大功率液冷光隔离器的制作方法

本发明涉及一种光隔离器，特别是涉及一种大功率液冷光隔离器。

背景技术：

光隔离器是只允许光沿一个方向通过而在阻挡相反方向的光的器件。半导体激光器、光纤激光器等器件对连接器、熔接点等处反射的光比较敏感，反射光可能导致器件损坏。因此需要用光隔离器来阻挡反射光。目前，使用的光隔离器大部分是用于小功率光束的，涉及到高功率光束时，容易出现散热效果不好、隔离度不高等问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种大功率液冷光隔离器，它具有高隔离度、散热效果好的优点，能够用于百瓦以上的大功率光纤或空间光束。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种大功率液冷光隔离器，包括沿正向光入射光轴上依次设有第一滤波器和光隔离器芯件，所述第一滤波器和光隔离器芯件均设置在水冷封装装置内。

所述第一滤波器包括光阑a及位于所述光阑两侧的透镜b和透镜c，所述光阑a上的第一通孔位于透镜b和透镜c的共同聚焦平面上。

所述光隔离器芯件包括沿正向光入射光轴上依次设置的第一双折射晶体、法拉第旋光器和第二双折射晶体。

所述法拉第旋光器旋光角度为45°。

所述液冷封装装置为设有储液环腔的筒状结构，其储液环腔的一侧设有进液口和出液口。

输入所述第一滤波器内的光及由所述光隔离器芯件输出的光束均是发散角小于5度的近似平行光束。

所述大功率液冷光隔离器进一步包括沿正向光入射光轴设置于所述水冷封装装置内的第一光纤准直器和第二光纤准直器，所述第一光纤准直器设置于所述第一滤波器的前方、且与输入光纤连接，所述第二光纤准直器设置于所述光隔离器芯件后方、且与输出光纤连接。

所述第一光纤准直器包括第一尾纤和透镜a，第一尾纤通过透镜a与光隔离器芯件的光路连接；所述第二光纤准直器包括第二尾纤和透镜f，第二尾纤通过透镜f与光隔离器芯件的光路连接。

所述大功率液冷光隔离器进一步包括沿正向光入射光轴设置于所述水冷封装装置内的第二滤波器，所述第二滤波器设置于所述光隔离器芯件的后方。

所述第二滤波器包括光阑b及设置于所述光阑b两侧的透镜d和透镜e，所述光阑b上的第二通孔位于透镜d和透镜e的共同聚焦平面上。

本发明的优点及有益效果是：本发明采用的结构能够将光隔离器的使用功率提高至百瓦以上。由于采用了水冷封装装置提高了散热效果，光隔离器可以较长时间地在大功率下稳定工作。

附图说明

图1为现有技术的光隔离器的结构示意图；

图2为本发明的实施例一的正向通光示意图；

图3为本发明的实施例一的反向通光示意图；

图4为本发明的实施例二的正向通光示意图；

图5为本发明的实施例二的反向通光示意图。

图中：1为液冷封装装置，1.1为进液口，1.2为出液口，2为第一光纤准直器，2.1为第一尾纤，2.2为透镜a，3为第一滤波器，3.1为透镜b，3.2为第一通孔，3.3透镜c，4为光隔离器芯件，4.1为第一双折射晶体，4.2为法拉第旋光器，4.3为第二双折射晶体，5.1为透镜d，5.2为第二通孔，5.3为透镜e，6为第二光纤准直器，6.1为第二尾纤，6.2为透镜f。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例一

如图2所示，一种大功率液冷光隔离器，包括沿正向光入射光轴上依次设有第一滤波器3和光隔离器芯件4，第一滤波器3和光隔离器芯件4均设置在水冷封装装置1内，输入第一滤波器3内的光及由光隔离器芯件4输出的光束均是发散角小于5度的近似平行光束。

第一滤波器3包括光阑a及位于光阑两侧的透镜b3.1和透镜c3.3，光阑a上的第一通孔3.2位于透镜b3.1和透镜c3.3的共同聚焦平面上。光阑a能够滤除与正向光入射光轴间的角度过大的光线。

光隔离器芯件4包括沿正向光入射光轴上依次设置的第一双折射晶体4.1、法拉第旋光器4.2和第二双折射晶体4.3。

本发明的一实施例中，法拉第旋光器4.2的旋光角度为45°。

液冷封装装置1为设有储液环腔的筒状结构，其储液环腔的一侧设有进液口1.1和出液口1.2，液冷封装装置1的两端分别设有同轴的光路入口和光路出口。

所述大功率液冷光隔离器进一步包括沿正向光入射光轴设置于水冷封装装置1内的第一光纤准直器2和第二光纤准直器6，第一光纤准直器2设置于第一滤波器3的前方、且与输入光纤连接，第二光纤准直器6设置于光隔离器芯件4后方、且与输出光纤连接。

第一光纤准直器2包括第一尾纤2.1和透镜a2.2，第一尾纤2.1通过透镜a2.2与光隔离器芯件4的光路连接；第一光纤准直器2将输入光纤输入的光束准直为近平行的光束。

第二光纤准直器6包括第二尾纤6.1和透镜f6.2，第二尾纤6.1通过透镜f6.2与光隔离器芯件4的光路连接。第二光纤准直器6将通过光隔离器芯件4的近平行的光束会聚耦合进输出光纤内。

如图2所示，正向传输的近平行光束经过光隔离器芯件4后仍为近平行的光束，且能够通过第二光纤准直器6耦合进输出光纤内。如图3所示，反向传输的光束经过光隔离器芯件4后变为两束光束。这两束光束与正向光入射光轴间有一定的角度，会被第一滤波器3阻挡而无法进入第一光纤准直器2内。

实施例二

如图3所示，一种大功率液冷光隔离器，包括沿正向光入射光轴上依次设有第一滤波器3和光隔离器芯件4，第一滤波器3和光隔离器芯件4均设置在水冷封装装置1内，输入第一滤波器3内的光及由光隔离器芯件4输出的光束均是发散角小于5度的近似平行光束。

第一滤波器3包括光阑a及位于光阑两侧的透镜b3.1和透镜c3.3，光阑a上的第一通孔3.2位于透镜b3.1和透镜c3.3的共同聚焦平面上。光阑a能够滤除与正向光入射光轴间的角度过大的光线。

光隔离器芯件4包括沿正向光入射光轴上依次设置的第一双折射晶体4.1、法拉第旋光器4.2和第二双折射晶体4.3。

本发明的一实施例中，法拉第旋光器4.2的旋光角度为45°。

液冷封装装置1为设有储液环腔的筒状结构，其储液环腔的一侧设有进液口1.1和出液口1.2，液冷封装装置1的两端分别设有同轴的光路入口和光路出口。

所述大功率液冷光隔离器进一步包括沿正向光入射光轴设置于水冷封装装置1内的第二滤波器5，第二滤波器5设置于光隔离器芯件4的后方。输入光束为近平行的光束，射入第一滤波器3内；输出光束为近平行的光束，从第二滤波器5射出。

第二滤波器5包括光阑b及设置于光阑b两侧的透镜d5.1和透镜e5.3，光阑b上的第二通孔5.2位于透镜d5.1和透镜e5.3的共同聚焦平面上。光阑b能够滤除与正向光入射光轴间的角度过大的光线。

如图4所示，正向传输的近平行的光束经过光隔离器芯件4后仍为近平行的光束，能够通过第二滤波器5后输出。如图5所示，反向传输的光束经过光隔离器芯件4后变为两束光束。这两束光束与正向光入射光轴间有一定的角度，会被第一滤波器3阻挡而无法从输入端射出。

本发明由于采用了水冷封装装置，提高了散热效果，光隔离器可以较长时间地在大功率下稳定工作。因此，本发明具有高隔离度、散热效果好和工作性能稳定的优点，能够用于大功率激光器。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。