[实用新型]千瓦级高隔离度准直型光隔离器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光隔离器，尤其是一种千瓦级高隔离度准直型光隔离器，属于高端激光加工，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等高端科技领域的应用。

背景技术

随着激光加工技术的发展以及激光在各行业应用以及推广，对相关的一些光学器件提出了新的要求。光隔离器是一种只允许光沿一个方向通过的光学器件，而在相反的方向阻挡光通过的光无源器件。而在高端大功率激光器应用中，大功率光隔离器是关键的核心器件，为大功率激光的正常运行提供可靠保障。因此，本千瓦级光隔离器在激光加工、激光通信及传感等高端激光应用中起着很重要的关键作用。对高性能的光隔离器的研究也受到国内外相关行业的广泛关注。

高端半导体激光器、高端光放大器以及高端光纤激光器加工系统等高端激光应用领域中，对于来自各熔接点、各光学通过面及所加工之表面所产生的反射光由大功率的原因，反射光能量对系统的影响是非常敏感和致命的，后向传输光可能会导致光学系统中各光学器件的性能恶化甚至损坏，轻者激光器出光不稳定，重者损坏激光器。为此，光隔离器的作用尤为重要。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千瓦级光纤激光器的发展。因此，高端千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。

我国从上个世纪八十年代开始就有不少企业在研究光隔离器，但是，现阶段国内使用的光隔离器功率依旧很小，达到百瓦级以上的光隔离器很少。小功率的光隔离器的技术已经十分成熟，但是高端大功率的光隔离器的技术还处于摸索阶段。现阶段国内大多数使用的光隔离器性能还不太稳定，容易出现插入损耗大、散热效率低或者隔离度不高等问题，严重时甚至会损坏光学系统。随着高端光纤激光器加工行业的迅速发展，对该种光隔离器的性能提出了新的更高要求和挑战。综上所述，开发一种高端千瓦级光隔离器及良好的隔离效果势在必行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种千瓦级高隔离度准直型光隔离器，该光隔离器工作性能稳定，而且具有插入损耗小、散热效率高以及隔离度高的优点，能很好地被用于大功率脉冲激光器、大功率连续激光器等高端激光光学应用领域中。

本实用新型的技术方案：一种千瓦级高隔离度准直型光隔离器，沿正向光入射光轴上依次设有剥模器、准直器、法拉第旋光器a、1/2波片a、法拉第旋光器b、1/2波片b和扩束器，准直器包括光纤尾纤、端帽和透镜，准直器和法拉第旋光器之间设有偏振分束器a，1/2波片与法拉第旋光器b之间依次设有偏振分束器b和偏振分束器c，1/2波片b与扩束器之间设有偏振分束器d；剥模器、准直器、偏振分束器a、法拉第旋光器、1/2波片、偏振分束器b、偏振分束器c、法拉第旋光器b、1/2波片b、偏振分束器d和扩束器均设于冷却封装装置内，冷却封装装置内与偏振分束器a和偏振分束器c一侧的内壁上设有窗口片。其中剥模器可以剥除从纤芯漏到内包层中传输的高阶模式的激光等有害光，减小了有害光对光传播效率的影响。采用端帽和透镜组合的准直器可以承载的功率较大，窗口片可以将反向光打散，减小单位面积上光的强度，也可以提高准直器的承载功率。

前述的这种千瓦级高隔离度准直型光隔离器中，偏振分束器a、偏振分束器b、偏振分束器c和偏振分束器d均由1个三角形分光晶体和1个平行四边形分光晶体组成，偏振分束器a、偏振分束器b、偏振分束器c和偏振分束器d上均设有高反膜。

前述的这种千瓦级高隔离度准直型光隔离器中，所述偏振分束器a由2个三角形分光晶体和1个平行四边形分光晶体组成,偏振分束器b、偏振分束器c和偏振分束器d均由1个三角形分光晶体和1个平行四边形分光晶体组成，偏振分束器b、偏振分束器c和偏振分束器d上均设有高反膜，偏振分束器a入射光的一侧还设有45度反光镜；冷却封装装置内与45度反光镜相对应位置的内壁上设有F：-5～0mm的窗口片。

前述的这种千瓦级高隔离度准直型光隔离器中，所述偏振分束器a由4个三角形分光晶体组成，偏振分束器b和偏振分束器d均由2个三角形分光晶体和1个平行四边形分光晶体组成，偏振分束器c由1个三角形分光晶体和1个平行四边形分光晶体组成，偏振分束器c上设有高反膜；偏振分束器a入射光的一侧还设有45度反光镜；冷却封装装置内与45度反光镜相对应位置的内壁上设有F：-5～0mm的窗口片。