[发明专利]一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光隔离器，特别是一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器，属于激光领域。

背景技术

光隔离器是只允许光沿一个方向通过而在相反的方向阻挡光通过的光无源器件。半导体激光器、光放大器以及光纤激光器等对于来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，并可能导致性能恶化甚至损坏，因此需要用光隔离器来阻止反射光。在光纤通信中，通过光纤回波反射的光能够被光隔离很好的隔离。在光纤激光等应用中，光隔离器通常被使用在光路中用来避免光路中的回波对光源、抽运源以及其他发光器件造成的干扰和损伤。

目前使用中的光隔离器绝大部分是一些小功率的单模光隔离器，多模光隔离器在大功率方面更是空白。因为一旦涉及到高功率往往会因为技术原因，容易出现插入损耗大、散热效果不好等现象，由此会产生隔离度不高、工作稳定性差的不良后果，严重者还会对激光器带来损坏。在此之前，国内还没有出现能用于100W及100w以上的大功率多模光纤激光器的光隔离器。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器，它具有高隔离度、散热效果好和工作性能稳定的优点，能够用于100w及100w以上的大功率多模半导体激光器。

本发明的技术方案：一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器，包括沿正向光入射光轴上依次设置的：第一光纤准直器、光隔离器芯件和第二光纤准直器，多模光纤与第一光纤准直器连接，第二光纤准直器与多模光纤连接，第一光纤准直器与光隔离器芯件之间设有反射镜组件；所述第一光纤准直器、隔离器芯件、第二光纤准直器、和反射镜均设置在水冷封装装置内。由于采用了水冷封装装置，极大地提高了散热效果，从而提高了光隔离器的稳定性，使其在长时间的大功率工作状态下，依然能够保持稳定的工作。该多模光纤在线光隔离器为100W及以上大功率多模半导体激光器的工业用途奠定了基础。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述反射镜组件为2个对称设置的反射镜，所述2个反射镜与光轴之间的夹角均为45°；所述2个反射镜之间形成一个很小的缝隙，这个缝隙起到光阑的作用。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述反射镜采用陶瓷反射镜、铜镜或高反反射镜。反射镜也可以采用其它反光性能较好的材料制作。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述第一光纤准直器包括第一光尾纤和第一透镜，第一光尾纤通过第一透镜与光隔离器芯件的光路连接；该第二光纤准直器包括第二光尾纤和第二透镜，第二光尾纤通过第二透镜与光隔离器芯件的光路连接。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述第一光尾纤与第二光尾纤同为多模光纤。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述第一透镜与第二透镜为C-Lens、G-Lens或者D-lens。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述光隔离器芯件包括沿正向光入射光轴上依次设置的第一双折射晶体、法拉第旋光器、1/2波片和第二双折射晶体；所述1/2波片通过紫外固化胶粘贴在第二双折射晶体的入光端面上。第二双折射晶体与第二光纤准直器之间设有一个光阑。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述光隔离器还包括磁管，所述法拉第旋光器设于磁管内，第一双折射晶体和第二双折射晶体分别设于磁管的两端。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述第一双折射晶体和第二双折射晶体均采用楔角为5.8°的YVO4晶体，采用5.8°的楔角可以确保光线沿轴向传播而不发生垂轴方向的偏移，另一方面采用5.8°的楔角可以增加回波损耗。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述法拉第旋光器采用旋光角度为45°楔角为1°-3°的旋光玻璃棒。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述液冷封装装置包括壳体、液冷腔、进液口和出液口，所述壳体的其中一端设有进液口和出液口，进液口设于壳体的下方，出液口设于壳体的上方，壳体的外壁与内壁之间为中空结构，所述进液口和出液口与该中空结构连接，液冷腔设置在壳体内的两端，液冷腔与中空结构连通。

前述的一种液冷百瓦级多模光纤在线光隔离器中，所述壳体内与反射镜位置相对应的内壁上设有F＝-10～0mm的窗口片。

与现有技术相比，本发明采用的结构能够将光隔离器的使用功率提高至100W以上，通过采用液冷封装装置，有效提高了散热效果，从而提高了光隔离器的稳定性，使其在长时间的大功率工作状态下，依然能够保持稳定的工作。