[發明專利]一種基于偏振的雙向隔離器及其裝置

在審

• 申請號: 202110932394.4
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113641013A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 常國慶;王井上;張瑤;魏志義
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: G02F1/09
• 分類號: G02F1/09;G02F1/095;G02B27/28
• 代理公司: 北京市英智偉誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11521
• 代理人: 劉丹妮

本發明提供了一種基于偏振的雙向隔離器，所述雙向隔離器包括：第一旋光器件、偏振分束器、第二旋光器件。本發明采用法拉第旋光器的旋轉偏振特性以及偏振分束器的分束能力，可以完成雙向通過不同偏振光、同時又可以起到一定的隔離效果。可以在特定情況下對激光系統起到一定保護作用的同時，可以提高系統的放大效率。

技術領域

本發明涉及超快激光技術領域，特別是涉及超快光纖激光技術，具體涉及一種基于偏振的雙向隔離器、其裝置及應用。

背景技術

摻鐿光纖激光器具有高平均功率、優良的散熱性能、高效的電光轉換效率、優異的光束質量、相對低廉的成本和相對較小的空間體積等優勢，在基礎科學、工業加工、生物醫療等領域得到越來越廣泛的應用。

為了提高光纖激光器輸出的平均功率，一般會選用大模場光纖，比如棒狀光子晶體光纖等，另一方面，為了提高系統的增益與平均功率，常常會采用雙通放大技術與環形結構。

但是，現有雙通放大技術與環形結構有一定的缺陷：由于大模場光纖輸出端面角度一般較小，會在光纖輸出端面引起一定的反射，又由于環形結構的雙通系統本身增益較高，就會導致反向形成無用的放大成分，搶占主放大的增益，導致放大效率與合成效率的大幅度下降。

發明內容

因此，本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷與限制，提供一種基于偏振的雙向隔離器、其裝置及應用，所述的隔離器可以抑制端面反射導致反方向放大，所述隔離器結構簡單，可以使得相干合成系統的整體效率大大提升。

為實現上述目的，本發明的第一方面提供了一種基于偏振的雙向隔離器，其特征在于，所述雙向隔離器包括：第一旋光器件、偏振分束器、第二旋光器件；其中：

所述第一旋光器件的輸出端與所述偏振分束器的左側輸入端相連；所述偏振分束器的左側輸入端與所述第一旋光器件的輸出端相連，同時所述偏振分束器的右端與所述第二旋光器件的左側輸出端相連；所述第二旋光器件的左側輸出端與所述偏振分束器的右端相連；

優選地，所述第一旋光器件和/或第二旋光器件為法拉第旋光器件。

根據本發明第一方面的基于偏振的雙向隔離器，其中，所述第一旋光器件用于旋轉左側進入光與右側進入光的偏振方向；所述偏振分束器用于過濾部分第一旋光器件或者第二旋光器件通過的偏振光；所述第二旋光器件用于旋轉左側進入光與右側進入光的偏振方向；

優選地，通過磁場完成所述第一旋光器件和第二旋光器件對光偏振方向進行同一方向的調控。

根據本發明第一方面的基于偏振的雙向隔離器，其中，所述偏振分束器選自以下一種或多種：偏振分束立方分束器、偏振薄膜分束片、格蘭-湯姆森棱鏡，優選為偏振分束立方分束器或偏振薄膜分束片。

根據本發明第一方面的基于偏振的雙向隔離器，其中，當所述偏振分束器為偏振薄膜分束片時，通過偏振薄膜分束片對不同偏振方向脈沖的反射率和透射率差異來實現脈沖在空間上的分離。

根據本發明第一方面的基于偏振的雙向隔離器，其中，所述裝置左側接收水平偏振光；所述第一旋光器件將水平偏振光偏振方向旋轉成為與豎直方向為45度的偏振方向；所述與豎直方向為45度放置的偏振分束器使得第一旋光器件旋轉后的線偏振光直接通過其本身；所述第二旋光器件將左側輸入線偏振光偏振方向旋轉與第一旋光器件旋轉方向的反方向旋轉45度，恢復與水平偏振光一樣的偏振方向；

優選地，當水平偏振光中有豎直偏振成分時，經過第一旋光器件旋轉后被偏振分束器隔離；

更優選地，所述水平偏振光是由左向右傳輸的。