一種光纖隔離器及光纖激光器的制造方法
【專利摘要】本發明適用于隔離器【技術領域】，提供了一種光纖隔離器及光纖激光器。所述光纖隔離器包括第一準直器組件、第二準直器組件以及介于所述第一準直器組件與第二準直器組件之間的隔離組件，所述隔離組件內設有用以阻止反向光進入第一準直器組件的第一分光單元和第二分光單元，如此以改善第一準直器組件中的溫度梯度分布，有助于第一準直器內的熱量及時散出，從而提高隔離器所能承載的功率，使本光纖隔離器應用更加廣泛，尤可用于光纖激光器。
【專利說明】一種光纖隔離器及光纖激光器
【技術領域】
[0001]本發明屬于隔離器【技術領域】，尤其涉及一種光纖隔離器及光纖激光器。
【背景技術】
[0002]激光具有高亮度，準直性好，能量密度大等特點。高能量的激光被廣泛地運用于金屬切割、打標、醫療器械的精密加工中。高功率光纖激光器在高速率大容量波分復用光纖通信系統、高精度光纖傳感技術和大功率激光等方面呈現出廣闊的應用前景和巨大的技術優勢。而在光纖激光器中，實現對反向光的隔離是決定光纖激光器的光譜輸出功率穩定性的關鍵之一。隔離器就是這樣一種只允許正向光通過，而對反向光進行隔離，同時還能承受一定功率的非互易光無源器件。然而，現有光纖隔離器所能承載的功率低，限制其應用。
【發明內容】
[0003]本發明實施例的目的在于提供一種光纖隔離器，旨在解決現有光纖隔離器所能承載的功率低的問題。
[0004]本發明實施例是這樣實現的，一種光纖隔離器，包括第一準直器組件、第二準直器組件以及介于所述第一準直器組件與第二準直器組件之間的隔離組件，所述隔離組件內設有用以阻止反向光進入第一準直器組件的第一分光單元和第二分光單元。
[0005]本發明實施例的另一目的在于提供一種具有上述光纖隔離器的光纖激光器。
[0006]本發明實施例于光纖隔離器中設用于阻止反向光進入第一準直器組件的第一分光單元和第二分光單元，以改善第一準直器組件中的溫度梯度分布，有助于第一準直器內的熱量及時散出，從而提高隔離器所能承載的功率，使本光纖隔離器應用更加廣泛，尤可用于光纖激光器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明實施例提供的光纖隔離器的結構示意圖；
[0008]圖2是第一分光單元的結構示意圖；
[0009]圖3是圖1所示光纖隔離器正向通光時的工作原理圖；
[0010]圖4是圖1所示光纖隔離器反向通光時的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0012]本發明實施例于光纖隔離器中設用于阻止反向光進入第一準直器組件的第一分光單元和第二分光單元，以改善第一準直器組件中的溫度梯度分布，有助于第一準直器內的熱量及時散出，從而提高隔離器所能承載的功率。[0013]以下結合具體實施例對本發明的實現進行詳細描述。
[0014]如圖1?4所示，本發明實施例提供的光纖隔離器包括第一準直器組件、第二準直器組件以及介于所述第一準直器組件與第二準直器組件之間的隔離組件。于所述隔離組件內設有用以阻止反向光進入第一準直器組件的第一分光單元和第二分光單元，如此改善了第一準直器組件中的溫度梯度分布，有助于第一準直器內的熱量及時散出，從而提高本光纖隔離器所能承載的功率。
[0015]本發明實施例中所述第一分光單兀114通e光、反ο光,所述第二分光單兀106通ο光、反e光。具體地,所述第一分光單兀114由兩塊截面為直角三角形的第一光楔121和第二光楔122構成,所述第一光楔或/和第二光楔的斜面鍍有通e光、反ο光的光學膜123,經所述斜面將第一光楔與第二光楔光膠或膠合在一起形成橫截面為矩形的第一分光單元114，如圖2所示。類似地，所述第二分光單元106由兩塊截面為直角三角形的第三光楔和第四光楔構成，不同的是，所述第三光楔或/和第四光楔的斜面鍍有通ο光、反e光的光學膜，經所述斜面將第三光楔與第四光楔光膠或膠合在一起形成橫截面為矩形的第二分光單
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[0016]通常，所述第一分光單元114和第二分光單元106上、下設置，兩者緊靠在一起并貼設于第一偏振位移單元105的出光面形成了橫截面為矩形的分光單元。此處將所述第一偏振位移單元105、第一分光單元114、第二分光單元106、旋光單元107及第二偏振位移單元108置于由磁體116環繞的金屬套管115內。其中，所述第一偏振位移單元105、第一分光單元114、第二分光單元106、旋光單元107及第二偏振位移單元108分別經由各自側面膠接于金屬套管115。前述磁體116外設有與金屬套管115配合的第三機械件119，所述第一偏振位移單兀105、第一分光單兀114、第二分光單兀106、旋光單兀107、第二偏振位移單元108、金屬套管115、磁體116及第三機械件119構成了隔離組件。
[0017]一般地，所述第一準直器組件包括第一機械件118、置于所述第一機械件118內的第一外套管102、置于所述第一外套管102內的第一內套管103和第一光闌117以及置于所述第一內套管103內的第一單纖頭101和第一準直透鏡104。所述第二準直器組件包括第二機械件120、置于所述第二機械件120內的第二外套管109、置于所述第二外套管109內的第二內套管110和第二光闌113以及置于所述第二內套管110內的第二單纖頭111和第二準直透鏡112。此時于夾具上調試所述第一準直器組件、隔離組件、第二準直器組件的位置，使所述光纖隔離器正向光插損IL < 1.2dB，隔離度ISO > 30dB。當然，所述光纖隔離器正向光插損越小越好，隔離度越大越好。調試至符合要求后，將所述第一機械件118的端部焊接于金屬套管115的端部，所述第二機械件120的端部焊接于第三機械件119的端部。
[0018]此外，所述第一準直透鏡104和第二準直透鏡112可以是Grin-Lens (自聚焦透鏡)、D-Lens (雙曲面透鏡)、C-Lens(C透鏡)或非球面透鏡等光學透鏡。所述膠可以是熱固化膠、紫外固化膠和雙固化膠等固化膠。
[0019]為了更好地說明如何實現本光纖隔離器的功能，下面分別說明正向通光以及反向通光時，光在各個階段的偏振情形。
[0020]如圖3所示，本光纖隔離器正向通光時，從第一準直器組件出射的光經第一偏振位移單兀105分成位置不同的e光和ο光,該e光和ο光分別投射至第一分光單兀114和第二分光單兀106,由于第一分光單兀114通e光反ο光,第二分光單兀106通ο光反e光，因此該e光和ο光均能正常通過分光單元，即所述分光單元對正向通光沒有影響。然后，該e光和ο光進入旋光單元107，經旋光單元107調整，該e光和ο光的偏振方向分別旋轉了90°，此時ο光變為e光，e光變為ο光。此時的ο光和e光進入第二偏振位移單元108，它們在第二偏振位移單元108中匯合進入第二準直器組件，實現了隔離器的正向通光。
[0021]如圖4所示，本光纖隔離器反向通光時，從第二準直器組件出射的光經第二偏振位移單兀108分成位置不同的ο光和e光,該ο光和e光進入旋光單兀107,由于旋光單兀107的非互易性設置，通過旋光單元107后ο光和e光的偏振態并未改變。此時ο光投射至第一分光單兀114, e光投射至第二分光單兀106。由于第一分光單兀114通e光反ο光，第二分光單元106通ο光反e光。因此，反向通光時ο光和e光分別被反射進入金屬套管115中，而未進入第一準直器組件中，實現了對反向通光的隔離。
[0022]由上可知,本光纖隔離器正向通光時,光在兩端準直器中，都是在光纖芯中傳輸的，高功率的光(如波長為1064nm、功率為100W的激光)在其中所產生的熱量通過尾纖毛細管先后在第一內套管103、第一外套管102以及第一機械件118之間形成了有序的溫度梯度，即溫度由內至外依序降低，使得熱量能很好地散發出去，保證本隔離器正向通光時的正常工作。反向通光時，e光和ο光分別被反射進入金屬套管115中。金屬套管115與外部機械件118、119、120相連接，散熱面積增大，散熱快。光在第一單纖頭101上產生的熱量仍能在第一內套管103、第一外套管102以及第一機械件118之間形成溫度梯度，熱量能有序地散出，使第一單纖頭101的毛細管處溫度保持在50°C左右，隔離器能正常地工作。
[0023]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種光纖隔離器，包括第一準直器組件、第二準直器組件以及介于所述第一準直器組件與第二準直器組件之間的隔離組件，其特征在于，所述隔離組件內設有用以阻止反向光進入第一準直器組件的第一分光單元和第二分光單元。
2.如權利要求1所述的光纖隔離器，其特征在于，所述第一分光單元通e光、反ο光，所述第二分光單兀通ο光、反e光。
3.如權利要求2所述的光纖隔離器，其特征在于，所述第一分光單元由兩塊截面為直角三角形的第一光楔和第二光楔經其斜面光膠或膠合而成，所述第一光楔或/和第二光楔的斜面鍍有通e光、反ο光的光學膜；所述第二分光單元由兩塊截面為直角三角形的第三光楔和第四光楔經其斜面光膠或膠合而成，所述第一光楔或/和第二光楔的斜面鍍有通ο光、反e光的光學膜。
4.如權利要求1?3中任一項所述的光纖隔離器，其特征在于，所述第一分光單元和第二分光單元上、下設置，均貼設于第一偏振位移單元的出光面。
5.如權利要求4所述的光纖隔離器,其特征在于，所述第一偏振位移單兀、第一分光單元、第二分光單元、旋光單元及第二偏振位移單元置于由磁體環繞的金屬套管內。
6.如權利要求5所述的光纖隔離器,其特征在于,所述磁體外設有與金屬套管配合的第三機械件，所述第一偏振位移單元、第一分光單元、第二分光單元、旋光單元、第二偏振位移單元、金屬套管、磁體及第三機械件構成了隔離組件。
7.如權利要求5或6所述的光纖隔離器，其特征在于，所述第一準直器組件包括第一機械件、置于所述第一機械件內的第一外套管、置于所述第一外套管內的第一內套管和第一光闌以及置于所述第一內套管內的第一單纖頭和第一準直透鏡。
8.如權利要求7所述的光纖隔離器，其特征在于，所述第二準直器組件包括第二機械件、置于所述第二機械件內的第二外套管、置于所述第二外套管內的第二內套管和第二光闌以及置于所述第二內套管內的第二單纖頭和第二準直透鏡。
9.如權利要求8所述的光纖隔離器，其特征在于，于夾具上調試所述第一準直器組件、隔離組件、第二準直器組件的位置，使所述光纖隔離器正向光插損IL < 1.2dB,隔離度ISO> 30dB，并將所述第一機械件的端部焊接于金屬套管的端部，所述第二機械件的端部焊接于第三機械件的端部。
10.一種具有如權利要求1?9中任一項所述的光纖隔離器的光纖激光器。
【文檔編號】H01S3/067GK103543493SQ201310522083
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】李泉, 劉懷亮, 李成寬, 譚榮懷, 朱少軍, 岳超瑜, 郭開東, 張開漢 申請人:深圳朗光科技有限公司