[發明專利]千瓦級高隔離度在線型光隔離器

有效

• 申請號: 201310488994.1
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103605184A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李剛;胡小波
• 申請（專利權）人: 深圳市創鑫激光技術有限公司
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27;G02B6/32;G02F1/09
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

技術領域

本發明涉及一種光隔離器，尤其是一種千瓦級高隔離度在線型光隔離器，屬于高端激光加工，即激光切割、激光焊接、激光雕刻及激光3D打印等、激光武器、激光雷達通信及激光傳感領域等高端科技領域的應用。

背景技術

隨著科技的進步和時代的發展，激光從一個遙不可及的高科技產品逐漸在通訊、國防工業、民用工業以及醫學領域中得到廣泛的應用。光隔離器是激光和光纖通訊領域中不可或缺的光學元件。在高端大功率激光器應用中，大功率光隔離器是關鍵的核心器件，為大功率激光的正常運行提供可靠保障。高端半導體激光器、高端光放大器以及高端光纖激光器加工系統等高端激光應用領域中，對于來自各熔接點、各光學通過面及所加工之表面所產生的反射光由大功率的原因，反射光能量對系統的影響是非常敏感和致命的，后向傳輸光可能會導致光學系統中各光學器件的性能惡化甚至損壞，輕者激光器出光不穩定，重者損壞激光器。目前所使用的光隔離器功率很小，而且光隔離器的隔離度很低，極大程度地制約了千瓦級高端光纖激光器的發展。因此，開發一種較高功率的和工作穩定性更好的高隔離度的光隔離器迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的在于提供一種千瓦級高隔離度在線型光隔離器，該光隔離器工作性能穩定，而且具有插入損耗小、散熱效率高和隔離度高的優點，能很好地被用于大功率脈沖激光器等光學領域中。

本發明的技術方案：一種千瓦級高隔離度在線型光隔離器，沿正向光入射光軸上依次設有剝模器a、準直器a、法拉第旋光器a、1/2波片a、法拉第旋光器b、1/2波片b、準直器b和剝模器b，準直器a和準直器b上均包括光纖尾纖、端帽和透鏡，準直器a和法拉第旋光器a之間設有偏振分束器a，1/2波片a和法拉第旋光器b之間依次設有偏振分束器b和偏振分束器c，1/2波片b與準直器b之間設有偏振分束器d，剝模器a、準直器a、偏振分束器a、法拉第旋光器a、1/2波片a、偏振分束器b、偏振分束器c、法拉第旋光器b、1/2波片b、偏振分束器d、準直器b均設于冷卻封裝裝置內，偏振分束器a和偏振分束器c一側的冷卻封裝裝置的內壁上設有F：-5～0mm窗口片。其中剝模器a可以剝除從纖芯漏到內包層中傳輸的高階模式的激光等有害光，減小了有害光對光傳播效率的影響，采用端帽和透鏡組合的準直器可以承載的功率較大，窗口片可以將反向光打散，減小單位面積上光的強度，也可以提高準直器的承載功率。

前述的千瓦級高隔離度在線型光隔離器中，偏振分束器a、偏振分束器b、偏振分束器c和偏振分束器d均由1個三角形分光晶體和1個平行四邊形分光晶體組成，偏振分束器a、偏振分束器b、偏振分束器c和偏振分束器d上均設有高反膜。

前述的千瓦級高隔離度在線型光隔離器中，所述偏振分束器a由2個三角形分光晶體和1個平行四邊形分光晶體組成，偏振分束器b、偏振分束器c和偏振分束器d均由1個三角形分光晶體和1個平行四邊形分光晶體組成，偏振分束器b、偏振分束器c和偏振分束器d上均設有高反膜，偏振分束器a的入射光的一側設有45度反光鏡，冷卻封裝裝置內與45度反光鏡相對應的位置的內壁上設有F:-5～0mm的窗口片。

前述的千瓦級高隔離度在線型光隔離器中，所述偏振分束器a由4個三角形分光晶體組成，偏振分束器b和偏振分束器d均由2個三角形分光晶體和1個平行四邊形分光晶體組成，偏振分束器c由1個三角形分光晶體和1個平行四邊形分光晶體組成，偏振分束器c上設有高反膜；偏振分束器a的入射光的一側設有45度反光鏡，冷卻封裝裝置內與45度反光鏡相對應的位置的內壁上設有F:-5～0mm的窗口片。

前述的千瓦級高隔離度在線型光隔離器中，高反膜與光軸夾角為45°。分光晶體可以把入射的非偏振光分成兩束垂直的光線，其中P光完全通過，而S光以45°角被反射，出射方向與P光成90度角；高反膜能將S光反射進入法拉第旋光器a中。

前述的千瓦級高隔離度在線型光隔離器中，準直器a與偏振分束器a之間設有光闌a,偏振分束器b與偏振分束器c之間設有光闌c，偏振分束器d和準直器b之間設有光闌b。正向光幾乎可以無損通過，而反向光可以被光闌遮擋或者反射，只有極少量的反向光通過。