CN211180454U - 一种光隔离器和激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于激光器领域，提供了一种光隔离器和激光器。光隔离器包括沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的入端光纤准直器、隔离器芯件和出端光纤准直器；在隔离器芯件前，设有可见光光源和用于准直可见光光源发出的光的准直器，经准直器准直后的可见光光源发出的光平行于激光正向光路，并入射至隔离器芯件。本实用新型的光隔离器提高了指引光的输出效率，为激光加工提供更明亮可靠的指引光。
Description
技术领域
本实用新型属于激光器领域，尤其涉及一种光隔离器和激光器。
背景技术
在光纤激光器等应用中，光隔离器通常被使用在光路中用来避免光路中的返回光对光源、泵浦源以及其他器件造成的干扰和损伤。
现在的光隔离器只能保证起功能作用波段的光大部分正向通过，而用于指引作用的可见红光大部分功率会在隔离器位置损失掉，导致用于指引作用的可见红光在实际应用时变得微弱。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种光隔离器和激光器，旨在解决现在的光隔离器只能保证起功能作用波段的光大部分正向通过，而用于指引作用的可见红光大部分功率会在隔离器位置损失掉，导致用于指引作用的可见红光在实际应用时变得微弱的问题。
第一方面，本实用新型提供了一种光隔离器，包括沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的入端光纤准直器、隔离器芯件和出端光纤准直器；在隔离器芯件前，设有可见光光源和用于准直可见光光源发出的光的准直器，经准直器准直后的可见光光源发出的光平行于激光正向光路，并入射至隔离器芯件。
进一步地，所述光隔离器还包括设置在隔离器芯件前的反射镜，所述准直器位于反射镜和可见光光源之间，经准直器准直后的可见光光源发出的光是通过反射镜反射后平行于激光正向光路，并入射至隔离器芯件的。
进一步地，所述可见光光源是红光光源、蓝光光源和绿光光源中的至少一种；所述反射镜为与激光正向光路呈45°的45°反射镜。
进一步地，所述隔离器芯件包括沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的入端分光件、法拉第旋光器、半波片和出端分光件。
进一步地，所述光隔离器还包括：设置在入端分光件或出端分光件的上端面的监控入光的第一探测器，设置在入端分光件或出端分光件的下端面的监控回光的第二探测器。
进一步地，所述光隔离器还包括在入端光纤准直器前，沿激光正向光路的入射光轴上设置的入端剥模器；和，在出端光纤准直器后，沿激光正向光路的入射光轴上设置的出端剥模器。
进一步地，所述光隔离器还包括在入端光纤准直器后，沿激光正向光路的入射光轴上设置的入端光阑件；和，在出端光纤准直器前，沿激光正向光路的入射光轴上设置的出端光阑件。
进一步地，所述光隔离器还包括沿激光正向光路的入射光轴上设置的滤波片；
所述滤波片设置于隔离器芯件前，或者，当所述滤波片的膜层镀膜兼容了可见光光源所生成的可见光的增透膜时，所述滤波片置于入端光纤准直器和出端光纤准直器之间的任意位置。
进一步地，所述入端分光件和出端分光件均为偏振分光棱镜或双折射晶体；所述滤波片以预设角度置于激光正向光路中，预设角度是1-11度角，所述预设角度是指滤波片与垂直于激光正向光路方向的夹角。
第二方面，本实用新型提供了一种激光器，包括上述的光隔离器。
在本实用新型中，由于光隔离器中，在隔离器芯件前，设有可见光光源和用于准直可见光光源发出的光的准直器，经准直器准直后的可见光光源发出的光平行于激光正向光路，并入射至隔离器芯件。因此提高了指引光的输出效率，为激光加工提供更明亮可靠的指引光。又由于光隔离器还包括沿激光正向光路的入射光轴上设置的滤波片，因此进一步提高了指引光的输出效率。
又由于所述光隔离器还包括：设置在入端分光件或出端分光件的上端面的监控入光的第一探测器，设置在入端分光件或出端分光件的下端面的监控回光的第二探测器。因此更好的保护了激光器里面的器件。
附图说明
图1是本实用新型一实施例提供的光隔离器的结构示意图。
图2是本实用新型一实施例提供的光隔离器的激光正向传输过程示意图。
图3是本实用新型一实施例提供的光隔离器的激光反向传输过程示意图。
图4是本实用新型一实施例提供的光隔离器的可见光传输过程示意图。
图5是本实用新型另一实施例提供的光隔离器的结构示意图。
图6是本实用新型再一实施例提供的光隔离器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
请参阅图1，本实用新型一实施例提供的光隔离器包括沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的入端光纤准直器12、隔离器芯件23和出端光纤准直器18；在隔离器芯件23前设置有反射镜20、可见光光源21和用于准直可见光光源发出的光的准直器22，准直器22位于反射镜20和可见光光源21之间，经准直器22准直后的可见光光源21发出的光是通过反射镜20反射后平行于激光正向光路，并入射至隔离器芯件23。
在本实用新型一实施例中，准直器22与可见光光源21整合在一起，形成一体化结构。具体地，准直器22为在可见光光源上直接设置的准直镜片。
在本实用新型一实施例中，隔离器芯件23包括沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的入端分光件14、法拉第旋光器15、半波片16和出端分光件17。
所述光隔离器还包括在入端光纤准直器12前，沿激光正向光路的入射光轴上设置的入端剥模器11；和，在出端光纤准直器18后，沿激光正向光路的入射光轴上设置的出端剥模器19。
所述光隔离器还包括在入端光纤准直器12后，沿激光正向光路的入射光轴上设置的入端光阑件(图未示)；和，在出端光纤准直器18前，沿激光正向光路的入射光轴上设置的出端光阑件(图未示)。
反射镜20可以是与激光正向光路呈45°的45°反射镜。反射镜20也可以起到避免回光进入可见光光源的作用。
所述光隔离器还包括沿激光正向光路的入射光轴上设置的滤波片13；滤波片13设置于隔离器芯件23前，或者，当滤波片13的膜层镀膜兼容了可见光光源所生成的可见光的增透膜时，滤波片13置于入端光纤准直器12和出端光纤准直器18之间的任意位置。
滤波片13以预设角度置于激光正向光路中，预设角度通常是1-11度角，所述预设角度是指滤波片与垂直于激光正向光路方向的夹角，主要作用是减少回光回到入端光纤准直器12。
入端分光件14和出端分光件17可以是偏振分光棱镜或双折射晶体。
可见光光源21可以是红光光源、蓝光光源、绿光光源等，具体可以是红光激光二极管、蓝光激光二极管、绿光激光二极管。
本实用新型一实施例提供的光隔离器的腔体内的所有晶体都直接固定在壳体上，用抗高功率，抗高热量，并有很好导热性的胶水固定在壳体上，壳体用导热性高的铝合金材料或紫铜材料制成，壳体内部与外部是整块成型，没有连接过渡，能保证晶体产生的热量很快被导走散失掉。
本实用新型一实施例提供的光隔离器的工作原理如下：
请参阅图2，光隔离器的激光正向传输过程如下：
入端剥模器11滤除沿激光正向光路传输过来的包层光，减少包层光因发散角大，在入端光纤准直器12和光隔离器腔体内部泄漏，加热了光隔离器，影响光隔离器性能，起到保护光隔离器的作用。入端光纤准直器12将光纤传输激光进行准直。滤波片13滤除设定带宽以外的光，保证输出激光的稳定性和可靠性。入端分光件14将输入光分解成平行于入射面的第一光束P和垂直于入射面的第二光束S，第一光束P透过入端分光件14进入法拉第旋光器15，第二光束S在第一个反射面反射到第二个反射面，再在第二个反射面反射进入法拉第旋光器15；法拉第旋光器15的旋光效应，将第一光束P和第二光束S分别旋转45度；两束光透过半波片16，相位再改变1/4π，第一光束P变成第二光束S在第三个面反射到第四个面反射进入出端光纤准直器18，第二光束S变成第一光束P透过出端分光件17出射进入出端光纤准直器18。出端光纤准直器18耦合后部分光进入光纤包层，出端剥模器19剥出包层光，减少包层光对后端器件和应用效果的影响。出端剥模器19同时对隔离器后端回来的包层光进行剥模处理，避免回来的包层加热了光隔离器，影响光隔离器性能，起到保护光隔离器的作用。
请参阅图3，光隔离器的激光反向传输过程如下：
接点、器件回光和加工表面反射回来的光，部分光进入纤芯，部分光进入光纤包层，出端剥模器19将包层光剥除，纤芯光继续传输。返回的纤芯光在出端光纤准直器18准直后透射进入出端分光件17，出端分光件17将输入光分解成平行于入射面的第一光束P和垂直于入射面的第二光束S。第一光束P透过出端分光件17进入半波片16，第二光束S在第四个反射面反射到第三个反射面再反射进入半波片16，透过半波片16后第一光束P和第二光束S分别同正向传输旋转方向相反的方向旋转45°。透过法拉第旋光器15后，由于法拉第效应的非互易性，第一光束P和第二光束S又旋转回进入半波片16前的振动状态，从第四反射面透过的第一光束P，继续从入端分光件14第一反射面透射出去，从第三反射面反射出来的第二光束S，又从第二反射面反射出去，以至于回来的光不能进入入端光纤准直器12，起到隔离回光的作用。
请参阅图4，光隔离器的可见光传输过程如下：
可见光光源21产生的可见光经准直器22准直后，通过45°反射镜20将准直输出的可见光反射进入入端分光件14，使可见光偏振方向与入端分光件14的第一光束P方向一致，保证可见光95％以上的光透过入端分光件14，可见光通过法拉第旋光器15和半波片16后通过出端分光件17，将有>50％可见光透过出端分光件17被出端光纤准直器18耦合进光纤纤芯。
可见光光源21采用单独的准直器22与入端光纤准直器12分离，保证光隔离器输出端对两种光的耦合效率都高，可见光光源21产生的可见光准直后在光隔离器内部直接耦合入出端光纤准直器18，保证50％以上的可见光被耦合进出端光纤准直器18纤芯，比通过光耦合器进入光纤在传输到光隔离器时的耦合效率要高，原因是通过耦合器的可见光大部分光都在包层，只有不到5％的可见光存在于纤芯，所以在实际应用时可见光弱。
请参阅图5，本实用新型另一实施例提供的光隔离器跟本实用新型另一实施例提供的光隔离器相比，区别在于还包括：入端分光件24或出端分光件的上端面设置有监控入光的第一探测器25，入端分光件24或出端分光件的下端面设置有监控回光的第二探测器26。
监控的工作过程如下：
第一探测器25正向输出激光监控，当材料因功率或温度发生微变时，晶体消光比相应发生变化，消光比变化，进而传输到第一探测器25光分量也在变化，通过第一探测器25对这束光的实时监控，可以很好地监控器件运行情况，当达到一个预设值时自动关机保护。第二探测器26反向回光监控，当回光达到预设值时自动关停激光器，起到保护器件的作用。
请参阅图6，本实用新型再一实施例提供的光隔离器跟本实用新型一实施例和另一实施例提供的光隔离器相比，主要区别在于：本实用新型再一实施例提供的光隔离器中，隔离器芯件前不设置反射镜，经准直器35准直后的可见光光源34发出的光平行于激光正向光路，并入射至隔离器芯件32。可选的，在该实施例情况下，还可以设置避免回光进入可见光光源的反射镜，反射镜的角度和位置不做特殊限制，能够避免回光进入可见光光源即可。
本实用新型另一实施例还提供了一种包括本实用新型一实施例提供的光隔离器或本实用新型另一实施例或本实用新型再一实施例提供的光隔离器的激光器。
在本实用新型中，由于光隔离器中，在隔离器芯件前，设有可见光光源和用于准直可见光光源发出的光的准直器，经准直器准直后的可见光光源发出的光平行于激光正向光路，并入射至隔离器芯件。因此提高了指引光的输出效率，为激光加工提供更明亮可靠的指引光。又由于光隔离器还包括沿激光正向光路的入射光轴上设置的滤波片，因此进一步提高了指引光的输出效率。
又由于所述光隔离器还包括：设置在入端分光件或出端分光件的上端面的监控入光的第一探测器，设置在入端分光件或出端分光件的下端面的监控回光的第二探测器。因此更好的保护了激光器里面的器件。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光隔离器，其特征在于，包括沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的入端光纤准直器、隔离器芯件和出端光纤准直器；在隔离器芯件前，设有可见光光源和用于准直可见光光源发出的光的准直器，经准直器准直后的可见光光源发出的光平行于激光正向光路，并入射至隔离器芯件。
2.如权利要求1所述的光隔离器，其特征在于，所述光隔离器还包括设置在隔离器芯件前的反射镜，所述准直器位于反射镜和可见光光源之间，经准直器准直后的可见光光源发出的光是通过反射镜反射后平行于激光正向光路，并入射至隔离器芯件的。
3.如权利要求2所述的光隔离器，其特征在于，所述可见光光源是红光光源、蓝光光源和绿光光源中的至少一种；所述反射镜为与激光正向光路呈45°的45°反射镜。
4.如权利要求1所述的光隔离器，其特征在于，所述隔离器芯件包括沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的入端分光件、法拉第旋光器、半波片和出端分光件。
5.如权利要求4所述的光隔离器，其特征在于，所述光隔离器还包括：设置在入端分光件或出端分光件的上端面的监控入光的第一探测器，设置在入端分光件或出端分光件的下端面的监控回光的第二探测器。
6.如权利要求1-5任一项所述的光隔离器，其特征在于，所述光隔离器还包括在入端光纤准直器前，沿激光正向光路的入射光轴上设置的入端剥模器；和，在出端光纤准直器后，沿激光正向光路的入射光轴上设置的出端剥模器。
7.如权利要求1-5任一项所述的光隔离器，其特征在于，所述光隔离器还包括在入端光纤准直器后，沿激光正向光路的入射光轴上设置的入端光阑件；和，在出端光纤准直器前，沿激光正向光路的入射光轴上设置的出端光阑件。
8.如权利要求4所述的光隔离器，其特征在于，所述光隔离器还包括沿激光正向光路的入射光轴上设置的滤波片；
所述滤波片设置于隔离器芯件前，或者，当所述滤波片的膜层镀膜兼容了可见光光源所生成的可见光的增透膜时，所述滤波片置于入端光纤准直器和出端光纤准直器之间的任意位置。
9.如权利要求8所述的光隔离器，其特征在于，所述入端分光件和出端分光件均为偏振分光棱镜或双折射晶体；所述滤波片以预设角度置于激光正向光路中，预设角度是1-11度角，所述预设角度是指滤波片与垂直于激光正向光路方向的夹角。
10.一种激光器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的光隔离器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922336888.7U CN211180454U (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种光隔离器和激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201922336888.7U CN211180454U (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种光隔离器和激光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211180454U true CN211180454U (zh) | 2020-08-04 |
Family
ID=71805621
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201922336888.7U Active CN211180454U (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种光隔离器和激光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211180454U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113507032A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-10-15 | 苏州创鑫激光科技有限公司 | 一种在线式集成光纤器件、光纤激光放大系统和光纤激光器 |
| CN113991411A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-28 | 上海飞博激光科技有限公司 | 回返光监测装置及其监测调节方法 |
| CN114374136A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-19 | 上海飞博激光科技有限公司 | 一种脉冲光纤激光器回返光监测装置 |
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2019
- 2019-12-23 CN CN201922336888.7U patent/CN211180454U/zh active Active
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