[實用新型]一種高功率的光學(xué)隔離器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920139221.1
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN201417351Y
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳礪;凌吉武;余洪瑞;陳燕平;林錦銹
• 申請（專利權(quán)）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號: G02F1/09
• 分類號: G02F1/09
• 代理公司: 廈門市誠得知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 方惠春;黃國強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及光學(xué)隔離器，特別適用于高功率激光應(yīng)用。

背景技術(shù)

光學(xué)隔離器就是具有讓正向傳輸?shù)墓馔ㄟ^，反向傳輸?shù)墓獠煌ㄟ^被隔離的功能的光學(xué)器件，可抑制系統(tǒng)反射光對光源的不利影響，現(xiàn)已廣泛用于光通訊領(lǐng)域。

光學(xué)隔離器的核心部件是法拉第旋轉(zhuǎn)片，其受溫度變化影響較大，尤其是對于高功率的光學(xué)隔離器，大量廢熱的產(chǎn)生將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

美國專利說明書“5115340”的技術(shù)方案提出一種高功率法拉第旋轉(zhuǎn)器結(jié)構(gòu)，將片狀磁光材料置于熱沉或冷卻套管或銅上，激光斜入射到磁光材料。該結(jié)構(gòu)雖然采用面冷卻磁光材料，但由于入射激光束光斑較小，法拉第旋轉(zhuǎn)片局部發(fā)熱亦是較大。另有美國專利說明書“7068413”的技術(shù)方案提出一種結(jié)構(gòu)，其中法拉第旋轉(zhuǎn)片采用水冷方式來冷卻，入射光先經(jīng)光束變換裝置擴(kuò)大光斑以降低其功率密度，再采用蛤殼型反射鏡將入射光近似垂直入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片上，可較好地控制法拉第旋轉(zhuǎn)片溫度穩(wěn)定性，獲得可用于高功率的光隔離器。該專利是采用蛤殼型反射鏡反射光束，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整不易。

另，盤片激光器是利用盤狀激光介質(zhì)具有大的口徑/厚度比的特點(diǎn)，采用面泵浦、面冷卻結(jié)構(gòu)，在均勻泵浦和冷卻條件下，可有效減小激光運(yùn)轉(zhuǎn)的熱透鏡效應(yīng)，獲得高光束質(zhì)量激光輸出。如果法拉第旋轉(zhuǎn)片亦采用盤片結(jié)構(gòu)，并采用面冷卻方式，無疑將大大增強(qiáng)其散熱能力，維持系統(tǒng)穩(wěn)定性。

實用新型內(nèi)容

針對上述問題，本實用新型提出另一種結(jié)構(gòu)更為簡單合理的方案來實現(xiàn)大功率光學(xué)隔離器。

本實用新型的技術(shù)方案是：

本實用新型的高功率的光學(xué)隔離器，包括按光路依次設(shè)置的光學(xué)起偏器、光學(xué)擴(kuò)束元件、膠合于熱沉基座上的法拉第旋轉(zhuǎn)片、光學(xué)縮束元件、波片和光學(xué)起偏器。所述的法拉第旋轉(zhuǎn)片為盤片式結(jié)構(gòu)，法拉第旋轉(zhuǎn)片與熱沉基座之間有反射膜層，所述的熱沉基座上還設(shè)置有冷卻裝置。所述的法拉第旋轉(zhuǎn)片為大片、薄片式盤片結(jié)構(gòu)，為可磁飽和材料，可以是加磁場型，或自帶磁場型。

進(jìn)一步的，所述的光學(xué)擴(kuò)束元件的出射光直接入射于所述的法拉第旋轉(zhuǎn)片，經(jīng)所述的反射膜層反射后再直接入射于光學(xué)縮束元件，構(gòu)成“V”字型光路。或者，所述的光學(xué)擴(kuò)束元件的出射光經(jīng)過一個平面反射鏡再反射到所述的法拉第旋轉(zhuǎn)片，經(jīng)所述的反射膜層反射后再經(jīng)過另一個平面反射鏡反射到光學(xué)縮束元件，構(gòu)成“M”字型光路。這樣的光路可以壓縮光學(xué)元件的空間。

進(jìn)一步的，所述的熱沉基座內(nèi)設(shè)有熱管，所述的熱管上設(shè)置有水冷裝置。或者，所述的熱沉基座內(nèi)設(shè)有熱管，所述的熱管上設(shè)置有散熱片和風(fēng)扇。通過水冷方式或者風(fēng)冷的方式對熱沉基座上的法拉第旋轉(zhuǎn)片進(jìn)行充分散熱。

進(jìn)一步的，所述的光學(xué)起偏器和光學(xué)檢偏器可以是work-off晶體或者雙折射晶體楔角片或者雙折射晶體或者偏振棱鏡或者PBS棱鏡。

進(jìn)一步的，所述的光學(xué)擴(kuò)束元件和光學(xué)縮束元件可以是望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)或者棱鏡對結(jié)構(gòu)。關(guān)于望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)或者棱鏡對結(jié)構(gòu)在本公司的已有申請案中已公開，不再贅述。

本實用新型采用如上技術(shù)方案，采用光學(xué)擴(kuò)束元件使入射光斑變大以減少在法拉第旋轉(zhuǎn)片上產(chǎn)生的熱效應(yīng)，并通過法拉第旋轉(zhuǎn)片下熱沉基座的冷卻裝置帶走熱量，因此可以應(yīng)用于大功率激光領(lǐng)域，且結(jié)構(gòu)簡單合理。

附圖說明

圖1(a)是本實用新型的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1(b)是本實用新型的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型的熱沉基座采用風(fēng)冷方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進(jìn)一步說明。

本實用新型的思路就是將大片薄片式法拉第旋轉(zhuǎn)片放置在熱沉基座上，采用冷卻水或熱管冷卻熱沉基座，采用擴(kuò)束望遠(yuǎn)鏡或擴(kuò)束柱面鏡擴(kuò)大激光在法拉第旋轉(zhuǎn)片上的照射截面，以降低在法拉第旋轉(zhuǎn)片上產(chǎn)生的熱效應(yīng)，從而可較好地控制法拉第旋轉(zhuǎn)片溫度。在法拉第旋轉(zhuǎn)片與散熱基片之間有高反膜，入射光經(jīng)反射偏振方向旋轉(zhuǎn)45°，同時采用雙折射晶體構(gòu)成起偏器與檢偏器來實現(xiàn)本實用新型的高功率光學(xué)隔離器。