[实用新型]一种高功率的光学隔离器

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光领域，尤其涉及光学隔离器，特别适用于高功率激光应用。

背景技术

光学隔离器就是具有让正向传输的光通过，反向传输的光不通过被隔离的功能的光学器件，可抑制系统反射光对光源的不利影响，现已广泛用于光通讯领域。

光学隔离器的核心部件是法拉第旋转片，其受温度变化影响较大，尤其是对于高功率的光学隔离器，大量废热的产生将严重影响系统的稳定性。

美国专利说明书“5115340”的技术方案提出一种高功率法拉第旋转器结构，将片状磁光材料置于热沉或冷却套管或铜上，激光斜入射到磁光材料。该结构虽然采用面冷却磁光材料，但由于入射激光束光斑较小，法拉第旋转片局部发热亦是较大。另有美国专利说明书“7068413”的技术方案提出一种结构，其中法拉第旋转片采用水冷方式来冷却，入射光先经光束变换装置扩大光斑以降低其功率密度，再采用蛤壳型反射镜将入射光近似垂直入射到法拉第旋转片上，可较好地控制法拉第旋转片温度稳定性，获得可用于高功率的光隔离器。该专利是采用蛤壳型反射镜反射光束，结构复杂，调整不易。

另，盘片激光器是利用盘状激光介质具有大的口径/厚度比的特点，采用面泵浦、面冷却结构，在均匀泵浦和冷却条件下，可有效减小激光运转的热透镜效应，获得高光束质量激光输出。如果法拉第旋转片亦采用盘片结构，并采用面冷却方式，无疑将大大增强其散热能力，维持系统稳定性。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出另一种结构更为简单合理的方案来实现大功率光学隔离器。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型的高功率的光学隔离器，包括按光路依次设置的光学起偏器、光学扩束元件、胶合于热沉基座上的法拉第旋转片、光学缩束元件、波片和光学起偏器。所述的法拉第旋转片为盘片式结构，法拉第旋转片与热沉基座之间有反射膜层，所述的热沉基座上还设置有冷却装置。所述的法拉第旋转片为大片、薄片式盘片结构，为可磁饱和材料，可以是加磁场型，或自带磁场型。

进一步的，所述的光学扩束元件的出射光直接入射于所述的法拉第旋转片，经所述的反射膜层反射后再直接入射于光学缩束元件，构成“V”字型光路。或者，所述的光学扩束元件的出射光经过一个平面反射镜再反射到所述的法拉第旋转片，经所述的反射膜层反射后再经过另一个平面反射镜反射到光学缩束元件，构成“M”字型光路。这样的光路可以压缩光学元件的空间。

进一步的，所述的热沉基座内设有热管，所述的热管上设置有水冷装置。或者，所述的热沉基座内设有热管，所述的热管上设置有散热片和风扇。通过水冷方式或者风冷的方式对热沉基座上的法拉第旋转片进行充分散热。

进一步的，所述的光学起偏器和光学检偏器可以是work-off晶体或者双折射晶体楔角片或者双折射晶体或者偏振棱镜或者PBS棱镜。

进一步的，所述的光学扩束元件和光学缩束元件可以是望远镜结构或者棱镜对结构。关于望远镜结构或者棱镜对结构在本公司的已有申请案中已公开，不再赘述。

本实用新型采用如上技术方案，采用光学扩束元件使入射光斑变大以减少在法拉第旋转片上产生的热效应，并通过法拉第旋转片下热沉基座的冷却装置带走热量，因此可以应用于大功率激光领域，且结构简单合理。

附图说明

图1(a)是本实用新型的第一实施例的结构示意图；

图1(b)是本实用新型的第二实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的第三实施例的结构示意图；

图3是本实用新型的热沉基座采用风冷方式的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

本实用新型的思路就是将大片薄片式法拉第旋转片放置在热沉基座上，采用冷却水或热管冷却热沉基座，采用扩束望远镜或扩束柱面镜扩大激光在法拉第旋转片上的照射截面，以降低在法拉第旋转片上产生的热效应，从而可较好地控制法拉第旋转片温度。在法拉第旋转片与散热基片之间有高反膜，入射光经反射偏振方向旋转45°，同时采用双折射晶体构成起偏器与检偏器来实现本实用新型的高功率光学隔离器。