[发明专利]一种自适应热补偿高功率光隔离器

说明书

技术领域

本发明涉及激光应用领域，尤其是一种自适应热补偿高功率光隔离器。

背景技术

由于高功率激光加工系统对异常进入的光非常敏感，如果返回到激光器的光较强，就会影响激光器的稳定运转，更严重的将会损坏整个激光系统，所以要在激光系统中加入光隔离器，使光只能正向通过，并把反向的回返光进行滤除。

光隔离器是一种只允许正向光通过而阻挡反向光通过的光无源器件，用以抑制高功率激光加工系统中回返光对激光器所造成的不利影响。通常光隔离器的磁光晶体对1um的激光有0.25%的吸收，在较低激光功率情况下这种吸收发热现象可以忽略不计，但在很高激光功率的情况下，吸收发热会在晶体中产生热致双折射效应和热透镜效应，严重影响了输出光束的消光比和光斑质量，造成激光加工时的焦点偏移，降低工作焦点的精细度，进而影响激光加工的质量。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构可靠、隔离度高的自适应热补偿高功率光隔离器。

为了实现上述的技术目的，本发明的技术方案为：

一种自适应热补偿高功率光隔离器，其包括依序设置的光纤准直器、入光光阑、第一分束器、第一旋光片、第一磁光晶体、第一补偿器、第二旋光片、第二磁光晶体、第二补偿器、第二分束器、出光光阑，所述的第一补偿器和第二补偿器均为负折射率温度系数材料制成，其分别置于第一磁光晶体和第二磁光晶体之后且用于让通过第一磁光晶体和第二磁光晶体的光斑参数保持一致，所述第一磁光晶体和第二磁光晶体的性能参数相同。

进一步，作为本发明第一分束器和第二分束器的其中一种结构实施方式，所述的第一分束器和第二分束器均为双折射棱镜对结构。

优选的，所述第一分束器和第二分束器的双折射棱镜对结构中的两个棱镜位置可互换。

进一步，作为本发明第一分束器和第二分束器的另外两种结构实施方式，所述的第一分束器和第二分束器均为偏振分光棱镜或块状双折射晶体。

进一步，所述的第一磁光晶体和第二磁光晶体均为TGG晶体或TGG陶瓷或TGG玻璃。

进一步，所述的第一旋光片和第二旋光片均为石英旋光片或二分之一波片。

进一步，所述第一磁光晶体的外周侧环设有第一磁环，所述的第二磁光晶体的外周侧环设有第二磁环。

作为本发明一种自适应热补偿高功率光隔离器的另外一种实施方式，可以将上述的自适应热补偿高功率隔离器的第一补偿器置于第一磁光晶体之前，将所述的第二补偿器置于第二磁光晶体之前。

采用上述的技术方案，本发明相较于现有技术，其所取得的有益效果为：通过使用负折射率温度系数材料制成的补偿器，使其对磁光晶体上的热透镜进行了补偿的同时，还使得通过两块性能参数相同的磁光晶体的光斑参数保持一致，从而对磁光晶体上的热致双折射进行了最佳补偿，采用此结构，在不同工作功率下热致双折射与热透镜效应都能得到最佳补偿消除，分束器使用双折射棱镜对结构，减少了o光与e光在分束器材料中的传输距离，从而减小了分束器材料对光束的吸收，降低了分束器的热透镜效应，通过本发明方案，还能对高激光功率所导致的热透镜和热致双折射进行最佳补偿，提高了高功率光隔离器的隔离度、光束质量和耐高功率性能，同时能对较低激光功率自适应热补偿。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述：

图1是本发明自适应热补偿高功率光隔离器实施例一的结构简要示意图；

图2是本发明自适应热补偿高功率光隔离器实施例一的正向通光示意图；

图3是本发明自适应热补偿高功率光隔离器实施例一的反向通光示意图；

图4是本发明自适应热补偿高功率光隔离器实施例二的结构简要示意图；

图5是本发明自适应热补偿高功率光隔离器实施例二的正向通光示意图；

图6是本发明自适应热补偿高功率光隔离器实施例二的反向通光示意图；

图7是本发明自适应热补偿高功率光隔离器实施例三的结构简要示意图；

图8是本发明自适应热补偿高功率光隔离器实施例三的正向通光示意图；

图9是本发明自适应热补偿高功率光隔离器实施例三的反向通光示意图。

具体实施方式