起偏器103后，由于第一光学起偏器103的光轴平行于入射面，入射偏振光被分解为两种偏振态的光束即O光和E光，并且两束光之间存在一定的夹角，经过第一光学起偏器103投射的光束之间相互平行，位置上不重合，两束偏振态垂直，传输方向平行的线偏振光入射到第一双折射晶体棱镜104，第一双折射晶体棱镜104光轴在棱镜表面，并且选择光轴方向垂直于第一光学起偏器103的光轴方向，入射光分别对应棱镜的E光和O光，经过第一双折射晶体棱镜104下表面全反射后，O光和E光传输方向和光轴方向重合，从第一双折射晶体棱镜104另一面出射的偏振光具有一定夹角，经过自由空间传输后入射到法拉第旋转片106内，调整法拉第旋转片106和第一双折射晶体棱镜104出射面的位置，可以将光束的交汇点控制在晶体中心位置，由于两束光线之间的夹角较小，可以认为偏振态旋转相同的角度，两束光经过晶体后分离，进入第二双折射晶体棱镜108，其中第二双折射晶体棱镜108光轴方向与第一双折射晶体棱镜104相同，O光和E光经历相逆的过程，经过变换后，出射光束为两束平行光束。经过光学波片109对光束的偏振方向做微调校正，再次经过第二光学起偏器110，其光轴方向和第一光学起偏器103相互垂直，对应的O光和E光的偏振方向互易，以至于第一光学起偏器103的出射O光变成为第二光学起偏器110的E光，E光变成第二光学起偏器110的O光，根据光路可逆性原理，当第二光学起偏器110厚度和第一光学起偏器103厚度相差在加工精度范围内，经过第二光学起偏器110传输后，O光和E光会在空间上再次重合，并且具有相同的传输方向，经过第二光束变换装置111耦合后，能量被耦合到光纤内。 

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 (6)

1.一种高功率隔离器，其特征在于：包括沿光路依次设置的第一光束变换装置、光阑、第一光学起偏器、第一双折射晶体棱镜、法拉第旋转片、第二双折射晶体棱镜、光学波片、第二光学起偏器、第二光束变换装置，所述的法拉第旋转片的两侧通光面光胶有散热装置，所述的第一双折射晶体棱镜光轴方向垂直于第一光学起偏器的光轴方向，所述的第二双折射晶体棱镜光轴方向与第一双折射晶体棱镜相同，所述第二光学起偏器光轴方向和第一光学起偏器光轴方向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的一种高功率隔离器，其特征在于：所述的散热装置为YAG晶体或GGG晶体。

3.根据权利要求1所述的一种高功率隔离器，其特征在于：还包括一金属套筒，所述的散热装置、法拉第旋转片安装于金属套筒内。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高功率隔离器，其特征在于：所述的法拉第旋转片为外加磁场型或者自带磁场型。

5.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高功率隔离器，其特征在于：所述的第一光学起偏器、第二光学起偏器为work-off型晶体、双折射楔形晶体或者是偏振棱镜。

6.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高功率隔离器，其特征在于：所述的第一光束变换装置、第二光束变换装置为望远镜结构、棱镜对结构或者是柱透镜+光纤准直器结构。

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