[发明专利]高功率准直输出隔离器和光纤激光系统

说明书

本发明实施例公开了一种高功率准直输出隔离器和光纤激光系统，该高功率准直输出隔离器设置于光纤激光器的外部；高功率准直输出隔离器包括：光纤准直器和隔离模块；光纤准直器用于增大光纤激光器输出光束的光斑面积；隔离模块用于将光斑面积增大后的光束进行正向传输，还用于将反向传输的光束进行隔离。本发明实施例提供的高功率准直输出隔离器，通过光纤准直器将光纤激光器输出光束的光斑面积增大，从而降低功率密度，防止光纤端面和后面各个晶体元件的端面由于承受不了过高的功率密度而损坏；同时，通过设置相应的隔离模块使得在正向和反向的光束都能顺利透过隔离模块，不会因为光纤准直器输出光的偏心误差而挡光。

技术领域

本发明实施例涉及光学技术领域，尤其涉及一种高功率准直输出隔离器和光纤激光系统。

背景技术

随着光纤激光器的应用范围越来越广泛，激光器的输出功率也不断提升。例如，在早期的实验室测试使用中，500mW的激光器就可以满足使用，而如今要应用在500米、1000米、2000米甚至更远的距离上，激光器的功率就要提升到5W、10W、20W甚至更高。激光器输出功率的提升就会使外界反射回光也增强，而回光会导致激光器功率变弱、性能不稳定甚至烧坏内部器件等问题。

现有技术中，隔离回光的方法是在激光器内部接入在线隔离器，防止回光从输出端反向传输至掺杂光纤中。

然而，在激光器内部接入在线隔离器，只能对已经反射回激光器内部的光进行隔离，不能从根本上杜绝外界的回光进入激光器内部；且由于体积、结构等原因只能承受500mw的功率，而高功率光纤激光器光路需要多级放大，掺杂光纤与输出端之间功率会提升至5W及更高，这会导致在线隔离器发热，损耗变大，极易损坏。

发明内容

本发明提供一种高功率准直输出隔离器和光纤激光系统，可以避免激光器受到回光的干扰，且该高功率准直输出隔离器散热效果好，承受功率高。

第一方面，本发明实施例提供了一种高功率准直输出隔离器，该高功率准直输出隔离器设置于光纤激光器的外部；所述高功率准直输出隔离器包括：光纤准直器和隔离模块；

所述光纤准直器用于增大所述光纤激光器输出光束的光斑面积；

所述隔离模块用于将光斑面积增大后的光束进行正向传输，还用于将反向传输的光束进行隔离。

可选的，所述光纤准直器包括光纤头和第一透镜；

所述光纤头包括第一光纤和第二光纤；所述第一光纤的纤芯直径小于所述第二光纤的纤芯直径。

可选的，所述隔离模块的通光区域范围大于等于2.5mm小于等于3mm。

可选的，所述隔离模块包括第一双折射晶体、法拉第旋光器和第二双折射晶体；

所述法拉第旋光器包括磁环和法拉第旋光片；

所述第一双折射晶体的边长为W1，2.5mm≤W1≤3mm；

所述法拉第旋光片的边长为W2，2.5mm≤W2≤3mm；

所述第二双折射晶体的边长为W3，2.5mm≤W3≤3mm。

可选的，所述隔离模块包括第一双折射晶体、法拉第旋光器和第二双折射晶体；所述隔离模块还包括第一环状散热结构、第二环状散热结构、第一粘结结构和第二粘结结构；

所述法拉第旋光器包括磁环和法拉第旋光片；所述磁环环绕所述法拉第旋光片；

所述第一环状散热结构环绕所述第一双折射晶体设置；

所述第二环状散热结构环绕所述第二双折射晶体设置；

所述第一环状散热结构和所述磁环通过所述第一粘结结构连接；