[发明专利]光纤耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其涉及一种实现激光输出与反射比例可调的光纤耦合器。

背景技术

激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件，目前激光器在激光应用中占有极其重要的地位，可用于材料加工、激光测距、激光光谱学、激光医疗、激光化工、激光分离同位素及激光核聚变等。

形成激光的三要素是激光工作物质、激励源和谐振腔。谐振腔一般由两面反射镜组成，由激励源发出的激光在两面反射镜之间不断往返，激光往返时不断与激光工作物质的受激粒子相遇，受激粒子发生跃迁继而产生光子辐射。随着光子将不断增殖，当光子在腔内形成传播方向一致、频率和相位相同时强光束时，该强光束就称为激光。

为了把激光引出谐振腔外，现有技术是把其中一面反射镜做成具有部分透射功能的反射镜，这面反射镜通常被称为部分反射镜，激光中透射出去的部分为可实际利用的激光，反射回到谐振腔的部分留在谐振腔内继续与激光工作物质增殖光子。由此可见，部分反射镜的透射与反射之间的比例，也即是透反比例会直接影响到激光输出的强度。假如反射激光比例过高，则导致输出激光的强度降低，反射激光比例过低，谐振腔内的光子增殖效率随之下降，同样也会导致输出激光的强度降低，所以透反比例的控制是激光领域一个重要的课题，需要在透反比例上取得平衡，才能获得最佳的输出功率。

在传统的激光器调试中，需要更换不同透反比例的部分反射镜，再根据多次的测试结果，从而才能确定样本部分反射镜中的具有较优透反比例的部分反射镜应用于激光器中。

但是由于部分反射镜的反射率不是连续变化，所以很难获得最优的耦合比,与此同时，激光器在制作完成后由于部分反射镜设置在谐振腔内，所以部分反射镜一般都不进行更换。而随着激励源的老化，此时又需要更换一个不同的部分反射镜才能保证激光器的最佳输出功率，但由于部分反射镜难于更换，所以激光器性能只能随之下降，而不能实时地做出一定调整。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现输出和反射比例连续可调的光纤耦合器。

为了实现上述的目的，本发明提供了一种光纤耦合器，该光纤耦合器在其沿光路方向上依次设置有双光纤准直器、透镜、偏振分束装置、相位延迟装置和反射镜，其中相位延迟装置为相位延时可调的相位延迟装置。

由上述方案可见，通过调节相位延迟装置的相位延时可得到不同的偏振态的偏振光，再通过偏振分束装置将偏振光可分成不同偏振分量比例的线偏振光，从而实现了激光输出与反射可调，随着激励源的不同变化对光纤耦合器的耦合比进行调节，使得输出效果得到优化改善。

进一步的方案是，相位延迟装置包括四分之一波片以及装有四分之一波片的机械转轮。

由上可见，通过装有四分之一波片的机械转轮作为相位延迟装置，可通过机械转轮带动四分之一波片的转动以得到不同角度的椭圆偏振光，不同角度的椭圆偏振光再通过偏振分束装置分成不同偏振分量比例的两束线偏振光，实现激光输出和反射比例连续可调。

进一步的方案是，机械转轮包括：轴承支架,包括转轴；轴承，套在转轴上；波片支架,沿其轴线方向设置有安装口和安装孔，安装孔套在轴承上，四分之一波片安装在安装口内。

由上可见，通过上述结构的机械转轮，利用轴承其摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、简易装配等优点，可方便得通过转动波片支架带动四分之一波片实现波片不同角度的转动，从而得到不同角度的椭圆偏振光。

进一步的方案是，轴承支架还具有支撑转轴的支撑板，转轴与支撑板上设有贯穿转轴和支撑板的通孔，安装口与通孔贯通。

由上可见，通过该带有贯通孔的支撑板安装在光纤耦合器内，实现了简易安装，且有效地对波片支架的进行固定。

进一步的方案是，相位延迟装置包括电光晶体和对电光晶体两端施加工作电压的工作电路。

由上可见，相位延迟装置不仅可以采用四分之一波片进行相位延迟，还可以采用电光晶体进行相位延迟，具体方式是对电光晶体施加一定的电压，可以通过改变对电光晶体施加的电压，实现对光的偏振方向的改变，从而获得不同角度的椭圆偏振光，同样可以实现激光输出和反射比例连续可调。

进一步的方案是，偏振分束装置为渥拉斯顿棱镜。

由此可见，采用渥拉斯顿棱镜作为偏振分束装置，由于渥拉斯顿棱镜能够实现偏振分束，偏振度高，而且渥拉斯顿棱镜结构简单，加工方便，可降低成本。

进一步的方案是，偏振分束装置为洛匈棱镜。

由此可见，洛匈棱镜与渥拉斯顿棱镜工作原理相似，同样具有结构简单，加工方便，可降低成本。