光隔离器

摘要

本发明提供一种光隔离器，光隔离器沿光路方向设置有第一偏振分光装置、旋光装置和第二偏振分光装置，其中，光隔离器在第一偏振分光装置和第二偏振分光装置之间设置有第一光阑，第一光阑包括设置在第一偏振分光装置的第一分光光路和第一偏振分光装置的第二分光光路之间的第一阻挡部，在第一分光光路和第二分光光路之间的位置上设置有光阑的阻挡部，通过阻挡部对带有一定角度的返回光进行阻挡，在不影响正常使用的情况下，阻挡部的巧妙位置有效地阻挡不定角度的返回光，有效地提高光隔离器的光隔离性能。

权利要求

1.光隔离器，沿光路方向设置有第一偏振分光装置、旋光装置和第二偏振分光装置；

其特征在于：

所述光隔离器在所述第一偏振分光装置和所述第二偏振分光装置之间设置有第一光阑，所述第一光阑包括设置在所述第一偏振分光装置的第一分光光路和所述第一偏振分光装置的第二分光光路之间的第一阻挡部。

2.根据权利要求1所述的光隔离器，其特征在于：所述第一光阑设置有第一透光部和第二透光部，所述第一分光光路穿过所述第一透光部，所述第二分光光路穿过所述第二透光部。

3.根据权利要求1或2所述的光隔离器，其特征在于：所述第一光阑设置在所述第一偏振分光装置、所述旋光装置或所述第二偏振分光装置上。

4.根据权利要求1所述的光隔离器，其特征在于：所述旋光装置包括法拉第旋光片，所述第一分光光路和所述第二分光光路穿过所述法拉第旋光片。

5.根据权利要求4所述的光隔离器，其特征在于：所述旋光装置还包括设置在所述第一偏振分光装置和所述法拉第旋光片之间的波片。

6.根据权利要求4所述的光隔离器，其特征在于：所述旋光装置还包括设置在所述第二偏振分光装置和所述法拉第旋光片之间的波片。

7.根据权利要求5或6所述的光隔离器，其特征在于：所述第一光阑设置在所述波片或所述法拉第旋光片上。

8.根据权利要求2、4-6任一项所述的光隔离器，其特征在于：所述光隔离器还包括设置在所述第一偏振分光装置前级的第二光阑，所述第二光阑包括第三透光部，所述第一偏振分光装置的入射光路穿过所述第三透光部。

9.根据权利要求8所述的光隔离器，其特征在于：所述第二光阑包括第二阻挡部，所述第二阻挡部设置在所述第三透光外周。

10.根据权利要求2、4-6任一项所述的光隔离器，其特征在于：所述光隔离器还包括设置在所述第二偏振分光装置后级的第三光阑，所述第三光阑包括第四透光部和第三阻挡部，所述第二偏振分光装置的输出光路穿过所述第四透光部，所述第三阻挡部设置在所述第四透光外周。

说明书

光隔离器

技术领域

[0001] 本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种光隔离器。

背景技术

[0002] 在高功率激光器系统中，为了防止返回光返回系统内影响激光器的稳定运转甚至破坏激光器内部元器件，常需加入光隔离器，使光只能单向通过。

[0003] 然而，现有的光隔离器通过设置有旋光装置和偏振分光装置，当有强反射光返回时，通过旋光装置和偏振分光装置的配合使光线不能够原路返回至激光器中，光隔离器虽然能有效隔离反射光，防止其返回激光器内部，但是当反射光并不是沿原路返回，呈倾斜一定角度返回，使得经过旋光装置和偏振分光装置后的光路偏移，将会在一定程度上反射回激光器中，其将会导致激光器损坏，使得高功率激光器系统需要附上高额的修护费用，增加使用成本。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种具有良好光隔离性能的光隔离器。

[0005] 为了实现本发明的目的，本发明提供一种光隔离器，沿光路方向设置有第一偏振分光装置、旋光装置和第二偏振分光装置，其中，光隔离器在第一偏振分光装置和第二偏振分光装置之间设置有第一光阑，第一光阑包括设置在第一偏振分光装置的第一分光光路和第一偏振分光装置的第二分光光路之间的第一阻挡部。

[0006] 由上述方案可见，由于在偏振分光装置和旋光装置的配合使用下，原路返回的光经过偏振分光装置和旋光装置后，将不会发生光路偏移，返回的光将不会入射到准直器中继而也不会返回到激光器中，然而当出现带有一定角度的返回光反射时，其返回光路便会出现变化，在第一分光光路和第二分光光路之间的位置上设置有光阑的阻挡部，通过阻挡部对返回光进行阻挡，在不影响正常使用的情况下，阻挡部的巧妙位置有效地阻挡不定角度的返回光，有效地提高光隔离器的光隔离性能。

[0007] 更进一步的方案是，第一光阑设置有第一透光部和第二透光部，第一分光光路穿过第一透光部，第二分光光路穿过第二透光部。

[0008] 由上可见，为了更进一步地提高光隔离性能，将光阑设置呈较大面积，并为分光光路分别设置透光部，使得输出的激光能够从透光部输出，返回的光都被阻挡部和透光部外的光阑阻挡。

[0009] 更进一步的方案是，第一光阑设置在第一偏振分光装置、旋光装置或第二偏振分光装置上。

[0010] 由上可见，光阑除了分离式地设置在偏振分光装置之间外，光阑还能够贴合地连接在偏振分光装置上。

[0011] 更进一步的方案是，旋光装置包括法拉第旋光片，第一分光光路和第二分光光路穿过法拉第旋光片。

[0012] 更进一步的方案是，旋光装置还包括设置在第一偏振分光装置和法拉第旋光片之间的波片。

[0013] 更进一步的方案是，旋光装置还包括设置在第二偏振分光装置和法拉第旋光片之间的波片。

[0014] 更进一步的方案是，第一光阑设置在波片或法拉第旋光片上。

[0015] 由上可见，旋光装置可通过波片和法拉第旋光片如磁旋光晶体的配合，其设置位置可根据需要进行旋转，通过旋光装置有效地使光的偏振态进行旋转，从而有效地提高光隔离度，且光阑的设置位置均可根据实际情况进行多种选择。

[0016] 更进一步的方案是，光隔离器还包括设置在第一偏振分光装置前级的第二光阑，第二光阑包括第三透光部，第一偏振分光装置的入射光路穿过第三透光部。

[0017] 更进一步的方案是，第二光阑包括第二阻挡部，第二阻挡部设置在第三透光外周。

[0018] 更进一步的方案是，光隔离器还包括设置在第二偏振分光装置后级的第三光阑，第三光阑包括第四透光部和第三阻挡部，第二偏振分光装置的输出光路穿过第四透光部，第三阻挡部设置在第四透光外周。

[0019] 由上可见，将第二光阑设置在准直器的后级，以及将第三光阑的设置第二偏振分光装置的后级，能够阻挡和吸收大部分返回光，更进一步地提高光隔离度。

附图说明

[0020] 图1是本发明光隔离器第一实施例的光输出原理图。

[0021] 图2是本发明光隔离器第一实施例的第一光返回原理图。

[0022] 图3是本发明光隔离器第一实施例的第二光返回原理图。

[0023] 图4是本发明光隔离器第二实施例的光输出原理图。

[0024] 图5是本发明光隔离器第二实施例中光隔离器的结构图。

[0025] 图6是本发明光隔离器第三实施例的光输出原理图。

[0026] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

[0027] 光隔离器第一实施例：

[0028] 参照图1，图1是光隔离器的光输出原理图，光隔离器沿光路方向设置有光纤11、准直器12、光阑13、偏振分光装置14、光阑15、波片16、磁旋光晶体17、偏振分光装置18和光阑19，光纤11的一端与准直器12连接，光纤11的另一端与激光器连接，激光器的谐振腔输出激光后经过光纤传输到准直器12，再经过准直器12沿输出光路准直输出。

[0029] 光阑13在中部设置有透光部，以及光阑13在透光部外周的位置上设置有阻挡部，准直器12的输出光路穿过光阑13的透光部。穿过光阑13的激光入射到偏振分光装置14，即偏振分光装置14的入射光路穿过光阑13透光部,偏振分光装置14包括由分光晶体等制作而成的分光棱镜，如渥拉斯顿棱镜或洛匈棱镜等，也可以是直接由双折射晶体制备的分光晶体，偏振分光装置14对自由激光的偏振态进行分束或合束输出，激光入射偏振分光装置14后输出偏振态相互垂直的第一分光束和第二分光束，第一分光束沿第一分光光路传输，第二分光束沿第二分光光路传输。

[0030] 在本实施例中旋光装置包括波片16和法拉第旋光片，法拉第旋光片采用磁旋光晶体17，第一分光束和第二分光束随后依次经过波片16和磁旋光晶体17，线偏振光的分光束经过波片16和磁旋光晶体17后，波片16和磁旋光晶体17对分光束的偏振方向进行旋转调整。随后从旋光装置输出的经过旋光调整的第一分光束和第二分光束入射偏振分光装置18，偏振分光装置18对第一分光束和第二分光束进行合束，最后合束后的激光穿过光阑19沿偏振分光装置18的输出光路输出到外，光阑19在中部设置有透光部，以及光阑19在透光部外周的位置上设置有阻挡部，偏振分光装置18的输出光路穿过光阑19的透光部。

[0031] 光阑15设置在偏振分光装置14的第一分光光路和偏振分光装置14的第二分光光路之间，即光阑15设置在第一分光束和第二分光束之间，优选地，光阑15包括阻挡部，光阑15的阻挡部在分光光路之间呈布满地设置，且在光阑15的上端部和下端部分别设置有透光部，第一分光束刚好在光阑15上端部的透光部穿过，第二分光束刚好在光阑15下端部的透光部穿过。

[0032] 参照图2，图2是光隔离器的第一光返回原理图，当有返回光沿原路返回时，返回光入射偏振分光装置18后，分成两束偏振态垂直的返回分光束出射，随后两返回分光束依次穿过磁旋光晶体17和波片16，在磁旋光晶体17和波片16的旋光作用后入射到偏振分光装置14，位于上端的第一返回分光束在调整偏振态后不发生折射并沿直线返回输出，随后第一返回分光束照射到光阑13的阻挡部上，位于下端的第二返回分光束在调整偏振态后发生折射后并输出，随后第二返回分光束照射到光阑13的阻挡部上，可见沿原路返回的返回光经过偏振分光装置和旋光装置的光处理后，其返回光均没有返回到准直器12上。

[0033] 参照图3，图3是光隔离器的第二光返回原理图，当有返回光以与原光路呈一定夹角的返回入射角返回时，使得返回光依次经过偏振分光装置18、磁旋光晶体17、波片16和偏振分光装置14后，第一返回分光束和第二返回分光束均发生光路倾斜偏移，此时，第一返回分光束在倾斜偏移后照射在光阑15的阻挡部上，继而有效阻挡返回光入射准直器12，第一返回分光束在倾斜偏移后照射到光阑13上。

[0034] 光隔离器第二实施例：

[0035] 参照图4和图5，图4是光隔离器第二实施例的光输出原理图，图5是光阑20的结构图。基于上述光隔离器第一实施例的相同原理下，光隔离器第二实施例对光阑20进行了改进，光阑20相比于光阑15呈较大面积地设置，光阑20设置有两个透光部22，偏振分光装置14的第一分光光路和第二分光光路，在透光部22之间的位置上光阑20设置有阻挡部21，且阻挡部21位于第一分光光路和第二分光光路之间的位置上。沿原路返回的返回光入射时，返回分光束将穿过透光部22，但由于在偏振分光装置14的分光作用下，使得返回分光束将会照射到光阑13上，当返回光以与原光路呈一定夹角的返回入射角返回时，倾斜的返回光则无法穿过透光部22，部分返回分光束照射到阻挡部21上，使得返回光将被光阑20阻挡，有效地防止返回光入射到准直器12。

[0036] 光隔离器第三实施例：

[0037] 参照图6，图6是本发明光隔离器第三实施例的光输出原理图。在上述实施例的基础上，设置在偏振分光装置之间的第一光阑的数量还可以为多个，如图6所示的光隔离器第三实施例还包括与光阑20相同结构的光阑23，光阑23设置在磁旋光晶体17和偏正分光装置18之间，同样是可实现本发明的目的，还以将另一个第一光阑设置在波片16和磁旋光晶体
17之间，其也是可以实现本发明的目的。

[0038] 由上可见，由于在偏振分光装置和旋光装置的配合使用下，原路返回的光经过偏振分光装置和旋光装置后，将不会发生光路偏移，返回的光将不会入射到准直器中继而也不会返回到激光器中，然而当出现带有一定角度的返回光反射时，其返回光路便会出现变化，在第一分光光路和第二分光光路之间的位置上设置有光阑的阻挡部，通过阻挡部对返回光进行阻挡，在不影响正常使用的情况下，阻挡部的巧妙位置有效地阻挡不定角度的返回光，有效地提高光隔离器的光隔离性能。

[0039] 上述实施例是本发明的较佳实施例，在实际应用时可具有更多的变化，如位于偏振分光装置14和偏振分光装置18之间的第二光阑，除了设置在偏振分光装置14和波片16之间外，还是设置在其他位于偏振分光装置14和偏振分光装置18之间任意位置上，以及采用贴附方式地设置在偏振分光装置14、波片16、磁旋光晶体17或偏振分光装置18的表面上，只要是将光阑的阻挡部设置在两分光光路之间就可以实现本发明的目的。以及改变波片16和磁旋光晶体17两者的位置，是旋光晶体和波片沿光路方向依次设置，即将磁旋光晶体17设置在靠近偏振分光装置14的一侧，将波片16设置在靠近偏振分光装置18的一侧，按照旋光的处理原理，同样是可实现本发明的目的。同时，本发明的旋光装置还可以采用其它旋光晶体，例如石英晶体代替波片与磁旋光晶体一起对光束进行旋光处理，以及将上述实施例准直器去除，只采用偏正分光装置和旋光装置的组合，光线直接输出偏正分光装置,这些改变也是能够实现本发明的目的。