[发明专利]光隔离器及其控制方法

说明书

本发明提供一种隔离器及其控制方法，其沿光路设置的第一偏振分光装置、法拉第旋光装置和第二偏振分光装置；光隔离器在光路上并位于第一偏振分光装置和第二偏振分光装置之间设置有半波片；光隔离器还包括角度温度补偿装置，半波片设置在角度温度补偿装置上，角度温度补偿装置根据温度使半波片旋转。通过角度和温度相关的补偿装置，获取当前的温度，由于温度对法拉第旋光装置的旋转角度产生较大的影响，也会会隔离器的隔离度产生较大的影响，故利用补偿装置对半波片旋转使得半波片的光轴偏振，补偿法拉第旋光装置的温度影响，继而实现根据温度自适应调整工作状态，使光隔离器能够随着温度自适应地调整，并维持良好的隔离度。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种光隔离器。

背景技术

在高功率激光器系统中，为了防止返回光返回系统内影响激光器的稳定运转甚至破坏激光器内部元器件，常需加入光隔离器，使光只能单向通过。

现有的光隔离器通过设置有旋光装置和偏振分光装置，当有强反射光返回时，通过旋光装置和偏振分光装置的配合使光线不能够原路返回至激光器中。光隔离器的核心部件是法拉第旋光晶体和磁铁，其中法拉第旋光晶体的旋光系数和磁场强度由于受温度的影响，在室温环境温度25℃时设计隔离器在波长λ₀处的隔离度为40dB左右，当冬季环境温度下降到0℃时，隔离器在波长λ₀处的隔离度将下降到20dB 左右，因此，温度的改变严重影响了光隔离器的隔离效果，严重时会导致激光器损坏，使得高功率激光器系统需要附上高额的修护费用，增加维护成本。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种实现根据温度自适应调整工作状态的光隔离器。

本发明的第二目的是提供一种实现根据温度自适应调整工作状态的光隔离器的控制方法。

为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种隔离器，其沿光路设置的第一偏振分光装置、法拉第旋光装置和第二偏振分光装置；光隔离器在光路上并位于第一偏振分光装置和第二偏振分光装置之间设置有半波片；光隔离器还包括角度温度补偿装置，半波片设置在角度温度补偿装置上，角度温度补偿装置根据温度使半波片旋转。

由上述方案可见，通过角度和温度相关的补偿装置，获取当前的温度，由于温度对法拉第旋光装置的旋转角度产生较大的影响，也会会隔离器的隔离度产生较大的影响，故利用补偿装置对半波片旋转使得半波片的光轴偏转，补偿法拉第旋光装置的温度影响，继而实现根据温度自适应调整工作状态，使光隔离器能够随着温度自适应地调整，并维持良好的隔离度。

更进一步的方案是，角度温度补偿装置包括调节单元，调节单元由热双金属材料制作而成，半波片设置在调节单元上。

更进一步的方案是，调节单元呈螺旋状设置，调节单元的固定端固定设置，半波片连接在调节单元的自由端上。

由上可见，通过双金属材料制作的调节单元，使得调节单元能够根据当前温度进行形变、旋转或偏移，继而实现半波片的旋转，而采用双金属材料作为角度-温度相关联的材料，其灵敏度度高能够精确地控制半波片的旋转角度。

更进一步的方案是，角度温度补偿装置还包括支架和定位环，支架沿光路贯穿地设置有通孔，定位环设置在通孔内并可在通孔内旋转，半波片设置在定位环的轴向端部上，调节单元的固定端与支架固定连接，调节单元的自由端与定位环固定连接。

更进一步的方案是，调节装置呈沿光路方向螺旋延伸设置，调节装置设置在通孔内。

由上可见，通过支架、通孔和定位环的定位，在调节单元的形变、旋转或偏移过程中，使得波片能够稳定地在通孔中旋转，避免发生其他方向的偏转移动，影响光路传输，提高工作稳定性。

更进一步的方案是，角度温度补偿装置包括支架和调节单元，支架的膨胀系数小于调节单元的膨胀系数；半波片设置在支架的自由端上，调节单元与支架的自由端邻接。