[发明专利]百瓦级高隔离度准直型光隔离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光隔离器，特别是一种百瓦级高隔离度准直型光隔离器，属于激光加工，即激光切割、激光焊接、激光雕刻及激光3D打印等、激光武器、激光雷达通信及激光传感领域。

背景技术

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。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。它的作用是防止光路中由于各种原因产生的反向传输光对光源以及光路系统产生不良影响。

但是现阶段光隔离器所能承载的功率和能达到的隔离程度都不够高，极大程度地影响了高端百瓦级光纤激光器的发展。因此，高端百瓦级光隔离器和其高隔离度是改善高端光纤激光器性能的一个突破口。

目前国内使用的绝大部分是一些小功率的光隔离器，往往在几瓦到几十瓦之间，达到百瓦级以上的光隔离器很少。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，而且现有的光隔离器的隔离度不高、工作稳定性较差。综上所述，开发一种高端百瓦级高隔离度的光隔离器势在必行。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种百瓦级高隔离度准直型光隔离器，它具有高隔离度、散热效果好和工作性能稳定的优点，能很好地被用于大功率脉冲激光器、大功率连续激光器等激光光学应用领域中。

本发明的技术方案：一种百瓦级高隔离度准直型光隔离器，包括冷却装置、剥模器、光纤准直器和扩束镜，在冷却装置内沿正向光入射光轴上依次设有剥模器、光纤准直器、第一光隔离器芯件、2个对称设置的反射镜、第二光隔离器芯件和扩束镜，剥模器通过光纤与光纤准直器连接。通过设置剥模器，可以消去残余的泵浦光，还可以剥除从纤芯漏到内包层中传输的高阶模式的激光。通过设置冷却装置，使冷却介质直接与光学器件热承直接接触，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。

前述的百瓦级高隔离度准直型光隔离器中，所述光纤准直器包括光尾纤和透镜，光尾纤通过透镜与第一光隔离器芯件的光路连接；光尾纤的尾部设有端帽。

前述的百瓦级高隔离度准直型光隔离器中，所述第一光隔离器芯件和第二光隔离器芯件的结构相同，均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。第一双折射晶体和第二双折射晶体均采用YVO4晶体。

前述的百瓦级高隔离度准直型光隔离器中，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（16）的两端；所述法拉第旋光器的旋光角度为45°。

前述的百瓦级高隔离度准直型光隔离器中，所述2个反射镜与光轴之间的夹角均为40°～50°；所述反射镜采用陶瓷反射镜、铜镜或高反反射镜。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。反射镜可以采用陶瓷反射镜、铜镜或高反反射镜，也可以采用其它反光性能较好的材料制作。

前述的百瓦级高隔离度准直型光隔离器中，所述扩束镜包括沿正向光入射光轴上依次设置的负透镜和正透镜。

前述的百瓦级高隔离度准直型光隔离器中，所述冷却装置内设有正透镜的一侧设有大光阑；光纤准直器与第一光隔离器芯件之间设有小光阑。

前述的百瓦级高隔离度准直型光隔离器中，所述冷却装置包括壳体、冷却腔、进液口和出液口，所述壳体的两端均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，冷却腔设置在壳体内的一端，冷却腔与中空结构连通，剥模器设于冷却腔内。所述内壁也外壁之间的中空结构内填充有冷却介质，冷却介质采用水或油；在壳体的一端设置冷却腔并将剥模器设置在冷却腔内，目的是为了使薄膜器能够直接与冷却介质接触，更好的散热。

前述的百瓦级高隔离度准直型光隔离器中，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。

前述的百瓦级高隔离度准直型光隔离器中，所述壳体内与反射镜位置相对应的内壁上设有F：-5mm的窗口片。