[發明專利]一種新型磁光隔離器件及其主動輸出控制方法

在審

• 申請號: 201511001501.2
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105633781A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 趙天卓;肖紅;庾韜穎;林蔚然;樊仲維
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/106;G02F1/09
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李陽;李浩

技術領域

本發明涉及全固態激光領域，特別是指一種新型磁光隔離器件及其主動 輸出控制方法。

背景技術

磁光隔離器沿正向傳輸方向具有較低插入損耗，而對反向傳輸光有很大 衰減作用。磁光隔離器作為防止激光放大器反饋損傷的常用隔離器，是高功 率激光器系統不可缺少的單元器件。磁光隔離器利用法拉第磁光效應來實現 入射光的偏振態旋轉。法拉第磁光效應是指當線偏振光在介質中傳播時，若 在平行于光的傳播方向上加一強磁場，則光振動方向將發生偏轉，偏轉角度 ψ與磁感應強度B和光穿越介質的長度l的乘積成正比，即ψ＝VBI，比例系 數V稱為費爾德常數，與介質性質及光波頻率有關。偏轉方向取決于介質性 質和磁場方向。上述現象稱為法拉第效應或磁致旋光效應。

現有的磁光隔離器包含起偏器、法拉第旋光器件和檢偏器。正向入射的 信號光，通過起偏器后成為線偏振光，法拉弟旋磁介質與外磁場一起使信號 光的偏振方向右旋45度，并恰好使低損耗通過與起偏器成45度放置的檢偏 器。對于反向光，出檢偏器的線偏振光經過放置介質時，偏轉方向也右旋轉 45度，從而使反向光的偏振方向與起偏方向正交，完全阻斷了反射光的傳 輸。現有的磁光隔離器通常采用永久磁鐵來形成穩定磁場，實現法拉第磁光 效應。

申請號為CN201320235965.X的專利保護了一種將準直器、法拉第旋轉 器、輸出鏡頭安裝在外殼中構成的磁光隔離器。所保護的結構在外殼內部安 置一個可見光光源，然后通過鍍上對激光高透，準直光高反膜層的調節鏡片 來調節準直光束傳播路徑，使其與經過隔離器的激光共軸。申請號為 CN201010539809.3的專利申請保護了一種磁光隔離器旋光角度的測量方法及 光學參數測量裝置。申請號為CN201110178917.7的專利申請保護了在半導體 激光器和光纖插針之間設置法拉第磁光旋轉元件，省去兩個起偏器，使得半 導體激光器對反射光不敏感，來確保激光器性能穩定的技術方案。申請號 CN201410221850.4的專利提供了一種平面磁光隔離器，通過沿通光方向相互 平行放置的起偏器、法拉第轉子與檢偏器，并由基片及基片兩側對稱設置的 磁光薄膜層、第一微帶線層、絕緣層與第二微帶線層構成，實現了磁光隔離 器的小型化、平面化。國際公開號為WO97/44700的國際專利，保護了一種采 用半開結構磁鐵實現法拉第磁光效應的磁光隔離器。美國專利US6826319B2 保護了一種采用準直器結構的磁光隔離器，來實現光纖結構的微小磁光隔 離。美國專利5105307保護了一種采用折疊結構的磁光隔離器，能夠實現光 學軸的折疊式調節。US2003/0108266A1保護了一種光纖結構的磁光隔離 器，具有結構緊湊、體積小、隔離效果好等優點。US2014/0300963A1保護 了一種采用復合磁鐵組合結構的磁光隔離技術方案。

從上述專利實現的磁光隔離，可以看出均是通過永久磁鐵實現，屬于 “死”結構的磁光隔離器件。并且，存在結構固定，不能調節偏振態旋轉角 度、不能實現電控開關、體積大、笨重、永久磁鐵會吸附安裝工具或螺釘等 缺點。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種新型磁光隔離器件及其主動輸出 控制方法，通過電磁感應形成磁場，能夠通過加載電流的變化，實現瞬態開 關、偏轉角度調節的電磁光隔離器。

基于上述目的本發明提供的一種新型磁光隔離器件，包括磁光材料、旋 光線圈、起偏器和檢偏器；其中，所述旋光線圈繞制在所述磁光材料的外壁 上，并且在所述磁光材料暴露于所述旋光線圈外的兩端分別設置了所述起偏 器和所述檢偏器；而在所述磁光材料一端的所述起偏器件將入射激光過濾成 偏振光，另一端的所述檢偏器件則用來進行旋轉后偏振光的檢驗。

在一些實施例中，所述磁光材料為TGG單晶。

在一些實施例中，所述旋光線圈采用直徑5mm的無氧銅導線，且所述旋 光線圈以24.6mm的直徑密集繞制55圈而成。

在一些實施例中，所述起偏器和所述檢偏器分別采用的是PBS分光棱 鏡。

在一些實施例中，所述旋光線圈接通280A的電流。

在一些實施例中，所述磁光材料為ZF-6重火石玻璃。

在一些實施例中，所述旋光線圈采用為直徑5mm的無氧銅導線以直徑 55mm的直徑密集繞制55圈而成。

在一些實施例中，所述起偏器和所述檢偏器分別為偏振片。