[发明专利]一种法拉第隔离器装置

说明书

本公开提供了一种法拉第隔离器结构装置，包括：沿光路依次设置的第一组偏振分光棱镜、法拉第旋光装置、45°自然旋光材料和第二组偏振分光棱镜；第一组偏振分光棱镜用于起偏入射光，且反射光无法从其通过；法拉第旋光装置与45°自然旋光材料对入射光偏振面的旋转作用方向相反，对反射光偏振面的旋转作用方向相同；第二组偏振分光棱镜与第一组偏振分光棱镜的偏振面一致，用于起偏反射光，且入射光从其通过。

技术领域

本公开涉及激光技术及应用领域，特别是一种法拉第隔离器结构装置。

背景技术

近年来，无论是连续激光器还是脉冲激光器的功率都在不断地提高中，如何在高功率激光器下，有效的隔离反射光成为了当前的一个研究热点。

法拉第隔离器装置是激光器最常用的隔离装置。传统的偏振式法拉第隔离器由两个偏振片与法拉第旋光装置组合而成。其中两个偏振片呈45°角放置，法拉第旋光装置放在两个偏振片中间。法拉第旋光装置可将入射的线偏光非互易性的旋转45°角。入射的激光通过第一个偏振片变为线偏光，经过法拉第旋光装置，偏振方向旋转45°角，可顺利通过第二个偏振片。而反射光通过第二个偏振片进入法拉第旋光装置，偏振方向再旋转45°角，与第一个偏振片偏振方向呈90°角，无法通过，这样就实现了反射光的隔离。虽然该装置简单实用，且偏振片的偏振消光比非常高(最高可达60dB)，然而偏振片的承伤阈值低，在高功率的情况下不再适用。研究人员已经采取了一些方法改善上述效应，包括格兰棱镜、布儒斯特片、偏振分光棱镜(PBS)替代偏振片。然而格兰棱镜的承伤阈值也不太高，而且成本高。布儒斯特片承伤阈值高，然而它对角度十分敏感，不易调节，造成的损耗大。PBS承伤阈值高，损耗低，拥有高透光率，然而PBS典型的消光比为1000∶1，应用在高功率激光器上，隔离度往往不够，人们常常需要再级联一个隔离器才能满足使用。

公开内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本公开提供一种采用双PBS替代偏振片和添加一个45°自然旋光材料构成法拉第隔离器结构装置。

(二)技术方案

本公开提供了一种法拉第隔离器结构装置，包括：沿光路依次设置的第一组偏振分光棱镜、法拉第旋光装置、45°自然旋光材料和第二组偏振分光棱镜；其中，所述第一组偏振分光棱镜，用于起偏入射光，且反射光无法从其通过；所述法拉第旋光装置与45°自然旋光材料对所述入射光偏振面的旋转作用方向相反，对所述反射光偏振面的旋转作用方向相同；所述第二组偏振分光棱镜与所述第一组偏振分光棱镜的偏振面一致，用于起偏所述反射光，且所述入射光从其通过。

在本公开的一些实施例中，所述第一组偏振分光棱镜包括：沿光路依次排列的第一偏振分光棱镜与第二偏振分光棱镜，第一偏振分光棱镜与第二偏振分光棱镜的偏振面一致。

在本公开的一些实施例中，所述法拉第旋光装置，用于将入射光偏振面沿光线方向顺时针旋转45°，以及将反射光偏振面沿光线方向逆时针旋转45°。

在本公开的一些实施例中，所述45°自然旋光材料，用于将入射光偏振面沿光线方向逆时针旋转45°，以及将反射光偏振面沿光线方向逆时针旋转45°。

在本公开的一些实施例中，所述第二组偏振分光棱镜包括：沿光路依次排列的第三偏振分光棱镜与第四偏振分光棱镜，与第一偏振分光棱镜与第二偏振分光棱镜的偏振面一致。

在本公开的一些实施例中，所述第一偏振分光棱镜与第二偏振分光棱镜的偏振消光比为1000∶1，因而所述第一组偏振分光棱镜的偏振消光率最高为1000000∶1。

在本公开的一些实施例中，所述法拉第旋光装置包括：永磁铁和磁光晶体，对线偏光偏振面的旋转具有非互易性。

在本公开的一些实施例中，所述45°自然旋光材料4采用具有互易性旋光效应的晶体，或具有自然旋光效应的材料。