CN212485791U - 一种偏振无关型光纤激光倍频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种偏振无关型光纤激光倍频器，包括封装在金属壳内、从左至右沿所述金属壳的中心轴线依次排开的以下部件：第一光纤准直器、第一光束分离器、第一波片、第一非线性晶体、第二波片、第二光束分离器和第二光纤准直器；所述第一光纤准直器对光纤输入的基频光进行准直输入，所述第二光纤准直器对光纤输出的倍频光进行准直输出，所述第一光束分离器可将基频光分成偏振态正交的o光和e光并平行输出，所述第一非线性晶体能够将基频光转换为倍频光，实现偏振状态控制，所述第二光束分离器可将偏振正交的o光和e光合成一束并输出至所述第二光纤准直器。具有结构简单、体积小巧、转换效率高、易于调试和低成本等优点。

Description

一种偏振无关型光纤激光倍频器

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，尤其涉及一种偏振无关型光纤激光倍频器。

背景技术

光纤激光器以其高功率、高光束质量、可靠性好、结构紧凑和散热性好等诸多优点，广泛应用于光通信、传感、航天和军事等领域。随着科技的发展，市场不仅对功率由越来越高的要求，同时对波长的需求也越来越多，特别是可见光或更短波段的需求，如532nm激光在前列腺手术中的医学应用或在精密打标中的工业应用、440nm激光在急性皮炎中蓝光治疗法的医学医用等，但由于目前光纤激光器的波长主要集中在红外波段，因而解决激光器的红外波段产生可见光或更短波段成为科研或工业上的热点问题。激光变频技术的兴起，正是为了将成熟技术的激光转换得到特定的激光波长，其中，倍频技术是一种重要的频率转换手段。

激光倍频技术，是指由于光与非线性煤质(一般为晶体)相互作用，使频率为基频的光转换为倍频光的技术。激光倍频器是应用光学倍频原理，将基频光转换为倍频光的器件，如可将1064nm的基频光转换为532nm的倍频光。现有的多数光纤激光倍频器仍然存在元件多，光路复杂，转换效率低及成本高的问题。

因此现有技术还有待于进一步发展。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种偏振无关型光纤激光倍频器，能够解决现有技术中存在的相关技术问题。

本实用新型实施例的提供一种偏振无关型光纤激光倍频器，包括封装在金属壳内、从左至右沿所述金属体的中心轴线依次排开的第一光纤准直器、第一光束分离器、第一波片、第一非线性晶体、第二波片、第二光束分离器和第二光纤准直器。

所述第一光纤准直器对光纤输入的基频光进行准直输入，所述第二光纤准直器对光纤输出的倍频光进行准直输出，所述第一光束分离器可将基频光分成偏振态正交的o光和e光并平行输出，所述第一非线性晶体能够将基频光转换为倍频光，实现偏振状态控制，所述第二光束分离器可将偏振正交的o 光和e光合成一束并输出至所述第二光纤准直器。

可选地，所述第一光纤准直器和所述第二光纤准直器均包括光纤头及透镜组件，所述透镜组件为C-Lens或Grin Lens透镜；所述光纤头的研磨面为8°面，用以提高回波损耗。

可选地，所述透镜组件的透光断面镀有增透膜。

可选地，所述第一波片与所述第二波片均为半波片，所述第一波片可将入射的偏振光的角度改变90°，所述第二波片可将入射的偏振光的角度改变 90°。

可选地，所述第一波片为波片的光轴和X轴呈45°的半波片，所述第二波片为波片的光轴和X轴呈45°的半波片。

可选地，所述第一非线性晶体为倍频晶体。

可选地，所述第一波片在激光倍频器的上半部分，所述第二波片位于倍频器的下半部分。

本实用新型通过设置第一光纤准直器、第一光束分离器、第一波片、第一非线性晶体、第二波片、第二光束分离器及第二光纤准直器，实现了激光倍频转换。具有结构简单、体积小巧、转换效率高、易于调试和低成本等优点。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。

图1为本实用新型光纤激光倍频器一种实施方式的拆解图；

图2为本实用新型光纤激光倍频器的光路俯视图；

图3为本实用新型光光纤激光倍频器的光路侧视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图对本实用新型实施例进行详细的描述。

图1为本实用新型中光隔离器一种实施方式的拆解图。请参考图1，一种偏振无关型光纤激光倍频器，包括封装在金属壳内、从左至右沿所述金属体的中心轴线依次排开的第一光纤准直器11、第一光束分离器21、第一波片31、第一非线性晶体41、第二波片32、第二光束分离器22和第二光纤准直器12。第一光束分离器21和第一波片31紧密贴合，第二波片32和第二光束分离器 22紧密贴合。甚至，在合适角度和尺寸下，按照空间摆放位置，将第一光束分离器21、第一波片31、第一非线性晶体41、第二波片32及第二光束分离器22进行紧密贴合，从而使结构紧凑使得光纤激光倍频器的结构紧凑，体积小巧。由于构成元件较少，可降低器件的成本。

所述第一光纤准直器11对光纤输入的基频光进行准直输入，所述第二光纤准直器12对光纤输出的倍频光进行准直输出。所述第一光纤准直器11和所述第二光纤准直器12均包括光纤头及透镜组件，所述透镜组件为C-Lens 或Grin Lens透镜；所述光纤头的研磨面为8°面，可以提高回波损耗。

进一步地，所述透镜组件的透光断面镀有增透膜。由于所述第一光纤准直器11和所述第二光纤准直器12输入和输出的波长是不一样的，因而所述第一光纤准直器11和所述第二光纤准直器12的镀膜要求依据波长改变。第一光纤准直器11镀基频光的增透膜，第二光纤准直器12镀倍频光的增透膜。

所述第一光束分离器21可将基频光分成偏振态正交的o光和e光并平行输出，后续元件中可单独对偏振光进行控制打下基础。所述第一非线性晶体 41能够将基频光转换为倍频光，实现偏振状态控制，所述第二光束分离器22 可将偏振正交的o光和e光合成一束并输出至所述第二光纤准直器12，便于第二光纤准直器12更好地接收。

从左往右，朝向X0Z面，所述第一波片31在激光倍频器的上半部分，第二波片32位于倍频器的下半部分。所述第一波片31与所述第二波片32均为半波片，所述第一波片31可将入射的偏振光的角度改变90°，所述第二波片 32可将入射的偏振光的角度改变90°。所述第一波片31为波片的光轴和X 轴呈45°的半波片，所述第二波片32为波片的光轴和X轴呈45°的半波片。

所述第一非线性晶体41为倍频晶体，可选用的非线性晶体优BBO、LBO、 CLBO、KTP、KTA、KBBF、SBBO等无机非线性晶体。

图2为本实用新型光纤激光倍频器的光路俯视图，图3为光纤激光倍频器的光路俯视图，图3下方为对应的偏振态示意图。参考图2和图3，自然光 010从第一光纤准直器11的光纤端口01输入，准直输入到第一光束分离器 21中，第一光束分离器21将光束分离为偏振态互相垂直的o光和e光，其中， o光的偏振态和X轴平行，e光的偏振态和Z轴平行。经第一光束分离器21 后，平行输出偏振态互相垂直的两线偏振光，偏振态平行于X轴的光标志为光束110s，偏振态平行于Z轴的光标志为光束120f。光束110s经第一波片31 后，偏振态改变90°，即与Z轴平行，标志为光束111f。由于光束120f没有经过第一波片31，因而偏振态没有发生改变，标志为光束121f。光束111f和光束121f的偏振态一致，都符合第一非线性晶体41转换为倍频光的基频光的条件，因而111f和光束121f经过第一非线性晶体41后，输出基频光光束，分别标志为212s和222s，偏振态都是和X轴。光束222s经第二波片32后，偏振态改变90°，即与Z轴平行，标志为光束223f。由于光束212s没有经过第二波片32，因而偏振态没有发生改变，标志为光束223s。光束223s和光束 223f进入到第二光束分离器22中，为偏振态互相垂直的o光和e光，可合成一束输出，标志为光束020，最后经第二光纤准直器12的光纤端口02光纤输出，从而实现了将倍频光010转换为基频光020的倍频器功能。

本实用新型偏振无关型光纤激光倍频器不对输入光的偏振态有要求，为偏振无关的自然光输入到器件中即可，由于许多红外激光器输出的光也为自然光，因而所述的光纤激光倍频器可应用于大部分的激光器上。第一光束分离器21和第一波片31将自然光分离成两束线偏光且将不符合倍频条件的光束处理成可倍频的光束，提高了倍频的转换效率。整体结构上，光路较为简单，降低调试难度。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种偏振无关型光纤激光倍频器，其特征在于，包括封装在金属壳内、从左至右沿所述金属壳的中心轴线依次排开的以下部件：

第一光纤准直器、第一光束分离器、第一波片、第一非线性晶体、第二波片、第二光束分离器和第二光纤准直器；

所述第一光纤准直器对光纤输入的基频光进行准直输入，所述第二光纤准直器对光纤输出的倍频光进行准直输出，所述第一光束分离器可将基频光分成偏振态正交的o光和e光并平行输出，所述第一非线性晶体能够将基频光转换为倍频光，实现偏振状态控制，所述第二光束分离器可将偏振正交的o光和e光合成一束并输出至所述第二光纤准直器。

2.根据权利要求1所述的偏振无关型光纤激光倍频器，其特征在于，所述第一光纤准直器和所述第二光纤准直器均包括光纤头及透镜组件，所述透镜组件为C-Lens或Grin Lens透镜；所述光纤头的研磨面为8°面，用以提高回波损耗。

3.根据权利要求2所述的偏振无关型光纤激光倍频器，其特征在于，所述透镜组件的透光断面镀有增透膜。

4.根据权利要求1所述的偏振无关型光纤激光倍频器，其特征在于，所述第一波片与所述第二波片均为半波片，所述第一波片可将入射的偏振光的角度改变90°，所述第二波片可将入射的偏振光的角度改变90°。

5.根据权利要求4所述的偏振无关型光纤激光倍频器，其特征在于，所述第一波片为波片的光轴和X轴呈45°的半波片，所述第二波片为波片的光轴和X轴呈45°的半波片。

6.根据权利要求1所述的偏振无关型光纤激光倍频器，其特征在于，所述第一非线性晶体为倍频晶体。

7.根据权利要求6所述的偏振无关型光纤激光倍频器，其特征在于，所述第一波片在激光倍频器的上半部分，所述第二波片位于倍频器的下半部分。

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