[发明专利]一种大口径偏振无关高功率隔离器

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其涉及一种大口径偏振无关高功率隔离器。

背景技术

在激光的传输过程中，会经过许多不同的光学界面，在每一个光学界面处，均会出现不同程度的反射，这些反射产生的回程光最终会沿光路传回光源。当回程光的累积强度达到一定程度时，就会引起光源工作不稳定，产生频率漂移、幅度变化等问题，从而影响整个激光系统的正常工作。为了避免回程光对光源产生影响，必须以光隔离器抑制回程光，以确保激光器的工作质量

在大功率激光器中，光功率密度高，目前大部分的隔离器均难以承受，容易被烧毁，或者是隔离度比较低。本公司先前的一种高功率隔离器，包括沿正向传输光路依次设于壳体内的第一光纤准直装置、第一起检偏器、旋光器、第二起检偏器、双折射晶体、第二光纤准直装置；第二起检偏器的光轴相对于第一起检偏器呈45度；所述的第一光纤准直装置、第一起检偏器间的回程光路上设有第一玻璃直角棱镜、第二玻璃直角棱镜所述的旋光器旋光角度为45度，旋光器两侧通光面深化光胶有导热晶体。该结构通过在磁光晶体两侧光胶导热晶体加强散热，以避免光功率密度过高而烧毁隔离器。但在大功率激光器中，其隔离度不够稳定，使得激光质量也不稳定。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种大口径偏振无关高功率隔离器，适用于大功率连续激光器或脉冲激光器，具有稳定的高隔离度。

为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种大口径偏振无关高功率隔离器，包括沿光路正向传输方向依次设置的第一双折射棱镜、45°法拉第旋光器、第二双折射棱镜和合束器；其中，所述第一双折射棱镜和第二双折射棱镜均为反射型偏光分束棱镜；所述法拉第旋光器的磁光晶体一侧的通光面光胶一半波片；正向传输的光经第一双折射棱镜分成偏振方向相互垂直的两偏振光束，经法拉第旋光器、半波片和第二双折射棱镜之后，最后由合束器合为一束光输出，而反向传输的回程光两子光束经法拉第旋光器的再次旋光作用，在第二双折射棱镜的反射面交叉之后分别以不同方向被反射输出。

进一步的，还包括一对全反射元件，分别置于第一双折射棱镜前面回程光路输出的两子光束光路上。

进一步的，所述全反射元件为全内反射棱镜或平面反射镜。

进一步的，所述磁光晶体另一侧光胶一导热光学元件。

进一步的，所述导热光学元件为YVO₄晶体。

进一步的，所述磁光晶体为Garnet单晶体。

进一步的，所述反射型偏光分束棱镜为YVO₄晶体棱镜。

进一步的，所述合束器为walk-off晶体楔角片、Rochon棱镜或渥拉斯顿棱镜。

本发明的有益效果为：采用反射型偏光分束棱镜的双折射棱镜对使隔离器中传输的光分成偏振方向相互垂直的两偏振光，且两偏振光具有较大的分离角，采用一对全反射光学元件将回程光的两子光束进一步反射偏离正向传输光，以实现大口径偏振无关的高功率隔离器；在磁光晶体一面增设半波片，以提高隔离器的隔离度，使高功率隔离器更加稳定、可靠，避免被烧毁。

附图说明

图1为本发明高功率隔离器结构及正向传输光路示意图；

图2为本发明高功率隔离器反向传输光路示意图。

附图标记：1、第一双折射棱镜；2、第二双折射棱镜；3、磁光晶体；4、合束器；5、导热光学元件；6、半波片；7、全内反射棱镜。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

本发明采用反射型偏光分束棱镜的双折射棱镜对使隔离器中传输的光分成偏振方向相互垂直的两偏振光，且两偏振光具有较大的分离角，采用一对全反射光学元件将回程光的两子光束进一步反射偏离正向传输光，以实现大口径偏振无关的高功率隔离器。具体的，本发明公开的大口径偏振无关高功率隔离器，包括沿光路正向传输方向依次设置的第一双折射棱镜、45°法拉第旋光器、第二双折射棱镜和合束器；其中，第一双折射棱镜和第二双折射棱镜均为反射型偏光分束棱镜；法拉第旋光器的磁光晶体一侧的通光面光胶一半波片；正向传输的光经第一双折射棱镜分成偏振方向相互垂直的两偏振光束，经法拉第旋光器、半波片和第二双折射棱镜之后，最后由合束器合为一束光输出，而反向传输的回程光经法拉第旋光器的再次旋光作用，在第二双折射棱镜的反射面交叉之后分别以不同方向被反射输出。