[发明专利]一种尾纤相互垂直的光隔离器

说明书

技术领域

本发明涉及高功率激光器件领域，特别涉及一种尾纤相互垂直的光隔离器。

背景技术

光隔离器根据它的物理原理可以分为偏振相关型隔离器以及偏振无关型隔离器两大类。其中偏振相关型隔离器又称为法拉第隔离器，由输入偏振元件、法拉第旋转器以及输出偏振元件这三部分组成，其中输入与输出偏振元件的偏振态夹角为45°，这类隔离器通常用于自由空间光学系统中，因为在这类光学系统中往往要保持光源的偏振态。而在光纤光学这类非保偏系统中，光束的偏振方向是杂乱无章的，此时固定的偏振角度会引起系统中的损耗。偏振无关型隔离器主要由双折射晶体，法拉第旋转器以及波片或者旋光片组成，这类隔离器通常用于光纤激光系统中，其能够有效维持光学系统的频率稳定性，目前这类光纤激光器在工业加工领域有着广泛的应用。

与常规隔离器相比，该尾纤相互垂直的光隔离器内部包含多个胶合面的偏振分束器实现光束的分离和汇合，并且其输入端与输出端准直器相互垂直，能够实现光束垂直光轴输入，沿着光轴方向水平输出。

发明内容

本发明的目的在于通过隔离器内部的偏振分束功能模块实现光束的分离和汇合，使得光隔离器中的光束垂直光轴输入，沿着光轴方向水平输出。

为实现上述目的，本发明提供一种尾纤相互垂直的光隔离器，沿正向光入射的光路上，依次排列下列元件：

一对光纤准直器，其一尾纤为光束输入端，另一尾纤为光束输出端；

偏振分束器a，由3个分光晶体胶合而成，将入射光分成两束光出射；

偏振态转换器，由法拉第旋转器及λ/2波片或者石英旋光片组成，将两束线偏光的偏振方向进行旋转；

偏振分束器b，由3个分光晶体胶合而成，将一束光分束为两束线偏振光或将两束线偏振光合束成一束光；

其特征在于：输入端光纤准直器与输出端光纤准直器相互垂直，能够实现光束垂直光轴输入，沿着光轴方向水平输出。

所述的偏振分束器a与偏振分束器b均由3个分光晶体胶合而成，偏振分束器a的第一胶合面与第二胶合面分别于偏振分束器b的第一胶合面与第二胶合面处于同一光轴上。

所述的偏振态转换器由一组法拉第旋转器及λ/2波片或者石英旋光片组成，能够使正向通过的线偏振光偏振方向顺时针旋转π/2，反向通过的线偏振光偏振方向保持不变。

由于本发明提出了尾纤相互垂直的光隔离器，在传统隔离器的基础上增加了偏振分束功能模块，实现光束垂直光轴输入，沿着光轴方向水平输出。

附图说明

图1为本发明光隔离器的结构示意图，

图2为本发明光隔离器正向传输光路示意图，

图3为本发明光隔离器反向传输光路示意图，

图4为本发明输出型光隔离器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施方式对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明光隔离器包括输入光纤准直器1、偏振分束器a2、法拉第旋转器3、λ/2波片或者石英旋光片4、偏振分束器b5、输出光纤准直器6。

图2为本发明光隔离器正向传输光路示意图，输入光纤准直器1出射的光经过偏振分束器a2的第一胶合面处被分成两束偏振态相互垂直的线偏振光P光和S光，其中S偏振光以45°被反射，P偏振光则直接透射，出射方向与S偏振光成90°，经过偏振分束器a2的第二胶合面后以45°反射， S偏振光通过法拉第旋转器3及λ/2波片或者石英旋光片4后偏振态旋转90°，经过偏振分束器b5的第一胶合面处直接透射。P偏振光通过法拉第旋转器3及λ/2波片或者石英旋光片4后偏振态同样旋转90°，经过偏振分束器b5的两个胶合面处均发生45°反射，最后两束偏振光合成为一束光，通过输出光纤准直器6耦合输出。

图3为本发明光隔离器反向传输光路示意图，反向传输光经过输出光纤准直器6进入偏振分束器b5，在第一胶合面处P偏振光直接透射，S偏振光则被反射至第二胶合面处继续以45°反射，随后两束偏振光分别通过法拉第旋转器3及λ/2波片或者石英旋光片4后，偏振态没有发生变化，S偏振光经过偏振分束器a2的两个胶合面分别以45°反射，P偏振光则直接沿着水平方向透射，两束光通过偏振分束器a2后合成为一束光沿着水平方向出射，因此没有光线进入输入光纤准直器1，从而起到反向光被隔离的效果。

本发明所述的光隔离器为在线型，它也可以是输出型、自由空间型等任意形式。图4示意的是输出型结构，其中输出光纤准直器6被替换为扩束镜组7，自由空间型结构则没有输入与输出光纤准直器。

以上仅仅是对本发明实施例的说明，而不是对保护范围的限定，任何非实质性的改动，如改变偏振分束器及偏振态转换器的组合等，都应该落在本发明专利的权利要求保护范围之内。