[发明专利]光纤隔离器及光纤激光器

说明书

本发明实施例公开了光纤隔离器及光纤激光器，涉及激光器技术领域。所述光纤隔离器包括：一个或者多个光束隔离结构、耦合准直器、传能光纤以及输出准直器；其中，所述传能光纤连接所述耦合准直器和所述输出准直器；所述光束隔离结构包括：光阑、第一分束器、磁旋光晶体、磁体、半波片、固定器以及第二分束器；其中，所述光阑的通光孔中心与所述第一分束器、磁旋光晶体、半波片以及第二分束器的中心轴处在同一条直线上；所述第一分束器的光轴方向与所述第二分束器的光轴方向互相垂直；所述磁旋光晶体位于所述磁体的磁场区域内；所述固定器带动所述半波片转动，以调节所述半波片的旋光角度。所述光纤隔离器的隔离度结构简单，使用方便。

技术领域

本发明实施例公开的技术方案涉及激光器技术领域，尤其涉及光纤隔离器及光纤激光器。

背景技术

目前，光纤激光器的功率越来越大，在军事、医疗、工业制造等领域有着广泛的应用。

由磁旋光晶体和磁体组成的隔离器芯对温度比较敏感。当环境温度改变时，所述磁旋光晶体的旋光角度也会发生变化，导致所述光纤隔离器对反向光的隔离度降低，并削弱了正向光的传输效率。

发明人在研究本发明的过程中发现，现有技术中主要通过维持磁旋光晶体的旋光角度来避免光纤隔离器的隔离度降低。例如，给隔离器芯恒温加热、改变磁旋光晶体所处的磁场强度等。给隔离器芯恒温加热，光纤隔离器需要额外配置加热装置和温控装置，这会导致光纤隔离器结构复杂使用不便，而且长时间给隔离器芯恒温加热会出现高温退磁现象，使得光纤隔离器的性能降低。改变磁旋光晶体所处的磁场强度，光纤隔离器需要额外配置磁场强度控制装置，这同样会导致光纤隔离器结构复杂使用不便，而且磁场强度控制装置主要用于大幅度调节磁旋光晶体的旋光角度，对因环境温度改变引起的旋光角度的细微变化，调节的灵敏度偏低。

发明内容

本发明公开的技术方案至少能够解决以下技术问题：如何对光纤隔离器进行简单的调节，使得所述光纤隔离器的隔离度不会因磁旋光晶体的旋光角度发生变化而降低。

本发明的一个或者多个实施例公开了一种光纤隔离器，包括：一个或者多个光束隔离结构、耦合准直器、传能光纤以及输出准直器；其中，所述传能光纤连接所述耦合准直器和所述输出准直器；所述光束隔离结构包括：光阑、第一分束器、磁旋光晶体、磁体、半波片、固定器以及第二分束器；其中，所述光阑的通光孔中心与所述第一分束器、磁旋光晶体、半波片以及第二分束器的中心轴处在同一条直线上；所述第一分束器的光轴方向与所述第二分束器的光轴方向互相垂直；所述磁旋光晶体位于所述磁体的磁场区域内；所述固定器带动所述半波片转动，以调节所述半波片的旋光角度。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述光纤隔离器还包括扩束负透镜和准直正透镜；通过一个或者多个所述光束隔离结构的正向光由所述耦合准直器耦合至所述传能光纤，然后由所述输出准直器以正向准直光的形式输出至所述扩束负透镜；所述正向准直光由所述扩束负透镜进行扩束，然后由所述准直正透镜会聚后输出。

在本发明的一个或者多个实施例中，正向光从所述光阑的通光孔入射至所述第一分束器；所述第一分束器将每一束正向光分束成偏振方向互相垂直的e偏振光(extraordinary light)和o偏振光(ordinary light)；所述e偏振光和所述o偏振光通过所述磁旋光晶体与所述半波片后，偏振方向旋转90度；此时，相对于所述第二分束器，所述e偏振光和所述o偏振光的偏振态不改变，因而所述第二分束器将所述e偏振光和所述o偏振光合成为一束正向光。

反向光从所述耦合准直器入射至所述第二分束器；所述第二分束器将每一束反向光分束成偏振方向互相垂直的e偏振光和o偏振光；所述e偏振光和所述o偏振光通过所述半波片与所述磁旋光晶体后，偏振方向旋转0度；此时，相对于所述第一分束器，所述e偏振光和所述o偏振光的偏振态互换，因而所述第一分束器将所述e偏振光和所述o偏振光发散出去。