[发明专利]千瓦级高隔离度在线型光隔离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光隔离器，尤其是一种千瓦级高隔离度在线型光隔离器，属于高端激光加工，即激光切割、激光焊接、激光雕刻及激光3D打印等、激光武器、激光雷达通信及激光传感领域等高端科技领域的应用。

背景技术

随着科技的进步和时代的发展，激光从一个遥不可及的高科技产品逐渐在通讯、国防工业、民用工业以及医学领域中得到广泛的应用。光隔离器是激光和光纤通讯领域中不可或缺的光学元件。在高端大功率激光器应用中，大功率光隔离器是关键的核心器件，为大功率激光的正常运行提供可靠保障。高端半导体激光器、高端光放大器以及高端光纤激光器加工系统等高端激光应用领域中，对于来自各熔接点、各光学通过面及所加工之表面所产生的反射光由大功率的原因，反射光能量对系统的影响是非常敏感和致命的，后向传输光可能会导致光学系统中各光学器件的性能恶化甚至损坏，轻者激光器出光不稳定，重者损坏激光器。目前所使用的光隔离器功率很小，而且光隔离器的隔离度很低，极大程度地制约了千瓦级高端光纤激光器的发展。因此，开发一种较高功率的和工作稳定性更好的高隔离度的光隔离器迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种千瓦级高隔离度在线型光隔离器，该光隔离器工作性能稳定，而且具有插入损耗小、散热效率高和隔离度高的优点，能很好地被用于大功率脉冲激光器等光学领域中。

本发明的技术方案：一种千瓦级高隔离度在线型光隔离器，沿正向光入射光轴上依次设有剥模器a、准直器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、准直器b和剥模器b，准直器a和准直器b上均包括光纤尾纤、端帽和透镜，准直器a和法拉第旋光器a之间设有偏振分束器a，1/2波片a和法拉第旋光器b之间依次设有偏振分束器b和偏振分束器c，1/2波片b与准直器b之间设有偏振分束器d，剥模器a、准直器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、准直器b均设于冷却封装装置内，偏振分束器a和偏振分束器c一侧的冷却封装装置的内壁上设有F：-5～0mm窗口片。其中剥模器a可以剥除从纤芯漏到内包层中传输的高阶模式的激光等有害光，减小了有害光对光传播效率的影响，采用端帽和透镜组合的准直器可以承载的功率较大，窗口片可以将反向光打散，减小单位面积上光的强度，也可以提高准直器的承载功率。

前述的千瓦级高隔离度在线型光隔离器中，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个三角形分光晶体和1个平行四边形分光晶体组成，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上均设有高反膜。

前述的千瓦级高隔离度在线型光隔离器中，所述偏振分束器a由2个三角形分光晶体和1个平行四边形分光晶体组成，偏振分束器b、偏振分束器c和偏振分束器d均由1个三角形分光晶体和1个平行四边形分光晶体组成，偏振分束器b、偏振分束器c和偏振分束器d上均设有高反膜，偏振分束器a的入射光的一侧设有45度反光镜，冷却封装装置内与45度反光镜相对应的位置的内壁上设有F:-5～0mm的窗口片。

前述的千瓦级高隔离度在线型光隔离器中，所述偏振分束器a由4个三角形分光晶体组成，偏振分束器b和偏振分束器d均由2个三角形分光晶体和1个平行四边形分光晶体组成，偏振分束器c由1个三角形分光晶体和1个平行四边形分光晶体组成，偏振分束器c上设有高反膜；偏振分束器a的入射光的一侧设有45度反光镜，冷却封装装置内与45度反光镜相对应的位置的内壁上设有F:-5～0mm的窗口片。

前述的千瓦级高隔离度在线型光隔离器中，高反膜与光轴夹角为45°。分光晶体可以把入射的非偏振光分成两束垂直的光线，其中P光完全通过，而S光以45°角被反射，出射方向与P光成90度角；高反膜能将S光反射进入法拉第旋光器a中。

前述的千瓦级高隔离度在线型光隔离器中，准直器a与偏振分束器a之间设有光阑a,偏振分束器b与偏振分束器c之间设有光阑c，偏振分束器d和准直器b之间设有光阑b。正向光几乎可以无损通过，而反向光可以被光阑遮挡或者反射，只有极少量的反向光通过。